МАРКЕР ДЛЯ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК G08B13/24 

Изобретение относится к маркеру для резонансной системы обнаружения, содержащему основу, состоящую их электроизоляционного материала, и расположенный на основе резонансный контур, имеющий индуктивный элемент в виде проводящей дорожки определенной конфигурации, а также емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих электродных областей, причем концы проводящей дорожки соединены соответственно с первым и вторым электродами емкостного элемента.

Маркер для системы обнаружения указанного типа известен из заявки EP 0463233 A2, G 08 B 13/24, 1992.

Основа этого известного маркера снабжена с одной стороны проводящей дорожкой в виде спирали и прямоугольной конфигурации и на обеих сторонах снабжена электропроводящими областями, которые образуют обкладки или пластины 4-х конденсаторов. Емкостной элемент основы образован параллельным соединением 2-х ветвей, в которых имеются два последовательно соединенных конденсатора. Упомянутый емкостной элемент соединен с концами спиральной дорожки, в результате чего образуется резонансный контур, имеющий резонансную частоту, отличающуюся от частоты обнаружения, которая используется в системе предотвращения краж. Маркер активизируется посредством короткого замыкания конденсатора для настройки резонансной схемы на частоту обнаружения. Если активированный маркер должен быть деактивирован, то накоротко замыкается следующий конденсатор, чтобы резонансная частота маркера вновь стала отличной от частоты обнаружения системы предотвращения краж.

Замыкаемые накоротко конденсаторы имеют вдавливания, в результате чего соответствующие пластины на локальном участке размещены на более близком расстоянии одна от другой. Первый конденсатор замыкается накоротко электромагнитной энергией, прикладываемой с частотой, соответствующей резонансной частоте маркера, и с уровнем, достаточно высоким для осуществления разряда в поперечном направлении к основе на участке вдавливания соответствующего конденсатора. Короткое замыкание второго конденсатора осуществляется аналогичным образом.

Известный маркер имеет тот недостаток, что в результате выполнения вдавливания на обкладках конденсаторов резонансные частоты не являются точно определенными, так что требуются высокие уровни энергии или дополнительная настройка.

Задачей изобретения является создание маркера вышеупомянутого типа, не имеющего недостатков известного устройства и обеспечивающего возможность точного определения резонансных частот и повышение точности обнаружения.

Указанный результат достигается тем, что в маркер для резонансной системы обнаружения, содержащий основу из электроизоляционного материала и расположенный на основе резонансный контур, имеющий индуктивный элемент в форме проводящей дорожки заранее определенной конфигурации, а также емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих электродных областей, причем концы проводящей дорожки соединены соответственно с одним и другим электродом емкостного элемента, в соответствии с изобретением введена по меньшей мере одна электропроводящая изолированная область, расположенная на основе в той же плоскости, что и один из электродов емкостного элемента, а края электропроводной изолированной области и этого электрода расположены друг напротив друга на расстоянии разрядного промежутка.

При этом электрод, расположенный на другой стороне основы относительно электропроводящей изолированной области предпочтительно перекрывает эту область по меньшей мере частично.

Кроме того, маркер предпочтительно содержит смежные с электропроводящей изолированной областью другие электропроводящие изолированные области, имеющие разрядные промежутки в заранее определенных местах, причем по меньшей мере одна область между электропроводящей электродной областью и электропроводящей изолированной областью и/или между электропроводящими изолированными областями локально сужена и указанное сужение ограничивает разрядный промежуток.

При этом проводящая дорожка нанесена предпочтительно в виде спирали вокруг области, в которой размещен один из электродов емкостного элемента и электропроводящие изолированные области.

Указанный выше технический результат достигается также тем, что в маркер для резонансной системы обнаружения, содержащий основу из электроизоляционного материала и размещенный на ней резонансный контур, содержащий индуктивный элемент, образованный проводящей дорожкой заранее определенной конфигурации, а также емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих областей, причем концы проводящей дорожки соединены соответственно с одним и другим электродами емкостного элемента, в соответствии с изобретением введена по меньшей мере одна изолированная область, расположенная на основе в той же плоскости, что и проводящая дорожка, причем один конец изолированной области соединен с одним концом этой дорожки, а между их краями, расположенными друг напротив друга, образован разрядный промежуток.

При этом проводящая дорожка и изолированная область предпочтительно имеют спиральную форму и размещены одна в другой, а по меньшей мере один разрядный промежуток шунтирован резистором.

Кроме того, маркер предпочтительно подвергается воздействию электромагнитного поля, характеризуемого диапазоном частот, включающим частоты для обеспечения разрядов в разрядных промежутках.

Данное изобретение будет описано ниже более детально, со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - пример осуществления изобретения с двумя возможными резонансными частотами;
фиг. 2 - другой пример осуществления изобретения с двумя возможными резонансными частотами;
фиг. 3 - пример осуществления изобретения с четырьмя возможными резонансными частотами;
фиг. 4 - еще один пример осуществления изобретения.

Маркеры, показанные на чертежах, могут использоваться в электронной системе обнаружения /не показана/. Общеизвестно, что системы этого типа используются в магазинах для предотвращения возможности краж товаров. Электронная система защиты этого типа описана, например, в патентах США N 4692744 и 4831363.

Известная система предотвращения краж содержит передатчик для излучения и формирования электромагнитных полей в зоне обнаружения, предпочтительно электромагнитного радиочастотного поля, имеющего заранее определенную частоту, далее называемую частотой обнаружения. Частота 8,2 МГ*-ц является подходящей частотой, хотя возможно использование и других частот.

Такая система электронной защиты, кроме того, содержит приемник для обнаружения присутствия маркера в зоне обнаружения, для чего используется маркер, имеющий резонансную частоту, в сущности идентичную частоте обнаружения электромагнитного поля. Этот маркер входит в резонанс с электромагнитным полем, которое обнаруживается приемником.

В заявке EP 0463233 описан маркер для защиты от кражи, который может прикрепляться к защищаемому товару. Этот маркер содержит основу из электроизоляционного материала, на которой размещен резонансный контур. Индуктивная часть резонансного контура образована, в основном, расположенной на основе проводящей дорожкой в виде спирали. Емкостная часть, нанесенная на основу резонансного контура, образована конденсатором, который в своем исходном состоянии вместе со спиралевидной индуктивностью имеет первую резонансную частоту, которая отличается от частоты обнаружения системы защиты. Известный маркер снабжен средствами для изменения емкости конденсатора, так, что в активном состоянии резонансная частота резонансного контура равна частоте обнаружения, в то время как в неактивном состоянии резонансная частота вновь изменяется до третьего значения частоты. До тех пор, пока товар не будет оплачен в кассе, маркер имеет резонансную частоту, равную частоте обнаружения системы защиты, в то время как после оплаты маркер переводится в неактивное состояние, в котором резонансная частота резонансного контура еще раз изменяется и становится отличной от частоты системы защиты, так что факт кражи не регистрируется при переносе товара с маркером через зону обнаружения. Изменение величины емкости емкостного элемента резонансного контура осуществляется в известном маркере известным способом посредством разряда в поперечном направлении по отношению к основе, в результате каждый раз емкостной элемент уменьшается в размерах.

На фиг. 1 показан маркер, выполненный согласно изобретению, в котором разряд осуществляется по поверхности основы.

Этот маркер содержит основу 1, на которую наносится проводящая дорожка 4 в виде спирали. Эта спиралевидная дорожка формирует индуктивность с заранее определенной величиной индукции. На одном конце дорожка 4 соединена с областью 7, которая расположена на той же стороне основы 1, и состоит из электропроводящего материала. Эта область 7 образует одну из обкладок конденсатора, вторая обкладка которого образована областью 5, распложенной на другой стороне основы 1 и состоит из электропроводящего материала. Эта область 5 соединена посредством дорожки 9 с контактной областью 2, также состоящей из электропроводящего материала, который соединен через основу 1 с контактной областью 3 дорожки 4. Таким образом формируется резонансный контур, в котором количество витков проводящей дорожки 4 и площадь областей 5 и 7 выбраны таким образом, чтобы резонансная частота резонансного контура равнялась частоте обнаружения, используемой в электронной системе обнаружения.

Рядом с областью 7 расположена область 6 в виде изолированной области из электропроводящего материала на той же стороне основы, что и область 7.

Края областей 6 и 7, расположенные в непосредственной близости один от другого, находятся на таком расстоянии, что между краями происходит разряд, если на маркер действует электромагнитное поле, частота которого равна резонансной частоте или частоте обнаружения, определяемой собственной индукцией дорожки 4 и емкостью, образованной пластинами 5 и 7 конденсатора, и если уровень энергии электромагнитного поля достаточно велик для осуществления этого разряда. Разряд приводит к электрическому контакту между областями 7 и 6, так что область электрода конденсатора, соответствующая области 7, возрастает на величину области 6. В результате, маркер настраивается на резонансную частоту, которая уменьшается относительно частоты обнаружения, так что система обнаружения не будет реагировать при перемещении маркера в зоне обнаружения.

Как показано на фиг. 1, область электрода 5 перекрывает электропроводящую изолированную область 6. В зависимости от площади области 6 и степени перекрытия областью 5 области 6, достигается увеличение емкости и, следовательно, соответствующее уменьшение резонансной частоты.

Основа 1 может, например, состоять из гибкой пластиковой пленки, имеющей толщину 20 мкм, например, из полиэтилена. Эта гибкая основа имеет дорожку 4 и проводящие области 2, 3, 5, 6 и 7, нанесенные на основу, например, путем напыления или травления. В качестве проводящего материала толщиной, например, от 15 до 50 мкм может использоваться алюминий.

В соответствии с фиг. 1 разрядный промежуток 8 соответствует расстоянию между противолежащими краями областей 6 и 7, уменьшенному на локальном участке, например, до размеров менее 5 мкм. Эксперименты показали, что напряжение от 80 до 90 вольт между краями зазора достаточно для осуществления разряда.

Маркер, выполненный в соответствии с изобретением, имеет то преимущество, что на добротность резонансного контура не влияет добавление разрядного промежутка, и этот параметр остается точно определенным даже после процесса разряда. Более того, резонансные частоты могут устанавливаться без каких-либо затруднений в процессе производства, например с использованием лазерного луча, после чего они сохраняют свое значение, поскольку они не изменяются под воздействием разряда. Это обеспечивает более точное обнаружение, чем в случае известного маркера.

Вследствие того, что резонансные частоты могут определяться более точно и добротность и резонансные частоты остаются точно определенными в течение всего времени, маркер может быть легко приспособлен для работы с набором резонансных частот. Предпочтительный вариант выполнения показан на фиг. 3.

Пример выполнения, показанный на фиг. 3, обеспечивает возможность работы с четырьмя резонансными частотами. Для большей ясности индуктивный компонент резонансного контура не показан.

Конденсатор, расположенный на основе 1, состоит из электрода 7, который посредством элемента соединения 4 связан с одним концом индуктивного компонента /не показан/. На другой стороне основы 1 расположен другой электрод 5 конденсатора, который посредством элемента соединения 9 связан с другим концом индуктивного компонента /не показан/ резонансного контура маркера. Кроме электропроводящей изолированной области 6, рядом с ней расположена другая электропроводящая изолированная область 10 на той же стороне основы 1. На другой стороне основы 1 размещена еще одна электропроводящая изолированная область 11. Между областями 7 и 6, а также 6 и 10 и 5 и 10, соответственно образуются разрядные промежутки 8. На фиг. 3 представлен пример выполнения, в котором используются только электропроводящие изолированные области 10, 11. Ясно, что в объем изобретения входят варианты осуществления, в которых могут иметься дополнительные электропроводящие изолированные области, введенные по соседству от областей 10 и 11, и между такими дополнительными электропроводящими изолированными областями могут быть предусмотрены разрядные промежутки.

Резонансная частота, которая определяется емкостью между областями 5 и 7, с одной стороны, и индуктивной компонентой /не показана/ равна, например, 8,2 МГц. Если на маркер воздействует электромагнитное поле, имеющее частоту 8,2 МГц и достаточно высокий уровень энергии, то в разрядном промежутке 8 между областями 6 и 7 возникает разряд, в результате чего частота резонансного контура маркера уменьшается до, например, 6,2 МГц. Очевидно, что резонансная частота зависит от размеров областей 6 и 7 и индуктивности индуктивного компонента маркера. Подобным же образом разряд может происходить последовательно в других разрядных промежутках 8, в результате чего могут быть получены резонансные частоты, например, 5 и 4 МГц соответственно.

Количество резонансных частот может быть увеличено фактически неограниченно. Например, первая резонансная частота может соответствовать исходному состоянию маркера, вторая частота может соответствовать активному состоянию маркера, причем эта вторая резонансная частота затем используется для обнаружения кражи. Другие резонансные частоты могут затем быть использованы для кодирования разнообразной информации, такой, как, например, количество купленных товаров и другой информации. Очевидно, что система обнаружения должна наращиваться в соответствии с числом возможных резонансных частот маркера.

Для того, чтобы закодировать информацию в маркере, предпочтительно использовать электромагнитное поле с перестройкой частоты, настраиваемое для получения заранее определенной резонансной частоты.

В предпочтительном примере выполнения маркера проводящая дорожка расположена спиралевидно вокруг участка, занятого емкостными областями и проводящими областями. Преимуществом такого выполнения является то, что не требуются дополнительные соединения между областями и спиралевидной дорожкой.

На фиг. 2 показан другой пример осуществления изобретения, в котором можно при помощи электропроводящей изолированной области увеличить исходную резонансную частоту. Этот маркер содержит основу 1, на которой расположена спиралевидная дорожка 4, которая посредством соединительных областей 3 и 2 сквозной связи, осуществляемой между упомянутыми двумя областями через основу 1, и соединения 9, связана с электродом 5 конденсатора на другой стороне основы 1. Другой электрод 7 конденсатора соединен с другим концом спиралевидной дорожки 4. Эта конфигурация определяет первую резонансную частоту. Вторая, более высокая резонансная частота формируется электропроводящей изолированной областью 13 в форме спирали, расположенной внутри спирали 4. Спираль 13 связана со спиралью 4 посредством соединения 14, в то время как другой конец спирали 13 расположен на малом расстоянии 12 от противоположного конца спирали 4. Расстояние 12 определяет разрядный промежуток. Если на маркер воздействует электромагнитное поле, имеющее частоту, равную исходной резонансной частоте маркера, то происходит разряд в разрядном промежутке 13, в результате чего возрастает собственная индуктивность резонансного контура и формируется вторая, высокая резонансная частота. Уменьшение резонансной частоты может быть достигнуто посредством разряда в разрядном промежутке 8, который расположен между областями 6 и 7.

Дорожка 4 может также проходить внутри дорожки 13, но также имеется возможность вводить дополнительные дорожки с разрядными промежутками, соответствующие дорожке 13.

В примере выполнения, показанном на фиг. 4, разрядный промежуток 8, 12 шунтируется резистором в форме резистивной дорожки 15. Если разряд не происходит и резистор, например, шунтирует зазор между двумя смежными областями электродов конденсатора, то схема состоит из параллельного соединения индуктивности и параллельного дополнительного соединения первого конденсатора и последовательного соединения второго конденсатора и резистора. В результате резонансная частота смещается в некоторой степени в сравнении с конфигурацией без резистора, в то время как добротность контура несколько снижается в зависимости от сопротивления резистора, которое может равняться, например, 1 кОм и более. После осуществления разряда в зазоре упомянутый резистор замыкается накоротке и добротность контура вновь повышается.

Тот же результат получается, если шунтирующий резистор соединен параллельно с индуктивностью /12 на фиг. 2/. Было обнаружено, что разряд вызывает как точно определенное изменение частоты, так и изменение добротности контура. В результате можно наблюдать изменения амплитуды и затухание, которые зависят от того, был ли осуществлен разряд или нет. Данный пример выполнения имеет то преимущество, что обнаружение может осуществляться на базе регистрации амплитуды, частоты, фазы и/или времени затухания.

Преимуществом данного изобретения является то, что до и после разряда можно проверить, не имело ли место повреждение контура.

Кроме того, преимуществом изобретения является то, что после каждого разряда остаточный резонанс сохраняется в течение всего времени, что позволяет выявить наличие повреждений контура. Изобретение позволяет создать маркер, который может быть повторно использован после активации посредством разряда. Кроме того, сквозное соединение между смежными областями, обусловленное разрядом, может быть устранено вновь путем подачи энергии высокого уровня. Тем самым может быть получено исходное состояние разрядного промежутка.

Очевидно, что маркер, выполненный в соответствии с изобретением, пригоден не только для обнаружения краж. Он может быть использован и для обнаружения другой информации.

Область использования - системы обнаружения, например, краж. Техническим результатом является точное определение резонансных частот и точность обнаружения. Маркер для резонансной системы обнаружения содержит основу из электроизоляционного материала и расположенный на ней резонансный контур. Резонансный контур содержит индуктивный элемент, образованный проводящей дорожкой определенной конфигурации, и емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих электродных областей. Концы дорожки соединены соответственно с одним и другим электродами. Введена по меньшей мере одна электропроводящая изолированная область, расположенная на основе в той же плоскости, что и один из электродов. Края этой области и этого электрода, расположенные друг напротив друга, находятся на таком расстоянии друг от друга, которое определяет разрядный промежуток. В другом варианте изолированная область расположена в плоскости проводящей дорожки, соединена с одним ее концом, а разрядный промежуток расположен между их краями. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Маркер для резонансной системы обнаружения, содержащий основу из электроизоляционного материала и расположенный на основе резонансный контур, имеющий индуктивный элемент в форме проводящей дорожки заранее определенной конфигурации, а также емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих электродных областей, причем концы проводящей дорожки соединены соответственно с одним и другим электродами емкостного элемента, отличающаяся тем, что введена по меньшей мере одна электропроводящая изолированная область, расположенная на основе в той же плоскости, что и один из электродов емкостного элемента, а края электропроводящей изолированной области и этого электрода расположены друг напротив друга на расстоянии разрядного промежутка. 2. Маркер по п.1, отличающийся тем, что электрод, расположенный на другой стороне основы относительно электропроводящей изолированной области, перекрывает эту область по меньшей мере частично. 3. Маркер по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит смежные с электропроводящей изолированной областью другие электропроводящие изолированные области, имеющие разрядные промежутки в заранее определенных местах. 4. Маркер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна область между электропроводящей электродной областью и электропроводящей изолированной областью и/или между электропроводящими изолированными областями локально сужена, причем это сужение ограничивает разрядный промежуток. 5. Маркер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что эта проводящая дорожка нанесена в виде спирали вокруг области, в которой размещены один из электродов емкостного элемента и электропроводящие изолированные области. 6. Маркер для резонансной системы обнаружения, содержащий основу из электроизоляционного материала и размещенный на ней резонансный контур, содержащий индуктивный элемент, образованный проводящей дорожкой заранее определенной конфигурации, а также емкостной элемент, образованный по меньшей мере двумя электродами, разделенными основой и выполненными в виде электропроводящих областей, причем концы проводящей дорожки соединены соответственно с одним и другим электродами емкостного элемента, отличающийся тем, что введена по меньшей мере одна изолированная область, расположенная на основе в той же плоскости, что и проводящая дорожка, причем один конец изолированной области соединен с одним концом этой дорожки, а между их краями, расположенными друг напротив друга, образован разрядный промежуток. 7. Маркер по п.6, отличающийся тем, что проводящая дорожка и изолированная область имеют спиральную форму и размещены одна в другой. 8. Маркер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один разрядный промежуток шунтирован резистором. 9. Маркер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подвергается воздействию электромагнитного поля, характеризуемого диапазоном частот, включающим частоты для обеспечения разрядов в разрядных промежутках.