Brevet FR2728992A1 — publié le 19960705

L'invention concerne, de façon générale, les antivols de type magnétique, c'est-à-dire comprenant une étiquette ou filament en matériau magnétique saturable solidarisé à des articles à protéger et, en particulier, un procédé pour déterminer l'unicité ou la pluralité de tels antivols dans un volume de détection prédéterminé. Le principe de ces antivols, qui est connu depuis le brevet Picard FR-A-763 681, consiste à produire dans un volume de détection prédéterminé un champ magnétique alternatif, dit "champ d'interrogation" de fréquence donnée. S'il se trouve dans ce volume un élément en matériau magnétique saturable (élément que l'on désignera de façon géné- rale dans la suite par le terme de "cible"), et si le champ magnétique maximal à l'endroit de la cible est suffisant pour amener le matériau magnétique à saturation, les saturations et désaturations répétées du fait du caractère alternatif du champ vont créer des champs magnétiques secondaires à des fréquences harmoniques de la fréquence du champ d'interrogation. n suffit alors de placer une bobine d'induction réceptrice dans le volume de détection et de filtrer le courant collecté reçu de manière à en éliminer la fréquence fondamentale pour déterminer, par la présence ou l'absence d'harmoniques, la présence ou l'absence corrélative d'une cible dans le volume de détection. Des systèmes de ce type ont été décrits dans de nombreux documents ultérieurs, parmi lesquels on peut citer à titre d'exemple les US A-3 790 945, EP-A-0 446910 ou EP-A-0 545 422, auxquels on pourra se référer pour de plus amples détails sur cette technique et sur les perfectionnements qui y ont été apportés : par exemple la discrimination entre des cibles de plusieurs types ou susceptibles de présenter plusieurs états distincts, l'utilisation de cibles désactivables et réactivables de manière à masquer à volonté la réponse du matériau magnétique à détecter, l'amélioration de la détection par analyse harmonique sélective du signal reçu, etc. Lorsque le client passe à la caisse, l'antivol est neutralisé après paiement de l'article. Cette neutralisation résulte généralement d'une démagnétisation de la cible par application d'un champ magnétique alternatif de fréquence quelconque et d'intensité décroissante dans le temps, d'une manière bien connue en elle-même. En revanche, dans le cas particulier des étiquettes désactivables et réactivables, la neutralisation ne se fait pas par démagnétisation de la cible, mais par magnétisation du matériau écran, de manière que celui-ci vienne interférer avec la réponse du matériau de la cible proprement dite en l'empêchant de répondre au champ d'interrogation de la manière décrite plus haut. L'invention vise le problème particulier, qui n'a pas été abordé par les documents ci-dessus, d'une tentative de démagnétisation simultanée de deux ou plusieurs articles, par exemple en superposant deux de ces articles et en les passant simultanément dans le dispositif de démagnétisation. Une telle tentative de fraude peut notamment se présenter dans le cas de caisses automatiques en libre-service, où l'utilisateur place l'ob- jet dans un appareil de démagnétisation de l'antivol commandé automatiquement après paiement. En particulier, dans le cas d'objets plats tels que des disques, des livres ou des revues, il est tentant pour l'utilisateur de placer deux ou plusieurs articles l'un sur l'autre, de présenter le tout à l'appareil comme s'il s'agissait d'un seul article (l'appareil analysant par exemple un code à barres apposé sur l'article le plus au-dessus et demandant le paiement comme s'il ne s'agissait que d'un article unique) puis d'obtenir la désactivation simultanée de l'ensemble des articles. L'invention a pour objet de remédier à ce type de fraude, en proposant un procédé et un dispositif pour déterminer si, dans un volume de détection donné, on se trouve en présence d'une seule cible magnétique - auquel cas on pourra autoriser le paiement et la désactivation - ou de plusieurs de ces cibles - auquel cas on interrompra la transaction et on signalera une anomalie, en maintenant ou restaurant bien entendu les cibles dans leur état actif. Le procédé de l'invention est du type général connu dans lequel: (a) on produit dans le volume de détection un champ magnétique alternatif d'interrogation de fréquence donnée et d'intensité permettant de saturer et de désaturer de façon répétée la cible ou les cibles ; (b) on détecte la perturbation harmonique du champ magnétique alternatif produite par la cible ou les cibles dans le volume de détection du fait des saturations et désaturations répétées ; et (c) en cas de détection d'une telle perturbation, on considère qu'il y a présence d'une cible ou de cibles. Selon l'invention, en outre: (d) après la détection d'une perturbation, on produit un champ magnétique d'inhibition, essentiellement continu et superposé au champ magnétique alternatif d'interrogation; ce champ magnétique d'inhibition étant produit dans un volume d'inhi- bition prédéterminé, plus réduit que le volume de détection, contenu à l'intérieur de ce dernier et dont l'étendue est déterminée en fonction des articles à protéger de telle sorte qu'il ne puisse être matériellement placé dans le volume d'inhibition qu'un seul article avec sa cible antivol associée ; et (e) on détecte à nouveau un éventuelle perturbation harmonique du champ magnétique alternatif produite par une autre cible ou d'autres cibles dans le volume de détection hors du volume d'inhibition, et (el) en cas de détection à nouveau d'une telle perturbation, on considère qu'il y a présence d'une pluralité de cibles dans le volume de détection, et (e2) dans le cas contraire, on considère qu'il y a présence d'une cible unique dans le volume de détection. Le procédé de l'invention peut avantageusement s'appliquer au cas des cibles antivol qui comprennent chacune deux matériaux magnétiques distincts saturables à des niveaux de champ différents de manière à rendre les cibles désactivables et réactivables par magnétisation et démagnétisation, respectivement, du matériau magnétique saturable par le champ le plus fort. Dans ce cas, à l'étape c on désactive la cible ou les cibles suite à la détection de celle(s)-ci et à l'étape el on réactive les cibles suite à la détection d'une pluralité de cibles. En outre, de préférence, à l'étape 4, on produit un champ résultant toujours inférieur au seuil de désactivation ou de neutralisation des cibles antivol. L'invention porte également sur un dispositif propre à mettre en oeuvre les étapes du procédé ci-dessus. 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-dessous d'un exemple de mise en oeuvre, faite en référence aux dessins annexés. La figure 1 illustre la relation entre le champ magnétique d'interrogation et l'induction produite dans le matériau magnétique de la cible. La figure 2 montre le signal recueilli par l'organe de détection dans la situation de la figure 1. La figure 3 est homologue de la figure 1, lorsque l'on superpose un champ magnétique continu au champ alternatif d'interrogation. La figure 4 est homologue de la figure 2, pour la situation de la figure 3. La figure 5 illustre l'étendue dans l'espace des deux zones de détection et d'inhibition. La figure 6 illustre le gradient du champ magnétique alternatif et du champ magnétique continu dans ces zones. La figure 7 est une illustration schématique du dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention. 0 Sur la figure 1, on a représenté le cycle d'hystérésis 1 du matériau magnétique de la cible (induction B en fonction du champ magnétique appliqué H) et en 2 l'allure du champ magnétique d'interrogation H, qui est un champ sinusoïdal de fréquence donnée, présentant la distorsion harmonique la plus faible possible et dont l'amplitude est choisie de manière que, en tout point du volume de détection, la valeur maxi- male instantanée du champ dépasse la valeur du champ de saturation, comme cela est illustré par les lignes de rappel en tiretés sur la figure 1.De la sorte, le matériau de la cible va être saturé et désaturé de façon répétée, au rythme du champ d'interrogation, et ce phénomène va produire, de manière bien connue, des perturbations harmoniques du champ magnétique, le rang et l'amplitude relative des différents harmoniques dépendant de la nature du matériau et de la géométrie de la cible. La figure 2 montre l'allure du signal recueilli par une bobine d'induction placée dans la zone de détection: outre la partie sinusoïdale 3 à la fréquence fondamentale, due au couplage entre bobine d'émission et bobine de réception, on observe des pics 4 résultant de la perturbation harmonique, pics qui sont d'autant plus étroits et donc reconnaissables que le cycle d'hystérésis 1 du matériau est carré. I1 suffit alors de procéder à un filtrage passe-haut pour éliminer la fréquence fondamentale et ne conserver que les harmoniques pour commander un dispositif signalant la présence d'une cible dans le volume de détection.Divers perfectionnements peuvent être apportés à ce niveau, notamment en ce qui concerne le filtrage, pour éliminer l'incidence des perturbations extérieures et facteurs parasites et abaisser ainsi le taux de fausse alarme, mais ces perfectionnements ne font pas l'objet du brevet et ne seront donc pas décrits en détail. L'invention est basée sur la constatation que, si l'on superpose au champ magnétique alternatif d'interrogation un champ continu H0à l'endroit où se trouve la cible, malgré la variation du champ on demeurera dans la zone saturée 5 du cycle d'hystérésis du matériau, comme illustré figure 3 ; ce dernier restera donc saturé et le cycle d'hystérésis ne sera pas décrit, de sorte qu'il ne se produira aucune perturbation harmonique et que l'on ne détectera aucun pic correspondant sur le signal de détection, comme illustré figure 4. L'idée de base de l'invention consiste, compte tenu de ce qui précède, à rayonner tout d'abord un champ alternatif seul dans le volume de détection. En cas de détection positive (situation des figures 1 et 2), on superpose alors au champ alternatif un champ continu (situation des figures 3 et 4) mais de portée plus courte, donc dans un volume (que l'on appellera par la suite "volume d'inhibition") plus réduit que le volume de détection. Si, dans ces conditions, la détection devient négative, ceci signifie que la cible est située dans le volume d'inhibition, à proximité du détectour, et qu'il n'existe pas de cible dans le reste du volume de détection. Si l'on a configuré l'appareil pour que le volume d'inhibition corresponde à l'épaisseur minimale d'un objet, on peut alors dire qu'il n'a été présenté au dispositif qu'un seul antivol et donc un seul objet. Si en revanche, malgré la superposition du champ continu à courte portée la détection est encore positive, ceci révèle (i) soit la présence, outre l'antivol situé dans le volume d'inhibition, d'un ou plusieurs autres antivols dans le reste du volume de détection, (ii) soit la pré- sence d'un seul antivol, mais en une position trop éloignée. Dans l'un ou l'autre cas, cette situation est anormale et la procédure ou transaction en cours est alors interrompue ou suspendue automatiquement par l'appareil. La figure 5 montre la géométrie du volume de détection 6 et du volume d'inhibition 7, qui est contenu à l'intérieur du volume de détection 6 mais qui de taille plus réduite. Sur la figure 6, on a représenté l'intensité du champ magnétique, alternatif H ou continu H= en fonction de l'éloignement z. Par un choix approprié des paramètres géométriques, électriques et magnétiques des différentes bobines de l'appareil, on fait en sorte que le champ alternatif H ait une intensité à courte portée plus faible que le champ continu H, mais un gradient de décroissance moins abrupt que celui de ce dernier. De la sorte, on définit ainsi deux zones: une zone proche où le champ continu H est prédominant (bien entendu lorsque ce champ est appliqué), et une zone lointaine où le champ alternatif H est prédominant. La limite entre ces deux zones définit la frontière du volume d'inhibition 7. En pratique, on constate que cette frontière est assez nette et indépendante de la sensibilité des cibles, ce qui permet de définir le volume d'inhibition avec une zone frontière d'incertitude très réduite. La figure 7 illustre de façon schématique un dispositif permettant de mettre en oeuvre les enseignements de l'invention. Ce dispositif comporte tout d'abord un réceptacle 10 destiné à recevoir un article 11, en principe un seul article. Cet article porte une étiquette antivol (cible) 12, située à proximité de la surface du réceptaclelO. Le champ magnétique d'interrogation est produit, de manière en elle-même classique, par des bobines 13 alimentées par un circuit comprenant un générateur 14, un filtre passe-bas 15 (permettant d'avoir une fondamentale aussi pure que possible) et un amplificateur de puissance 16. L'ensemble produit le champ magnétique alternatif d'interrogation H mentionné plus haut dans un volume de détection 6, défini par la géométrie et la configuration des bobines 13. La détection est opérée par des bobines 17 recueillant un signal appliqué à un filtre passe-bande 18 (analogique ou numérique) pour éliminer la fondamentale et ne conserver que l'harmonique ou les harmoniques utiles, par exemple uniquement l'harmonique 5, un amplificateur 19, un détecteur 20 et un circuit à seuil 21. Le circuit à seuil délivre un signal à un bloc de commande 22 pilotant le déroulement de la procédure d'analyse en particulier, et de la transaction en général dans le cas où le dispositif de l'invention est intégré à un système de paiement complet, par exemple un système de paiement en libreservioe. La géométrie et la configuration des bobines réceptrices 17 est déterminée de manière que la détection se fasse dans le volume 6 couvert par le champ alternatif d'interrogation. On prévoit en outre, à proximité de la surface du réceptacle 11, une pluralité de bobines 23 alimentées par un circuit 24 sous contrôle du bloc 22, et permettant de produire le champ magnétique continu H~ de courte portée dans un volume d'inhibition 7 tel que défini précédemment. Pour assurer cette courte portée, les bobines 23 peuvent être des bobines de faible longueur (par exemple bobinées sur des noyaux en forme de plots) alimentées par un courant relativement faible, ou avec une pluralité de bobines sur chaque noyau. La géométrie, la configuration et l'alimentation des bobines 23 sont choisies de manière que la zone d'inhibition 7 ne dépasse pas l'épaisseur d'un article 11, ce qui est par exemple aisé à prévoir dans le cas des disques compacts, conditionnés dans un boîtier de dimensions nor malisées. De la sorte, si, comme illustré, on superpose sur le premier article 11 placé dans le réceptacle 10 un second article 11' de même nature pourvu de son étiquette antivol 12', cette dernière se trouvera hors du champ d'inhibition 7 mais dans le champ de détection 6. C'est cette particularité que l'on va mettre à profit pour détecter la présence, non admise, de la seconde cible 12' et donc du second article 11'. À cet effet, on commence par rayonner le champ alternatif H seul par les bobines 13 dans le volume de détection 6 ; ce champ alternatif est maintenu pendant toute la durée de l'opération. Si l'on détecte, par les bobines 17, la présence d'une ou plusieurs cibles dans le volume de détection 6, le bloc 22 commande alors le générateur 24 de manière à superposer le champ continu H au champ alternatif H dans le volume d'inhibition 7. Dans ces conditions, la réponse de la cible 12 sera inhibée, conformément au principe exposé figure 3. Deux cas peuvent alors se présenter: - Soit les bobines 17 ne détectent plus aucune cible, ce qui signifie qu'aucune autre cible ne se trouve en dehors du volume d'inhibi tion 7, et donc qu'un seul article 11 a été placé dans le récepta cle 10. La transaction peut alors se poursuivre et s'achever par une neu tralisation de la cible 12, soit par démagnétisation (application d'un champ alternatif d'amplitude décroissante) soit par désacti vation, s'il s'agit d'une étiquette désactivable et réactivable ; dans l'un et l'autre cas, le champ de neutralisation peut être avantageu sement produit par les bobines 23, qui sont alors alimentées tem porairement en alternatif par le générateur 24, toujours sous contrôle du bloc 22. - Soit on continue à détecter une cible, ce qui signifie qu'il existe des cibles (telles que la cible 12') hors du volume d'inhibition 7. Cette situation est anormale ; elle révèle la présence d'une plura lité d'articles sur le dispositif (ou bien, comme on l'a dit plus haut, d'un seul antivol, mais en une position trop éloignée). On signale alors l'anomalie (message visuel, sonore, etc.) et on interrompt ou on suspend la transaction en cours. En particulier, on empêche toute neutralisation consécutive des cibles ou, s'il s'agit de cibles désactivables et réactivables déjà désactivées, on réactive ces CL- bles. REVENDICATIONS 1. Un procédé pour déterminer l'unicité ou la pluralité de cibles magnétiques dans un volume de détection (6) prédéterminé, ces cibles étant des cibles antivol (12) comprenant un matériau magnétique saturable et solidarisées à des articles (11) à protéger, procédé dans lequel: a) on produit dans le volume de détection un champ magnétique al ternatif d'interrogation (H ) de fréquence donnée et d'intensité permettant de saturer et de désaturer de façon répétée la cible ou les cibles, b) on détecte la perturbation harmonique du champ magnétique al ternatif produite par la cible ou les cibles dans le volume de détec tion du fait des saturations et désaturations répétées, et c) en cas de détection d'une telle perturbation, on considère qu'il y a présence d'une cible ou de cibles, procédé caractérisé en ce que, en outre: d) après la détection d'une perturbation, on produit un champ magne' tique d'inhibition (H=), essentiellement continu et superposé au champ magnétique alternatif d'interrogation (H ), ce champ magnétique d'inhibition étant produit dans un volume d'inhibition (7) prédéterminé, plus réduit que le volume de détec tion (6), contenu à l'intérieur de ce dernier et dont l'étendue est déterminée en fonction des articles à protéger de telle sorte qu'il ne puisse être matériellement placé dans le volume d'inhibition qu'un seul article avec sa cible antivol associée, et e) on détecte à nouveau un éventuelle perturbation harmonique du champ magnétique alternatif produite par une autre cible ou d'au tres cibles dans le volume de détection hors du volume d'inhibition, et el) en cas de détection à nouveau d'une telle perturbation, on con sidère qu'il y a présence d'une pluralité de cibles dans le volu me de détection, et e2) dans le cas contraire, on considère qu'il y a présence d'une ci ble unique dans le volume de détection. 2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel, les cibles antivol comprenant chacune deux matériaux magnétiques distincts saturables à des niveaux de champ différents de manière à rendre les cibles désactivables et réactivables par magnétisation et démagnétisation, respectivement, du matériau magnétique saturable par le champ le plus fort: - à l'étape , on désactive la cible ou les cibles suite à la détection de celle(s)-ci, et - à l'étape el, on réactive les cibles suite à la détection d'une plura lité de cibles. 3. Le procédé de la revendication 1, dans lequel, à l'étape d, on produit un champ résultant toujours inférieur au seuil de désactivation ou de neutralisation des cibles antivol. 4. Un dispositif pour déterminer l'unicité ou la pluralité de cibles magnétiques dans un volume de détection (6) prédéterminé, ces cibles étant des cibles antivol (12) comprenant un matériau magnétique saturable et solidarisées à des articles (11) à protéger, dispositif compre nant: - des moyens (13 à 16) pour produire dans le volume de détection un champ magnétique alternatif d'interrogation (H ) de fréquence donnée et d'intensité permettant de saturer et de désaturer de fa çon répétée la cible ou les cibles, et - des moyens (17 à 21) détecteurs de la perturbation harmonique du champ magnétique alternatif produite par la cible ou les cibles dans le volume de détection du fait des saturations et désatura tions répétées, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend en outre:: - des moyens (22, 23, 24) pour produire, après détection d'une per turbation, un champ magnétique d'inhibition cl~), essentiellement continu et superposé au champ magnétique alternatif d'interroga tion (H ), ce champ magnétique d'inhibition étant produit dans un volume d'inhibition (7) prédéterminé, plus réduit que le volume de détection (6), contenu à l'intérieur de ce dernier et dont l'étendue est déterminée en fonction des articles à protéger de telle sorte qu'il ne puisse être matériellement placé dans le volume d'inhibi tion qu'un seul article avec sa cible antivol associée, et - des moyens discriminateurs (13 à 16, 22), pour détecter à nouveau l'éventuelle perturbation harmonique du champ magnétique alter natif produite par une autre cible ou d'autres cibles dans le volume de détection hors du volume d'inhibition. 5. Le dispositif de la revendication 4, dans lequel, les cibles antivol comprenant chacune deux matériaux magnétiques distincts saturables à des niveaux de champ différents de manière à rendre les cibles désactivables et réactivables par magnétisation et démagnétisation, respectivement, du matériau magnétique saturable par le champ le plus fort, il est prévu des moyens (22, 23, 24) désactivateurs et réactivateurs de cible, coopérant avec les moyens détecteurs de manière à désactiver la cible ou les cibles suite à la détection de celle(s)-ci et coopérant avec les moyens discriminateurs de manière à réactiver les cibles suite à la détection d'une pluralité de cibles. 6. Le dispositif de la revendication 4, dans lequel les moyens (22, 23, 24) pour produire le champ magnétique d'inhibition superposé au champ magnétique d'interrogation produisent un champ résultant toujours inférieur au seuil de désactivation ou de neutralisation des cibles antivol.