專利名稱：用于確定位置和方向的磁阻傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于確定位置和方向的磁阻傳感器，且更具體地涉及使用
磁場確定對象的位置和方向的位置和方向跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
位置和方向跟蹤系統(tǒng)被用于各種行業(yè)和應(yīng)用中，以提供關(guān)于對象的位置和方向信 息。例如，位置和方向跟蹤系統(tǒng)可在航空應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用、安全應(yīng)用、游戲應(yīng)用、動畫應(yīng)用、運 動感測應(yīng)用以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用中是有用的。這些系統(tǒng)使用的技術(shù)多種多樣，包括電磁(EM)、射頻 (RF)、光學(xué)(視線)和機械技術(shù)。 在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，位置和方向跟蹤系統(tǒng)用于向操作者(例如，醫(yī)生或者其他醫(yī)學(xué)專 業(yè)人員)提供信息，以幫助準確和快速地定位處于病人身體內(nèi)或附近的醫(yī)療設(shè)備。通常，圖 像可以顯示在監(jiān)測器上，以提供定位信息給操作者。該圖像可包括病人的解剖體的可視化 表示，醫(yī)療設(shè)備的圖形表示顯示在該圖像上。當醫(yī)療設(shè)備關(guān)于病人身體被定位時，顯示的圖 像被更新以反映正確的設(shè)備坐標。病人的解剖體的基礎(chǔ)圖像可在醫(yī)療過程之前或者在醫(yī)療 過程中生成。例如，任何適合的醫(yī)療成像技術(shù)，諸如X射線、計算機斷層攝影術(shù)(CT)、磁共 振(MR)、正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(PET)、超聲、或者任何其他合適的成像技術(shù)、以及其任意 組合，可被利用以提供在跟蹤過程中顯示的基礎(chǔ)圖像。在將基礎(chǔ)圖像與病人的位置和方向 對準，或者與感興趣區(qū)域或解剖特征的位置和方向?qū)手?，基礎(chǔ)圖像和被跟蹤醫(yī)療設(shè)備 的圖形表示的組合提供位置和方向信息，該信息允許醫(yī)療工作人員將設(shè)備操縱到希望的位 置和方向。 為了確定設(shè)備的方位(location)，位置(position)和方向跟蹤系統(tǒng)可利用實施 磁場產(chǎn)生和檢測的EM傳感器。至少一個磁場從一個或者多個EM傳感器(例如磁場發(fā)生器 或者發(fā)射器)產(chǎn)生，并且該至少一個磁場被一個或者多個互補的EM傳感器(例如磁場接收 器)檢測。在此系統(tǒng)中，該磁場可以通過測量EM傳感器之間的互感而被檢測。測量值被處 理以解出EM傳感器相對彼此的位置和方向。 通常，EM傳感器帶有線圈以產(chǎn)生和檢測磁場。盡管基于線圈的EM傳感器已被成 功實現(xiàn)，隨著發(fā)射線圈頻率降低和/或接收線圈容量降低，這種EM傳感器信噪比(SNR)低。 信噪比(SNR)降低意味著EM傳感器的范圍(從發(fā)送器到接收器的距離)減小，這會導(dǎo)致在 臨床上有意義的位置誤差。 與基于線圈的EM傳感器相關(guān)的一個問題是，它們易受附近導(dǎo)電體中的渦電流引 起的磁場畸變影響。使用基于線圈的EM傳感器的跟蹤技術(shù)依賴于穩(wěn)定的磁場或者已知的 磁場圖。因此，由于磁場中的金屬物體導(dǎo)致的不可預(yù)知的干擾降低了準確性，或者甚至可能 使跟蹤技術(shù)失效。選擇與應(yīng)用同樣低的磁場頻率使得能夠減少渦電流引起的問題，然而這 樣也降低了基于線圈的EM傳感器的靈敏度，因為它們基于電感。 與基于線圈的EM傳感器相關(guān)的其他問題是，它們一般制造昂貴，而且也固有地對 來自線纜、連接器和電子設(shè)備的寄生電感和電容敏感，因為傳感器信號成比例地變小而寄
4生信號保持不變。雖然使用更昂貴的部件和制造過程可部分地消除某些寄生成分，但是剩 余的寄生電感和電容導(dǎo)致范圍減小。 除了基于線圈的EM傳感器之外，還有很多種類的具有不同價格和性能屬性的磁
傳感器?；魻?Hall)效應(yīng)傳感器通常被用于檢測低至大約10—6特斯拉(Tesla)的場。這
些傳感器穩(wěn)定、緊湊、相對便宜，并且有大的動態(tài)范圍。各向異性磁阻(AMR)傳感器能夠檢
測低至大約10—9特斯拉的場。雖然這些傳感器緊湊且相對不昂貴，但是它們很容易漂移并
且具有小的動態(tài)范圍。因此，AMR傳感器需要使用高電流脈沖來頻繁地重新初始化。磁通
門磁強計能夠檢測低至大約10—"特斯拉的場。然而這些傳感器價格昂貴，體積大并且有相
對小的動態(tài)范圍。SQUID磁強計能夠檢測低至大約10—15特斯拉的場。因為這些傳感器需要
制冷劑或者大功率閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，所以它們由于顯著的操作成本而也是昂貴的。 因此，需要具有小的形狀系數(shù)、極好的信噪比、極好的低頻操作、對寄生電感和電
容的更低靈敏度、對畸變的更低靈敏度以及非常低的制造成本的具有磁阻傳感器的位置和
方向跟蹤系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于位置和方向跟蹤系統(tǒng)的磁阻傳感器包括絕緣襯底； 沉積在絕緣襯底表面上的金屬材料和半導(dǎo)體材料的交替圖案；沉積在金屬材料和半導(dǎo)體材 料的交替圖案上的偏磁材料(bias magnet material)。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，位置和方向跟蹤系統(tǒng)包括附著于固定對象的至少一個 磁阻參考傳感器；附著于被跟蹤對象的至少一個磁阻傳感器；以及耦合到該至少一個磁阻 參考傳感器和該至少一個磁阻傳感器的處理器。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，位置和方向跟蹤系統(tǒng)包括附著于固定對象的至少一個
磁阻參考傳感器；附著于被跟蹤對象的至少一個磁阻傳感器；耦合到該至少一個磁阻參考
傳感器和該至少一個磁阻傳感器的處理器；以及耦合到該處理器的用戶接口 。 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，根據(jù)附圖及其詳細描述，各種其他特征、方面和優(yōu)點將變得明顯。


圖1是磁阻傳感器的示例性實施例的放大頂視圖；
圖2是磁阻傳感器的示例性實施例的放大側(cè)視圖；
圖3是位置和方向跟蹤系統(tǒng)的示例性實施例的框圖； 圖4是存在至少一個畸變器(distorter)的位置和方向跟蹤系統(tǒng)的示例性實施例 的框圖； 圖5是在一位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器和兩個不同尺寸線圈之間范圍 與頻率關(guān)系的比較的圖形表示； 圖6是用在位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器的電學(xué)配置的示例性實施例的 示意圖；以及 圖7是用在位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器的電學(xué)配置的示例性實施例的 示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了磁阻傳感器10的示例性實施例的放大預(yù)視圖。磁阻設(shè)備是一種當施加磁場時提供導(dǎo)體或者半導(dǎo)體的電阻變化的設(shè)備。該設(shè)備的電阻依賴于所施加的磁場。如圖2所示，磁阻傳感器10包括絕緣襯底12、沉積在絕緣襯底的表面18上的金屬材料14和半導(dǎo)體材料16的交替圖案、和沉積在金屬材料14和半導(dǎo)體材料16的交替圖案上的偏磁材料20。圖2示出了磁阻傳感器10的示例性實施例的放大側(cè)視圖。金屬材料14和半導(dǎo)體材料16的交替圖案形成具有金屬材料14和半導(dǎo)體材料16的交替帶的復(fù)合結(jié)構(gòu)。至少一個輸入連接接觸22耦合到金屬材料14，并且至少一個輸出連接接觸24耦合到金屬材料14。 半導(dǎo)體材料16可串聯(lián)連接以增加磁阻傳感器10電阻。在一示例性實施例中，半導(dǎo)體材料16可包括單一半導(dǎo)體元素。偏磁材料20使半導(dǎo)體材料16受到為達到所需靈敏度而需要的磁場。磁阻傳感器10響應(yīng)于磁場的強度和方向而提供信號。該磁場可約為O. 1到0.2特斯拉。 磁場的施加限制電子在半導(dǎo)體材料16中，導(dǎo)致增加的路徑長度。路徑長度的增加則增加了磁阻傳感器10的靈敏度。該磁場也增加了磁阻傳感器10的電阻。在圖1和2所示的幾何結(jié)構(gòu)中，在零磁場，電流密度在整個磁阻傳感器10中是一致的。在強磁場下，電子(或者空穴)朝著半導(dǎo)體材料16的角落向外放射狀傳播，導(dǎo)致大的磁阻(高的電阻)。
許多新的臨床應(yīng)用包括各種設(shè)備的跟蹤，這些設(shè)備包括導(dǎo)管、導(dǎo)絲和其他血管內(nèi)的儀器，它們要求傳感器的尺寸非常小(毫米級尺寸或者更小)。磁阻傳感器10的形狀系數(shù)可縮放到小于0. lmmXO. lmm的尺寸。 在一示例性實施例中，磁阻傳感器可用各種結(jié)構(gòu)和幾何形狀構(gòu)建，包括巨磁阻傳感器(GMR)和異常磁阻傳感器(EMR)。 磁阻傳感器10提供非常小的形狀系數(shù)、極好的信噪比(低噪聲操作)和極好的低頻響應(yīng)。低噪聲結(jié)合寬動態(tài)范圍使得磁阻傳感器10能夠用于位置和方向跟蹤。磁阻傳感器IO的低頻響應(yīng)允許位置和方向跟蹤系統(tǒng)在非常低的頻率工作，在這些非常低的頻率金屬耐黨性(metal tolerance)最大。 圖3示出了位置和方向跟蹤系統(tǒng)30的示例性實施例的框圖。位置和方向跟蹤系統(tǒng)30可包括至少一個磁阻傳感器32和至少一個磁阻參考傳感器34。該至少一個磁阻傳感器32可用于確定相對于該至少一個磁阻參考傳感器34或者相對于一個或多個磁阻傳感器32的一維或多維位置和/或方向信息。該至少一個磁阻傳感器32和該至少一個磁阻參考傳感器34耦合到至少一個處理器36。該至少一個處理器36又耦合到用戶界面38。用戶界面38可包括用于向操作者顯示位置和方向的顯示器。 該至少一個磁阻傳感器32附著于至少一個被跟蹤對象。該至少一個磁阻參考傳感器34附著于固定對象。該至少一個磁阻參考傳感器34與該至少一個磁阻傳感器32通信，并且從該至少一個磁阻傳感器32接收數(shù)據(jù)。該至少一個處理器36耦合到該至少一個磁阻參考傳感器34和該至少一個磁阻傳感器32，并且從該至少一個磁阻參考傳感器34和該至少一個磁阻傳感器32接收數(shù)據(jù)。位置和方向跟蹤系統(tǒng)30提供了跟蹤和顯示附著有磁阻傳感器32的多個對象的位置和方向的能力。
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該至少一個磁阻傳感器32和該至少一個磁阻參考傳感器34可通過有線或者無線連接而耦合到處理器36并與處理器36通信。 在一示例性實施例中，該至少一個磁阻傳感器32可被配置為發(fā)射器或者磁場發(fā)生器，且該至少一個磁阻參考傳感器34可被配置成磁場接收器。然而，應(yīng)理解的是，根據(jù)備選的實施例，該至少一個磁阻傳感器32可被配置為磁場接收器，且該至少一個磁阻參考傳感器34可被配置為磁場發(fā)生器。 在一示例性實施例中，該至少一個磁阻參考傳感器34產(chǎn)生被至少一個磁阻傳感器32檢測的至少一個磁場。在一示例性實施例中，該至少一個磁阻傳感器32產(chǎn)生被至少一個磁阻參考傳感器34檢測的至少一個磁場。 磁場測量值可用于根據(jù)任何合適的方法或系統(tǒng)，計算被跟蹤對象的位置和方向。在使用耦合到該至少一個磁阻傳感器32的電子設(shè)備將磁場測量值數(shù)字化后，該數(shù)字化信號從該至少一個磁阻傳感器32發(fā)送到處理器36。該數(shù)字化信號可以使用有線或者無線通信協(xié)議和接口從該至少一個磁阻傳感器32發(fā)送到處理器36。處理器接收到的數(shù)字化信號代表該至少一個磁阻傳感器32檢測到的磁場信息。 在一示例性實施例中，處理器36接收到的數(shù)字化信號代表由該至少一個或至少一個磁阻傳感器32檢測到的來自該至少一個磁阻參考傳感器34的磁場信息。處理器36基于接收到的數(shù)字化信號來計算被跟蹤對象的位置和方向信息。 處理器36從至少一個磁阻參考傳感器34或者至少一個磁阻傳感器32接收和/或發(fā)送數(shù)字化信號。根據(jù)各種示例性實施例，使用有線或者無線的通信協(xié)議和接口 ，數(shù)字化信號可以從該至少一個磁阻參考傳感器34或者至少一個磁阻傳感器32發(fā)送到處理器36。
位置和方向信息可發(fā)送到用戶界面38用于操作者查看。 處理器36被概念性地示出，且可以使用專用硬件板、數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列和處理器的任意組合來實現(xiàn)。例如，處理器36可包括存儲器，該存儲器可以是易失性介質(zhì)或者非易失性介質(zhì)。此外，處理器36也可包括可移動或者不可移動的存儲介質(zhì)。備選地，處理器36可以使用帶有單個處理器或者多個處理器的現(xiàn)成計算機來實現(xiàn)，其中功能操作(functional operation)在處理器之間分配。 用于實現(xiàn)處理器36和/或用戶界面38的示例性系統(tǒng)可包括計算機形式的通用計算設(shè)備，其包括處理單元、系統(tǒng)存儲器和將包括該系統(tǒng)存儲器的各種系統(tǒng)部件耦合到該處理單元的系統(tǒng)總線。該系統(tǒng)存儲器可包括只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。該計算機還可包括用于讀取和寫入磁硬盤的磁硬盤驅(qū)動、用于讀取或?qū)懭肟梢苿哟疟P的磁盤驅(qū)動和用于讀取或?qū)懭肟梢苿庸獗P(諸如CD ROM或者其他光學(xué)介質(zhì))的光盤驅(qū)動。這些驅(qū)動和它們的相關(guān)機器可讀介質(zhì)為計算機提供機器可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊以及其他數(shù)據(jù)的非易失性存儲。 圖4示出了存在至少一個畸變器40的位置和方向跟蹤系統(tǒng)30的示例性實施例的框圖。該至少一個畸變器40可以使磁場畸變，從而使被跟蹤對象的位置和方向的測試值偏移(skew)。 與位置和方向跟蹤系統(tǒng)30附近的該至少一個探測器40相關(guān)的渦電流可引起磁場顯著畸變，導(dǎo)致位置和方向跟蹤系統(tǒng)30的所計算的位置和方向中的顯著誤差。甚至在相對近的范圍，這些畸變可導(dǎo)致有意義的誤差。
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與現(xiàn)有技術(shù)的電磁位置和方向跟蹤系統(tǒng)相比，在位置和方向跟蹤系統(tǒng)中使用磁阻傳感器，允許對來自金屬物體的干擾的抗干擾性的顯著改進。磁阻傳感器有極好的低噪聲響應(yīng)，其從穩(wěn)態(tài)(DC)磁場擴展直到幾百kHz。低頻性能允許發(fā)射器產(chǎn)生的磁場在足夠低頻率下振蕩，以避免來自金屬物體中感應(yīng)的渦電流的顯著干擾。低于100Hz的頻率顯示出對來自金屬物體的畸變的耐受性(tolerance)方面的顯著改進。 因此，基于磁阻的EM跟蹤系統(tǒng)可以在足夠低的頻率區(qū)間中操作以最小化與渦電流相關(guān)的位置誤差，同時在諸如導(dǎo)絲、導(dǎo)管、針和其他的血管內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備的嚴格受約束幾何形狀中仍然保持臨床上有用的范圍。 圖5示出了位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器52和兩個不同尺寸線圈54、56之間范圍和頻率關(guān)系的比較50的圖形表示。 與基于線圈的EM傳感器相比，磁阻傳感器不需要發(fā)射器頻率、線圈容量和最大范
圍之間的不期望的折衷，如圖5所示。因此，位置和方向跟蹤系統(tǒng)中使用的磁阻傳感器可在
足夠低的頻率工作以最小化與渦電流相關(guān)的位置和方向誤差，同時在諸如導(dǎo)絲、導(dǎo)管、針和
其他的血管內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備的嚴格受約束幾何形狀中仍然保持臨床上有用的范圍。磁阻傳感器本質(zhì)上不依賴于頻率，且可以縮放到小于0. lmmXO. lmm的尺寸而在
信號保真度方面沒有可察覺的損失。 利用相敏檢測的基于磁阻傳感器的位置和方向跟蹤系統(tǒng)更不易受來自線纜、連接器、讀出電子設(shè)備或其他源的寄生電感和電容的影響。代表性配置示于圖6和7。圖6示出了用于位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器的電學(xué)配置的示例性實施例的示意圖。在此配置中，四分之一直流惠斯通電橋60用于檢測來自發(fā)射器62的交流磁場。如本領(lǐng)域所知，平衡的惠斯通電橋經(jīng)常用于測量小的電阻變化。通過利用相敏檢測，磁阻傳感器64輸出的實部可以被分開確定，即使存在大的寄生成分。 發(fā)射器62在頻率w下被驅(qū)動。直流偏置電壓V。施加到電橋60。調(diào)節(jié)空位電阻器(null resistor)以最小化直流電壓。通過在零電橋偏置下測量輸出信號來確定相移。任何信號肯定與寄生電感和電容相關(guān)。相應(yīng)地調(diào)整相位。使用鎖定放大器在參考頻率下測量交流電壓。該實部是交流磁場。虛部是寄生電感和電容。 圖7示出了用于位置和方向跟蹤系統(tǒng)中的磁阻傳感器的電學(xué)配置的示例性實施例的示意圖。在此配置中，全直流惠斯通電橋70用于檢測來自發(fā)射器72的交流磁場。如現(xiàn)有技術(shù)所知，平衡的惠斯通電橋經(jīng)常用于測量小的電阻變化。通過利用相敏檢測，磁阻傳感器輸出的實部可以被分開確定，即使存在大的寄生成分。 傳感器74、75、76、77位于電橋的所有臂上。左上方和右下方的傳感器74、77被負偏置。正磁場導(dǎo)致電阻的負變化。左下方和右上方的傳感器75、76被正偏置。正磁場導(dǎo)致電阻的正變化。 與四分之一電橋相比使用全電橋的優(yōu)點在于，全電橋提供更高的信號水平，并且它更不易受溫度漂移的影響。與四分之一電橋相比使用全電橋的缺點在于，全電橋占據(jù)面積更大并且更難制作。 將磁阻傳感器用于位置和方向確定的優(yōu)點在于，磁阻傳感器提供了非常低的制造成本、非常小的形狀系數(shù)、由于尺寸和基于惠斯通電橋設(shè)計的極好的信噪比，并且低頻操作
提供了對畸變的低靈敏度。
對本發(fā)明實施例的前述描述是為了闡釋和說明。這并不意味著是窮舉的或者限制本發(fā)明為公開的精確的形式，根據(jù)上述教導(dǎo)修改或者改變是可能的，或者修改或者改變可以從本發(fā)明的實施中得到。實施例的選擇和描述是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在各種實施例中、帶有與預(yù)期的特定用途相適應(yīng)的各種修改利用本發(fā)明。 雖然本發(fā)明已經(jīng)參考各種實施例予以描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對實施例可以進行某些替代、變化或者省略而不背離本發(fā)明的精神。相應(yīng)地，前述的描述只是示例性的，它不應(yīng)限制在所附權(quán)利要求書給出的發(fā)明范圍。部件列表10磁阻傳感器12絕緣襯底14金屬材料16半導(dǎo)體材料18表面20偏磁材料22輸入連接接觸24輸出連接接觸30位置和方向跟蹤系統(tǒng)32磁阻傳感器34磁阻參考傳感器36處理器38用戶接口 40畸變器50范圍與頻率關(guān)系的圖形表示52磁阻傳感器54電磁線圈傳感器56電磁線圈傳感器60四分之一直流惠斯通電橋電路62發(fā)射器64磁阻傳感器70全直流惠斯通電橋電路72發(fā)射器74磁阻傳感器75磁阻傳感器76磁阻傳感器77磁阻傳感器。
權(quán)利要求
一種用于位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)的磁阻傳感器(10)，包括絕緣襯底(12)；沉積在該絕緣襯底(12)的表面(18)上的金屬材料(14)和半導(dǎo)體材料(16)的交替圖案；以及沉積在金屬材料(14)和半導(dǎo)體材料(16)的該交替圖案上的偏磁材料(20)。
2. 如權(quán)利要求1所述的磁阻傳感器(IO)，進一步包括耦合到該金屬材料(14)的至少 一個輸入連接接觸(22)。
3. 如權(quán)利要求1所述的磁阻傳感器(IO)，進一步包括耦合到該金屬材料(14)的至少 一個輸出連接接觸(24)。
4. 如權(quán)利要求1所述的磁阻傳感器(IO)，其中該半導(dǎo)體材料(16)串聯(lián)連接以增大該 磁阻傳感器(10)的電阻。
5. 如權(quán)利要求1所述的磁阻傳感器(IO)，其中該半導(dǎo)體材料(16)包括單一半導(dǎo)體元素。
6. 如權(quán)利要求1所述的磁阻傳感器(IO)，其中該偏磁材料(20)使該半導(dǎo)體材料(16) 受到磁場。
7. 如權(quán)利要求6所述的磁阻傳感器(IO)，其中該磁阻傳感器(10)響應(yīng)于該磁場的強 度和方向而提供信號。
8. 如權(quán)利要求6所述的磁阻傳感器(IO)，其中該磁場增大該磁阻傳感器(10)的電阻。
9. 如權(quán)利要求l所述的磁阻傳感器(IO)，其中該磁阻傳感器(10)的尺寸為約 0. lmmXO. lmm。
10. —種位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，包括 附著于固定對象的至少一個磁阻參考傳感器(34); 附著于被跟蹤對象的至少一個磁阻傳感器(32);以及耦合到該至少一個磁阻參考傳感器(34)和該至少一個磁阻傳感器(32)的處理器 (36)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該處理器(36)計算該被跟 蹤對象的位置和方向。
12. 如權(quán)利要求IO所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，進一步包括耦合到該處理器(36) 的用戶界面(38)。
13. 如權(quán)利要求12所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該用戶界面(38)為操作者 提供位置和方向數(shù)據(jù)的可視化。
14. 如權(quán)利要求10所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該至少一個磁阻參考傳感器 (34)和該至少一個磁阻傳感器(32)不受該位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)中的金屬性畸變器 (40)存在的影響。
15. —種位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，包括 附著于固定對象的至少一個磁阻參考傳感器(34); 附著于被跟蹤對象的至少一個磁阻傳感器(32);耦合到該至少一個磁阻參考傳感器(34)和該至少一個磁阻傳感器(32)的處理器 (36);以及耦合到該處理器(36)的用戶界面(38)。
16. 如權(quán)利要求15所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該處理器(36)計算該被跟 蹤對象的位置和方向數(shù)據(jù)。
17. 如權(quán)利要求15所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該用戶界面(38)為操作者 提供該位置和方向數(shù)據(jù)的可視化。
18. 如權(quán)利要求10所述的位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)，其中該至少一個磁阻參考傳感器 (34)和該至少一個磁阻傳感器(32)不受該位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)中的金屬性畸變器 (40)存在的影響。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定位置和方向的磁阻傳感器。一種用于位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)中的磁阻傳感器(10)，包括絕緣襯底(12)、沉積在絕緣襯底(12)的表面(18)上的金屬材料(14)和/或半導(dǎo)體材料(16)的圖案、以及沉積在金屬材料(14)和半導(dǎo)體材料(16)的交替圖案上的偏磁材料(20)。該位置和方向跟蹤系統(tǒng)(30)包括附著于固定對象的至少一個磁阻參考傳感器(34)、附著于被跟蹤對象的至少一個磁阻傳感器(32)、以及耦合到該至少一個磁阻參考傳感器(34)和該至少一個磁阻傳感器(32)的處理器(36)。
文檔編號G01B7/00GK101782360SQ20091025841
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者V·T·詹森, W·H·赫伯 申請人:通用電氣公司