[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement zur elektronischen Artikelsicherung,
bestehend aus einem anisotropen, durch eine Vorzugsachse ausgezeichneten magnetischen
Material hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft (weichmagnetisches Material),
das die Form einer einfach zusammenhängenden Fläche aufweist und das bei Anlegen eines
äußeren magnetischen Wechselfeldes ein charakteristisches Signal erzeugt, wobei das
Signal maximal ist, wenn die Vorzugsachse des Sicherungselementes parallel zum äußeren
magnetischen Wechselfeld ausgerichtet ist.
[0002] Elemente der zuvorbeschriebenen Art werden vorzugsweise im Bereich der elektronischen
Warensicherung in Kaufhäusern und Lagern eingesetzt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung
eines derartigen Elementes ist aus der DE 42 42 992 A1 bekannt geworden. In dieser
Offenlegungsschrift sind sog. "Thin Film" Etiketten zur Sicherung von vorzugsweise
CDs beschrieben. Sie bestehen aus einer dünnen, im µm-Bereich liegenden Schicht aus
weichmagnetischem Material. Die Schicht wird z.B. mittels eines physikalischen Abscheideverfahrens
unter Vakuumbedingungen auf ein Trägersubstrat aufgebracht.
[0003] "Thin Film"-Etiketten zeigen einen anisotropen Aufbau. Anisotrop bedeutet, daß die
weichmagnetische Schicht, aus der die "Thin Film"-Etiketten gebildet sind, eine Vorzugsachse
besitzt. Der anisotrope Aufbau macht sich in der Praxis dadurch bemerkbar, daß das
von dem "Thin Film"-Etikett als Antwort auf ein Abfragefeld remittierte charakteristische
Signal maximal ist, wenn Abfragefeld und Vorzugsachse parallel zueinander ausgerichtet
sind; das Signal verschwindet hingegen, wenn Vorzugsachse und Abfragefeld senkrecht
zueinander stehen.
[0004] Zur Detektierung von Sicherungselementen in einer Abfragezone sind eine Vielzahl
unterschiedlicher Verfahren bekannt geworden. So wird in der EP 123 586 B vorgeschlagen,
zusätzlich zu zwei Abfragefelder mit den Frequenzen f1 und f2 im kHz-Bereich ein Feld
mit einer im Hz-Bereich liegenden Frequenz in die Abfragezone zu senden. Die beiden
Abfragefelder mit den Frequenzen f1 und f2 regen ein in der Abfragezone befindliches
Sicherungselement zur Aussendung eines charakteristischen Signals mit den Intermodulationsfrequenzen

(n, m = 0, 1, 2,...) an. Das niederfrequente Abfragefeld bewirkt, daß das Sicherungselement
im Takt dieses Feldes von der Sättigung in eine Richtung zur Sättigung in die andere
Richtung getrieben wird. Das charakteristische Signal tritt daher periodisch mit der
Frequenz des niederfrequenten Feldes auf.
Als alternative Lösung ist auch bekannt geworden, lediglich ein im kHz-Bereich liegendes
Abfragefeld zur Erregung des Sicherungselementes zu verwenden, wobei das charakteristische
Signal des Sicherungselementes wiederum im Takte eines niederfrequenten Feldes, das
das weichmagnetische Material zwischen den beiden Sättigungen hin- und hertreibt,
auftritt.
[0005] Zwecks Auswertung wird die Form des charakteristischen Signals anschließend mit einer
vorgegebenen Signalform verglichen. Stimmen beide überein, wird dies als unerlaubter
Aufenthalt eines gesicherten Artikels in der Überwachungszone interpretiert; ein Alarm
zeigt dem Bedienpersonal den Diebstahl an.
[0006] Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei Sicherungselementen, die nicht aus einer
einfach zusammenhängenden Fläche bestehen, die Detektionsrate nicht den hohen an sie
gestellten Anforderungen entspricht. Als Beispiel für ein derartiges Sicherungselement
sei der in der DE 42 42 992 A1 beschriebene CD-Ring genannt. Dies liegt - wie im Zusammenhang
mit den Figuren Fig. 1a bis Fig. 1d näher erläutert wird - daran, daß bei derartigen
Sicherungselementen unterschiedliche Bereiche, denen quasi unterschiedliche Entmagnetisierungsfaktoren
zuzuordnen sind, Einzelbeiträge zum charakteristischen Signal liefern. Infolge der
unterschiedlichen Entmagnetisierungsfaktoren treten die Signale der einzelnen Bereiche
zeitlich versetzt zueinander auf. Da die Auswerteeinrichtung nur ein charakteristisches
Signal mit einem ausgeprägten Peak als von einem Sicherungselement herrührend erkennt,
kann z.B. ein mit einem ringförmigen Sicherungselement versehener Artikel die Überwachungszone
ungehindert passieren.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus einer nicht einfach zusammenhängenden
Fläche bestehendes Sicherungselement zu schaffen, dessen Detektionsrate vergleichbar
ist mit der Detektionsrate eines Sicherungselementes, das aus einer einfach zusammenhängenden
Fläche besteht.
[0008] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Sicherungselement zumindest einen ausgewählten
Bereich aufweist, in dem der Entmagnetisierungsfaktor des weichmagnetischen Materials
derart geändert ist, daß das charakteristische Signal eine vorgegebene Signalform
hat. Der Entmagnetisierungsfaktor ist übrigens definiert als die inverse Steigung
der Magnetisierungskurve.
[0009] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes
erfolgt die Änderung derart, daß das charakteristische Signal ebenso wie das vorgegebene
charakteristische Signal die Form eines ausgeprägten Peaks -bzw. zweier symmetrischer
Peaks- aufweist.
[0010] Gemäß einer Ausführungsform, die besonders gut für die Sicherung von CDs geeignet
ist, hat das weichmagnetische Material die Form eines Rings mit einem äußeren Radius
(R) und einem inneren Radius (r). Wird ein derart ausgestaltetes Sicherungselement
um die Mittelöffnung der CD plaziert, treten keine Unwuchten auf, die das Abspielergebnis
negativ beeinflussen. Vorteilhafterweise wird das weichmagnetische Material mittels
eines Abscheideverfahrens unter Vakuumbedingungen hergestellt. Selbstverständlich
ist es auch möglich, die Materiallagen durch Ausstanzen herzustellen.
[0011] Als besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung anzusehen, daß die ausgewählten Bereiche
klappsymmetrisch bezüglich der Vorzugsachse des weichmagnetischen Materials liegen.
Insbesondere haben die ausgewählten Bereiche näherungsweise die Form eines gleichschenkligen
Dreiecks, dessen Grundseite von einem Ausschnitt des inneren Ringradius' (r) gebildet
wird und dessen der Grundseite gegenüberliegende Spitze auf dem äußeren Radius (R)
liegt.
Wird nun, wie bevorzugte Alternativen vorschlagen, das weichmagnetische Material aus
diesen Bereichen vollständig oder zumindest teilweise entfernt, wird das charakteristische
Signal auf einen ausgeprägten Peak (bzw. auf zwei symmetrisch liegende Peaks) reduziert.
Als Ausführungsform wird insbesondere vorgeschlagen, das weichmagnetische Material
entlang der Schenkel eines dreieckförmigen Bereiches sowie in streifenförmigen Abschnitten,
die parallel zu einer an den inneren Radius gelegten und die Grundseite des Dreiecks
bildenden Tangente angeordnet sind, zu entfernen. Das Entfernen des weichmagnetischen
Materials aus den gewünschten Bereichen kann beispielsweise durch mechanisches Bearbeiten
oder durch Wegdampfen (z.B. mittels Laser) erfolgen.
[0012] Wie bereits an vorhergehender Stelle beschrieben, ist das charakteristisches Signal
maximal, wenn erregendes Magnetfeld und Vorzugsachse parallel zueinander stehen; bei
senkrechter Stellung verschwindet es. Um allgemein die Detektionsrate innerhalb der
Überwachungszone zu erhöhen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen,
daß das Sicherungselement aus zumindest zwei Lagen des weichmagnetischen Materials
besteht, wobei die Vorzugsachsen der Lagen vorzugsweise um einen Winkel von 360°/(2·n)
relativ zueinander gedreht sind; n kennzeichnet in der Formel die Anzahl der Lagen.
Als konkretes Beispiel seien zwei Lagen von weichmagnetischem Material genannt, die
mit ihren Vorzugsachsen senkrecht zueinander stehen.
[0013] Sobald ein Kunde die mit einem Sicherungselement versehene Ware ordnungsgemäß bezahlt
hat, sollen die Detektoreinrichtungen nachfolgend natürlich keinen Alarm mehr auslösen.
Hierzu wird üblicherweise auf oder in Nähe des weichmagnetischen Materials ein halbhart-
oder hartmagnetisches Material angeordnet. Dieses sog. Deaktivatormaterial zeichnet
sich durch eine hohe Koerzitivkraft und eine relativ geringe Permeabilität aus. Wird
das Deaktivatormaterial einem so starken Magnetfeld ausgesetzt, daß es in die Sättigung
getrieben wird, unterbindet es nachfolgend die Reaktion des weichmagnetischen Materials
auf das Magnetfeld in der Abfragezone.
Um eine Deaktivierung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes zu ermöglichen, ist
zumindest zwischen zwei der Lagen des weichmagnetischen Materials eine Lage aus halbhart-
oder hartmagnetischem Material vorgesehen.
[0014] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1a: ein ringförmiges elektronisches Sicherungselement,
Fig. 1b: einen Ausschnitt des in Fig. 1a gezeigten Sicherungselementes,
Fig. 1c: ein Diagramm, in dem der Entmagnetisierungsfaktor über dem Radius ρ des in
Fig. 1b dargestellten Ringausschnitts aufgetragen ist,
Fig. 2a: eine vereinfachte Darstellung eines weichmagnetischen Materials mit unterschiedlichen
Entmagnetisierungsfaktoren in verschiedenen Volumenelementen,
Fig. 2b: die Hysteresekurven des in Fig. 2a dargestellten Materials,
Fig. 2c: eine Darstellung der beiden Signale eines ringförmigen Sicherungselementes,
Fig. 2d: eine Darstellung des charakteristischen Signals, das sich aus den in Fig.
2c gezeigten Einzelsignalen zusammensetzt,
Fig. 3a: ein Ausschnitt aus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
Fig. 3b: eine Diagramm, das den Entmagnetisierungsfaktor über dem Radius ρ des in
Fig. 3a dargestellten Ringausschnittes zeigt,
Fig. 4: eine Diagrammdarstellung des Entmagnetisierungsfaktors gegen die magnetische
Feldstärke für ein übliches (1) und für die in Fig. 3a dargestellte Ausführungsform
(2) des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
Fig. 5a: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
Fig. 5b: eine zur Fig. 4 analoge Diagrammdarstellung für die weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
Fig. 5c: eine Darstellung des charakteristischen Signals der in Fig. 5a gezeigten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes und
Fig. 6: eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes.
[0015] Fig. 1a zeigt ein elektronisches Sicherungselement 1, das die Form eines Rings 5
hat. Ein derartiges Sicherungselement 1 ist bereits aus der DE 42 52 992 A1 bekannt
geworden. Das weichmagnetische Material 3 des Sicherungselementes 1 besitzt einen
anisotropen Aufbau, der durch eine Vorzugsachse XV gekennzeichnet ist. Aus Symmetriegründen
genügt es, den in Fig. 1b dargestellten Ringausschnitt von 90° zu betrachten. Der
Ring 5 weist einen inneren Radius r und einen äußeren Radius R auf.
[0016] In dem in Fig. 1c dargestellten Diagramm ist der reziproke Entmagnetisierungsfaktor
1/N über dem Radius ρ des in Fig. 1b dargestellten Ringausschnitts zu sehen. Der reziproke
Entmagnetisierungsfaktor N ist in erster Näherung proportional zur Länge des Sicherungselementes
1 in Richtung des äußeren Magnetfeldes Hext. Die Magnetisierungskurve zeigt ein stark
ausgeprägtes Plateau P, das sich dahingehend interpretieren läßt, daß ein relativ
großer Volumenanteil V des Rings 5 einen nahezu konstanten Entmagnetisierungsfaktor
N besitzt. Dies bedeutet, daß sich ein relativ großer Volumenanteil V des Rings 5
bei nahezu derselben Stärke des äußeren Magnetfeldes Hext entmagnetisiert ist. Die
Reaktion des ringförmigen Sicherungselementes 1 auf ein äußeres Magnetfeld Hext ist
aus den Figuren Fig. 2a bis Fig. 2d ersichtlich.
[0017] Fig. 2a zeigt eine vereinfachte Darstellung eines weichmagnetischen Materials 3 mit
unterschiedlichen Entmagnetisierungsfaktoren N1, N2 in unterschiedlichen Volumenbereichen
V1, V2. Der Pfeil deutet die Vorzugsachse XV des weichmagnetischen Materials 3 an.
Die den Volumenbereichen V1, V2 mit unterschiedlichen Entmagnetisierungsfaktoren N1,
N2 zugeordneten Hysteresekurven sind in Fig. 2b zu sehen. Wie allgemein bekannt, wird
das Sicherungselement 1 in den nicht-linearen Bereichen der Hysteresekurven (--> Übergang
zwischen dem linearen und dem gesättigten Bereich) zur Aussendung eines Signals A(t)
angeregt. Werden die Hysteresekurven mit zeitlich konstanter Geschwindigkeit durchfahren,
so steuern die beiden Volumenbereiche V1, V2 ihre Beiträge zu dem charakteristischen
Signal A(t) zu verschiedenen Zeiten bei. Eine Aufschlüsselung nach Einzelsignalen
ist aus der Fig. 2c ersichtlich. Das aus der Überlagerung der beiden Signale resultierende
charakteristische Signal A(t) des ringförmigen Sicherungselementes 1 ist in Fig. 2d
dargestellt. Aufgrund der von der üblichen Signalform abweichenden Form des charakteristischen
Signals - das Signal weist ein ausgeprägtes Plateau P auf - wird das Sicherungselement
1 mit einer nicht einfach zusammenhängenden Fläche in den üblicherweise verwendeten
Detektoreinrichtungen nicht als einem elektronisch gesicherten Artikel zugeordnet
erkannt.
[0018] Fig. 3a zeigt einen Ausschnitt aus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes
1. Wiederum hat das Sicherungselement 1 die Form eines Rings 5 mit dem inneren Radius
r und dem äußeren Radius R. In dem ausgewählten Bereich 2 ist kein weichmagnetisches
Material 3 zu finden: entweder werden die erfindungsgemäßen Sicherungselemente 1 bereits
mit der unterbrochenen Ringform hergestellt, oder das weichmagnetische Material 2
wird nachträglich durch mechanische oder chemische Behandlung der entsprechenden Bereiche
2 entfernt.
[0019] Das in Fig. 3b dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf des reziproken Entmagnetisierungsfaktors
1/N über dem Radius ρ des in Fig. 3a dargestellten Ringausschnittes. Als klarer Unterschied
zu dem analogen Diagramm der Fig. 1c zeigt die Kurve hier kein Plateau. Besonders
gut läßt sich das unterschiedliche Verhalten des bekannten und des erfindungsgemäßen
ringförmigen Sicherungselementes 1 in dem Diagramm, das in Fig. 4 aufgetragen ist,
erkennen. Hier ist der magnetisierte Volumenanteil des in Fig. 1b und in Fig. 3a gezeigten
Sicherungselementes 1 in Abhängigkeit von dem äußeren Magnetfeld Hext aufgeplottet.
Während das bekannte Sicherungselement 1 ein ausgeprägtes, ungünstiges Plateau aufweist,
zeigt die entsprechende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes
1 einen glatten Verlauf. Als Folge hiervon zeigt auch das charakteristische Signal
A(t) des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 1 - nur ein solches wird von der Detektoreinrichtung
einem unerlaubt in der Abfragezone befindlichen Artikel zugeordnet - einen ausgeprägten
Peak 4 (bzw. zwei symmetrische Peaks 4, die von den beiden symmetrisch liegenden nicht-linearen
Bereichen der Hysteresekurve herrühren).
[0020] Fig. 5a zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselementes
1. Hier ist das weichmagnetische Material 3 nicht gänzlich, sondern nur aus gewissen
Abschnitten der ausgewählten Bereiche 2 entfernt worden. Als besonders günstig hat
sich eine Dreiecksform des ausgewählten Bereiches 2 herausgestellt, wobei das Dreieck
symmetrische bezüglich der Vorzugsachse XV angeordnet ist. Das weichmagnetische Material
3 ist im Bereich der Schenkel des dreieckförmigen Bereiches 2 und in streifenförmigen
Abschnitten entfernt, die parallel zu einer an den Innenkreis gelegten Tangente verlaufen,
wobei die Tangente die Grundseite des Dreiecks bildet.
[0021] Eine zu Fig. 4 analoge Diagrammdarstellung für diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Sicherungselementes 1 ist in Fig. 5b zu sehen. Auch hier zeigt das erfindungsgemäße
Sicherungselement 1 den gewünschten glatten Verlauf ohne Plateau. Im charakteristischen
Signal A(t) des Sicherungselementes 1 treten nur die beiden symmetrisch liegenden
Peaks auf (Fig.5c).
[0022] Bereits an vorhergehender Stelle wurde beschrieben, daß das charakteristische Signal
A(t) eines anisotrop aufgebrachten weichmagnetischen Materials 3 maximal ist, wenn
seine Vorzugsachse XV parallel zum äußeren Magnetfeld Hext ist. Um die Detektionsrate
innerhalb der Überwachungszone zu erhöhen, werden gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Sicherungselementes 1 zwei Lagen 6 des weichmagnetischen Materials
3 mit ihren Vorzugsachsen XV näherungsweise gekreuzt übereinander gelegt. Diese Überlagerung
läßt sich auf beliebig viele Lagen 6 ausdehnen, wobei die optimale relative Winkelstellung
der Lagen 6 zueinander sich über die Formel 360°/2·n (n kennzeichnet die Anzahl der
Lagen 6) bestimmen läßt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden
Lagen 6 aus weichmagnetischem Material 3 desweiteren eine Lage 6 aus halbhart- oder
hartmagnetischem Material 7 vorgesehen. Wird dieses Material 7 in die Sättigung getrieben,
wird das Sicherungselement 1 deaktiviert.
[0023] Weiterhin haben die Lagen 6 des weichmagnetischen Materials 3 in den beiden Bereichen
senkrecht zu den ausgewählten Bereichen 2 jeweils einen Kratzer 9 der Länge R-r. Es
hat sich herausgestellt, daß die Stärke des charakteristischen Signals A(t) eines
Rings 5 aus weichmagnetischem Material 3 ab einer gewissen Größe abnimmt. Dieser negative
Effekt läßt sich durch mechanisches oder chemisches Abtragen des weichmagnetischen
Materials 3 (z.B. durch einen Kratzer 9) im Bereich der größten Längenausdehnung des
Sicherungselementes 1 beseitigen.
Bezugszeichenliste
[0024]
- 1
- Sicherungselement
- 2
- ausgewählter Bereich
- 3
- weichmagnetisches Material
- 4
- Peak
- 5
- Ring
- 6
- Lage
- 7
- halbhart- oder hartmagnetisches Material
- 8
- streifenförmiger Abschnitt
- 9
- Kratzer
- A(t)
- charakteristisches Signal
- ρ
- Radius
- r
- innerer Radius
- R
- äußerer Radius
- N
- Entmagnetisierungsfaktor
- XV
- Vorzugsachse
- Hext
- äußeres Magnetfeld
- V
- Volumenelement
- P
- Plateau
1. Sicherungselement zur elektronischen Artikelsicherung, bestehend aus einem anisotropen,
durch eine Vorzugsachse ausgezeichneten magnetischen Material hoher Permeabilität
und geringer Koerzitivkraft (weichmagnetisches Material), das die Form einer einfach
zusammenhängenden Fläche aufweist und das bei Anlegen eines äußeren magnetischen Wechselfeldes
ein charakteristisches Signal erzeugt, wobei das Signal maximal ist, wenn die Vorzugsachse
des Sicherungselementes parallel zum äußeren magnetischen Wechselfeld ausgerichtet
ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherungselement (1) zumindest einen ausgewählten Bereich (2) aufweist, in
dem der Entmagnetisierungsfaktor (E) des weichmagnetischen Material (3) derart geändert
ist, daß das charakteristische Signal (A(t)) eine vorgegebene Signalform aufweist.
2. Sicherungselement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vorgegebene charakteristische Signal (A(t)) vorzugsweise einen ausgeprägten
Peak (4) aufweist.
3. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weichmagnetische Material (3) die Form eines Rings (5) mit einem äußeren Radius
(R) und einem inneren Radius (r) hat.
4. Sicherungselement nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ausgewählten Bereiche (2) klappsymmetrisch bezüglich der Vorzugsachse (XV)
des weichmagnetischen Materials (3) liegen.
5. Sicherungselement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein ausgewählter Bereich (2) näherungsweise die Form eines gleichschenkligen Dreiecks
aufweisen, dessen Grundseite von einem Abschnitt des inneren Ringradius' (r) gebildet
wird und dessen der Grundseite gegenüberliegende Spitze auf dem äußeren Radius (R)
liegt.
6. Sicherungselement nach Anspruch 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den ausgewählten Bereichen (2) kein weichmagnetisches Material (3) vorhanden
ist.
7. Sicherungselement nach Anspruch 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entmagnetisierungsfaktor (N) in den ausgewählten Bereichen (2) durch Entfernen
von weichmagnetischem Material (3) gezielt verändert ist.
8. Sicherungselement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weichmagnetische Material (3) vorzugsweise entlang der Schenkel des dreieckförmigen
Bereiches (2) und in streifenförmigen Abschnitten (8), die parallel zu einer an den
inneren Radius (r) gelegten und die Grundseite des Dreiecks bildenden Tangente angeordnet
sind, entfernt ist.
9. Sicherungselement nach Anspruch 1, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherungselement (1) aus zumindest zwei Lagen (6) des weichmagnetischen Materials
(3) besteht, wobei die Vorzugsachsen (XV) der Lagen (6) vorzugsweise um einen Winkel
von 360°/(2·n) relativ zueinander gedreht sind, wobei n die Anzahl der Lagen (6) kennzeichnet.
10. Sicherungselement nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest zwischen zwei der Lagen (6) des weichmagnetischen Materials (3) eine
Lage (6) aus halbhart- oder hartmagnetischem Material (7) vorgesehen ist.
11. Sicherungselement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem weichmagnetischen Material (3) um ein sog. Dünnschichtmaterial
handelt.