DE3233028A1

DE3233028A1 - Elektrische ueberwachungseinrichtung mit beweglichen antennenelementen

Info

Publication number: DE3233028A1
Application number: DE19823233028
Authority: DE
Inventors: Ezra D. 33064 Pompano Beach Fla. Eskandry; David L. 33435 Boynton Beach Fla. Gentzler; David R. 33441 Deerfield Beach Fla. Humble; Peter J. 33431 Boca Raton Fla. Lamanna; Jon N. 33433 Boca Raton Fla. Weaver
Original assignee: Sensormatic Electronics Corp
Current assignee: Sensormatic Electronics Corp
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1982-09-06
Publication date: 1983-03-24
Also published as: SE8205125L; ES515629A0; US4394645A; IT1192508B; ES8306884A1; DE3233028C2; FR2512558A1; CA1183922A; SE453696B; GB2106757A; SE8205125D0; IT8209511A0; BR8205284A; FR2512558B1; NL8203513A; GB2106757B

Description

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SENSORMATIC ELECTRONICS CORPORATION DEERFIELD BEACH / USA

Elektrische überwachungseinrichtung mit beweglichen Antennenelementen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit der das Vorhandensein eines Gegenstandes innerhalb eines Uberwachungsbereichs festgestellt wird, genauer gesagt, eine Vorrichtung, die entweder ein sich änderndes Magnetfeld für die Feststellung eines Gegenstandes aus einem Material hoher Permeabilität oder ein Mikrowellenfeld für die Feststellung eines geeigneten Empfänger-Rückstrahlers zum Einsatz bringt.

überwachungseinrichtungen, die für die Entdeckung hochpermeabler Materialien geeignet sind, sind spätestens seit der FR-PS 763 681 bekannt. Im wesentlichen wird in dieser Patentschrift eine Vorrichtung beschrieben, bei der eine erste Wicklung oder Spule, die Sensorspule, mit Wechselstrom gespeist wird und eine zweite Wicklung oder Spule, die Empfängerspule, gegenüber der ersten Spule ausgerichtet und mit einer filternden Detektorschaltung verbunden ist. Eine der Spulen hat die Figur einer Acht, während die andere rechteckig ist und die achtförmige Spule umschließt. Diese Anordnung soll sich im elektrodynamischen Gleichgewicht befinden, da bei Fehlen einer Störung innerhalb des erzeugten Feldes keinerlei Energie zwischen den beiden Spulen übertragen wird.

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Es wurden erhebliche Anstrengungen vorgenommen, sowohl •die Elektronik des Systems als auch die Feldkopplungsspulen der beschriebenen bekannten Vorrichtung zu verbessern. Hinsichtlich der Elektronik wird auf die US-Patentanmeldung Serial No. 193 038 vom 2. Oktober 1980 der Anmelderin verwiesen. Diese Anmeldeschrift betrifft eine Einrichtung der Magnetfeldtype, mit der ein überwachungsfeld erzeugt wird, das sinusförmig mit einer Grundfrequenz schwankt. Parallele Filterkanäle wählen die Komponenten der zweiten und dritten Harmonischen von Störungen aus., die durch hochpermeables Material im Bereich des Feldes hervorgerufen werden, und die Phase der zweiten Harmonischen gegenüber einem Bezugssignal wird dann als Vergleich herangezogen. Der Signalpegel des Anteils der zweiten und des der dritten Harmonischen wie auch die Phasenkongruenz steuern im Zusammenwirken eine Alarmschaltung.

Während zahlreiche Versuche unternommen worden sind, die Spulenelemente zu verbessern, basieren sie mit einer Ausnahme darauf, die' Spulen in fester Position im allgemeinen parallel zueinander anzuordnen, und zwar entweder auf einer Seite oder auf einander gegenüberliegenden Seiten einer zu überwachenden Passage. Das Problem, das mit feststehenden oder ortsfesten Spulen verbunden ist, besteht darin, daß sie in der Lage sein müssen, in einen dreidimensionalen Raum, den Uberwachungsbereich, in homogener Weise auszusenden und aus diesem zu empfangen. Dies wurde bisher dadurch erreicht, daß die Sendeleistung erhöht wurde. Unglücklicherweise steht aber damit in Verbindung, daß es immer schwieriger wird, mit höherer Leistung das Feld auf einen gewünschten Bereich zu begrenzen. Es entsteht dann ein Umfeldbereich, in dem empfind-

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liehe Marken auch außerhalb des gewünschten Überwachungsbereichs festgestellt werden. Dermaßen hohe Leistung macht es außerdem erforderlich, daß mit größeren Eisengegenständen und bestimmten elektronischen Instrumenten ein größerer Abstand zu den Spulen eingehalten werden muß. Diese Einschränkung begrenzt die Brauchbarkeit derartiger Systeme, bei denen Gegenstände mit daran angebrachten Sicherangsmarken in der Nähe der Spulen gehalten werden müssen. Außerdem haben die meisten Verkaufsgeschäfte, in denen dieses System sonst mit Vorteil eingesetzt wird, Packtische aus großen, dünnen Eisenblechen. An diesen Orten können keine starken Streufelder o. dgl. geduldet werden.

Wenn dieses Streuumfeld verringert wird, indem die Senderleistung herabgesetzt wird, wird dadurch die Empfindlichkeit der Diebstahlsmarkenentdeckung herabgesetzt. Ganze Bereiche innerhalb der vorgesehenen Überwachungszone haben dann unzureichende Feldintensität für die angestrebte Entdeckung oder feststellung. Zumindest gilt dies für Einrichtungen der bisher verwendeten Art.

In der obengenannten französischen Patentschrift heißt es, daß es zwar möglich ist, eine Person, die einen Gegenstand zu.stehlen trachtet, in eine der beiden abgeglichenen Spulen hineinzuführen, doch wäre es besser, einen Dieb möglichst nahe an einer Seite der Tür, in der die Wicklungen angeordnet sind, heranzuführen. So kann man beispielsweise die Rahmen in den sich drehenden Teilen einer Drehtür unterbringen. In der Patentschrift befindet sich jedoch leider keine Darstellung oder keine Beschreibung, wie eine derartige Abwandlungsform ausgeführt sein soll, so daß dies dem Leser überlassen ist. Man kann nur annehmen, daß

eine Spulengeometrie verwendet wird, wie sie anderenorts in der Patentschrift beschrieben ist. Danach ergibt sich eine Spule in Gestalt einer Acht, die von

einer Wicklung umgeben ist, wobei Sämtliches in einer Ebene liegt. Ausführungen dieser Art, bei der Sende- und Empfangsspule in ein und derselben Ebene liegen, zeichnen sich dadurch aus, daß das rückseitige StreujQ feld gleich groß wie das vorderseitige Feld ist und daß beträchtliche Randfelder auftreten, die normal zu den Spulenachsen verlaufen, wodurch Markierungsplaketten festgestellt werden können.

In dem Gegenstand der genannten französischen Patentschrift können zahlreiche Mängel festgestellt werden. Eine gewöhnliche Drehtür ist normalerweise aus Glastafeln hergestellt, die in Metallrahmen befestigt sind und mit diesem an einem Mittelpfosten gehalten werden.

2Q Ein Metallrahmen in dieser Umgebung könnte eine Kurzschlußschleife bilden, die die Uberwachungsspulen umschließt und dadurch deren Wirksamkeit beeinträchtigt. Ein übergreifen über die Grenzen des zylindrischen Teils des Türgehäuses i/st ebenfalls nicht aus-

2g zuschließen. Damit wird der angrenzende Raumbereich durch das Feld überschwemmt, wenn die Tür gedreht wird. Außerdem soll eine Drehtür als Grenz- und übergangsbereich zwischen einem Innenraum und einem Außenraum dienen und ist deshalb nicht besonders dazu geeignet,

QQ gestohlene Güter oder Diebe festzustellen oder festzuhalten. Sie hat auch physikalische Grenzen, die sie für den Durchgang von Rollstühlen oder Einkaufswagen ungeeignet machen.

In Anbetracht vorstehender Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der vorangehenden allgemeinen Art zu schaffen,

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die sich dazu eignet, einen schmalen Korridor oder Durchgang abzudecken, wobei im wesentlichen keine Rückte feldempfindlichkeit auftritt, so daß sie in dem Raum zwischen den Kassentischen eines modernen Supermarktes zum Einsatz gebracht werden kann.

Weiterhin besteht die Aufgabe darin, ein magnetisch jQ arbeitendes Uberwachungssystem zu schaffen, das in Verbindung mit einem Supermarkt-Kassentisch o. dgl. einsetzbar ist, um zwar den Durchgang der Kunden, die bezahlt haben, zu kontrollieren, die angrenzenden Registrierkassen und sonstigen elektrischen Apparate ,ρ- nicht zu beeinflussen und auch durch in den Metallteilen des Kassentisches erzeugte harmonische Interferenzwellen nicht beeinflußt zu werden.

Außer den Systemen, die für die Diebstahlüberwachung Plaketten mit hoher Permeabilität verwenden, sind solche bekannt, die eine Halbleiterdiode verwenden, durch die Signale gemischt und wieder abgestrahlt werden. Es wird in diesem Zusammenhang auf die US-PS 3 895 368 der Anmelderin verwiesen. Dabei sendet ein

2g Mikrowellensignalgenerator eine elektromagnetische Welle in den zu überwachenden Raum ein und erzeugt damit ein erstes Feld. Ein impuls- oder frequenzmodulierter Niederfrequenzgenerator dient dazu, eine Spannung an einen diskontinuierlichen Leiter abzugeben, um ein zweites Feld zu errichten, das seiner Natur nach elektrostatisch ist und sich in dem gesamten zu überwachenden Raum ausbreitet. Wenn sich in dem Raum dann ein passiver elektromagnetische Wellen aufnehmender und abstrahlender Miniaturkörper in Form einer Halbleiterdiode befindet, der mit einer Dipolantenne verbunden ist, wird die Niederfrequenzkomponente, die auf die Mikrowellenkomponente als Träger

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aufmoduliert ist, zurückgestrahlt. Die Eingangsseite eines Empfangssystems ist auf die Mikrowellenfrequenz abgestimmt und speist eine für das Niederfrequenzsignal empfindliche Detektorschaltung. Ein Koinzidenzkreis speist eine Alarmschaltung, sobald das festgestellte Signal mit der original Modulationsfüllkurve übereinstimmt, die dem Niederfrequenzgenerator zuge-

,Q führt worden ist. Der diskontinuierliche Leiter kann ein Folienblatt o. dgl. sein. Sowohl die diskontinuierlichen Leiter als auch die gewöhnlichen Antennen für Aussendung und Aufnahme des Mikrowellensignals sind in einem oder mehreren ortsfesten Säulen o. dgl.

-₅ angeordnet. Es ist an keiner Stelle die Rede davon, daß die Antennen auch bewegbar sind. Um jedoch die Uberwachungszorie auf einen festumrissenen Bereich zu begrenzen und dabei eine zuverlässige Feststellung zu sichern, können sich bestimmte Situationen ergeben,

2Q für die die bekannten Systeme ungeeignet sind. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Mikrowellenüberwachungssystem zu schaffen, das mit höherer Zuverlässigkeit einen umgrenzten Bereich abdeckt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Apparatur vorgeschlagen, die die Anwesenheit einer auf elektrische Energie reagierenden Erkennungsmarke innerhalb einer Uberwachungszone feststellt und bei

QQ der ein Sender mit einem Abstrahler für ein elektrisches Energiefeld gekoppelt ist, um in dieser gesamten Zone ein Wechselstromenergiefeld zu erzeugen, während ein Empfänger mit einer Aufnahmeapparatur für das elektrische Energiefeld verbunden ist, wodurch eine be-

gg stimmte Veränderung oder Schwankung des Wechselstromenergiefeldes festgestellt wird, welche bei Anwesenheit der Markierung oder Plakette in dem Wechselstromenergie-

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feld hervorgerufen wird, wobei die Besonderheit darin besteht, daß wenigstens der Abstrahier oder der Empfänger sich in einer tür- oder gatterartigen Konstruktion befinden, die um eine vertikale Achse hin- und herschwenkbar ist, wobei im wesentlichen die gesamte Konstruktion sich horizontal auf einer Seite von dieser Achse ausgehend ausdehnt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen stellen dar:

j5 Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines typischen

Aufbaus der die Erfindung verkörpernden Apparatur;

Fig. 2 ein Schemadiagramm einer möglichen Ausführung der Spulen innerhalb der Apparatur der

Fig. 1;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Apparatur aus Fig. 1;

Fig. 4 schematisiert eine Darstellung des empfind- '

liehen Raums bei Ruhestellung der Apparatur nach Fig. 1;

Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4 mit

Andeutung des Feldraums, wenn die Gatterelemente in zueinander parallel verlaufenden Stellungen aufgeschlagen sind;

Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4 mit

Andeutung des Feldraumes in einer Zwischenstellung der Gatterelemente;

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Fig. 7 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4, in der die räumliche Ausdehnung des überwachungsfeldes bei in entgegengesetzter Richtung auf

geschlagenen Gattertüren angedeutet ist;

Fig.,8 das Schemablockschaltbild der gesamten Einrichtung nach Fig. 1;

Fig. 9 das Schemadiagramm einer anderen Anordnung

von Spulen in der Apparatur nach Fig. 1;

Fig. 10 in vertikaler Ansicht ein Schwenkgatter der •L5 Fig. Ί, worin der Grund für eine Form einer

unerwünschten Signalstörung dargestellt ist;

Fig. 11 eine diagrammartige Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 12 die Ansicht einer einseitig angeschlagenen

Tür mit einer magnetisch arbeitenden Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 12, bei

der die Tür mit einer Mikrowelleneinrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist; und

Fig. 14 die Ansicht eines Durchganges, bei welchem die Erfindung in einem mit Scharnieren ange

lenkten Sperrgitter angeordnet ist.

Sofern in der Zeichnung gleiche Bezugszeichen verwendet werden, bezeichnen sie dieselben oder vergleichbare Teile.

Zunächst wird die Fig. 8 betrachtet, die in vereinfachter Darstellung die Hauptkomponenten eines magnetisch arbeitenden Überwachungssystems zeigt, mit denen in einem Uberwachungsbereich ein durch Wechselstrom hervorgerufenes Magnetfeld erzeugt wird und das eine durch Anwesenheit eines Körpers aus hochpermeablem Material in dieser Zone hervorgerufene Störung des Feldes feststellt. Für die Beschreibung des gesamten Systems wird auf den Inhalt der US-Patentanmeldung 193 0 38 verwiesen.

Das System besteht aus einer Sender-Empfänger-Anordnung 10 mit einem Leistungsverstärker 11, dessen Ausgangsgröße über einen Kondensator 12 an eine Senderspule 13 abgegeben wird, die an ihrem freien Ende mit Masse verbunden ist. Der Kondensator 12 bildet mit der. Senderspule 13 einen Resonanzkreis bei der vom Leistungsverstärker hervorgebrachten Frequenz. Eine Empfängerspule 14, die ebenfalls einseitig an Masse liegt,ist mit ihrer zweiten Seite mit dem Eingang eines .Hochpaßfilters 15 verbunden. Der übrige Teil der Schaltung ist nicht dargestellt, da für die Erfindung nicht wesentlich. Bei einem Vergleich der Schaltung der Fig. 8 mit der vollständigen Schaltung der Fig. 4 der vorstehend genannten US-Patentanmeldung ist erkennbar, daß die einfach ausgebildete Senderspule 13 dem Spulenpaar in der dortigen Beschreibung gleichzusetzen ist, während die Empfängerspule 14 ebenfalls dort ein Spulenpaar ist. In allen übrigen Belangen kann sonst vollständige Übereinstimmung herrschen.

In der vorliegenden Fig. 1 ist ein typischer Kassendurchgang 16 mit entsprechendem Durchgangsweg, der durch den Pfeil 17 angedeutet ist, dargestellt. Zu beiden Seiten des Durchgangsweges 17 sind zwei Pfosten

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18, 19 angebracht, an denen Schwenkplatten 20, 21 befestigt sind. Die Platten 20, 21 schwenken um die als Achsen für ihre Schwingbewegung aufgestellten Pfosten 18 und 19. Die möglichen Schwingbewegungen sind in Pig. 3 durch gestrichelte Pfeile 22 und 23 angedeutet. Die Platten werden durch Federelemente in die in Fig.

gezeigte Ruhestellung, in der sie den Durchgangsweg zwischen den Pfosten 18, 19 versperren, jeweils rückgeschwenkt. Die Platten 20, 21 weisen aufeinander zu und liegen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene, so daß sie beiseite geschwenkt werden müssen, wenn ein Einkaufswagen oder eine Person hindurchgehen will.

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Jede der Platten 20 und 21 enthält eines der Spulenelemente 13 oder 14, die Teil der bereits früher beschriebenen überwachungseinrichtung sind. Da die Schwenkplatten der Fig. 1 symmetrisch zueinander sind, ist es gleichgültig, in welcher der beiden Platten die jeweilige Spule enthalten ist. Aus später noch zu erläuternden Gründen können es seitenbezogene Überlegungen erforderlich machen festzulegen, welche Platte die Senderspule und'welche die Empfängerspule enthält.

Der Darstellung halber sei nun angenommen, daß die Schwenkplatte 20 die Empfängerspule 14 und die Schwenkplatte 21 die Senderspule 13 enthält. Die Senderspule 13 hat, wie Fig. 2 zeigt, eine im wesentlichen quadratisch ausgebildete Schleife mit gleichem oberen und unteren Schenkel 24, 25, während die Empfängerspule die Figur einer Acht hat, deren oberer und unterer Schenkel die Bezeichnungen 26 bzw. 27 haben. Nach bekannten Richtlinien sind die obere und untere Hälfte der achtförmigen Spule 14 elektrisch ausbalanciert und vertikal angeordnet, wie Fig. 2 zeigt, so daß von der

Senderspule 13 kein resultierendes Signal empfangen wird, sofern in dem von der Spule 13 erzeugten Feld keine äußere Störung auftritt. Die Windungen der Spule 13 umgeben sämtlich einen Mittelpunkt in derselben Richtung und mit Symmetrie sowohl um eine vertikale als auch eine horizontale Achse/ die durch diesen Punkt verlaufen. Die Spulenelemente haben praktisch gleiche Außenabmessungen und äußerlich gleiche Form. Die beiden Spulen 13 und 14 können jedoch unter Berücksichtigung oben aufgeführter Grundsätze in ihrer Form abgewandelt sein. So können die äußeren Umgrenzungen rechteckig anstatt quadratisch sein.

Wenn sich die Schwenkplatten 20 und 21 in der in Fig.

gezeigten Ruheposition befinden und das Überwachungssystem gespeist wird, dann hat das zwischen den Spulen 13 und 14 aufgebaute Feld, das zur Entdeckung von Körpern aus hochpermeablem Material dient, eine Umgrenzung, wie sie mit der strichpunktierten Linie 28 in Fig. 4 angedeutet ist. Diese Umgrenzung hat in horizontaler Ebene ihren Mittelpunkt im Mittelpunkt zwischen den Wicklungen 13 und 14. Wenn die Schwenkplatten 20 und 21 parallel zueinander nach außen geschwenkt sind, wie in Fig. 5 dargestellt, verläuft die Feldbegrenzung etwa so, wie durch die strichpunktierten Linien 29 und 30 in Fig. 5 angedeutet. Bei Annäherung der freien Plattenenden weitet sich die Feldgrenze in der horizontalen Ebene etwas in Richtung des Durchganges 17 aus, so daß sich Umgrenzungen gemäß Grenzlinien 31 und 32 in Fig. 6 einstellen.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere allgemeine Beziehung der Schwenkplatten 20 und 21. Die Platten sind dabei in entgegengesetzten Richtungen geschwenkt, bauen aber ebenfalls ein magnetisches Feld zwischen sich auf mit

Umgrenzungslinien in horizontaler Ebene, wie sie durch die strichpunktierten Linien 33 und 34 angedeutet sind. Wenn die Phasendetektoreinrichtung nur auf die Größe der Phasenübereinstimmung oder das Fehlen einer solchen Übereinstimmung reagiert und nicht auf die Richtung der Phasenverschiebung, dann ist die Beziehung gemäß Fig. 7 der Spulenwicklungen in gleicher Weise wirksam bei der Ermittlung eines hochpermeablen Gegenstandes im Feld wie bei den relativen Ausrichtungen nach den Fig. 4, 5 und 6.

Die Empfangsspule 14 ist nach den bisherigen Darstellungen als Achterfigur ausgebildet, kann aber auch aus zwei identischen Spulen aufgebaut sein, die so miteinander verbunden sind, daß sie zwei entgegengesetzt gleiche Ströme oder Spannungen erzeugen, wenn sie von einem gemeinsamen Signal durchsetzt werden, d.h. wenn jede der beiden Spulen mit einem Magnetfluß gleicher Stärke und derselben Richtung gekoppelt ist.

Abhängig von Konstruktion und Materialien des Kassentisches 16 in Fig. 1 ist es bei einer Gestaltung der Spulen nach Fig. 2 möglich, daß harmonische Interferenzsignale, speziell der dritten Harmonischen, vom Kassentisch ausgehen. Wenn die Senderspule auf der dem Kassentisch abgelegenen Seite angeordnet ist, wird diese durch ihn hervorgerufene Interferenz zwar reduziert, jedoch für die für eine zuverlässige Erkennung von Markierungsplaketten erforderlichen Energiepegel und Empfindlichkeiten noch nicht ausgeschlossen. Es wurde jedoch ermittelt, daß ein verbesserter Schutz gegen derartige Interferenz mit einer Spulengestaltung nach Fig. 9 erzielt wird, auf die nun besonders Bezug genommen wird. Soweit Übereinstimmungen vorliegen, sind in der Fig. 9 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2

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verwendet, wobei sie lediglich mit dem Zusatz "a" versehen sind. Die Senderspule hat deswegen die Bezeichc nung 13a und befindet sich innerhalb der Schwenkplatte 21, während die Schwenkplatte 20 die Empfängerspule 14a mit ihren zwei besonders gestalteten Schleifen 26a und 27a enthält, die zu einer Achterfigur zusammengeschaltet sind.

Die Senderspule 13a ist nierenförmig als Schleife in einer vertikalen Ebene in der Platte 21 ausgerichtet. Alle Windungen der Schleife 13a umschließen einen Mittelpunkt in derselben Richtung mit Spiegelsymmetrie

^c um eine horizontale Achse, die durch diesen Mittelpunkt verläuft, wobei jedoch die Abschnitte der Schleife 13 auf gegenüberliegenden Seiten einer vertikalen Achse, die durch den Punkt hindurch verläuft, im wesentlichen elliptische Gestalt haben, wobei der Krümmungsradius

2Q des Abschnittes 40 größer als der des Abschnittes 41 ist. Der Abschnitt 41 mit dem kleineren Krümmungsradius befindet sich auf der Seite der vertikalen Achse, die in geschlossener Ruhestellung der Platten 20 und 21, wie sie in Fig. 3 dargestell i'st, der Empfänger spule

«π 14a näherliegt als der Abschnitt 40.

Die Empfängerspule 14a besteht aus einem Paar zueinander identischer Spulenelemente 26a und 27a von ovaler Gestalt, die als Schleifen in einer gemeinsamen

QQ vertikalen Ebene liegen, wobei sämtliche Windungen jeweils einer Schleife 26a bzw. 27a .einen zugehörigen Mittelpunkt in einer Richtung umschließen und die ellipsenförmigen Schleifen eine große und eine kleine Achse haben. Die Schleifen 26a und 27a sind in der vertikalen Ebene übereinander angeordnet und zu einer Spule mit Achterfigur geschaltet. Die Hauptachsen der Schleifen 26a und 27a haben auf gegenüberliegenden

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Seiten der die horizontale Achse der Spule 13a enthaltenden Ebene jeweils gleichen Abstand und streben, 5· wie die Fig. deutlich erkennen läßt, in Richtung zur Spule 13a auseinander (geschlossene Ruhestellung der Platten vorausgesetzt).

Der Sinn für die Gestaltung nach Fig. 9 wird nun erläutert. Speziell in Bereichen von Supermärkten treten zwei bestimmte Quellen für Interferenzen auf. Die ein«ä Quelle liegt in dem Stahl der Kassentische, wodurch exn Signal der dritten Harmonischen erzeugt wird, wenn dieser Stahl sich im Magnetfeld der Senderspule befindet. Da die Empfängerspulen sehr nahe an den Kassentischen angebracht sein müssen, werden bereits auch schwache Felder, die von diesen Kassentischen ausgehen, eingekoppelt. Die Wirkung dieser Interferenzerscheinungen wird dadurch verringert, daß die Spulen 26a und 27a unter Berücksichtigung der gewünschten Detektorempfindlichkeit in der Achse des Durchganges so klein wie möglich gemacht werden. Die dargestellte Schrägstellung der Spulen wird dadurch vorgegeben, daß durch Verminderung des vertikalen Abstands zwischen den Enden 42 und 43 der Spulen 26a und 27a das wirksam werdende Signal, das vom Kassentisch ausgeht, kleiner wird, während durch einen größeren Abstand der Enden 44 und 45 dieser Spulen die direkte Kopplung mit der Senderspule 13a vermindert wird,und dadurch die gemeinsame Zurückweisung jedes von einer Markierungsplatte nahe der entfernten Seite 40 der Spule 13 hervorgerufenen Signals herabgesetzt wird.

Die Senderspule 13 andererseits ist so gestaltet, daß die tote Zone innerhalb der Grenze der Spule möglichst klein ist und der wirksame Fluß,der in Richtung auf die Durchgangsachse gerichtet ist, in der Gegenrichtung zu

der auf die Rückseite des Zahltisches (in der Zeichnung nicht gezeigt) erhöht wird.

Ein weiterer Vorteil der Verringerung der Größe der Spulen 26a und 27a besteht darin, daß die Aufnahme unerwünschter Signale von.einer gewöhnlichen Registrierkasse und von einem im Zahltlsch untergebrachten Antriebsmotor eines Warenförderbandes verringert wird. Gleichzeitig wird der direkte Empfang von der Spule 13a verkleinert. Ein weiterer Vorteil kann in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben werden. Wenn der Pfosten 18 in der durch die Pfeile 46 und 47 angezeigten Richtung vibriert, dann ändern die Spulen 26a und 27a ihre Relativstellung zur Spule 13a, wodurch eine Ungleichheit in der aufhebenden Wirkung der zusammengeschalteten Teilspulen auftritt. Diese Wirkung wird durch kleinere Spulen herabgesetzt.

Die vorangehenden Erläuterungen lassen erkennen, daß je nach Umfeldbedingungen des Überwachungsbereichs, der von der überwachungseinrichtung wirksam kontrolliert werden soll, ein sorgfältig ermittelter Kompromiß er-. reicht werden muß.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen betrafen zweiflüglige Anordnungen, bei denen die Sende- und die Empfangsspule schwenkbar sind, doch lassen bestimmte Umgebungsbedingungen nur Einrichtungen zu, wie sie die Fig. 11 zeigt. Bei dieser Einrichtung befindet sich nur eine der Spulen - Sender oder Empfänger - in einer gatterartigen Platte 50, die schwenkbar befestigt ist. Die Zeichnung der Fig. 11 zeigt eine Ansicht der Platte 50 von oben, die um eine vertikale Achse 51 geschwenkt werden kann. Die in der Platte 50 untergebrachte (nicht gezeigte) Spulenanordnung arbeitet mit

einer stationären Spulenanordnung in einem Gehäuse 52 zusammen, das direkt gegenüber der Achse 51 befestigt ist. Bei der Auslenkung der Platte 50 in Richtung des Pfeils 53 verschiebt sich die wirksame FeIdgrenze von der strichpunktiert gezeichneten Linie 54 auf den mit den gestrichelt gezeichneten Grenzlinien 55 umgebenen Bereich. Bei Schwenkung in der entgegengesetzten Richtung (Pfeil 56) ergibt sich ein Spiegelbild der Grenzlinien 55.

Die vorangehenden Ausführungen zeigen, daß eine Befestigungs- oder Halteanordnung für Sende- und Empfangsspulenelemente des Uberwachungssystems geschaffen ist, womit der Bereich des Durchganges oder der zu schützenden Zone vollständig abgedeckt wird, während andererseits ein bequemer Durchgang mit Einkaufswagen oder Rollstühlen möglich ist. Die Trennung von Sende- und Empfangsspulen derart, daß nicht eine innerhalb der anderen angeordnet ist, schafft einen Detektorbereich für Markierungsplaketten, der vollständig auf den zwischen den Schwenkachsen 18 und 19 zu beiden Seiten des Durchgangs 17 befindlichen Bereich begrenzt ist oder zwischen den Achsen 51 und der Platte 52 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11. Eine derartige Einschränkung für die Feststellung von Erkennungsmarken ist von äußerster Wichtigkeit, wenn das System in den sehr dicht mit Kunden besetzten Bereichen moderner Warenhäuser oder Supermärkte eingesetzt werden soll.

Die beschriebene Anordnung erlaubt die Feststellung von Markierungsplaketten innerhalb des Durchgangs 17, ohne daß solche Plaketten festgestellt werden, die sich zum Verkauf auf den Kassentischen 16 befinden oder in Regalen außerhalb des Durchgangs an Waren ausgestellt sind. Große Körper aus Eisen in der Konstruktion der Kassentische haben keinen entscheidenden Einfluß auf

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die Eigenschaften des Systems. Dies gilt auch, wenn die Pfosten 18 und 19 weggelassen und die Schwenkplatten 20 und 21 unmittelbar an den Wänden der Kassenstände angebracht sind. Weil die Spulenwicklungen um eine Achse schwenkbar sind, wird die Wahrscheinlichkeit, daß unbeachtete und überwachte Zonen auftreten, in denen die Markierungsplaketten nicht erfaßt werden, äußerst gering. Als Folge davon kann eine kleinere Sendeleistung eingesetzt werden, wenn innerhalb eines vorgegebenen Raums Diebstahlmarkierungsplaketten festgestellt werden sollen. Die Verwendung von einander unabhängiger Platten, von denen jeweils eine den Sender und die andere den Empfänger enthält, ermöglicht, daß die Platten sich der Person, die einen Einkaufswagen oder einen Kinderwagen zwischen ihnen hindurchschiebt, teilweise wieder annähern, wodurch eine erhöhte Zuverlässigkeit bei der Feststellung von Diebstahlerkennungmarken erreicht wird. Bei-der bisherigen Überwachung von Türdurchgängen wurden feststehende Pfosten oder Säulen zu beiden Seiten des Durchgangs eingesetzt. Diese Einrichtung kann in großen Geschäftsräumen verwendet werden, in denen mit Diebstahlerkennungsplaketten ausgestattete Gegenstände in sicherem Abstand von jedem auch in den Rückraum wirkenden Feld des Systems gehalten werden können. In engeren Bereichen wird es jedoch nötig, die wirksame Uberwachungszone weiter einzuschränken, und dies geschieht am besten dadurch, daß die abgestrahlte Energie herabgesetzt wird. Dies macht unglücklicherweise auch eine Verkleinerung des Abstandes zwischen den Säulen oder Pfosten nötig, was nicht immer anwendbar ist. Als mögliche Lösung kann zu einer Anordnung gemäß Fig. 12 Zuflucht genommen werden.

Fig. 12 zeigt ein Gehäuse 60, das auf einer Seite einer mit Scharnieren angeschlagenen Schwenktür 61 befestigt ist, um einen Türdurchgang zu kontrollieren. Im Gehäuse 60 befinden sich die Spulen 63 und 64 nebeneinander. Die Spule 63 ist der Spule 13 der Fig. 2, die Spule 64 der Spule 14 der Fig. 2 gleich. Spule 64 besteht also aus zwei Teilspulen oder Schleifen 65 und 66 in gezeigter Ausrichtung, die zur Bildung einer Achterfigur zusammengeschaltet sind. Die Spulen 63 und 64 sind über abgeschirmte Leitungen 67 mit der in der Zeichnung nicht gezeigten Elektronik des Systems verbunden .

Wenn die Tür 61 mit den üblichen Türstoppern ausgestattet ist, ist ihr Schwenkbereich auf 180°, gewöhnlich kleiner, begrenzt, je nach dem wie die Passanten durch die Tür hindurchgehen. Durch das Nebeneinanderanordnen der Spulen 63 und 64 Hind ihr Betreiben im System nach Fig. 8 wird ein Uberwachungsfeld unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Gehäuse 60 aufgebaut. Sehr kleine wirksame Randfelder werden erzeugt. Es wird also wenig Feld in Richtung auf den Türgriff und in Richtung auf die Scharniere abgestrahlt. Beim öffnen der Tür überstreicht die Überwachungszone einen Schwenkbogen, wodurch mit Sicherheit jede Markierungsplakette, die durch den Türdurchgang 62 getragen wird, erfaßt wird. Dies gilt auch unabhängig davon, in weleher Richtung die Markierungsplakette durch den Durchgang 62 hindurchgetragen wird. Wenn die die Plakette tragende Person von der Rückseite der Tür 61 auf den Beobachter der Fig. 12 zugeht, schließt sich die Tür hinter der Person und folgt ihr langsam beim Hindurchtreten durch den Durchgang 62.

Die Erfindung kann auch mit der Mikrowellentype der überwachungsvorrichtung zum Einsatz gebracht werden. Dies ist in der Fig. 13 dargestellt, in der die Spulender Fig. 12 im Gehäuse 60, dessen Deckel der Deutlichkeit halber in der Zeichnung entfernt ist, durch ein Paar von Dipolantennen 70 und 71 und eine elektrostatische Feldabstrahlungsplatte 72 ersetzt sind. Die Dipolanschlüsse sind durch geeignete Induktoren 73 und 74 verbunden und über abgeschirmte Leitungen 75, 76 mit der Elektronik im Gehäuse 78 verbunden, das über eine Leitung 79 gespeist wird. Die Folie oder Leiterschicht 72 ist ebenfalls mit dem System über eine abgeschirmte Leitung 77 verbunden. Das Elektroniksystem kann im wesentlichen dem der US-PS 3 895 368 entsprechen, wobei die Dipolantennen 70 und 71 parallel über eine Weiche für Aussenden und Empfang oder wobei ein Dipol als Sender und der andere als Empfänger eingesetzt werden können. Die wirksame Uberwachungszone befindet sich sowohl vor als auch hinter der Antennenanordnung in Fig. 13 und überstreicht einen Bogenbereich, wenn die Tür geöffnet oder geschlossen wird. Durch geeignete Abschirmung können die Dipolantennen dazu ausgenutzt werden, praktisch alle wirksamen Signale auf einer Seite der Tür 61 abzustrahlen. Für diesen Zweck können Parabolreflektoren eingesetzt werden.. Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Leistung der Anordnung gegenüber Einrichtungen in feststehenden Pfosten herabgesetzt werden kann, ohne daß ihre Fähigkeit, Erkennungsmarken, die durch die Tür 62 hindurchtransportiert werden, zu erkennen, herabgesetzt wird. Gegenüber den in der Zeichnung gezeigten Dipolantennen können selbstverständlich auch andere Hochfrequenzstrahler eingesetzt werden.

In Fig. 14 ist der in Fig. 13 in einem Gehäuse 60 enthaltene Antennenaufbau in einem Rahmen 80 angeordnet, während das Gehäuse 78 die Elektronikschaltung aufnimmt. Anstelle der Tür 61 ist der Rahmen 80 bei 81 im Türrahmen 62 schwenkbar befestigt. Dieser Rahmen bildet ein Durchtrittsgatter, das in einer Schwenkbewegung den Durchtritt durch den Türrahmen 62 freigibt.

Wenn in der Beschreibung nicht anders angegeben, so versteht es sich, daß die Bezugnahme auf eine Spule oder eine Wicklung im Singular keinerlei Einschränkung darstellt, sondern daß mehrere Spulen oder Wicklungen miteinander verbunden sein können, wie sich dies für den Fachmann von selbst versteht, um eine Anordnung zu bilden, die als Spule oder Wicklung der infrage kommenden Art arbeitet. Auch versteht es sich im Rahmen der Erfindung, daß sie auf unterschiedliche Typen von tJberwachungssystemen, mit denen auf elektrische Energie reagierende Markierungsplaketten o. dgl. festgestellt werden können, angewandt werden kann, sei es nun, daß sie hochpermeables Material oder eine Halbleiterdiode o. dgl. enthalten.

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Claims

SENSORMATIC ELECTRONICS CORPORATION DEERFIELD BEACH / USA

Elektrische Überwachungseinrichtung mit beweglichen Antennenelementen
2.

Patentansprüche

Vorrichtung zum Erkennen der Anwesenheit einer auf elektrische Energie ansprechenden Markierungsplakette in einer Uberwachungszone, bei der ein Sender mit einem Abstrahler für ein elektrisches Energiefeld verbunden ist, um in der Zone ein Wechselenergiefeld aufzubauen, und ein Empfänger mit einem Empfangsteil für ein elektrisches Energiefeld verbunden ist, um eine bestimmte Veränderung des Wechselenergiefeldes aufgrund des Vorhandenseins der Markierungsplakette in dem Feld festzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Sender (13) oder der Empfänger (14) in einer Schwenkgatterplatte (21, 20) untergebracht sind, die um eine vertikale Achse (1^!9, 18) schwenkbar sind, wobei sich praktisch der gesamte Schwenkplattenaufbau horizontal auf einer Seite der Achse erstreckt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger in getrennten Schwenkplatten (21, 20) untergebracht sind, die um die

jeweilige vertikale Achse (19, 18), welche voneinander einen Abstand haben, schwenkbar sind, die Schwenkplattenkörper sich im wesentlichen horizontal auf eine Seite der jeweiligen Achse hin erstrecken und so vorbelastet sind, daß sie eine aufeinander zugerichtete hohe Stellung in einer gemeinsamen vertikalen Ebene einnehmen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender ein Spulenelement (13a) in Nierenform als Schleife in der vertikalen Ebene aufweist, deren sämtliche Windungen einen Mittelpunkt und spiegelsymmetrisch zu einer

horizontalen Achse, die durch diesen Punkt verläuft, umgeben, wobei die Abschnitte der Schleife auf gegenüberliegenden Seiten einer vertikalen Achse, die durch diesen Punkt verläuft, Ellipsenform haben und ein Abschnitt (40) einen größeren Krümmungsradius als der andere Abschnitt (41) besitzt, wobei der Abschnitt mit kleinerem Krümmungsradius (41) sich auf der Seite der vertikalen Achse befindet, die dem Empfänger (14a) näher liegt als der Abschnitt (40) mit größerem Krümmungsradius in Ruhestellung der Anordnung.
4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (14a) ein Paar im wesentliehen zueinander identischer Spulenelemente

(26a, 27a) aufweist, die als elliptische Schleifen gestaltet sind und in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen, wobei sämtliche Windungen der beiden Empfängerschleifen jeweils einen zentralen Punkt in einer Richtung umlaufen, die elliptisch geformten Schleifen eine große und eine kleine Achse haben und in der Ebene überein-

ander angeordnet sind sowie zu einer Achterfigur zur Empfänger spule zusanunenge schlossen sind/ daß die großen Achsen der Schleifen von der die horizontale Achse der Senderspule enthaltenden Horizontalebene zu beiden Seiten gleichen Abstand haben und in Richtung auf die Senderspule auseinanderstreben, wenn die Anordnung in Ruhestellung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (63) und Empfänger (64) in demselben Türelement untergebracht sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger ein erstes bzw. zweites Spulenelement enthalten, die ebene, ovale Gestalt haben und in horizontaler Richtung in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordnet sind, wobei das erste Spulenelement aus Schleifwindungen besteht, die einen Mittelpunkt in einer Richtung umschließen und wenigstens zu einer horizontalen Achse spiegelsymmetrisch sind, während das zweite Spulenelement als vertikal ausgerichtete Achterfigur gestaltet ist, deren obere und untere Hälfte für ein ungestörtes Magnetfeld, welches unmittelbar von ersten Spulenelement empfangen wird, wenn dieses, mit einem Wechselstromsignal gespeist wird, elektrisch ausgeglichen sind.
7. Vorrichtung nacn Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger wenigstens eine Mikrowellenantenne (70, 71) zum Abstrahlen und Empfangen eines Mikrowellenträgersignals und eine Schicht aus leitendem Material (72) zum Abstrahlen eines elektrostatischen Feldsignals aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender eine erste Dipolmikrowellen-

. 5 antenne zum Abstrahlen des Mikrowellenträgersig-. nals und der Empfänger eine zweite Dipolmikrowellenantenne, die orthogonal zur ersten Dipolantenne gerichtet ist, zum Empfangen des mit dem elektrostatischen Feldsignal aufmodulierten Mirkowellenträgersignals von irgendeiner Markierungsplakette aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsplakette einen Körper aus hochpermeablem Material aufweist, der Feldabstrahlsender dazu geeignet ist, ein Wechselmagnetfeld zu erzeugen, der Feldempfänger dazu geeignet ist, eine durch die Markierungsplakette hervorgerufene Feldstörung festzustellen, und Sender und Empfänger so aufgebaut und angeordnet sind,· um aus den durch die Schwenkachsen definierten Bereich praktisch das gesamte Magnetfeld, das für die Feststellung des Körpers wirksam wird, zu begrenzen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gattertürartigen Elemente so vorbelastet sind, daß sie in Ruheposition eine den Durchtrittsweg für jeden Körper querende Stellung einnehmen und so aufge

baut und angeordnet sind, daß sie bei Durchgang eines Körpers durch die Uberwachungszone aus dieser Ruheposition ausweichen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldabstrahler ein erstes Spulenelement ist, das als Schleife mit einen

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Mittelpunkt in derselben Richtung umschließenden Spulenwindungen und spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen und einer horizontalen Achse, die durch diesen Mittelpunkt verlaufen, ist, und daß der Feldempfänger ein zweites Spulenelement in Gestalt einer, vertikal orientierten Achterfigur ist, deren obere und untere Hälften bezüglich der ungestörten Magnetfelüsignale, welche unmittelbar vom ersten Spulenelement empfangen werden, elektrisch ausgeglichen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenelemente im wesentlichen gleiche Außenabmessungen und die gattertürartigen Elemente im wesentlichen gleiche Außenabmessungen und Gestalt haben.
13. Vorrichtung nach Anspruch-2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldabstrahler und der Feldempfänger jeweils ein erstes und ein zweites Spulenelement enthalten, die so konstruiert und angeordnet sind, daß sie in elektrisch leitfähigem Material, was im Grenzbereich der Uberwachungszone angeordnet ist, möglichst geringe Signale der dritten Harmonischen erzeugen, die durch den Empfänger feststellbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldsender und der Feldempfänger erste und zweite Spulenelemente enthalten, die so aufgebaut und angeordnet sind, daß der Empfänger möglichst geringe Netzfrequenzsignale, die in der Nähe des Uberwachungsbereichs erzeugt werden, empfängt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungszone auf einen Durchgang beschränkt ist, den ein Fußgänger, der von einem Bereich eines Gebäudes in einen anderen Tritt, zu gehen hat und daß die gattertürartigen Elemente an jeweils einer Seite des Weges um die vertikale Achse schwenkbar angebracht sind, wobei die Schwenkung zwischen einer den Durchgang

versperrenden und einer den Durchgang freilassenden Position erfolgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberwachungszone sich im Bereich

eines Durchgangs befindet, durch den Einkaufswagen gefahren werden, und daß die Gattertürkonstruktion gegenüber dem Durchgang, zwischen zwei Positionen schwenkbar, beweglich ist, von denen eine Position den Gang versperrt, während die andere den Durchtritt des Wagens zuläßt, und daß Sender und Empfänger ein Uberwachungsfeld zur Erkennung sämtlicher Markierungsplaketten erzeugen, die entlang des Ganges durch die Gattertürkonstruktion durch eine den Wagen schiebende Person hindurchtransportiert werden.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger im wesentlichen ebene, ovale Spulenelemente innerhalb zugehöriger Gattertürkonstruktionen aufweisen,.die an vertikalen Achsen als Schwenktüren befestigt sind, die zur Aufnahme einer Position in Ruhestellung in einer gemeinsamen vertikalen Ebene zueinander hinweisen, wobei die Spulenelemente so konstruiert und angeordnet sind, daß sie in einem elektrisch leitfähigen Material im Bereich eines Kassen-

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tisches in möglichst geringem Maß ein vom Empfänger empfangbares Signal der dritten Harmonischen erzeugen und daß vom Empfänger in möglichst geringem Maß Netzfrequenzkomponenten, welche von der Registrierkasse ausgehen, empfangen werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Uberwachungszone im Bereich eines Ganges, durch den Einkaufswagen geschoben werden, befindet und die gattertürartige Konstruktion um eine Achse in Relativstellung zum Gang schwenkbar angeordnet ist, um innerhalb des 5 Ganges die Zone zu erzeugen, und zwischen einer ersten Position, in der sie den Gang für Einkaufswagen sperrt, und einer zweiten Position im wesentlichen parallel zum Gang, um den Durchgang der Einkaufswagen zu ermöglichen, schwenkbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gattertürartige Konstruktion um einen Winkel von nicht mehr als 180° schwenkbar und gegenüber der zu überwachenden Zone so angeordnet ist, um das Feld im wesentlichen gänzlich auf eine Seite einer die Achse, um die die Türkonstruktion schwenkbar ist, enthaltenen Ebene zu begrenzen.