DE69106395T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Deaktivieren elektromagnetischer Erfassungsmarken. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Deaktivieren elektromagnetischer Erkennungsmarkierungen mit einer Resonanzschaltung, bei dem ein Abfragefeld erzeugt wird, dessen Frequenz über einen Frequenzbereich verändert wird, der die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung der Erkennungsmarkierung umfaßt, und bei dem eine Markierung durch ein verstärktes Abfragefeld deaktiviert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Deaktivieren elektromagnetischer Erkennungsmarkierungen mit einer Resonanzschaltung, wobei die Vorrichtung einen Sendeempfänger mit einer Antenne zum Erzeugen eines Abfragefeldes und eine Einrichtung zum Erzeugen eines auf einen Deaktivierungspegel verstärkten Feldes. Die Erfindung betrifft ebenso ein elektromagnetisches Erkennungssystem mit wenigstens einer Erkennungszone, in der im Betrieb durch einen oder mehrere Sendeempfänger ein elektrornagnetisches Abfragefeld zum Erkennen von eine Resonanzschaltung aufweisenden Erkennungsmarkierungen erzeugt werden kann, und mehreren Deaktivierungsvorrichtungen, in denen im Betrieb Erkennungsmarkierungen mittels eines Sendeempfängers erkannt und deaktiviert werden können.
• Elektromagnetische Erkennungsmarkierungen, die manchmal als Wafer oder Erkennungsplättchen bezeichnet werden, können in vielen Situationen zum Erkennen der Anwesenheit, und in vielen Fällen sogar der Identität, von Personen, Tieren, Fahrzeugen, Artikeln etc. in einer Erkennungszone verwendet werden. Ein wesentlicher Verwendungsbereich solcher Erkennungsmarkierungen sind Ladendiebstahlerkennungssysteme. Bei einer solchen Anwendung wird jeder zu schützende Artikel mit einer Erkennungsmarkierung, die eine Resonanzschaltung aufweist, versehen. In der Nähe der Ausgänge des jeweiligen Ladenlokals sind Erkennungszonen vorgesehen, in denen ein elektromagnetisches wechselstromfeld, das manchmal als Abfragefeld bezeichnet wird, mit der Resonanzfrequenz der elektromagnetischen Markierungen erzeugt wird. Oft wird ein überstreichendes Feld verwendet, d.h. ein Abfragefeld, dessen Frequenz periodisch mit einer vorbestimmten Rate zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert variiert. Die Resonanzfrequenz der Markierungen liegt in diesem Fall zwischen diesen Grenzwerten. Sobald sich eine Markierung in der Erkennungszone befindet, wird die Resonanzschaltung der Markierung durch das elektromagnetische Feld in den Resonanzzustand versetzt. Diese Tatsache kann entweder auf der Basis der dadurch verursachten Energieabsorption oder auf der Basis des von der Markierung selbst gebildeten Sekundärfeldes ermittelt werden.
• Die Markierungen werden normalerweise von einem Angestellten an der Kasse entfernt sobald die geschützten Waren bezahlt sind. In diesem Fall erreichen die Markierungen die Erkennungszone nicht. Wenn jedoch versucht wird, die Waren aus dem Laden zu nehmen, ohne dafür zu bezahlen, werden die Markierungen, die an den Waren meist in besonderer Weise befestigt sind, nicht entfernt. Solche nicht entfernten Markierungen werden in der Erkennungszone erkannt, woraufhin ein Signal ausgegeben werden kann, das den Kunden daran erinnert, die Ware zu bezahlen.
• Die von einem Angestellten an der Kasse entfernten Markierungen sind oftmals zur Wiederverwendung bestimmt. Alternativ sind manche Markierungen nur zur einmaligen Verwendung vorgesehen. Solche Markierungen können an der Kasse entfernt oder einfach deaktiviert werden, d.h. derart modifiziert werden, daß die deaktivierten Markierungen durch die Erkennungszone bewegt werden können, ohne erkannt zu werden. Das Deaktivieren sollte vorzugsweise kontaktlos erfolgen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Markierungen an einer schwer zugänglichen Stelle anzubringen. Ferner fördert ein kontaktloses und vorzugsweise auch automatisches Deaktivieren eine schnelle Handhabung an der Kasse.
• Solche deaktivierbaren Markierungen können zum Beispiel in Form von Aufklebern vorliegen.
• Um das tatsächliche Deaktivieren der deaktivierbaren Markierungen zu bewirken, ist es erforderlich, die Charakteristika der Resonanzschaltungen der Markierungen derart zu verändern, daß die Markierungen nicht mehr erkannt werden können. Bekannte Möglichkeiten hierfür sind beispielsweise das Verstimmen der Resonanzfrequenz der Schaltung auf Frequenzen außerhalb des Erkennungsbereichs; das Verändern des Gütefaktors Q der Schaltung auf einen geringen Wert; Unterbrechen der Schaltung, oder Kurzschließen der Schaltung. Um die Veränderung der Charakteristika zu bewirken, wird in den meisten Fällen eines der beiden Prinzipien verwendet:
• 1. Dielektrischer Durchschlag des Kondensators der Schaltung, wodurch ein permanenter Kurzschluß oder eine Verringerung des Gütefaktors bewirkt wird;
• 2. Permanente Unterbrechung der Schaltung durch Zerstörung einer in der Schaltung enthaltenen Sicherung.
• Das Verfahren 1 erfordert das Erzeugen einer hohen Spannung am Kondensator. Bei dem Verfahren 2 muß jedoch ein hoher Strom durch die Schaltung fließen. In beiden Fällen ist eine viel größere Stärke des elektromagnetischen Feldes erforderlich als die normalerweise zum Erkennen des Vorhandenseins der Markierung verwendete Feldstärke. Die maximale Energie wird auf die Resonanzfrequenz der Markierung übertragen. Zu diesem Zweck vorgesehene Vorrichtungen sind als "Deaktivierer" bekannt. Ein Deaktivierer der genannten Art ist im US-Patent 4 567 473 offenbart. Der bekannte Deaktivierer weist eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes in einem begrenzten Raum auf, deren Frequenz bis zu einem gewissen Grad um die Resonanzfrequenz der Markierungen variiert. Ferner ist in dem Deaktivierer eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins einer Markierung in dem Bereich und der Resonanzfrequenz der Markierung vorgesehen. Wenn der Deaktivierer das Vorhandensein und die Resonanzfrequenz einer Markierung erkannt hat, wird ein derart starkes Feld mit der betreffenden Resonanzfrequenz erzeugt, daß die Resonanzeigenschaften der Markierung permanent ausgeschaltet sind. Das Erkennungssystem ist auch bei dar erhöhten Feldstärke aktiv und sobald die Markierung nicht mehr erkannt wird und die Resonanzschaltung ausgeschaltet ist, wird die Feldstärke auf den normalen Erkennungspegel rückgeführt. Bei einem alternativen Verfahren, das ebenfalls im US-Patent 4 567 473 beschrieben ist, wird ein Feld mit erhöhter Feldstärke und einer überstreichenden Frequenz verwendet. Ein Nachteil besteht darin, daß die Bandbreite einer Markierung im allgemeinen etwa 10% der Frequenzüberstreichung ausmacht. Während ungefähr 90% der Deaktivierungsphase wird daher unnötigerweise ein starkes Feld erzeugt, was mehrere Nachteile mit sich bringt. Zum Beispiel wird der Bediener des Deaktivierers einer relativ hohen körperlichen Belastung durch das elektromagnetische Hochfrequenzfeld ausgesetzt. Ferner ist der Energieverbrauch der bekannten Vorrichtung unnötig hoch. Des weiteren führen beide bekannte Verfahren oft zu unerwünschter Strahlung infolge der starken nicht synchronisierten Daktivierungsfelder, wodurch Interferenzen mit an anderer Stelle erzeugten Abfragefeldern entstehen können, die zu falschen Alarmen oder einer geringeren Chance des Erkennens der Markierungen führen können.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu überwinden und, im allgemeinen, ein wirksames und zuverlässiges Verfahren und eine ebensolche Vorrichtung zum Deaktivieren von elektromagnetischen Erkennungsmarkierungen zu schaffen.
• Das Verfahren der genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Abfragefeldes kontinuierlich und periodisch zwischen einer ersten und einer zweiten Frequenz verändert wird; daß beim Erkennen einer Erkennungsmarkierung die Resonanzfrequenz der Markierung erkannt wird, und daß bei wenigstens einem der nachfolgenden Male, bei denen die periodisch variierende Frequenz die erkannte Frequenz passiert, die Feldstärke an der Stelle der Erkennungsmarkierung über einen kurzen Zeitraum erheblich erhöht wird.
• Die Vorrichtung der genannten Art zum Deaktivieren elektromagnetischer Erkennungsmarkierungen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeempfänger aufweist: eine Einrichtung zum Erzeugen eines Abfragefeldes mit einer kontinuierlich und periodisch variierenden Frequenz, eine Erkennungseinrichtung, die erkennt, bei welchem Wert der variierenden Frequenz eine Markierung erkannt wird, und eine Einrichtung zum erheblichen kurzfristigen Erhöhen der Feldstärke zu einem oder mehreren Zeitpunkten, wenn der genannte Wert der variierenden Frequenz erneut erreicht wird.
• Das Erkennungssystem der genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine zentrale Synchronisiereinrichtung, die mit sämtlichen Sendeempfängern der Erkennungszonen und mit den Deaktivierungseinrichtungen verbunden ist und diesen Synchronisiersignale zuführt, um zu bewirken, daß die Frequenzen der im Betrieb durch die Sendeempfänger erzeugten Abfrage-/Deaktivierungsfelder sich periodisch, kontinuierlich und synchron verändern.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen als Beispiel beschrieben.
• Es zeigen:
• Fig. 1 - eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
• Fig. 2 - ein Signal mit Frequenzüberstreichung; und
• Fig. 3 - eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Feldstärke eines Abfrage-/Deaktivierungsfeldes und der überstreichenden Frequenz.
• Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Deaktivierers 1 mit einem Sendeempfänger 2, der eine Antenne 3 aufweist, mittels der in einem begrenzten Bereich ein elektromagnetisches Abfragefeld erzeugt werden kann. Die Frequenz des Abfragefeldes wird auf bekannte Art und Weise kontinuierlich und periodisch zwischen einer ersten und einer zweiten Frequenz variiert, beispielsweise durch Verwendung eines nicht dargestellten VCO (spannungsgesteuerter Oszillator). Diese überstreichende Frequenz ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die Frequenz f0 des Abfragefeldes variiert periodisch und kontinuierlich zwischen einer niedrigsten Frequenz f1 und einer höchsten Frequenz f2. Bei dem dargestellten Beispiel variiert die Frequenz f0 sinusförmig, jedoch ist jede andere Form einer graduellen Veränderung prinzipiell möglich, beispielsweise eine Dreiecks- oder eine Sägezahnform. Der Frequenzbereich f1-f2 umfaßt die Resonanzfrequenz f3 der Resonanzschaltung LC der verwendeten Markierung, beispielsweise der bei 4 schematisch dargestellten Markierung. Anders ausgedrückt liegt die Frequenz f3 innerhalb des Frequenzüberstreichungsbereichs.
• Befindet sich eine Markierung 4 innerhalb des durch die Antenne 3 erzeugten Feldes, wird die Resonanzschaltung LC der Markierung in den Resonanzzustand versetzt, wenn die Frequenz des Feldes den Wert f3 hat. Zu diesem Zeitpunkt wird das Vorhandensein der Markierung in bekannter Weise erkannt. Ferner ist sodann die Resonanzfrequenz der Markierung bekannt, da sie dem momentanen Wert der Feldfrequenz entspricht.
• Die Erkennung einer Markierung kann auf der Basis der an der Antenne 3 vorherrschenden Spannung erfolgen, die abnimmt, sobald die Resonanzschaltung der Markierung den Resonanzzustand erreicht hat. Es ist ebenfalls möglich, das von der Markierung gesendete Signal mittels einer separaten Empfangsantenne und eines damit verbundenen Empfängers zu erkennen. Bei dem dargestellten Beispiel wird das Vorhandensein einer Markierung von dem Sendeempfänger 2 erkannt, der bei der Erkennung einer Markierung ein Steuersignal, beispielsweise einen Steuerimpuls, an eine Leistungsendstufe 5 liefert. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Leistungsendstufe 5 mit einer separaten Antenne 6 verbunden, die in der Nähe der Markierung 4 ein verstärktes Feld mit der Resonanzfrequenz der betreffenden Markierung erzeugen kann. Das verstärkte Feld hat eine derart hohe Intensität, daß die elektrischen Charakteristika der Markierung derart verändert werden, daß die Markierung deaktiviert ist. Zu diesem Zweck kann die Resonanzschaltung der Markierung einen leicht schmelzbaren Leiterbereich und/oder einen Kondensator aufweisen, der bei einer höheren Spannung durchschlägt.
• Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Resonanzfrequenz f3' einer erkannten Markierung. Die betreffende Markierung wurde zu einem Zeitpunkt t nach dem Beginn einer periodischen Frequenzüberstreichung erkannt. Die Frequenz der erkannten Markierung wird auf die eine oder andere Weise entweder direkt oder indirekt und entweder durch digitale oder analoge Einrichtungen gespeichert. Die Frequenzüberstreichungszyklen sind kontinuierlich und erfolgen ohne Unterbrechung. Sobald die überstreichnde Frequenz beispielsweise nach einem oder mehreren ganzen Frequenzüberstreichungszyklen den Wert der gespeicherten Frequenz erneut erreicht, wird, wie bereits erwähnt, die Intensität des Abfragefeldes bei der Markierung 4 erheblich erhöht.
• Bei dem dargestellten Beispiel wird zu diesem Zweck der zuvor erwähnte Steuerimpuls verwendet, der von dem Sendeempfänger 2 der Leistungsendstufe 5 beim Erkennen einer Markierung zugeführt wird. Die Leistungsendstufe weist eine verzögerungsvorrichtung 7 auf, die bei dem dargestellten Beispiel nach einem Zyklus T der Frequenzüberstreichung ein Signal liefert, das die Leistungsendstufe derart steuert, daß diese die Antenne 6 mit einem starken Signal aktiviert. Die Antenne 6 bildet somit ein starkes elektromagnetisches Feld bei der Markierung 4. Bei dem beschriebenen Beispiel wird die Markierung daher zum Zeitpunkt t1 + T deaktiviert.
• Das Abfragefeld wird verstärkt und dann innerhalb der Bandbreite der Markierung gedämpft, wofür pro Burst nicht mehr als einige Millisekunden erforderlich sind. Wenn jedoch der erste Burst die Markierung nicht deaktiviert hat, wird die Markierung während der nächsten Frequenzüberstreichung erneut erkannt und der Burst kann erneut erzeugt werden.
• Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Überstreichungsbreite und der erzeugten Leistung. Der Sendeempfänger 2 des Deaktivierers verbleibt während des ersten Teils der Überstreichung auf dem - begrenzten - Erkennungspegel P&sub0; und erkennt eine Markierung mit einer gegebenen Frequenz 3. Nach einem oder mehreren Zyklen T, wird f3 erneut passiert. Während diesem Passieren wird die Feldstärke des Abfragefeldes plötzlich erheblich erhöht bis der Deaktivierungspegel Pd erreicht ist, wonach die Feldstärke erneut auf den Erkennungspegel gedämpft wird.
• Durch das Beibehalten einer kontinuierlichen Frequenzüberstreichung auch während der erhöhten Feldstärke kann der Deaktivierer weiter mit anderen Abfragefeldern des (Ladendiebstahl-) Erkennungssystems sowie mit jeder anderen unter Umständen vorgesehenen Einrichtung des Erkennungssystems synchronisiert werden. Demzufolge können keine Störsignale auftreten, die sich normalerweise aus der Unterbrechung der Frequenzüberstreichung oder einer nicht synchronisierten Frequenzüberstreichung ergeben. Ferner ist der Burst auf die Bandbreite der Markierung begrenzt, wodurch vorteilhafte Auswirkungen sowohl auf den Energieverbrauch als auch auf die biologischen Effekte elektromagnetischer Strahlung erreicht werden.
• Fig. 1 zeigt bei 8 schematisch einen zentralen Synchronisierer, der über mehrere Ausgänge 9-12 Synchronisiersignale an die verschiedenen Detektoren und Deaktivierer eines Erkennungssystems liefert. Die Synchronisiersignale können beispielsweise aus einem zentral erzeugten periodischen Signal mit überstreichender Frequenz bestehen, das nötigenfalls an den verschiedenen Ausgängen mit geeigneter Phasendifferenz, welche die verschiedenen Entfernungen der Erkennungs- und Deaktivierungsvorrichtungen von dem zentralen Synchronisierer berücksichtigen, geliefert werden kann.
• Der Fachmann erkennt nach der Lektüre des Vorhergehenden verschiedene Modifikationsmöglichkeiten. Die Vorrichtungen 2 und 5 können zur Bildung einer einzelnen Vorrichtung integriert werden und es ist ebenfalls möglich, eine einzige Antenne sowohl zum Erkennen als auch zum Deaktivieren einer Markierung zu verwenden.
• Die Verzögerungsvorrichtung kann eine analoge Verzögerungsleitung sein, jedoch kann alternativ auch eine digitale Verzögerungsvorrichtung verwendet werden, die zum Beispiel einen Zähler oder ein Schieberegister sowie einen geeigneten Taktimpulsgenerator aufweist, der vorzugsweise mit der überstreichenden Frequenz phasensynchronisiert ist.
• Ferner kann der Deaktivierer derart ausgebildet sein, daß die Feldstärke nicht erhöht wird, bis eine Markierung eine vorbestimmte Zahl von Malen erkannt wurde. Falls gewünscht, kann eine während des Anstiegsbereichs der Frequenzüberstreichung erkannte Markierung schon während des nächsten Abstiegsbereichs der Überstreichung deaktiviert werden, wie in Fig. 3 bei f3" dargestellt. Es kann ferner eine in Fig. 1 bei 14 dargestellte Einrichtung zum manuellen Einschalten des verstärkten Feldes für den Fall vorgesehen sein, daß eine Markierung nicht auf normale Weise deaktiviert werden kann.
• Diese und andere Modifikationen fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims (12)

1. Verfahren zum Deaktivieren elektromagnetischer Erkennungsmarkierungen mit einer Resonanzschaltung, bei dem ein Abfragefeld erzeugt wird, dessen Frequenz über einen Frequenzbereich verändert wird, der die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung der Erkennungsmarkierung umfaßt, und bei dem eine Markierung durch ein verstärktes Abfragefeld deaktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Abfragefeldes kontinuierlich und periodisch zwischen einer ersten und einer zweiten Frequenz verändert wird; daß beim Erkennen einer Erkennungsmarkierung die Resonanzfrequenz der Markierung erkannt wird, und daß bei wenigstens einem der nachfolgenden Male, bei denen die periodisch variierende Frequenz die erkannte Frequenz passiert, die Feldstärke an der Stelle der Erkennungsmarkierung über einen kurzen Zeitraum erheblich erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Feldstärke zu einem oder mehreren auf einen oder mehrere Frequenzänderungszyklen folgenden Zeitpunkten nach dem Zeitpunkt des Erkennens der Markierung erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte, zu denen die Feldstärke erhöht wird, mittels einer Verzögerungsvorrichtung bestimmt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke erst erhöht wird, nachdem die Markierung während einer vorbestimmten Mindestzahl von Frequenzänderungszyklen erkannt wurde.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des Prüfens, ob eine durch das Abfragefeld erkennbare Markierung vorhanden ist, nachdem die Feldstärke ein oder mehrere Male erheblich erhöht wurde, und des ein- oder mehrmaligen Erhöhens der Feldstärke bei der Resonanzfrequenz der Markierung, wenn eine erkennbare Markierung vorhanden ist.

6. Elektromagnetisches Erkennungssystem mit wenigstens einer Erkennungszone, in der im Betrieb durch einen oder mehrere Sendeempfänger ein elektromagnetisches Abfragefeld zum Erkennen von eine Resonanzschaltung aufweisenden Erkennungsmarkierungen erzeugt werden kann, und mehreren Deaktivierungsvorrichtungen, in denen im Betrieb Erkennungsmarkierungeb mittels eines Sendeempfängers erkannt und deaktiviert werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeempfänger aufweist: eine Einrichtung zum Erzeugen eines Abfragefeldes mit einer kontinuierlich und periodisch variierenden Frequenz, eine Erkennungseinrichtung, die erkennt, bei welchem Wert der variierenden Frequenz eine Markierung erkannt wird, und eine Einrichtung zum erheblichen kurzfristigen Erhöhen der Feldstärke zu einem oder mehreren Zeitpunkten, wenn der genannte Wert der variierenden Frequenz erneut erreicht wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erhöhen der Feldstärke eine Leistungsendstufe und eine Verzögerungsvorrichtung aufweist, die die Leistungsendstufe eine vorbestimmte Zeit nach dem Erkennen einer Markierung einschaltet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine digitale Verzögerungseinrichtung ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zeitraum gleich einem Zyklus (T) der variierenden Frequenz ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsendstufe mit einer separaten Antenne verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsendstufe eine Einrichtung zum manuellen Einschalten aufweist.

12. Elektromagnetisches Erkennungssystem mit wenigstens einer Erkennungszone, in der im Betrieb durch einen oder mehrere Sendeempfänger ein elektromagnetisches Abfragefeld zum Erkennen von eine Resonanzschaltung aufweisenden Erkennungsmarkierungen erzeugt werden kann, und mehreren Deaktivierungsvorrichtungen, in denen im Betrieb Erkennungsmarkierungen mittels eines Sendeempfängers erkannt und deaktiviert werden können, gekennzeichnet durch eine zentrale Synchronisiereinrichtung, die mit sämtlichen Sendeempfängern der Erkennungszonen und mit den Deaktivierungseinrichtungen verbunden ist und diesen Synchronisiersignale zuführt, um zu bewirken, daß die Frequenzen der im Betrieb durch die Sendeempfänger erzeugten Abfrage-/Deaktivierungsfelder sich periodisch, kontinuierlich und synchron verändern.