(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式物品監視タグを非活動状態にする装置であって、非作動化コイルと、コンデンサと、前記コンデンサに接続され前記コンデンサを充電する充電手段と、前記コンデンサと前記非活動化コイルに接続された第１電子スイッチであって、該第１電子スイッチを開いたときに電流が前記非活動化コイルを流れることがなく前記コンデンサが前記充電手段によって充電されるように前記非活動化コイルは前記コンデンサから接続が切り離され、該第１電子スイッチを閉じたときに前記コンデンサが前記非活動化コイルに放電して交番減衰磁界を生成する第１電子スイッチと、前記充電手段を作動させる第２電子スイッチとを含んでなり、前記充電手段は前記第２電子スイッチの作動を充電電源線信号の各半周期の始め及び終わりに同期させる同期手段を含んでなる装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記充電手段は前記コンデンサを横切る電圧を監視する監視手段を更に含んでなり、前記充電手段は前記コンデンサを所定の電圧まで充電する装置。
【請求項３】
請求項２の装置であって、前記充電手段は、前記コンデンサに接続された第２巻線及び前記第２電子スイッチを介して電源線に接続された一次巻線を備える変圧器を有し、前記充電手段は、前記コンデンサを横切る電圧が前記所定電圧よりも小さいことを前記監視手段が検出したときに前記コンデンサを充電するために前記第２電子スイッチに作動信号を与える装置。
【請求項４】
請求項３の装置であって、前記同期手段は、前記電源線信号の各半周期の始めに開始するランプ信号を発生させ、かつ、前記電源線信号の各半周期の終わりに終了する基準ランプ波発生器を有し、前記充電手段は、前記ランプ信号、及び前記監視手段によって検出された電圧に応答して前記第２電子スイッチを作動させる装置。
【請求項５】
請求項４の装置であって、前記第２電子スイッチは二方向三極サイリスタを含んでなる装置。
【請求項６】
請求項５の装置であって、前記ランプ信号は低下ランプ信号である装置。
【請求項７】
請求項１の装置であって、前記第１電子スイッチはシリコン制御整流器を含んでなる装置。
【請求項８】
請求項１の装置であって、前記第１電子スイッチは２つのシリコン制御整流器を含んでなる装置。
【請求項９】
請求項１の装置であって、前記第１電子スイッチは、反並行に接続された第１セットの２つのシリコン制御整流器と、反並行に接続された第２セットの２つのシリコン制御整流器を含み、前記第１セットのシリコン制御整流器は前記第２セットのシリコン制御整流器に直列に接続され、装置は前記各シリコン制御整流器に同時にゲート信号を与える信号手段を更に含んでなる装置。
【請求項１０】
請求項９の装置であって、前記信号手段は、複数の二次巻線を有する変圧器と、前記各二次巻線に接続された整流器及びフィルタと、前記各二次巻線に対するエネルギ付与を制御するために前記変圧器の一次巻線に接続された電子スイッチとを含んでなる装置。
【請求項１１】
請求項１０の装置であって、前記信号手段はパルス発生器と論理装置を更に含んでなり、前記論理装置が前記非活動化コイルを非活動状態にする信号とパルス信号を同時に受信するときに前記論理装置は前記信号手段の前記電子スイッチに作動信号を与える装置。
【請求項１２】
請求項９の装置であって、前記コンデンサはコンデンサ列を含んでなる装置。
【請求項１３】
請求項４の装置であって、前記第１電子スイッチは、反並行に接続された第１セットの２つのシリコン制御整流器と、反並行に接続された第２セットの２つのシリコン制御整流器を含み、前記第１セットのシリコン制御整流器は前記第２セットのシリコン制御整流器に直列に接続され、装置は前記各シリコン制御整流器に同時にゲート信号を与える信号手段を更に含んでなる装置。
【請求項１４】
電子式物品監視タグを非活動状態にする方法であって、コンデンサを充電するステップと、該充電されたコンデンサが非活動化コイルに放電して交番減衰磁界を発生させ、前記コンデンサが充電されるときには前記非活動化コイルに電流が流れずに前記充電ステップが実行されるように前記コンデンサを前記非活動化コイルに接続するステップとを含んでなり、前記充電ステップは、前記コンデンサの充電を充電電源線信号と同期させるステップを含んでなる方法。
【請求項１５】
請求項１４の方法であって、前記コンデンサを横切る電圧を監視するステップを更に含んでなり、前記充電ステップは、前記コンデンサを横切る電圧が所定電圧よりも小さいことを前記監視ステップが検出するとき、前記コンデンサを充電することを含んでなる方法。
【請求項１６】
請求項１５の方法であって、前記同期ステップは、前記電源線信号の各半周期の始めに開始し前記電源線信号の各半周期の終わりに終了するランプ信号を発生させるステップを含んでなり、前記充電ステップは、前記発生ステップで生じるランプ信号及び前記監視ステップによって検出された電圧に応答して前記コンデンサを充電することを含んでなる方法。
【請求項１７】
請求項１４の方法であって、前記接続ステップは、前記充電されたコンデンサを前記非活動化コイルに接続するために複数の電子スイッチに同時にゲート信号を与えることを含んでなる方法。
【請求項１８】
請求項１６の方法であって、前記接続ステップは、前記充電されたコンデンサを前記非活動化コイルに接続するために複数の電子スイッチに同時にゲート信号を与えることを含んでなる方法。
【請求項１９】
電子式物品監視タグを非活動化する装置であって、非活動化コイルと、
コンデンサと、
前記コンデンサを所定レベルまで充電する充電手段と、
前記コンデンサ及び前記非活動化コイルに接続された第１電子スイッチであって、該第１電子スイッチを開いたときに前記コンデンサが前記充電手段によって充電され、前記第１電子スイッチを閉じたときに前記コンデンサが前記非活動化コイルに放電する第１電子スイッチとを含んでなり、
前記充電手段は、前記コンデンサを横切る電圧を監視する監視手段と、前記コンデンサに接続された二次巻線及び第２電子スイッチを介して電源線に接続された一次巻線を備える変圧器と、前記第２電子スイッチの作動を前記電源線信号と同期させる同期手段であって、前記電源線信号の各半周期の始めに開始し前記電源線信号の各半周期の終わりに終了するランプ信号を発生させる基準ランプ波発生器を有し、かつ、前記充電手段は、前記コンデンサを横切る電圧が前記所定の電圧よりも小さいことを前記監視手段が検出するとき、前記ランプ信号に応答して前記第２電子スイッチに作動信号を与える装置。
【請求項２０】
請求項１９の装置であって、前記第２電子スイッチは二方向三極サイリスタを含んでなる装置。
【請求項２１】
請求項１９の装置であって、前記ランプ信号は降下ランプ信号である装置。
【請求項２２】
請求項１９の方法であって、前記第１電子スイッチは、反並行に接続された第１セットの２つのシリコン制御整流器と、反並行に接続された第２セットの２つのシリコン制御整流器を含み、前記第１セットの２つのシリコン制御整流器は前記第２セットの２つのシリコン制御整流器と直列に接続され、装置は、前記各シリコン制御の整流器に同時にゲート信号を与える信号手段を更に含んでなる装置。
【請求項２３】
電子式物品監視タグを非活動状態にする方法であって、コンデンサを所定電圧まで充電するステップと、前記コンデンサを横切る電圧を監視するステップと、電源線信号の各半周期の始めに開始し前記電源線信号の各半周期の終わりに終了するランプ信号を発生させることにより前記コンデンサの充電を前記電源線信号に同期させるステップと、前記充電されたコンデンサが非活動化コイルに放電するように前記コンデンサを前記非活動化コイルに接続するステップとを含んでなり、前記充電ステップは、前記コンデンサを横切る電圧が前記所定電圧よりも小さいことを前記監視ステップが検出したときに前記同期ステップで出力されるランプ信号に応答して前記コンデンサを充電するステップを含んでなる方法。
【請求項２４】
請求項２３の方法であって、前記充電されたコンデンサを前記非活動化コイルに接続するために複数の電子スイッチに同時にゲート信号を与えるステップを含んでなる方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電子式物品監視に関し、特に、電子式物品監視タグを非活動状態にすることに関する。
背景技術
電子式物品監視（EAS）システムは、従来、物品を監視するために再使用可能なEASタグ又は使い捨てタグのいずれか一方を使用してきた。再使用できるEASタグは、通常客が店を出る前に物品から取り除かれる。使い捨てタグは、一般に、パッケージに接着剤によって貼り付けられるか又はパッケージの内側に入れられる。使い捨てタグは物品に付けられたままであるので、客がそれを店から持ち出す前に非活動状態にする必要がある。非活動化装置は、EASタグを非活動状態にするのに十分な強さの磁界を発生させるためにエネルギが与えられるコイルを使用する。非活動化されたタグはもはやEASシステムの入力エネルギに応答せず、従ってアラームを発生させない。
非活動化システムの１つのタイプのものにおいては、チェックアウトを行う店員は物品を１回非活動化装置の上を通過させてタグを非活動状態にした後、物品をショッピングバッグその他容器に入れる。このシステムは、ハウジング内に水平に配設された１つのコイルを使用している。店員は、タグがそのコイルとほぼ同一面に位置するようにタグ付き物品をハウジングの水平上面を横切るように動かす。
別の非活動化システムは、空洞を備えるハウジングを使用する。ハウジング内に３セットの２つのコイルが設けられ、各セットのコイルはそれぞれ空洞のまわりでｘ、ｙ、ｚ軸平面上に配設され、空洞の各側部に平行な１つの平面上に１つのコイルが位置し、空洞のまわりに配設された２つのコイルのうちの１つが空洞の上面近くに位置し、もう１つのコイルが空洞の底面近く位置する。チェックアウトを行う店員は、バッグ又は容器を空洞内に入れ、次にタグ付き物品をそのバッグに入れる。物品を全てバッグに入れた後、あるいは、バッグが満たされたとき、コイルを作動させてバッグ内の全てのEASタグを非活動状態にする。店員は次に、空洞からバッグを持ち上げる。このシステムは、一度に多数のタグを非活動状態にすることができ、また、タグを特定の方向に向ける必要がない。
EASシステムが広く使用されるようになったことで、信頼性に対する改善及びコストの削減を与えるシステムが要求されるようになってきた。このことは、特に、非活動化コイル及びそれにエネルギを与える電源を含みEASシステムの非活動化部分に関してまさに真実である。非活動化システムが作動される度に、電源は、非活動化コイルにエネルギを与えるために適度な電力の正確な波形を確実に与えなければならない。所望の磁界を正確に生成することにより、客が店を出る際にEASタッグが警報状態を生じさせないように非活動状態にすることができる。
発明の概要
本発明は、電子式物品監視タグを非活動状態にする装置であって、非活動化コイルと、コンデンサと、コンデンサを所定レベルまで充電する充電手段と、電子スイッチとを備える装置を提供する。電子スイッチは、コンデンサと非活動化コイルに接続され、電子スイッチを開くと充電手段によってコンデンサが充電され、電子スイッチを閉じるとコンデンサは非活動化コイルへ放電するように設けている。
本発明は、また、電子式物品監視タグを非活動状態にする方法であって、コンデンサを所定レベルまで充電し、コンデンサが非活動化コイルへ放電するように充電されたコンデンサを非活動化コイルに接続することを含んでなる方法を提供する。
従って、本発明は、非活動化コイルと直列に接続され事前に充電されたコンデンサ又はコンデンサバンクの自然共振減衰を用いてEASタッグを非活動状態にする改良型非活動装置を提供する。コンデンサバンクは、所望のピーク磁界によって決定される必要値まで充電され、放電は電子スイッチを閉じることによって開始する。生成された磁界は交番極性を有し、かつ、特定の減衰レートにおいて減衰包絡線を有する。本発明のEAS非活動化装置は、従来技術の非活動化装置の低電圧作動、即ち、４００ボルト以下での作動に比べると高電圧、即ち、約２５００ボルトで作動する。更に、本発明の電源スイッチは電源ラインに同期し非活動化装置によって発生するノイズを減少させる。
本発明の他の目的、利点及び応用は本発明の好ましい実施態様に対する以下の詳細な説明により明白になる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のEASタグ非活動化システムを用いたバッグ吊下げステーションの斜視図。
図２は、図１のバッグ吊下げステーション内の非活動化コイルの好ましい実施形態の一部を破断して示した斜視図。
図３は、本発明のEASタッグ非活動化システムの概略ブロック線図。
図４は、本発明の非活動化コイル内を流れる電流の波形を示す概略図。
図５は、本発明のゲートドライブ回路の実施態様の概略ブロック線図。
図６は、本発明の電圧調整器回路の実施形態の概略ブロック線図。
図７は、図６の電圧調整器器回路のいくつかの点における波形を示す概略図。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１に、本発明の実施形態のEAS非活動化システムを使用するバッグ吊下げステーション１０を示す。バッグ吊下げステーション１０は３つの側壁１２，１４，１６と、底部１８を有する。これらの壁及び底部は空間２０を形成し、この空間２０内にショッピングバッグ２２あるいはその他複数の容器がおかれる。多数のプラスチック製ショッピングバッグが、その取っ手をバッグ吊下げラック２６，２８に掛けた状態でホルダ２４に保持されており、使用の際に１つのバッグが引っ張り出される。ショッピングバッグ２２は、従来技術で知られるように、EASシステムとともに用いられる関連EASタッグ３２を備える物品３０を含む。好ましくは、EASタッグ３２は、本願の出願人により「ULTRA・MAX」（登録商標）のブランド名で販売され、万引き防止に広く用いられている磁気音響EASタッグである。
図２は、バッグ吊下げステーション１０とともに用いられる本発明の非活動化コイルの構成を示す。非活動化コイル３４は側壁１２内に配設され、非活動化コイル３６は側壁１４内に配設されている。非活動化コイル３４，３６が平行な平面上に位置するように、２つの側壁１２，１４は平行する。非活動化コイル３８は４つのコイル部分４０，４２，４４，４６を有する。コイル部分４０は底部１８の中に位置し、コイル部分４２は側壁１６の中に位置する。コイル部分４４，４６は、それぞれ非活動化コイル３４，３６のほぼ対角線に沿うように側壁１２，１４の中に位置する。供給電源が非活動化コイル３４，３６，３８に接続され、以下に詳細に説明するようにEASタグ３２を非活動状態にするために磁界を生成する電気エネルギをこれらのコイルに与える。
図３に、本発明の非活動化システムの好ましい実施形態を示す。変圧器１０２は一次巻線１０４と二次巻線１０６を有する。一次巻線１０４は電圧調整器回路１０８に接続され、電圧調整器回路１０８はＡＣ電源として作用する電力線１１０に接続されてる。ダイオード１１２のアノードは２次巻線の鉄心脚１１４に接続され、ダイオード１１２のカソードはノード１１６に接続されている。コンデンサ１１８は、ノード１１６と、二次巻線１０６の鉄心脚１２０に交差するように接続されている。直列抵抗１２２と１２４の間のノード１２８に接続された配線１２６は、コンデンサ１１８を横切る電圧を表すフィードバック信号を電圧調整器回路１０８に送る。非活動化コイル１３２に直列に接続された電子スイッチ１３０もまたノード１１６と脚１２０に交差するように接続されている。電子スイッチ１３０はシリコン制御整流器（ＳＣＲ）１３４，１３６，１３８，１４０を含む。ＳＣＲ１３４，１３６は反並行に接続され、ＳＣＲ１３８，１４０は反並行に接続され、これらの反並行なセットは直列に接続されている。ＳＣＲ１３４，１３６，１３８，１４０のためのゲートドライブ信号はゲートドライブ回路１４２によって供給される（ゲートドライブ回路１４２については後に図５に関連して詳細に説明する）。ゲートドライブ回路１４２は、ＳＣＲ１３４，１３６，１３８，１４０のゲート及びカソードに同時パルスを与える。
非活動化コイル１３２は非活動化コイル３４，３６，３８の例示であり、これらのコイルのうちの１つ又は任意の数のコイルを直列に接続したものとすることができる。図示の実施形態において、電子スイッチ１３０は反並行に接続された２セットのＳＣＲを有する。しかしながら、使用するＳＣＲの電圧及びコンデンサ１１８を横切る電圧の減衰に依存して、反並行な１セットのＳＣＲ又は２以上のセットのいずれか一方を使用することができる。更に、非活動化コイル１３２に必要な電流が１セットのＳＣＲの容量を運ぶ電流を超えるならば、電子スイッチ１３０は各鉄心脚において複数のＳＣＲを持つことができる。更に、コンデンサ１１８は単一のコンデンサとして示しているが、非活動化コイル１３２に必要なエネルギレベルを与えるために充電されるコンデンサバンク（コンデンサ列）とすることもできる。
図４は、電子スイッチ１３０がゲートドライブ回路１４２によって作動されたときに非活動化コイル１３２を流れる電流の波形を示す。コンデンサ１１８から非活動化コイル１３２に供給されるこの電流は減衰交流電流であるので、非活動化コイル１３２によって生成される非活動化磁界は減衰交番磁界である。
図５に、ゲートドライブ回路１４２の実施形態の概略ブロック線図を示す。ＡＮＤゲート１４４は、非活動化命令信号１４６を受信する第１入力側と、パルス発生器１４８に接続される第２入力側を有する。パルス発生器１４８は、例えば、７０キロヘルツの高周波パルスを発生させる。ＡＮＤゲート１４４が非活動化命令信号１４６と、パルス発生器１４８から出力されるパルスの両方を受信すると電力MOSFET１５０がＯＮになるようにＡＮＤゲート１４４の出力側は電力MOSFET１５０のゲートに接続されている。電力MOSFET１５０のドレーンは抵抗１５２を介してトランジスタ１５４のベースに接続されている。電力MOSFET１５０をＯＮにすると、トランジスタ１５４がＯＮになる。トランジスタ１５４のコレクタは、トランジスタ１５４がＯＮになると電力MOSFET１５８もまたＯＮになるように、抵抗１５６を介して電力MOSFET１５８のゲートに接続されている。変圧器１６２の一次巻線１６０は、回路電源Ｖを横切る電力MOSFET１５８の電源までドレーンに直列である。従って、電力MOSFET１５８がＯＮになると一次巻線１６０にエネルギが与えられ、電力MOSFET１５８がＯＦＦになると一次巻線１６０にはエネルギが与えられない。
変圧器１６２は複数の別個の二次巻線１６４，１６６，１６８，１６８，１７０を有し、これらの二次巻線にはそれぞれ別個の回路が接続されている。１例として二次巻線１６４の回路を用い、二次巻線１６４の鉄心脚１７２をダイオード１７４のアノードに接続するダイオード１７４のカソードはノード１７６に接続される。コンデンサ１７８は、ノード１７６と、二次巻線１６４の鉄心脚１８０に交差するように接続されている。抵抗１８２もまたノード１７６に接続され、ダイオード１７４，コンデンサ１７８及び抵抗１８２は、フィルタ処理された半波整流信号をターミナル１８４，１８６に与える。ターミナル１８４，１８６は、適当な作動パルスを与えるために図３に示す複数のＳＣＲのうちの１つのＳＣＲのゲート及びカソードに接続されている。同様に、それぞれの二次巻線１６６，１６８，１７０は別個の回路を有し、かつ、図３に示す複数のＳＣＲのうちの１つのＳＣＲに接続されており、各ＳＣＲが同時に個別の作動パルスを受信するように構成されている。
図６に、図３に示す電圧調整器回路１０８の電源線同期変調器の実施形態を示す。変圧器１０２は、図３に示す負荷に接続された二次巻線１０６を有する。一次巻線１０４の一方の鉄心脚は電源線１１０の一側に接続され、他方の鉄心脚は二方向三極サイリスタ１８８の第１及び第２アノードを介して電源線１１０の他側に接続されている。サイクル検出器１９０は、電源線信号の各半周期の開始及び終了を検出するために電源線１１０に接続されている。サイクル検出器１９０はランプ波発生器１９２にリセット信号を与え、それによりランプ波発生器１９２が、電源線の各半周期の開始のときに開始する低下ランプ信号を与え、かつ、電源線の各半周期の終了のときに終了するように構成されている。ランプ波発生器１９２の出力は比較器１９４の入力側へ与えられる。図３のノード１２８から出力されコンデンサ１１８を横切る電圧を表すフィードバック電圧は演算増幅器１９６の１つの入力側へ与えられる。所定の基準電圧が演算増幅器１９６の他方の入力側へ与えられ、これにより、ノード１２８における電圧が所定の基準電圧よりも小さいときに演算増幅器１９６は比較器１９４の他方の入力側へ信号を与えるように構成されている。ランプ波発生器１９２によって発生した降下ランプ電圧が演算増幅器１９６によって与えられる信号に等しいとき、比較器１９４は切り替わり位相反転器２００に信号を与える。反転された信号はＡＮＤゲート２０２の一方の入力側へ与えられ、パルス発生器２０４の出力はＡＮＤゲート２０２の他方の入力側へ与えられる。ＡＮＤゲート２０２の出力は変圧器２０８の巻線２０６に与えられ、これにより、パルス発生器２０４は巻線２０８を介して二方向三極サイリスタ１８８に対してゲートが開かれ二方向三極サイリスタ１８８をＯＮにして交流電流を一次巻線１０４に流すように構成されている。電源サイクルは、交流電源電圧がゼロと交わるときに自然に終了する。このサイクルは、コンデンサ１１８に与えられた変圧器１０２の出力のライン周波数で、コンデンサ１１８が所定量に充電されるまで繰り返される。
図７は、電圧調整器回路１０８のいくつかの点における電圧波形を示す。図７Ａは、電源線１１０によって与えられる交流電源電圧である。図７Ｂは、二方向三極サイリスタ１８８のためのゲートドライブ信号である。図７Ｃは、ランプ波発生器１９２によって与えられる基準ランプ信号である。
発明の範囲を逸脱することなく本発明を変更することは可能であることが理解される。また、発明の範囲は、ここに説明する特別な実施形態に限定解釈されるものではなく、先の説明に照らして添付の請求の範囲に従うものである。
【図１】
0003877334.tif 000002
【図２】
0003877334.tif 000003
【図３】
0003877334.tif 000004
【図４】
0003877334.tif 000005
【図７Ａ】
0003877334.tif 000006
【図７Ｂ】
0003877334.tif 000007
【図７Ｃ】
0003877334.tif 000008
【図５】
0003877334.tif 000009
【図６】
0003877334.tif 000010