DE69025512T2

DE69025512T2 - Magnetische Artikelüberwachungsmarkierung mit Ansprache in mehreren Richtungen, zwei Zuständen, und Dauerzustand

Info

Publication number: DE69025512T2
Application number: DE69025512T
Authority: DE
Inventors: Samuel Montean
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2010-08-03
Also published as: CA2021792A1; AU624011B2; JPH0381897A; EP0412721A2; EP0412721A3; ES2084003T3; DE69025512D1; DK0412721T3; AU5999890A; US4967185A; EP0412721B1; CA2021792C

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Warenüberwachungssysteme (EAS) allgemeiner Art, wobei in einer Abfragezone ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird, und wobei eine in der Zone vorhandene magnetisch ansprechende Markierung zu der Erzeugung eines Kennsignals führt, das erfaßt und verarbeitet wird, um ein entsprechendes Ansprechverhalten zu erzeugen, wie zum Beispiel einen Alarm, usw.

Allgemeiner Stand der Technik

Die modernen elektronischen Warenüberwachungssysteme auf Magnetbasis stammen allgemein von dem Französischen Patent mit der Nummer 763.681 aus dem Jahre 1934 ab. In dem Patent wird die Verwendung von Markierungen dargestellt, die aus einem Stück einer Legierung mit niedriger Koerzitivkraft und mit hoher Durchlässigkeit, wie zum Beispiel Permalloy, gestaltet werden, und wobei in diesem Patent gelehrt wird, daß bei einer Umkehr der Magnetisierung eines derartigen Stücks durch ein mit einer Grundfrequenz wechselndes Magnetfeld, erfaßbare Oberschwingungen dieser Frequenz erzeugt werden.
In letzter Zeit haben verschiedene Erfinder magnetische Markierungen entwickelt, die Doppelzustandsfähigkeiten aufweisen. Wie dies zuerst in den U.S. Patenten US-A-3.665.449 (Elder u.a.) und US-A-3.747.086 (Peterson) offenbart wurde, umfassen diese Doppelzustands-Markierungen normalerweise mindestens ein Stück eines Werkstoffs mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität in Verbindung mit mindestens einem Stück aus einem remanent magnetisierbaren Werkstoff. Wenn das letztgenannte Stück magnetisiert wird, ist ihm ein Magnetfeld zugeordnet, das den Werkstoff mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität vormagnetisiert, so daß das Signal verändert wird, das erzeugt wird, wenn sich der vormagnetisierte Werkstoff in dem Abfragefeld befindet. In dem Patent '449 wird ferner offenbart, daß diese Doppelzustands- Markierungen koextensive Streifen aus einem magnetisierbaren Werkstoff und einem Werkstoff mit hoher Permebilität und niedriger Koerzitivkraft umfassen können, wobei ferner offenbart wird, daß der magnetisierbare Werkstoff gleichmäßig magnetisiert sein kann, wobei dies jedoch nicht bevorzugt wird. In diesem Patent wird jedoch nicht vorgeschlagen, wie Signale dieser Markierungen, bei denen der magnetisierbare Streifen alternativ nicht magnetisiert oder gleichmäßig magnetisiert ist, zuverlässig voneinander unterschieden werden können. Ebenso umfaßt ein Markierungs-Ausführungsbeispiel des Patents '086 zwei koextensive Streifen. In diesem Patent wird zwar angegeben, daß die Magnetisierung eines Streifens den Oberwellengehalt des durch den anderen erzeugten Signals ändert, jedoch wird die genaue Beschaffenheit der Magnetisierung nicht spezifiziert. Die Offenbarung des Patents '086 bezieht sich in bezug auf Figur 6D nur auf den Vorschlag, daß die Magnetisierung des Ansprechstreifens vollständig magnetisiert gelassen werden soll, wodurch dafür gesorgt wird, daß die Markierung absolut geräuschlos ist.
In den Patenten '449 und '086 wird zwar vorgeschlagen, daß in eine Richtung ansprechende Markierungen durch ein Vormagnetisierungsfeld deaktiviert werden können, das sich über die ganze Länge des Ansprechstreifens erstreckt, wobei es jedoch mittlerweile anerkannt ist, daß eine zuverlässige Deaktivierung dadurch erzielt wird, daß unterbrochene Felder vorgesehen werden, so daß der Ansprechstreifen im wesentlichen als eine Mehrzahl von Streifen mit kürzerer Länge anspricht. Dies wird in normalen, für den Handel geeigneten Systemen dadurch verwirklicht, daß eine Mehrzahl magnetisierbarer Stücke mit Zwischenabständen auf dem Ansprechstreifen vorgesehen ist, oder daß ein kontinuierlicher Streifen eines magnetisierbaren Werkstoffs vorgesehen wird, der in Bändern mit wechselnder Polarität magnetisiert ist.
In letzter Zeit wurden auch magnetische Markierungen mit einem Ansprechverhalten in mehrere Richtungen entwickelt. Wie dies zum Beispiel in einem neueren Patent des Erfinders der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, d.h. in dem U.S. Patent US-A-4.710.754, können diese Markierungen ein quadratisches Stück aus einem Werkstoff mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität umfassen, wobei das Stück so gestaltet wird, daß es Bereiche mit schmaleren Breiten aufweist, die entlang der Kante der Quadrate zentriert sind, wodurch in jeder Ecke Schaltbereiche und ausgedehnte Bereiche vorgesehen werden, die Magnetfluß sammeln und in die Schaltbereiche leiten. Die Markierungen aüs dem Patent '754 werden mit Doppelzustand erzeugt, und zwar durch Hinzufügung diskreter Stücke eines magnetisierbaren Werkstoffs neben jedem Schaltbereich.
In dem U.S. Patent US-A-4.825.194 (Church u.a.) wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Doppelzustands-Markierung mit einem Ansprechverhalten in mehreren Dimensionen offenbart, wobei diskrete magnetisierbare Stücke neben Flußkollektorbereichen einer Lage des Ansprechwerkstoffs positioniert sind. In diesem Patent wird optional vorgeschlagen, daß zusätzliche Stücke eines magnetisierbaren Werkstoffs neben den Schaltbereichen positioniert werden können, wobei der Abstand zwischen den entsprechenden magnetisierbaren Stücken jedoch ausreichend groß sein muß, damit eine merkliche magnetische Kopplung dazwischen verhindert wird.
In einem zweiten neueren Patent des Erfinders der vorliegenden Erfindung, d.h. in dem U.S. Patent US-A-4.746.908, werden Markierungen mit einem Ansprechverhalten in mehrere Dimensionen offenbart, wobei ein koextensive Lage aus einem magnetisierbaren Werkstoff in Verbindung mit einer Lage aus einem Ansprechwerkstoff mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität vorgesehen wird. Jedoch weisen die Markierungen aus dem Patent '908 eine deutlich andere Funktionsfähigkeit auf, und sie verwenden ein Stück eines Ansprechwerkstoffs, das so konfiguriert ist, däß es kein gewünschtes Ansprechverhalten erzeugt. Die koextensive Lage aus dem magnetisierbaren Werkstoff wird mit einem vorbestimmten Muster magnetisiert, wobei nur benachbarte Abschnitte des Ansprechwerkstoffs vormagnetisiert werden, wodurch das Ansprechverhalten dieser Abschnitte gesperrt wird. Das magnetisierte Muster ist so vorgesehen, daß die Dimensionen des nicht-vormagnetisierten verbleibenden Abschnitts danach die gewünschte normale Verwendung erzeugen können, d.h. daß die Markierung in deren empflindlichen Zustand magnetisiert wird.
In dem U.S. Patent US-A-4.123.749 an Hartmann u.a. wird ein Überwachungssystem offenbart, das Markierungselemente und magnetfelderzeugende Spulen aufweist, die in den Ausgangsbereichen eines Ladengeschäfts oder in anderen zu schützenden Bereichen ein Magnetfeld erzeugen. Wenn in das in dern Augangsbereich vorhandene Feld ein Markierungselement eingeführt wird, wird dadurch eine Erzeugung unterschiedlicher Frequenzen bewirkt, die von einem Sensorelement erfaßt werden, wobei das Sensorelement daraufhin ein Signal sendet. Ferner werden verschiedene Markierungselemente offenbart, die durch magnetische Sättigung des Werkstoffs deaktiviert werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Markierung nach Anspruch 1 vorgesehen, und gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Warenüberwachungssystem riach Anspruch 7 vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Markierung weicht von der herkömmlichen Funktionsweise der handelsüblichen, oben beschriebenen, magnetischen EAS-Systeme ab, wobei Markierungen durch Magnetisierung deaktiviert werden, um eine Mehrzahl diskreter Felder vorzusehen, die ausgewählte Abschnitte der Markierung vormagnetisieren. Stattdessen konnte festgestellt werden, daß Markierungen mit mehrdimensionalem Ansprechverhalten, die in etwa den in dem Patent '754 bevorzugten Markierungen entsprechen, zuverlässig aus einem ersten aktiven Zustand in einen zweiten inaktiven Zustand wechseln können, und zwar durch Anlegen eines Magnetfelds zur gleichmäßigen Magnetisierung einer koextensiven magnetisierbaren Lage in jede Richtung in der Ebene der Lage. Die Markierung kann danach durch Entmagnetisierung der magnetisierbaren Lage wieder in den aktiven Zustand wechseln bzw. umgeschaltet werden. Eine derartige Markierung umfaßt somit zwei koextensive magnetische Lagen, wobei die Breite der Lagen nicht kleiner ist als die Hälfte der Länge. Die erste Lage wird aus einem Werkstoff mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft ausgewählt, wobei sie so konfiguriert ist, daß sie mindestens zwei senkrecht zueinander angeordnete verlängerte Bereiche nahe der Peripherie der Lage aufweist. Jeder der verlängerten Bereiche kann auf ein magnetisches Wechselfeld in einer Abfragezone ansprechen, das allgemein entlang der Länge des Bereichs angelegt wird, um die Erzeugung eines Alarms zu bewirken. Jeder Bereich umfaßt einen schmalen Breitenbereich, der einen Schaltbereich bildet und er erstreckt sich an jedem Ende entlang der Länge in ausgedehnte Bereiche, die Flußkollektorbereiche für den benachbarten Schaltbereich bilden.
Die zweite Lage ist fest und ununterbrochen und sie wird aus einem remanent magnetisierbaren Werkstoff ausgewählt, wobei die zweite Lage über der Lage des Ansprechwerkstoffs liegt und mit dieser magnetisch gekoppelt ist. Diese magnetisierbare Lage bewirkt bei einer im wesentlichen gleichmäßigen Magnetisierung in der Ebene der Lage, daß Schaltimpulse mit wechselnder Polarität, die auf eine Umkehr der Magnetisierung der Schaltbereiche zurückzuführen sind, wenn sie Wechselfeldern ausgesetzt werden, zeitlich verschoben werden und/oder Amplitudenveränderungen aufweisen. Markierungen, bei denen die magnetisierbare Lage alternativ magnetisiert oder entmagnetisiert wird, können voneinander unterschieden werden.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die erfindungsgemäße Markierung eine im wesentlichen quadratische Ansprechlage mit Schaltbereichen, die entlang der Kante jeder Seite zentriert sind sowie mit Flußkollektorbereichen in jeder Ecke der Lage. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ferner jeder verlängerte Bereich in der Lage des Ansprechwerkstoffs so konfiguriert, daß er Innenkanten sowohl des schmalen Breitenbereichs als auch der ausgedehnten Bereiche aufweist, die durch ein kontinuierliches schmales Band definiert sind, in der Werkstoff nicht vorhanden ist, wobei der verbleibende innerste Abschnitt der Lage somit im wesentlichen von dem Rest der Lage magnetisch isoliert und doch physisch vorhanden ist, so daß eine fertige Markierung ein homogenes Erscheinungsbild mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke aufweist.
Wie dies bereits vorstehend erwähnt worden ist, werden die beiden Zustände der erfindungsgemäßen Markierung durch den zeitlichen Unterschied manifestiert, in dem Impulse mit wechselnder Polarität erzeugt werden sowie durch die Amplitudenunterschiede zwischen den entsprechenden Impulsen, und zwar davon abhängig, ob die magnetisierbare Lage magnetisiert wird oder nicht. Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner ein elektronisches Warenüberwachungssystem zur Verwendung mit diesen Markierungen. Zusätzlich zu den Markierungen umfaßt das System entsprechende Einrichtungen, wie zum Beispiel einen Steueroszillator, einen Verstärker und Feldwicklungen, zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds in einer Abfragezone, eine Einrichtung zum Empfang und zur Unterscheidung zwischen von den Markierungen erzeugten Signalen, und wobei bei Bedarf schließlich ein Alarm- bzw. Warnsignal erzeugt wird, und mit einer Einrichtung zur Magnetisierung des magnetisierbaren Werkstoffs in den Markierungen. Die Magnetisierungseinrichtung sieht vorzugsweise einen einzelnen, im wesentlichen gleichmäßigen magnetischen Dipol in der magnetisierbaren Lage vor, wobei eine Kante der Lage eine magnetische Polarität aufweist, während eine entgegengesetzte Kante die entgegengesetzte Polarität aufweist.
Die Empfangseinrichtung empfängt Signale, die aus Flußveränderungen in der Markierung resultieren, die erzeugt werden, wenn die Markierung einem Wechselfeld in der Zone ausgesetzt ist. Ferner sind Einrichtungen zur Unterscheidung zwischen Signalen von den Markierungen vorhanden, wenn das Stück des magnetisierbaren Werkstoffs entweder magnetisiert wird, so daß es einen genannten einzelnen magnetischen Dipol aufweist, oder entmagnetisiert wird, sowie von anderen Signalen, die durch Umgebungseffekte, zufällige ferromagnetische Objekte und dergleichen erzeugt werden. Die Unterscheidungseinrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung, die auf Amplitudenunterschiede der durch die Markierung erzeugten Signale anspricht sowie auf relative Verschiebungen alternierender Signalkomponenten, so daß bei Notwendigkeit ein Warnsignal erzeugt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
die Figuren 1A und 1B Draufsichten der beiden magnetischen Lagen, die Markierungen eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung umfassen;
die Figuren 2A und 2B Unter- und Querschnittsansichten eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
die Figuren 3 und 4 Draufsichten der Ansprechlagen eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Markierung;
Figur 5 eine Perspektivansicht eines Streifens von Markierungen gemäß der Darstellung in den Figuren 1A und 1B; und
Figur 6 eine Kombination aus einer bildlichen Darstellung und einem Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems.

Genaue Beschreibung

In einer auseinandergezogenen Ansicht aus den Figuren 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Markierung dargestellt. Wie dies daraus ersichtlich ist, umfaßt eine derartige Markierung 10 zwei Lagen 12 und 14 eines magnetischen Werkstoffs. Die erste Lage 12 besteht aus einem ferromagnetischen Werkstoff mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft, wie zum Beispiel Permalloy, Supermalloy oder dergleichen. Bei dieser Lage kann es sich ferner um eine Zusammensetzung einer Vielzahl möglicher amorpher, ferromagnetischer Zusammensetzungen handeln, wie zum Beispiel um eine Eisen-Nickel-Zusammensetzung vom Typ 262MB2 oder um eine hochkobalthaltige Zusammensetzung vom Typ 2705M, wobei diese beiden Zusammensetzungen von der Allied-Signal Corporation hergestellt werden. Die Lage weist vorzugsweise eine quadratische Konfiguration auf, mit vier Bereichen 16, 18, 20 und 22 mit eingeschränktem Querschnitt, wobei sich jeder Bereich ungefähr in der Mitte jeder der entsprechenden Seiten befindet. Diese Bereiche bilden somit Schaltbereiche, in denen Magnetfluß durch die ausgedehnten Bereiche 24, 26, 28 und 30 in jeder Ecke des Quadrats konzentriert werden.
Diese Lage kann ferner mit Kerben 36, 38, 40 und 42 ausgebildet sein, die entlang jeder Kante zentral angeordnet sind, so daß sie die Breiten der Schaltbereiche 16, 18, 20 und 22 weiter begrenzen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Markierung aus einer derartigen Lage eines Werkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft gestaltet werden, wobei die Innenkanten der entsprechenden Bereiche mit eingeschränktem Querschnitt und die ausgedehnten Eckenbereiche durch ein allgemein quadratisches schmales Band 32 definiert werden, in dem der magnetische Werkstoff entfernt worden ist, so daß ein innerster Bereich 34 verbleibt, in dem der Werkstoff noch vorhanden ist, wie dies ferner in Figur 1A dargestellt ist. Das schmale Band des entfernten Werkstoffs 32 isoliert somit den mittleren Abschnitt bzw. das Mittelstück 34 von den magnetisch aktiven Schaltbereichen bzw. den Flußkollektorbereichen.
Bei der zweiten Lage 14 der Markierung 10 handelt es sich um eine zu der ersten Lage 12 koextensive Lage, die eine feste Lage eines magnetisierbaren Werkstoffs umfaßt, wie zum Beispiel Vicalloy, magnetischer Edelstahl, Chromendur II oder dergleichen. Bei einer bevorzugten Konstruktion wird Arnokrome von der Arnold Engineering Co., Marengo, Illinois, verwendet, wobei es sich dabei um eine Legierung aus Eisen, Kobalt, Chrom und Vanadium handelt, die etwa der Legierung "A" entspricht, die in dem U.S. Patent US-A-4.120.704 beschrieben ist, das an diese Firma erteilt wurde. Bei einer besonders bevorzugten Konfiguration wird eine Lage dieses Werkstoffs wärmebehandelt, um eine Koerzitivkraft von ungefähr 6.400 A/m vorzusehen. Ebenfalls zulässig sind andere Legierungen mit Koerzitivkräften im Bereich von 3.200 bis 16.000 A/m. Um sowohl für die Desensibilisierungsfelder (Magnetisierungsfelder) als auch die Abfragefelder das gleiche Ansprechverhalten zu gewährleisten, ungeachtet der Orientierung der Markierung in bezug auf diese Felder ist es ferner wünschenswert, daß die Lagen isotropisch sind, so daß sie insbesondere in alle Richtungen in der Ebene der Lage die gleichen magnetischen Eigenschaften aufweisen.
Danach werden die beiden Lagen 12 und 14 vorzugsweise mit einem druckreaktiven Klebstoff oder dergleichen zusammengefügt, wobei die verbundenen Schichten wiederum in einer Sandwich- Konstruktion zwischen einer Unterschicht eines druckreaktiven Klebstoffs und einer Abzieschicht angeordnet werden, so daß sie Markierungen abgegeben und an zu schützenden Waren bzw. Artikeln befestigt werden können, und wobei es eine Oberschicht möglich macht, daß Kundeninformationen, Preisinformationen, usw. auf der Markierung vorgesehen werden können.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 1A und 1B wurde die erste Lage 12 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem quadratischen Stück Permalloy mit einer Seitenlänge von 1 Inch und mit einer Dicke von 15,2 µm erzeugt. Die Lage war ferner mit dem entfernten Bereich 32 ausgebildet, in dem die Breite des entfernten Bands etwa 2,39 mm betrug, wobei die Breite der Schaltbereiche 16, 18, 20 und 22 0,76 mm ausmachte, und wobei der Durchmesser der halbkreisförmigen Kerben neben jedem der Schaltbereiche 3,18 mm betrug. Bei der zweiten Lage 14 handelte es sich um ein quadratisches Stück Arnokrome -Legierung mit einer Seitenlänge von 1 Inch und einer Dicke von 20 µm, wobei die Legierung gemäß obiger Beschreibung so behandelt wurde, daß sie eine Koerzitivkraft von etwa 3.600 A/m aufwies.
Es konnte festgestellt werden, daß eine derartige Markierung zuverlässig aus einem ersten aktiven Zustand in einen zweiten inaktiven Zustand umgeschaltet werden kann, und zwar durch eine im wesentlichen gleichmäßige Magnetisierung der magnetisierbaren Lage in der Ebene der Lage, so daß entlang einer Kante der Lage eine erste magnetische Polarität und an der entgegengesetzten Kante der Lage eine entgegengesetzte Polarität vorgesehen wird. Es konnte allgemein festgestellt werden, daß durch diese Magnetisierung der magnetisierbaren Lage des Haltewerkstoffs entsprechende Schaltelemente so vormagnetisiert werden, daß Polaritätswechsel-Schaltimpulse von den entsprechenden Elementen zu einem anderen Zeitpunkt auftreten als die Impulse von einer nicht-vormagnetisierten Markierung, und wobei die entsprechenden Schaltimpulse eine deutliche Veränderung der Amplitude aufweisen.
Ein nicht-vormagnetisiertes Schaltelement wird in einem magnetischen Wechselfeld gesättigt bzw. umgeschaltet, wenn das Feld eine bestimmte Intensität bzw. Stärke erreicht, und zwar abhängig von der Koerzitivkraft des Schaltelements. Wenn der Zeitraum zwischen einem negativen und einem positiven Impuls somit im wesentlichen dem Zeitraum zwischen einem positiven und einem negativen Impuls entspricht, wenn die Markierung durch ein sinuswellenförmiges Wechselfeld abgefragt wird, so wird die Markierung sensibilisiert. Wenn im Gegensatz dazu die Haltelage magnetisiert wird, unterscheidet sich derzeitraum zwischen dem positiven Impuls und dem negativen Impuls von dem Zeitraum zwischen dem negativen und dem positiven Impuls, wobei eine Auswertelogik in einem System zur Unterscheidung zwischen einer nicht-vormagnetisierten (sensibilisierten) Markierung und einer vormagnetisierten (desensibilisierten) Markierung verwendet werden kann. Da die Amplituden der von einer Markierung erzeugten Oberschwingungen bei der Abfrage durch ein magnetisches Wechselfeld ebenfalls deutlich verändert werden und größtenteils durch das Vorhandensein der Vormagnetisierung aufgrund der magnetisierten Lage niedriger sind, kann die Auswertelogik auch dazu verwendet werden, auf diese Amplitudenunterschiede anzusprechen.
Ferner konnte festgestellt werden, daß bei einer Magnetisierung der Lage des Haltewerkstoffs durch ein in eine Richtung verlaufendes Feld zur Darstellung eines einzelnen magnetischen Dipols, der sich von einer Kante zu der entgegengesetzten Kante der Lage erstreckt, die Magnetisierung in der Lage durch die Konfiguration der benachbarten Lage mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft beeinflußt wird. Wenn somit für die Lage aus dem magnetisierbaren Werkstoff eine verhältnismäßig niedrige Koerzitivkraft ausgewählt wird, d.h. im Bereich von 4.800-7.200 A/m, kann die Magnetisierung in der Lage des magnetisierten Haltewerkstoffs einen Eindruck der Konfiguration der Lage des Ansprechwerkstoffs aufweisen. Dieses Magnetisierungsmuster wird zum Beispiel durch Trennen der Lage des Ansprechwerkstoffs von der Lage des Haltewerkstoffs und darauffolgendes Betrachten des Magnetisierungsmusters mit einem Magnetsichtgerät sichtbar. Das Magnetisierungsmuster entsteht während dem Magnetisierungsprozeß, da ein Teil des aus dem Flußkollektor und den Schaltbereichen austretenden Flusses in die Lage des Haltematerials mit verhältnismäßig niedriger Koerzitivkraft eintritt und dadurch die Magnetisierung darin ändert. Die Kollektor- und Schaltbereiche werden somit letztendlich stark gesättigt, wodurch der Zustand der Desensibilisierung der Markierung erhöht wird.
In den Figuren 2A und 2B ist eine alternative bevorzugte Konstruktion der erfindungsgemäßen Markierung dargestellt. Gemäß der Darstellung aus Figur 2A besteht die Markierung 50 aus einer Lage eines Ansprechwerkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft, wie dies in bezug auf Figur 1A beschrieben worden ist. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 2A ist ein innerster Bereich 56 innerhalb des schmalen Bands 54 des entfernten Werkstoffs durch zusätzliche schmale Bänder entfernten Werkstoffs 58, 60, 62, 64, 66 bzw. 68 unterteilt. Durch diese Unterteilung des zentralen Werkstoffs 56 wird die Tendenz bzw. Neigung des zu der Markierung gerichteten Flusses, durch das Band des entfernten Werkstoffs 54 und in den zentralen Bereich zu gelangen, weiter verringert, so daß die Flußeinfangfähigkeiten der Eckbereiche maximiert wird.
Zwar kann ein Schild mit quadratischer Konfiguration bevorzugt werden, wie dies in den Figuren 1A und 1B sowie 2A und 2B dargestellt ist, jedoch kann es ferner wünschenswert sein, eine Markierung mit nicht-quadratischer Konfiguration vorzusehen, um ungeachtet der Ausrichtung bzw. Orientierung des Schilds das gleiche Ansprechverhalten vorzusehen. Demgemäß ist in Figur 3 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels dargestellt, wobei die Markierung 70 aus einem Stück eines Werkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft mit allgemein rechteckiger Konfiguration gebildet wird. Solange die Breite 72 nicht kleiner ist als die Hälfte der Länge 74 eines derartigen Stücks, kann die Markierung bei den meisten Stärken bzw. Intensitäten des Abfragefeldes weiterhin erfaßt werden, selbst wenn die Markierung so ausgerichtet ist, daß sich die kurze Richtung in Ausrichtung mit dem Abfragefeld befindet. In einer bevorzugten Ausführung werden die Innenkanten der entsprechenden Schalt- und Flußkollektorbereiche durch einen Bereich 76 mit entferntem Werkstoff begrenzt, so daß ein innerster Bereich 78 verbleibt.
Bei einer weiteren alternativen Konstruktion kann die Markierung kreisförmig sein, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Gemäß der Darstellung ist die Lage 80 aus einem Werkstoff mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft so konfiguriert, daß sie Bereiche 82, 84, 86 und 88 mit schmalem Querschnitt aufweist, wobei deren Innenkanten durch ein schmales Band 90 mit entferntem Werkstoff verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist das schmale Band ferner so konfiguriert, daß es die ausgedehnten Bereiche 92, 94, 96 und 98 vergrößert, wodurch die Flußeinfangeigenschaften in diesen Bereichen verbessert werden.
In der Perspektivansicht aus Figur 5 ist eine bevorzugte Art und Weise dargestellt, auf die die erfindungsgemäßen Markierungen hergestellt und abgegeben werden können. Daraus ist ersichtlich, daß eine Mehrzahl von Markierungen, die sich zueinander orthogonale Richtungen erstrecken, aus großen Lagen der entsprechenden Werkstoffe gestaltet werden können, wobei die Lage des Ansprechwerkstoffs zuerst so verarbeitet bzw. bearbeitet worden ist, daß sie die hier beschriebenen Konfigurationen aufweist. Nachdem die entsprechenden Lagen aufeinander angebracht worden sind, können die entsprechenden Markierungen in Streifen geschnitten werden, wie dies in Figur 5 dargestellt ist, und zwar so, daß sie sich zur Abgabe mit herkömmlichen Etikettiermaschinen und dergleichen eignen. Wie dies in Figur 5 dargestellt ist, weist ein solcher Streifen 100 eine Mehrzahl von Markierungen 102 auf. Die Streifen 100 der Markierungen 102 umfassen eine Schicht 104 eines Werkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft, in denen die entsprechenden Konfigurationen gestaltet worden sind, wobei diese durch eine Schicht eines druckreaktiven Klebstoffs (nicht abgebildet) an eine Schicht eines magnetisierbaren Haltewerkstoffs 106 geklebt sind. Eine äußerste Schicht 108 aus Papier oder dergleichen, auf die Kundeninformationen gedruckt werden können, kann wiederum auf die Oberseite des Haltewerkstoffs 106 geklebt werden. Zwischen der untersten Schicht 104 und der Abziehschicht 110 kann eine Unterschicht eines druckreaktiven Klebstoffs vorgesehen sein, um die Markierungen an zu schützenden Objekten bzw. Gegenständen anzubringen. Diese Klebstoffschicht ist normalerweise nicht sichtbar. Der Vorteil der halbkreisförmigen Löcher 112 entlang der Peripherie jeder Markierung wird aus Figur 5 besser deutlich, wobei festgestellt werden kann, daß aufgrund der Trennung zwischen einzelnen Markierungen von den größeren Lagen, aus denen sie gestaltet werden, jede Abweichung der Position der Trennlinien die entsprechenden Breiten der Schaltbereiche auf jeder Seite der Linie beeinflußt. Durch die Bereitstellung eines Lochs in der Umgebung der Linie, wobei das Loch zum gleichen Zeitpunkt vorgesehen wird, wenn das Band des entfernten Werkstoffs gestaltet wird, können die Breiten der entsprechenden Schaltbereiche dadurch genau bestimmt werden, wobei die genaue Position der Trennlinie an Bedeutung verliert.
Die Konfiguration in den Lagen des Werkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft kann auf verschiedene Arten vorgesehen werden, wie zum Beispiel durch Ausstanzen, Ätzen oder dergleichen. Bei der Verwendung von kristallinen Werkstoffen, wie zum Beispiel Permalloy oder dergleichen, die in bezug auf mechanische Bearbeitung außerordentlich empfindlich sind, kann es wünschenswert sein, daß die entsprechenden Bereiche von entferntem Werkstoff durch chemische Ätztechniken auf eine dem Fachmann bekannte Weise erzeugt werden. Wenn hingegen Lagen aus Werkstoffen verwendet werden, die in bezug auf eine mechanische Bearbeitung verhältnismäßig unempfindlich sind, können herkömmliche Stanztechniken und dergleichen eingesetzt werden.
In der Kombination einer bildlichen Darstellung und eines Blockdiagramms aus Figur 5 ist ein System dargestellt, in dem die erfindungsgemäßen Markierungen vorzugsweise eingesetzt werden. Wie dies für magnetisch-elektronische Warenüberwachungssysteme üblich ist, umfaßt das System 120 zwei beabstandete Platten 122 und 124, zwischen denen Personen, die durch die Markierungen geschützte Objekte tragen, hindurchtreten müssen. In den Platten befinden sich entsprechende Feldwicklungen 126 und Erfassungsspulen 128, wobei diese jeweils auf eine dem Fachmann bekannte Art und Weise angeordnet sind. In dem vorliegenden System wird die Feldwicklung über einen entsprechenden Oszillator 130 mit Strom versorgt, der mit einen Steuerverstärker 132 gekoppelt ist, der in der sich zwischen den Platten erstreckenden Abfragezone ein Magnetfeld mit einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz erzeugt, wie zum Beispiel von etwa 10 Kilohertz. Die Erfassungsspule 128 ist wiederum durch einen Leseverstärker und Filter 134 und mit einem Paar von Pegeldetektoren 136 bzw. 138 sowie mit einem phasenempfindlichen Detektor 140 gekoppelt. Die gemeinsamen Ausgänge der entsprechenden Detektoren sind wiederum mit einem Alarmlogiknetz 142 gekoppelt, bei dem es sich im wesentlichen um ein Exklusiv-UND-Gatter handelt, so daß für die Erzeugung eines Signals, das einen Alarm 144 aktiviert, ein entsprechendes Signal von allen drei Detektoren vorhanden sein muß. Wenn somit ein Kunde 146, der Objekte 148 mit daran angebrachten Markierungen trägt, die sich in einem sensibilisierten Zustand befinden, zwischen den Gestellen 122 und 124 hindurchläuft, wird das Vorhandensein der sensibilisierten Markierungen erfaßt und von der Alarmeinheit 144 ein Alarm erzeugt. Wenn die Markierungen im Gegensatz dazu vor dem Eintreten in die Abfragezone an einem Kassenschalter 150 desensibilisiert werden, wobei die entsprechenden Markierungen dabei in einer Desensibilisierungsvorrichtung 152 plaziert werden, in der ein im wesentlichen kontinuierlicher Magnetisierungszustand auf die magnetisierbaren Lagen in den entsprechenden Markierungen gedrückt wird, wodurch die Markierungen desensibilisiert werden, ist ein Austreten durch die Abfragezone möglich, ohne daß ein Alarm erzeugt wird. Eine derartige Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Dauermagneten mit einer Oberseite bzw. Arbeitsfläche und ein im wesentlichen gleichmäßiges Feld mit einer Polarität. Die magnetisierbaren Lagen der Markierungen werden durch Führen der Markierung über die Arbeitsfläche der Vorrichtung magnetisiert.
Ferner ist es wünschenswert, daß die Detektorkreise sowohl als Reaktion auf Phasen, also auf den entsprechenden Zeitraum zwischen alternierenden Polaritätsimpulsen, sowie als Reaktion auf die entsprechende Amplitude des Signalimpulses funktionsfähig sind, da es bekannt ist, daß bei der Vorlage eines Objekts zur Deaktivierung die Orientierung der Markierung in bezug auf die Magnetisierungsfelder in der Desensibilisierungsvorrichtung 148 im allgemeinen unbekannt und unkontrolliert ist. Wenn ein Objekt durch die Abfragezone getragen wird, ist die Orientierung der Markierung in bezug auf die Abfragezone im allgemeinen ebenfalls unbekannt und unkontrolliert. Demgemäß ist es wichtig, daß Markierungen unbedingt als deaktiviert erkannt werden müssen, und zwar unabhängig davon, ob die Richtung des auf die Lage des magnetisierbaren Werkstoffs gedruckten magnetischen Dipols axial mit den Abfragefeldern ausgerichtet ist, sich in einer Ausrichtung von 90º zu den Abfragefeldern befindet, oder einen Zufallswinkel dazwischen aufweist.
Bei der Annahme von zwei Extremen wird anerkannt, daß bei einer axialen Ausrichtung des magnetischen Dipols mit einem Abfragefeld, das dem Dipol zugeordnete Feld wechselweise das Abfragefeld verstärkt und diesem entgegenwirkt. In diesem Fall wird der Zeitpunkt, an dem sich das erforderliche Feld, bei dem sich die Magnetisierung in den entsprechend ausgerichteten Schaltelementen umkehrt, zeitlich im Verhältnis zu den Schaitzeiten verschoben, bei denen ein Vormagnetisierungsfeld vorhanden ist. Eine derartige Verschiebung der räumlichen Position des Signalimpulses kann danach von dem phasenempfindlichen Detektor 140 erfaßt werden. Wenn das dem magnetischen Dipol zugeordnete Feld im Gegensatz dazu im rechten Winkel zu dem Abfragefeld ausgerichtet ist, geht die Gesamtamplitude der Schaltimpulse allgemein zurück. Dieser Zustand kann von den Pegeldetektoren 136 und 138 erkannt werden, bei denen es erforderlich ist, daß ein Signalimpuls einen minimalen Grenzwert überschreitet und einen maximalen Grenzwert nicht überschreitet, damit das erforderliche Alarmsignal erzeugt wird.
In einer Versuchsreihe wurden quadratische Markierungen mit einer Seitenlänge von 2,54 cm und einer Dicke von 0,015 mm aus Permalloy, die mit einem schmalen Band mit entferntem Werkstoff und 0,020 mm Arnokrome konfiguriert waren, wie dies in den Figuren 1A und 1B dargestellt ist, in einem System ausgewertet, das die in einem handelsüblichen elektronischen Warenüberwachungssystem vorhandenen Zustände simuliert. Als sich die Markierungen in einem sensibilisierten Zustand befanden, wurden Signale mit einer allgemeinen Amplitude von etwa 0,7 (willkürliche Einheiten) beobachtet. Die Taktung zwischen entsprechenden positiven und negativen Impulsen betrug etwa 50 Mikrosekunden. Bei einer Deaktivierung dieser Markierungen durch Führen der Markierung über einen Dauermagneten mit einer ungefähren Spitzen-Feldstärke von 12.000 A/m, wurden bei einer Anfrage in einem Feld mit 400 A/m entsprechende Signalamplituden von im wesentlichen Null festgestellt. Bei einer Abfrage in einem Feld mit 800 A/m, wie dies in den meisten intensiven Bereichen einer Abragezone eines diebstahlsicheren Systems vorkommt, wurden Signalstärken von nahezu 2,0 (willkürliche Einheiten) festgestellt. Diese Signale wären erfaßbar und könnten die Erzeugung eines Alarms zur Folge haben. Wenn die Taktung zwischen den entsprechenden positiven und negativen Impulsen jedoch dramatisch von den 50 Mikrosekunden zwischen den positiven und negativen bzw. zwischen den negativen und positiven Impulsen um mehr als 20 Mikrosekunden verändert wird, verhindert die auf die Veränderung ansprechende Logik die Erzeugung eines solchen Alarms.
Bei einer weiteren Versuchsreihe, bei der das Magnetisierungsfeld in einem Winkel von 45º zu der Kante einer Markierung gemäß obiger Beschreibung angelegt wurde, konnte festgestellt werden, daß bei einer Abfrage in einem Feld mit 400 A/m zwar erfaßbare Signalwerte von ungefähr 0,2 bis 0,3 (willkürliche Einheiten) erzeugt wurden, wobei die Veränderung zwischen den positiven und negativen Impulsen dabei jedoch 20 Mikrosekunden betrug.
Wie dies bereits vorstehend im Text festgestellt worden ist, werden die in den erfindungsgemäßen Markierungen verwendeten magnetisierbaren Lagen vorzugsweise aus Werkstoffen mit einer Koerzitivkraft im Bereich von 3.200 und 16.000 A/m gestaltet. Folglich wurden zusätzlich zu den Werkstoffen wie zum Beispiel Arnokrome auch Markierungen aus Lagen aus rostfreiem Stahl 301 bewertet und für geeignet befunden. Desweiteren können auch andere Werkstoffe mit ähnlichen Koerzitivkräften verwendet werden. Werkstoffe mit Koerzitivkräften im Bereich von 4.800- 7.200 A/m sind besonders wünschenswert, und zwar sowohl aufgrund der in gewisser Weise ungleichmäßigen Magnetisierung, die darin durch Nebenschlußeffekte des benachbarten, konfigurierten Stücks des Ansprechwerkstoffs erzeugt wird, als auch aufgrund der Tatsache, daß Magnetisierungsfelder mit geringerer Intensität erzeugt werden können, wodurch nachteilige Effekte auf magnetisch empfindliche Objekte verhindert werden, wie zum Beispiel auf vorher bespielte Magnetbänder und Kreditkarten.

Claims

1. Markierung (10) zur Verwendung in einem elektronischen Warenüberwachungssystem, das in einem magnetischen Wechselfeld eine Abfragezone aufweist, wobei die Markierung eine im wesentlichen planare Lage (12) aus einem Ansprechwerkstoff mit hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft umfaßt, wobei die Breite der Lage nicht kleiner ist als deren Länge, und mit mindestens zwei verlängerten Bereichen (16, 18, 20, 22) in der Nähe der Peripherie der Lage, wobei die Länge mindestens eines verlängerten Bereichs im wesentlichen senkrecht zu der Länge eines anderen verlängerten Bereichs ist, wobei jeder Bereich eine schmale Breite aufweist, die einen Schaltbereich bildet und die sich an jedem Ende der Länge nach in ausgedehnte Bereiche (24, 26, 28, 30) erstreckt, wodurch Flußkollektorbereiche für benachbarte Schaltbereiche gebildet werden; und mit

mindestens einem Stück eines remanent magnetisierbaren Werkstoffs (14), der bei einer Magnetisierung das Ansprechverhalten der Lage des Ansprechwerkstoffs ändert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stück des remanent magnetisierbaren Werkstoffs eine kontinuierliche, ununterbrochene Lage des remanent magnetisierbaren Werkstoffs umfaßt, die im wesentlichen die gleichen Gesamtabmessungen aufweist wie die Lage des Ansprechwerkstoffs, wobei eine gleichmäßige Magnetisierung der Lage des remanent magnetisierbaren Werkstoffs in der Ebene der Lage alternierende Schaltimpulse bewirkt, die sich aus einer Umkehr der Magnetisierung der Schaltbereiche ergeben, die zeitlich verschoben und/oder deren Amplitude verändert wird, wodurch Markierungen voneinander unterschieden werden können, deren magnetisierbare Lage magnetisiert bzw. entmagnetisiert wird, und wobei

der Ansprechwerkstoff ferner Innenkanten mit schmalen Breitenbereichen und mit ausgedehnten Breitenbereichen umfaßt, die durch ein kontinuierliches schmales Band (32) definiert sind, in denen der Ansprechwerkstoff nicht vorhanden ist, wobei der innerste Abschnitt (34) der Lage somit von dem Rest der Lage im wesentlichen magnetisch isoliert ist, wobei er jedoch physikalisch vorhanden ist, um einer vollständigen Markierung ein homogenes Erscheinungsbild mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke zu verleihen.

2. Markierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen quadratische Ansprechlage mit Schaltbereichen, die entlang der Kante jeder Seite zentral angeordnet sind, und mit Flußkollektorbereichen in jeder Ecke der Lage.

3. Markierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Ansprechwerkstoffs mit einer Mehrzahl von Stellen (36, 38, 40, 42) um die Peripherie konfiguriert ist, an denen der Werkstoff nicht vorhanden ist, wobei jede Stelle so angeordnet ist, daß sie die Außenkante eines gegebenen Schaltbereichs definiert.

4. Markierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des magnetisierbaren Werkstoffs so ausgewählt wird, daß sie eine Koerzitivkraft im Bereich von 3.200 bis 16.000 A/m aufweist.

5. Markierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbare Lage in eine bestimmte Richtung in der Ebene der Lage im wesentlichen gleichmäßig magnetisiert ist, um im wesentlichen einen einzigen magnetischen Dipol vorzusehen, der sich von einer Kante der Lage zu der entgegengesetzten Kanten der Lage erstreckt.

6. Markierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Abschnitt (56) der Ansprechlage (52) in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilt ist.

7. Elektromagnetisches Warenüberwachungssystem, mit:

a) einer Einrichtung (130, 132) zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds in einer Abfragezone;

b) einer Mehrzahl von Markierungen, die jeweils wesentlichen eine planare Lage (12) aus einem Ansprechwerkstoff mit hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft umfassen, wobei die Breite der Lage nicht kleiner ist als deren Länge, und mit mindestens zwei verlängerten Bereichen (16, 18, 20, 22) in der Nähe der Peripherie der Lage, wobei die Länge mindestens eines verlängerten Bereichs im wesentlichen senkrecht zu der Länge eines anderen verlängerten Bereichs ist, wobei jeder Bereich eine schmale Breite aufweist, die einen Schaltbereich bildet und die sich an jedem Ende der Länge nach in ausgedehnte Bereiche (24, 26, 28, 30) erstreckt, wodurch Flußkollektorbereiche für benachbarte Schaltbereiche gebildet werden; und mit mindestens einem Stück eines remanent magnetisierbaren Werkstoffs (14), das die gleichen Gesamtabmessungen aufweist wie die Lage des Werkstoffs mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität, und wobei sich das Stück im gleichen Ausmaß wie diese Lage erstreckt;

c) einer Einrichtung (126) zur Magnetisierung des remanent magnetisierbaren Werkstoffs;

d) einer Einrichtung (128) zum Empfang von Signalen, die sich durch Flußveränderungen in den Markierungen ergeben und die erzeugt werden, wenn die Markierung in der Zone den genannten Wechselfeldern ausgesetzt ist, und zur Unterscheidung der Signale von den Markierungen, wenn die Lage des magnetisierbaren Werkstoffs magnetisiert bzw. entmagnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß (i) die genannte, mindestens eine Lage des remanent magnetisierbaren Werkstoffs eine kontinuierliche, ununterbrochene Lage dieses Werkstoffs umfaßt, die im wesentlichen die gleiche Größe aufweist wie die Lage des Werkstoffs mit niedriger Koerzitivkraft und hoher Permeabilität, die sich im gleichen Ausmaß erstreckt; (ii) die Magnetisierungseinrichtung in der genannten ununterbrochenen, kontinuierlichen Lage einen einzigen, im wesentlichen einheitlichen magnetischen Dipol vorsieht, wobei eine Kante der Lage des magnetisierbaren Werkstoffs dadurch eine magnetische Polarität aufweist, während eine entgegengesetzte Kante eine entgegengesetzte Polarität aufweist; und (iii) die Empfangs- und Unterscheidungseinrichtung zwischen Signalen unterscheidet, wenn die Lage des magnetisierbaren Werkstoffs magnetisiert ist, so daß sie den genannten einzigen magnetischen Dipol aufweist oder demagnetisiert ist, sowie zwischen anderen Signalen, die durch Umgebungseffekte bewirkt werden können, wie zum Beispiel durch zufällige, ferromagnetische Objekte und dergleichen, wobei die Unterscheidungseinrichtung ferner eine Einrichtung umfaßt, die auf die Amplitudenunterschiede von Signalen anspricht, die durch die Markierung erzeugt worden sind, sowie auf relative Verschiebungen der alternierenden Signalbestandteile, wie sie normalerweise auftreten, wenn die magnetisierbaren Lagen alternativ entmagnetisiert bzw. magnetisiert werden, um bei Erforderlichkeit ein Warnsignal zu erzeugen, und wobei

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Einrichtung zur Entmagnetisierung eines vorher magnetisierten Stücks einer genannten Markierung umfaßt.

9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung eine Dauermagneteinrichtung mit einer bestimmten magnetischen Polarität umfaßt, die sich auf einer Oberfläche der Einrichtung erstreckt, entlang welcher eine Markierung bewegt werden kann, um zu bewirken, daß ein sich darin befindendes magnetisierbares Stück magnetisiert wird.