DE69414751T2 - Gitterantenne für elektronisches Gegenstand-Überwachungssystem - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft elektronische Artikelüberwachungssysteme und insbesondere als Teil dieser Systeme vorgesehene Spulen-/Gitter-Konfigurationen zum Erzeugen und Detektieren von Magnetfeldern.
• Zu Anfang der Markteinführung auf Magnetbasis betriebener elektronischer Artikelüberwachungssysteme (electronic article surveillance EAS) vor mehr als zwanzig Jahren wurde eine Markierung verwendet, die aus einem etwa sieben Inch langen Streifen aus Permalloy ausgebildet war und dazu vorgesehen war, in einem Buchrücken versteckt zu werden, zwischen Seiten in Anhaftung gebracht zu werden etc. Der Streifen war grundlegend nur in einer Richtung detektierbar, und deshalb wurden mehrere Techniken entwickelt, um diese Beschränkung zu beseitigen. Einige dieser Techniken betrafen die Markierung selbst, wobei z. B. mehr als eine Markierung verwendet wurde, die Markierungen in rechten Winkeln positioniert wurden, L- oder X- förmige Markierungen verwendet wurden etc.
• Andere Techniken konzentrierten sich auf die Schaffung von Abfragefeldern, die in verschiedenen Richtungen verliefen, so daß die Markierungen unabhängig von ihrer Orientierung detektiert werden konnten. So beschreiben z. B. US-A-3,665,449 und US-A-3,697,996 die Verwendung dreier Spulen, die derart positioniert sind, daß sie Felder in drei orthogonalen Richtungen erzeugen, im Kombination mit einer elektronischen Schaltung, die durch sequentielles Aktivieren jeder der Spulen räumlich beabstandete Felder erzeugt, von denen sich jedes primär in einer Richtung erstreckt, um die Detektion von Markierungen zu verbessern, die aufgrund ihrer Orientierung in dieser Richtung detektierbar sind.
• US-A-4,135,183 befaßt sich mit einem anderen Ansatz zur Ermöglichung einer multidirektionalen Detektion. In dieser Schrift wird vorgeschlagen, komplexe und somit kostenaufwendige System, die eine sequentielle Aktivierung erfordern, dadurch zu vermeiden, daß ein Paar von im wesentlichen planar ausgebildeten Spulen vorgesehen wird, die an einander gegenüberliegenden Seiten eines Korridors positioniert sind, zwischen denen eine Abfragezone definiert ist. Beide Spulen haben insgesamt im wesentlichen die gleiche Form und sind entweder in der Konfiguration der Ziffer 8 oder derjenigen eines Stundenglases gewickelt. Diese Spulen gelten als geeignet zum Erzeugen von Feldern, die in unterschiedlichen Richtungen beträchtlich variieren und somit die Detektierbarkeit von Markierungen unabhängig von der Orientierung in der Zone verbessern.
• Andere Techniken zum Erzeugen von Feldern, die durch die gesamte Abfragezone in unterschiedlichen Richtungen verlaufen und dadurch die Detektion unidirektional antwortender Markierungen unabhängig von der Orientierung in der Zone verbessern, sind beschrieben in US-A-4,309,697; US-A-4,326,198; sowie US- A-4,623,877.
• US-A-4,309,697 schlägt die Verwendung eines Paares von Gittervorrichtungen vor, die parallel zueinander an einander gegenüberliegenden Seiten einer zwischen diesen verlaufenden Abfragezone positioniert sind. In jedem der Gitter soll eine rhomboidische Sende- , d. h. Felderzeugungs-Spule positioniert werden, wobei die diagonalen Seiten der jeweiligen Spulen in Gegenrichtung ausgerichtet sind; z. B. weist die Spule an einer Seite der Zone mit ihrer diagonalen Seite nach oben, während die diagonale Seite der anderen Spule in bezug auf einen gewünschten Durchtrittsweg durch die Zone nach unten weist. In dieser Schrift wird ferner vorgeschlagen, parallel und entlang jeder Senderspule ferner eine Empfängerspule in Form einer liegenden 8 zu positionieren.
• Im Gegensatz dazu wird entsprechend einer Ausführungsform gemäß US-A-4,326,198 vorgeschlagen, ein Paar von Senderspulen in einer Gitteranordnung an einer Seite der Zone und ein Paar von Empfängerspulen in einer weiteren Gitteranordnung zu verwenden, welche parallel zu dem ersten Gitter positioniert ist, jedoch an der anderen Seite der Zone angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Senderspulen im wesentlichen in dergleichen Ebene, sind sowohl horizontal als auch vertikal zueinander versetzt und sind derart geschaltet, daß der Strom in beiden Spulen in der gleichen Richtung fließt. Diese Ausführungsform verlangt ferner die Verwendung in entsprechender Weise versetzter gleichstromaktivierter Vorspannspulen. Während die vertikale und horizontale Versetzung die Erzeugung unterschiedlich ausgerichteter Feld-Komponenten über die gesamte Zone hinweg erleichtert, erfordert diese Versetzung andererseits die Verwendung zweier unterschiedlicher Gitteranordnungen.
• US-A-4,623,877 zeigt eine andere Variante. Gemäß dieser Schrift sind ein Paar von Feldspulen und ein Paar von Empfängerspulen sämtlich in einem einzigen Gitter enthalten. Die Felderzeugungsspulen sind im wesentlichen rechteckig, wobei kleinere rechteckige Spulen innerhalb einer größeren, eher quadratischen Spule angeordnet sind. Die Spulen sind derart geschaltet, daß der Strom in beiden Spulen in der gleichen Richtung fließt. Die Gitter werden paarweise an einander gegenüberliegenden Seiten der Abfragezone verwendet und sind derart geschaltet, daß der Strom in den Spulen auf einer Seite in Gegenrichtung zu demjenigen in den Spulen auf der anderen Seite fließt, wenn man sämtliche Spulen von der gleichen Seite der Zone her betrachtet.
• Ferner ist in US-A-4,994,939 eine Gitteranordnung mit einer gewissen Ähnlichkeit zu derjenigen beschrieben, die zum Umschließen der Spulenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, jedoch ist die in der Gitteranordung enthaltene Spulenanordnung nicht derart konfiguriert, daß sie eine erweiterte, multidirektionale Detektion in der gesamten Abfragezone ermöglicht.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spulenanordnung zur Verwendung in einem elektronischen Artikelüberwachungssystem zu schaffen, die eine verbesserte Detektierbarkeit magnetischer Markierungen unabhängig von deren Orientierung ermöglicht.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Spulenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den einzelnen Unteransprüchen definiert.
• Die Spulenanordnung gemäß der Erfindung unterscheidet sich signifikant von den oben beschriebenen Spulenanordnungen und weist Merkmale auf, die in einer zugehörigen Abfragezone zu Feldverteilungen führen, die die Detektierbarkeit der in der Abfragezone befindlichen magnetischen EAS-Markierungen unabhängig von der Orientierung noch weiter verbessern. Somit weist die Anordnung gemäß der Erfindung auch eine Felderzeugungsspule mit mindestens einem Paar im wesentlichen gleich konfigurierter. Spulensegmente auf, die im wesentlichen in Orientierung nebeneinander angeordnet sind. Bei der vorliegenden Anordnung weist jedes Segment ein Paar beabstandeter und im wesentlichen vertikaler Arme, eine Oberseite, einen im wesentlichen horizontalen Abschnitt, der die oberen Enden der vertikalen Arme miteinander verbindet, eine Unterseite und einen mindestens teilweise diagonal verlaufenden Abschnitt auf, der die unteren Enden der vertikalen Arme miteinander verbindet.
• Die jeweiligen vertikalen Arme jedes Segments sind in gleichem Abstand voneinander derart angeordnet, daß die Segmente im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind. Die jeweiligen Unterabschnitte jedes Segments sind im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet und jeweils mit mindestens einem Teil unter einem entgegengesetzten diagonalen Winkel in bezug auf einen in ähnlicher Weise positionierten Teil des Unterabschnittes des anderen Segments positioniert. Die Segmente sind derart miteinander verbunden, daß ein an diese angelegter Strom in den Oberabschnitten additiv ist und ein intensiveres Magnetfeld in der oberen Hälfte der Spulenanordnung erzeugt, um die Detektierbarkeit der nahe an der oberen Hälfte gelegenen EAS-Markierungen zu verbessern. Durch das aus dem Strom in den diagonal positionierten Unterabschnitten resultierende Feld wird eine Interferenz von elektromagnetisch aktiven Objekten, die sich nahe einer Oberfläche befinden, an der das zugehörige EAS-System positioniert sein kann, teilweise beseitigt und somit minimiert. Vorzugsweise sind die Oberabschnitte jedes Segments an einer unterschiedlichen vorbestimmten Höhe derart angeordnet, daß sie ein sich vertikal erstreckendes Magnetfeld erzeugen, um die Detektion der in den oberen Bereichen der Zone angeordneten elektronischen Markierungen zu verbessern.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Felderzeugungsspule mindestens ein Paar im wesentlichen gleich konfigurierter trapezförmiger. Spulensegmente auf, welche in einer im wesentlichen koplanaren Orientierung nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes trapezförmige Segment aufweist:
• i) ein Paar beabstandeter und im wesentlichen vertikaler Arme, die an jeweiligen oberen Enden im wesentlichen in der gleichen Ebene enden und unterschiedliche Längen aufweisen, so daß sie mit jeweiligen unteren Enden in im wesentlichen unterschiedlichen Ebenen enden,
• ii) einen im wesentlichen horizontalen oberen Abschnitt, der die oberen Enden der vertikalen Arme miteinander verbindet, und
• iii) einen mindestens diagonal verlaufenden Unterabschnitt, der die unteren Enden der unterschiedlich langen Arme miteinander verbindet.
• Das Paar von Spulensegmenten ist derart positioniert, daß der längere Arm eines Segments entlang des kürzeren Arms des anderen Segments angeordnet ist, wobei das untere Ende jedes längeren Arms im wesentlichen in der gleichen Ebene positioniert ist und somit die oberen horizontalen Abschnitte in unterschiedlichen Ebenen positioniert sind.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Detektorspule ferner eine Detektorspule auf, die nahe der Felderzeugungsspule und im wesentlichen koplanar mit dieser positioniert ist, wobei die Detektorspule zwei Abschnitte aufweist, die in Konfiguration einer liegenden Ziffer 8 miteinander verbunden sind. Vorzugsweise verläuft jede Hälfte des Unterabschnitts der Detektorspule derart diagonal, daß sie nahe einem jeweiligen diagonal konfigurierten Unterabschnitt der Felderzeugungsspule verläuft, und der Oberabschnitt der Detektorspule verläuft deutlich über dem obersten horizontalen Abschnitt der Felderzeugungsspule, um durch die Felderzeugungsspule erzeugte Randfelder zu detektieren.
• Es folgt eine detaillierte Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen:
• Fig. 1 zeigt eine weggebrochene perspektivische Ansicht von Antennengittern, die die Spulenanordnung gemäß der Erfindung enthalten, in. Kombination mit einem Block schaltbild zur Veranschaulichung eines zugehörigen EAS-Systems;
• Fig. 2 und 3 zeigen Seitenansichten einer Hälfte des Antennengitters aus Fig. 1, wobei in dem Gitter gemäß Fig. 2 eine Felderzeugungsspule positioniert ist und in dem Gitter gemäß Fig. 3 eine Detektorspule positioniert ist;
• Fig. 4 zeigt eine Darstellung dreier Felderzeugungsspulen gemäß Fig. 2, die in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, um zwei parallele Abfragezonen zu schaffen;
• Fig. 5 zeigt eine Darstellung eines Paares von Felderzeugungsspulen gemäß Fig. 2, wobei nahe jeder der Felderzeugungsspulen eine Detektorspule gemäß Fig. 3 in einer Explosionsansicht gezeigt ist;
• Fig. 6-12 zeigen Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen von Felderzeugungsspulen gemäß der Erfindung;
• Fig. 13A, 13B und 13C zeigen Vorder-, Seiten- bzw. Draufsichten eines Paares von beabstandeten herkömmlichen Felderzeugungsspulen, die zwischen sich eine Abfragezone definieren, wobei Fig. 13A ferner eine Darstellung der vertikalen Feldverteilung zeigt, die an einer Ebene angesetzt ist, welche im wesentlichen an dem Eingang in die Abfragezone und rechtwinklig zu der Fläche verläuft, an der die Spulen befestigt sind;
• Fig. 14A, 14B und 14C zeigen Vorder-, Seiten- bzw. Draufsichten eines Paares von beabstandeten herkömmlichen Felderzeugungsspulen gemäß Fig. 13A, 13B und 13C, wobei Fig. 14A ferner eine Darstellung der vertikalen Feldverteilung zeigt, die an einer Ebene angesetzt ist, welche im wesentlichen auf halbem Weg entlang der Zone und rechtwinklig zu der Fläche verläuft, an der die Spulen befestigt sind;
• Fig. 15A, 15B und 15C zeigen Vorder-, Seiten- bzw. Draufsichten eines Paares von nach der Erfindung ausgebildeten Felderzeugungsspulen gemäß Fig. 2, die derart beabstandet sind, daß sie zwischen sich eine Abfragezone definieren, wobei Fig. 15A ferner eine Darstellung der vertikalen Feldverteilung zeigt, die an einer Ebene angesetzt ist, welche im wesentlichen an dem Eingang in die Abfragezone und rechtwinklig zu der Fläche verläuft, an der die Spulen befestigt sind; und
• Fig. 16A, 16B und 16C zeigen Vorder-, Seiten- bzw. Draufsichten eines Paares von nach der Erfindung ausgebildeten Felderzeugungsspulen, wobei Fig. 16A ferner eine Darstellung der vertikalen Feldverteilung zeigt, die an einer Ebene angesetzt ist, welche im wesentlichen auf halbem Weg entlang der Zone und rechtwinklig zu der Fläche verläuft, an der die Spulen befestigt sind.
• Fig. 1 zeigt eine Installation der Spulenanordnung gemäß der Erfindung, wie sie typischerweise in einem Spulengitter enthalten ist und an einem Ausgang 12 aus einer gesicherten Einrichtung, z. B. eines Einzelhandelsgeschäftes, einer Bücherei und dgl., positioniert ist. Obwohl eine derartige Installation ein einzelnes Gitter 10 aufweisen kann, weist die Installation die Installation meistens auch ein zweites Gitter 10A auf, das parallel sowie im Abstand zu dem ersten angeordnet ist, so daß zwischen den Gittern eine Abfragezone 11 definiert ist. Bei einer derartigen typischen Verwendung kann ein Kunde, ein Benutzer etc. 14 detektiert werden, wenn diese Person durch die Abfragezone hindurchtritt und ein Objekt 16 mitführt, an dem die Markierung 18 befestigt ist. Wie an dem weggebrochenen Teil des Gitters 10 gezeigt ist, weist jede Spulenanordnung 20 eine Felderzeugungsspule 22 und eine Detektorspule 24 auf.
• Unter der Annahme, daß sich die Markierung im aktiven Zustand befindet, wirkt die Markierung mit Feldern zusammen, die durch die Felderzeugungsspulen, z. B. die Spule 22, in den Gittern 10 und 10A erzeugt werden, wenn diese Spulen durch die Wechselstromfeld-Energiequelle 26 aktiviert Unierden. Dies wiederum veranlaßt die jeweiligen Detektorspulen, z. B. die Detektorspule 24, zu einer derartigen Antwort, daß ein Signal durch die Signaldetektor- und Alarmanzeigeschaltungen 28 detektiert wird. Dies wiederum veranlaßt einen geeigneten Alarm, wie er z. B. durch ein Blitzlicht 30 oder einen Summtonerzeuger 31 ausgegeben werden kann, das bzw. der an der Oberseite des einen oder des anderen Gitters befestigt ist.
• Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht einer Hälfte eines Gitters 34, innerhalb derer eine Spulenanordnung 36, die eine Felderzeugungsspule 37 aufweist, befestigt. Wie dort gezeigt, weist die Spule 37 zwei im wesentlichen gleichartig ausgebildete trapezförmiger Spulensegmente 38 und 40 auf. Die Segmente sind im wesentlichen in einer koplanaren Orientierung nebeneinander angeordnet, wobei eine der Spulen als Spiegelbild der anderen positioniert ist. Das Segment. 40 ist ferner kürzer als das Segment 38 ausgebildet, wobei beide Segmente derart positioniert sind, daß die einander gegenüberliegenden längeren Schenkel 42 und 44 jedes Segments äquidistant von dem Boden 46 des Gitters angeordnet sind, so daß sich die oberen horizontalen Abschnitte 48 und 50 auf unterschiedlichen vorbestimmten Höhen befinden.
• Wie aus illustrativen Gründen gezeigt, weist jedes Segment 38 und 40 jeweils zwei Windungen auf, wobei die zweite Windung des eines Segments mit der ersten Windung des anderen Segments verbunden ist, so daß die beiden Segmente 38 und 40 in Reihe geschaltet sind. Die Pfeile an den jeweiligen Schenkeln und Abschnitten jedes Segments deuten an, daß der Strom in den beiden Oberabschnitten 48 und 50 in der gleichen Richtung fließt. Die resultierenden Magnetfelder verstärken einander und intensivieren die Felder in den oberen Bereichen der Zone, so daß die Detektierbarkeit der dort positionierten Markierungen verbessert wird.
• Ferner ist zu ersichtlich, daß der Strom in den einander entgegengesetzt positionierten diagonalen Abschnitten sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Komponente hat, und daß sich die horizontalen Komponenten, die in der gleichen Richtung verlaufen, derart addieren, daß ein stärkeres Feld erzeugt wird, das die Detektierbarkeit der mit diesem Feld ausgerichteten Markierungen verbessert. Die vertikalen Komponenten andererseits sind derart einander entgegengesetzt ausgerichtet, daß sie die Felder jeder Komponente teilweise löschen. Dieses netto betrachtet schwächere Feld führt mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Interferenz aufgrund elektromagnetisch empfindlicher Objekte, die möglicherweise unter der Oberfläche, auf der die Vorrichtung plaziert ist, angeordnet sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform war die gemäß der Erfindung verwendete Feldspule unter Verwendung zweier trapezförmiger Spulen konfiguriert, wobei die horizontalen oberen Elemente 356 mm beabstandet waren, die überlappenden Abschnitte der vertikalen Arme 356 mm hoch waren und die vertikale Höhe des diagonalen Abschnitts 356 mm betrug.
• Die Breite der Spule betrug 712 mm, und die Spule war mittels sechs Windungen von Six-Gauge-Litzendraht konfiguriert.
• Ferner zeigt Fig. 3 eine Vorderansicht eines Gitters 54, in dem eine Spulenanordnung 56 mit einer Detektorspule 58 positioniert ist. Obwohl diese Teile in Fig. 3 aus Gründen der Übersicht separat gezeigt sind, versteht sich, daß gemäß Fig. 1 eine bevorzugte Spulenanordnung eine Detektorspule aufweist, die an und im wesentlichen koplanar mit der Felderzeugungsspule positioniert ist. Die Detektorspule 58 weist zwei Abschnitte 60 und 62 auf, die in Konfiguration einer liegenden Ziffer 8 miteinander verbunden sind. Somit weist die Spule voneinander beabstandete vertikale Arme 64 und 66, die an jeweiligen oberen und unteren Enden auf im wesentlichen den gleichen jeweiligen Ebenen enden, zwei mittlere vertikale Arme 68 und 70, die einander kreuzen, und obere bzw. untere Abschnitte 72 und 74 auf, die jeden der beabstandeten vertikalen Arme 64 und 66 derart mit einem der mittleren Arme 68 und 70 verbinden, daß die linke Hälfte des Oberabschnitts 72 mit der rechten Hälfte des Unterabschnitts 74 verbunden ist und umgekehrt. Somit erstreckt sich jede Hälfte des Unterabschnitts der Detektorspule diagonal derart, daß sie an einem jeweiligen diagonal konfigurierten Unterabschnitt der Felderzeugungsspule angeordnet ist.
• Aus dieser Figur ist ferner ersichtlich, daß sich der Oberabschnitt 72 der Detektorspule merklich über den obersten horizontalen Abschnitt der Felderzeugungsspule hinaus erstreckt, so daß in diesem Bereich befindliche Markierungen leicht detektiert werden können und diese Markierungen nun als Ergebnis der verbesserten Feldintensität, die durch die in beiden Oberabschnitten der Felderzeugungsspule fließenden verstärkten Ströme erzeugt wird, erfaßt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform war die Detektorspule in der oben beschriebenen Weise konfiguriert, und zwar unter Verwendung einer Windung eines 18 Gauge aufweisenden Sechs-Leiter-Instrumenten drahtes, wobei die jeweiligen Leiter derart in Reihe geschaltet waren, daß sechs Windungen erzeugt wurden. Was die gewählten Bemessungen betrifft, so betrug die Breite der Spule 715 mm, wobei der Unterabschnitt spiegelbildlich zu dem diagonalen Unterabschnitt der Felderzeugungsspule ausgebildet war, und die Oberabschnitte erstreckten sich um 381 mm über die Oberseite des obersten horizontalen Abschnitts der Feldspule hinaus und sind dabei dem Oberabschnitt des Gitters konform.
• Fig. 4 zeigt eine Explosionsansicht von drei Felderzeugungsspulen 78, 80 und 82, wobei jede jeweilige Spule derart von den anderen beabstandet und parallel zu diesen angeordnet sind, daß zwischen den Spulen zwei parallele Abfragezonen definiert sind. Wie insbesondere für die Spule 78 gezeigt ist und wie auch in Fig. 2 dargestellt ist, weist jede der Spulen zwei Segmente 84 und 86 auf. Jedes Segment hat eine trapezförmige Gestalt und ist spiegelbildlich zudem gegenüberliegenden Segment positioniert. Somit weist jedes Segment 84 und 86 einen Oberabschnitt 88 und 90 auf, die sich derart parallel zueinander erstrecken und in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, daß sie das Feld in einen oberen Teil der resultierenden Abfragezone ausdehnen. Jede Spule weist ferner einander gegenüberliegende vertikale Arme 92 und 94, und 96 und 98, und diagonal entgegengesetzt ausgerichtete untere Schenkel 100 und 102 auf. Die beiden Segmente in jeder Spulen sind vorzugsweise in Reihe geschaltet und ferner derart verbunden, daß der Strom in den jeweiligen Spulen in der mittleren Spule in Gegenrichtung ausgerichtet ist.
• Es ist ersichtlich, daß derartige in Gegenrichtung ausgerichteten Ströme in den sich ausbreitenden Feldern über die Abfragezone hinweg zusammenwirken. Somit erzeugen Spulen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, Zonenbreiten von mindestens 914 mm und erfüllen die Anforderungen des American Disabilities Act.
• Die Felderzeugungsspulen 78, 80 und 82 sind ferner in Fig. 5 gezeigt, wobei die Detektorspulen 104, 106 und 108 jeweils an einer der Felderzeugungsspulen positioniert sind. Die Detektorspulen, die jeweils die in Fig. 3 gezeigte Konfiguration einer "liegenden 8" haben, sind ihrerseits derart geschaltet, daß die Detektierbarkeit in einer Abfragezone mit erweiterter Breite und Höhe maximiert wird.
• Fig. 6 bis 12 zeigen verschiedenen alternative Konfigurationen der Felderzeugungsspulen gemäß der Erfindung. So kann, wie Fig. 6 zeigt, die Spule 110 gemäß einer Ausführungsform zwei Segmente mit im wesentlichen gleicher Größe aufweisen, die derart nebeneinander und in spiegelbildlicher Anordnung positioniert sind, daß die diagonalen Schenkel in Gegenrichtung zueinander verlaufen. Bei einer derartigen Ausführungsform sind auch die jeweiligen Oberabschnitte 112 und 114 nebeneinander angeordnet, statt wie bei den zuvor beschriebenen Spulen beabstandet zu sein. Gemäß Fig. 7 kann die Felderzeugungsspule 112 derart ausgebildet sein, daß die jeweiligen Unterabschnitte 118 und 120, statt als geradlinige, diagonal positionierte Abschnitte ausgebildet zu sein, jeweils derart winklig verlaufen, daß ein Teil abwärts gerichtet ist, während ein weiterer Teil aufwärts gerichtet ist. Bei den Segmenten verlaufen ferner die jeweiligen abwärts und aufwärts gerichteten Teile beider Abschnitte entlang einer gemeinsamen Linie.
• Ferner ist ersichtlich, daß die Spule auch anders als geradlinig ausgebildete Oberabschnitte aufweisen kann. Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsformen, bei denen an den Spulen 122 (Fig. 8) und 124 (Fig. 9) einer oder beide der Oberabschnitte 126, 128 und 130 gekrümmt sind, wie es möglicherweise gewünscht ist, damit diese der Gesamtform einer in der Anordnung enthaltenen Detektionsspule entsprechen. Ähnlich dazu zeigen Fig. 10 und 11 Ausführungsformen, bei denen die Spulen 132 und 134 Segmente aufweisen, bei denen einer oder mehr der jeweiligen Oberabschnitte 136, 138, 140 und 142 geradlinig sind. Gemäß Fig. 12 schließlich kann die Spule 144 Segmente aufweisen, bei denen die nebeneinander angeordneten Arme 146 und 148, und 150 und 152, obwohl sie im wesentlichen vertikal sind, divergieren oder konvergieren. Andere Varianten fallen ebenso unter den Umfang der Erfindung.
• Die durch die Spulenanordnung gemäß der Erfindung geschaffene verbesserte Feldverteilung ist besonders aus Fig. 13, 14, 15 und 16 ersichtlich. Fig. 13 zeigt ein Paar voneinander beabstandeter herkömmlicher Felderzeugungsspulenanordnungen, wobei Fig. 13A einen Querschnitt einer Abfragezone, 13B eine Seitenansicht und 13c eine Draufsicht zeigt. Fig. 13B zeigt somit nur eine der Spulenanordnungen 154, wobei die andere direkt hinter dieser positioniert ist. Die Anordnung 154 weist zwei im wesentlichen quadratische Abschnitte 156 und 158 auf, die derart positioniert sind, daß die jeweiligen vertikalen Arme ausgerichtet sind, und wobei die horizontalen Abschnitte derart versetzt sind, daß der untere horizontale Abschnitt des Oberabschnitts 156 den Mittelpunkt des Unterabschnitts 158 schneidet. (Eine derartige Konfiguration ist in US-A-4,623,877 beschrieben, jedoch in einer Form, bei der zwei Spulensegmente gleicher Breite vorgesehen sind, wobei ein Segment, das ein Drittel der Höhe des anderen hat, in dem anderen zentriert ist.) Die Draufsicht gemäß Fig. 13C verdeutlicht ferner die Position der anderen Spulenanordnung 160, die gleichartige Segmente 162 und 164 aufweist, welche derart von der Anordnung 154 beabstandet sind, daß sie zwischen sich die Abfragezone definieren.
• Der Eintritt in die Zone in jeder der Fig. 13B und C ist durch den Pfeil 166 gekennzeichnet. Eine nahe dem Eintritt gelegene Zone, die in diesen Ansichten mit E-E gekennzeichnet ist, ist in Fig. 13A zusammen mit den jeweiligen unteren und oberen Feldverteilungslinien gezeigt. Bei einem in der gleichen Richtung erfolgenden Stromfluß in den jeweiligen oberen und unteren horizontalen Abschnitten jedes Segments und in der Gegenrichtung in den Spulen an gegenüberliegenden Seiten der Zone ist ersichtlich, daß die durch eine derartige Spulen- und Strom-Konfiguration erzeugten Feldmuster derart beschaffen sind, daß vertikale Feld-Komponente in bezug auf die oberen und unteren horizontalen Spulenelemente symmetrisch ist, wobei diejenige in den unteren Elementen in entgegengesetzter Richtung verläuft. Die Aufhebung des unteren vertikalen Feldes mit dem oberen vertikalen Feld erfolgt in der geometrischen Mitte der kombinierten Anordnung. Das untere vertikale Feld unterhalb der Spule ist das gleiche wie dasjenige, das sich oberhalb des oberen Paars von Spulen erstreckt. Ferner ist die Felddichte, die in der Ebene E-E und in entsprechender Weise an einer ähnlich positionierten Ebene an dem Austritt aus der Zone auftritt, im wesentlichen das kleinstmögliche vertikale Muster, das irgendwo in der Zone vorhanden ist.
• Fig. 14A-C zeigen im wesentlichen die gleiche Spulen- und Strom-Konfiguration wie die im Zusammenhang mit Fig. 13A-C erläuterte Konfiguration, unterscheiden sich jedoch darin, daß die in Fig. 14A gezeigte Ansicht entlang einer Ebene C-C nahe einer Distanz auf halbem Wege entlang des Korridors angesetzt ist. Aus Fig. 14A ist ersichtlich, daß bei dem gleichen in den Spulen fließenden Strom die vertikale Feld-Komponente immer noch symmetrisch in bezug auf die oberen und unteren horizontalen Spulen-Abschnitte ist. Die Aufhebung des unteren vertikalen Feldes mit dem oberen vertikalen Feld erfolgt wiederum an der geometrischen Mitte der horizontalen Ebene der. Anordnung. Ferner kann, das das vertikale Feld unterhalb der Anordnung immer noch das gleiche ist wie das sich über dem oberen Ende der Anordnung erstreckende vertikale Feld, eine Interferenz aufgrund elektromagnetisch aktiver Objekte auftreten, z. B. aufgrund von Verstärkungsstreben unterhalb des Bodens etc. Die Dichte des in der Ebene C-C in dem Korridor erzeugten vertikalen Feldes ist die höchstmögliche Dichte, die irgendwo entlang dem Korridor vorhanden ist.
• Im Gegensatz zu der im Zusammenhang mit Fig. 13 und 14 beschriebenen herkömmlichen Spulenanordnung zeigen Fig. 15 und 16 eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht von Spulenanordnungen gemäß der Erfindung, und insbesondere entsprechen diese den einen einzelnen Korridor bildenden, trapezförmigen Anordnungen gemäß Fig. 1. Somit ist gemäß Fig. 15B eine Anordnung 167 mit Segmenten 168 und 170 versehen, und - wie ferner in Fig. 15C gezeigt ist - ist die andere Anordnung 172 mit Segmenten 174 und 176 versehen.
• Wie aus der Randansicht gemäß Fig. 15A, die an der Ebene E-E nahe dem Eintritt in die Zone angesetzt ist und im wesentlichen die gleichen Spulen- und Strom-Konfigurationen wie in Fig. 4 aufweist, ersichtlich ist, sind die Feld-Muster derart ausgebildet, daß die Aufhebungen der vertikalen Feld-Komponente in dem Unterabschnitt der Zone aufgrund des kleineren vertikalen Feldes, das aus den entgegengesetzten vertikalen Feldern resultiert, minimiert werden. (Vergleiche Fig. 13A und 15A) Im Gegensatz dazu ist das vertikale Feld an den oberen horizontalen Elementen gegenüber demjenigen gemäß Fig. 13A gezeigten leicht vergrößert. Vorzugsweise wird die Markierungsdetektion demgegenüber nochmals verbessert, indem Detektorspulen mit erweiterter Höhe verwendet werden, wie in Fig. 3 anhand sowohl der linken als auch der rechten Spulenanordnungen gezeigt ist.
• Schließlich wurden gemäß Fig. 16A-C im wesentlichen die gleichen Spulen- und Strom-Konfigurationen verwendet, die anhand Fig. 15A-C erläutert wurden, jedoch mit dem Unterschied, daß die in Fig. 16A gezeigte Ansicht entlang einer Ebene C-C nahe der Mitte der Zone angesetzt ist. Aus Fig. 16A ist ersichtlich, daß bei dem gleichen in den Spulen fließenden Strom die vertikale Feld-Komponente immer noch symmetrisch in bezug auf die oberen horizontalen Spulen-Abschnitte ist, und zwar wiederum in entgegengesetzten Richtungen in den jeweiligen rechten und linken Spulenanordnungen. Die Aufhebung des unteren vertikalen Feldes mit dem oberen vertikalen Feld tritt nun auf einer tieferen Ebene auf. Unterhalb dieser Ebene, an der sich die unteren diagonalen Elemente an einem Kreuzungspunkt befinden, wird zudem ein Feldmuster mit hoher Dichte erzeugt. Der Effekt dieser Unausgewogenheit besteht darin, daß das vertikale Feld ausgedehnt wird und somit der detektierbare Bereich in der oberen Hälfte der Zone maximiert wird. Ferner ist - was wichtig ist - der untere vertikale Bereich kleiner und erzeugt somit ein kleineres externes Feld, so daß störende Einwirkungen von externen Quellen, wie z. B. solchen, die möglicherweise unter dem Boden angeordnet sind, reduziert werden. Die vertikale Feld-Dichte, die in der Ebene C-C auftritt, ist die höchstmögliche Dichte, die irgendwo entlang dem Korridor vorhanden ist. Insgesamt wird die Erfassung in dem oberen vertikalen Feld maximiert, und das vertikale Feld in der unteren Hälfte wird minimiert, sodaß externe Störeinflüsse reduziert werden.

Claims (10)

1. Spulenanordnung für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem, mit einer Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144), die mindestens ein Paar im wesentlichen gleich konfigurierter Spulensegmente (38, 40, 84, 86) aufweist, welche in einer im wesentlichen koplanaren Orientierung nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Segment (38, 40, 84, 86) aufweist:

i) ein Paar beabstandeter und im wesentlichen vertikaler Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98),

ii) einen im wesentlichen horizontalen oberen Abschnitt (48, 50, 88, 90, 126, 128, 130, 136, 138, 140, 142), der die oberen Enden der vertikalen Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98) miteinander verbindet, und

iii) einen mindestens teilweise diagonal verlaufenden Unterabschnitt (46, 100, 102, 118, 120), der die unteren Enden der vertikalen Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98) miteinander verbindet,

wobei die jeweiligen vertikalen Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98) jedes Segments (38, 40, 84, 86) in gleichem Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß die Segmente (38, 40, 84, 86) im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Unterabschnitte (46, 100, 102, 118, 120) jedes Segments (38, 40, 84, 86) im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind und jeweils mit mindestens einem Teil unter einem entgegengesetzten diagonalen Winkel in bezug auf einen in ähnlicher Weise positionierten Teil des Unterabschnittes (46, 100, 102, 118, 120) des anderen Segments (38, 40, 84, 86) positioniert sind, wobei die Segmente (38, 40, 84, 86) derart miteinander verbunden sind, daß ein an diese angelegter Strom in den oberen Abschnitten (48, 50, 88, 90, 126, 128, 130, 136, 138, 140, 142) additiv ist und das resultierende Magnetfeld in der oberen Hälfte der Spulenanordnung intensiviert sowie die Detektierbarkeit der nahe an der oberen Hälfte gelegenen elektronischen Artikelüberwachungsmarkierungen (18) verbessert, während das aus dem Strom in den diagonal positionierten Unterabschnitten (46, 100, 102, 118, 120) resultierende Feld eine Interferenz von elektromagnetisch aktiven Objekten, die sich nahe einer Oberfläche befinden, an der das elektronische Artikelüberwachungssystem positioniert sein kann, teilweise beseitigt und somit minimiert.

2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen oberen Abschnitte (48, 50, 88, 90, 126, 128, 130, 136, 138, 140, 142) jedes Segments (38, 40, 84, 86) an einer unterschiedlichen vorbestimmten Höhe derart angeordnet sind, daß sie in der oberen Hälfte der Spulenanordnung ein sich vertikal erstreckendes Magnetfeld erzeugen, um die Detektierbarkeit der in der oberen Hälfte der Abfragezone (11) angeordneten elektronischen Artikelüberwachungsmarkierungen (18) zu verbessern.

3. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulensegmente (38, 40, 84, 86) der Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) trapezförmig ausgebildet und seitlich aneinander entlangverlaufend konfiguriert sind, wobei bei jedem trapezförmigen Segment (38, 40, 84, 86)

i) die im. Abstand und parallel zueinander angeordneten vertikalen Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98) mit jeweiligen oberen Enden im wesentlichen in der gleichen Ebene enden und unterschiedliche Längen aufweisen, so daß sie mit jeweiligen unteren Enden in im wesentlichen unterschiedlichen Ebenen enden, und

ii) die Unterabschnitte (46, 100, 102, 118, 120) diagonal derart positioniert sind, daß sie die unteren Enden der unterschiedliche Längen aufweisenden vertikalen Arme (42, 44, 92, 94, 96, 98) miteinander verbinden, wobei das Paar von Spulensegmenten (38, 40, 84, 86) derart positioniert ist, daß der längere Arm (42, 44, 92, 94, 96, 98) eines Segments (38, 40, 84, 86) entlang des kürzeren Arms des anderen Segments (38, 40, 84, 86) angeordnet ist, wobei das untere Ende jedes längeren Arms (42, 44, 92, 94, 96, 98) im wesentlichen in der gleichen Ebene positioniert ist und somit die oberen horizontalen Abschnitte, (48, 50, 88, 90, 126, 128, 130, 136, 138, 140, 142) in unterschiedlichen Ebenen positioniert sind.

4. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch eine Detektorspule (24, 58, 104, 106, 108), die nahe der Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) und im wesentlichen koplanar mit dieser positioniert ist, wobei die Detektorspule (24, 58, 104, 106, 108) zwei Abschnitte aufweist, die in Konfiguration einer liegenden Ziffer 8 miteinander verbunden sind.

5. Spulenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorspule (24, 58, 104, 106, 108) aufweist: im Abstand angeordnete vertikale Arme (64, 66), die mit jeweiligen unteren und oberen Enden im wesentlichen in den gleichen Ebenen enden, zwei zentrale vertikale Arme (68, 70), die einander kreuzen, und Ober- und Unterabschnitte (72, 74), die jeden der im Abstand angeordneten Arme (64, 66) mit einem der zentralen Arme (68, 70) derart verbinden, daß die linke Hälfte des Oberabschnitts (72) mit der rechten Hälfte des Unterabschnitts (74) verbunden ist und umgekehrt, wobei jede Hälfte des Unterabschnitts (74) der Detektorspule (24, 58, 104, 106, 108) derart diagonal verläuft, daß sie nahe einem jeweiligen diagonal konfigurierten Unterabschnitt (46, 100, 102, 118, 120) der Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verläuft.

6. Spulenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberabschnitt (72) der Detektorspule (24, 58, 104, 106, 108) deutlich über dem obersten horizontalen Abschnitt (48, 50, 88, 90, 126, 128, 130, 136, 138, 140, 142) der Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verläuft, um Randfelder zu detektieren, die deutlich über der Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verlaufen.

7. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144), die parallel zu und im Abstand von der ersten Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verläuft und dadurch zwischen sich eine Abfragezone (11) eines Artikelüberwachungssystems definiert.

8. Spulenanordnung nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verbinden des Paares von Felderzeugungsspulen (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) derart, daß bei Betrachtung von der gleichen Seite der Abfragezone (11) her in den entsprechenden Abschnitten jeder Spule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) Strom in entgegengesetzten Richtungen fließt.

9. Spulenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, ferner gekennzeichnet durch eine dritte Felderzeugungsspule (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144), die parallel zu und im Abstand von einer benachbarten der anderen Felderzeugungsspulen (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verläuft und dadurch eine zweite Abfragezone (11) definiert, die parallel zu der ersten Abfragezone (11) verläuft.

10. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner gekennzeichnet durch ein Paar von Detektorspulen (24, 58, 104, 106, 108), wobei jede der Detektorspulen (24, 58, 104, 106, 108) nahe an und im wesentlichen koplanar mit einer der Felderzeugungsspulen (22, 37, 78, 80, 82, 110, 116, 122, 124, 132, 134, 144) verläuft und zwei Abschnitte aufweist, die in Konfiguration einer flachen Ziffer 8 miteinander verbunden sind.