CN108241132A - 单层印刷电路上的三轴传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明题为:“单层印刷电路上的三轴传感器”。本发明提供了设备,所述设备包括挠性绝缘基底,所述挠性绝缘基底具有第一侧面和第二侧面,围绕平行于所述基底的轴卷绕。所述设备还包括形成在所述基底的所述第一侧面上的第一导电螺旋和第二导电螺旋,所述第一导电螺旋相对于所述基底的法线右旋,所述第二导电螺旋相对于所述法线左旋。所述第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,所述第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接,所述螺旋之间具有预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一初始端接与所述第二初始端接对准。所述设备还具有通孔,所述通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第一初始端接与所述第二初始端接互连。
Description
技术领域
本发明整体涉及电路,并且具体地涉及在印刷电路板上形成的电路。
背景技术
感测磁场的方法之一是定位一个线圈,使得其被该场横穿。在线圈中感应的电势提供了横穿该线圈的磁场的量度。
美国专利申请2015/0303706描述了一种用于无线能量传输的电流感测系统,该系统可包括印刷电路板,其中该印刷电路板可包括至少第一层、第二层和第三层,所述专利申请授予Bronson等人,其公开内容以引用方式并入本文。
PCT专利申请WO2016083839描述了一种包括用于接收待测物质样品的开孔的基底,所述专利申请授予Foord,其公开内容以引用方式并入本文。该基底具有印刷在其上的围绕开孔的导电线圈。
美国专利6,998,813描述了测速发电机的支承构件,所述专利授予Heizmann等人,其公开内容以引用方式并入本文。该支承构件作为印刷电路板(PCB)来执行,由此在PCB的一个侧面上提供触点。
美国专利7,518,374描述了一种用于检测掩埋体的便携式定位器,其特征在于采用三维传感器阵列的电磁(EM)场发射,每个三维传感器阵列具有三个基本相同的EM场传感器,所述EM场传感器设置在具有限定感测轴的辐射状质心的挠性环形壁上,所述专利授予Olsson等人,其公开内容以引用方式并入本文。
以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本专利申请的整体部分,但不包括在这些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式定义的任何术语,而只应考虑本说明书中的定义。
发明内容
本发明的实施例提供了设备,该设备包括:
挠性绝缘基底,该挠性绝缘基底具有第一侧面和第二侧面并且围绕平行于基底的轴卷绕;
形成在该基底的第一侧面上的第一平面导电螺旋和第二平面导电螺旋,该第一平面导电螺旋相对于该基底的法线右旋;该第二平面导电螺旋相对于该法线左旋,第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接,这些螺旋之间具有预设量值的位移,使得当该基底围绕轴卷绕时,第一初始端接与第二初始端接对准;以及
通孔,该通孔从第一侧面穿透该基底至第二侧面,以便将第一初始端接和第二初始端接互连。
通常,第一导电螺旋和第二导电螺旋中的至少一者包括直线元件。另选地或除此之外,第一导电螺旋和第二导电螺旋中的至少一者包括曲线元件。
通常,其中当基底围绕轴卷绕时,第一最终端接与第二最终端接对准。
在本发明所公开的实施例中,第一导电螺旋是第二导电螺旋的镜像。
在本发明所公开的另一个实施例中,该设备包括:
形成在该基底的第一侧面上的第三平面导电螺旋,该第三平面导电螺旋相对于基底的法线右旋,并且包括第三初始端接和第三最终端接,第三螺旋具有相对于第二螺旋的另外的位移,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第二最终端接与第三最终端接对准;以及
第二通孔,该第二通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第二最终端接和第三最终端接互连。
在本发明所公开的又一个实施例中,该设备包括:
形成在该基底的第一侧面上的第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,该第三平面导电螺旋相对于基底的法线右旋,该第四平面导电螺旋相对于该法线左旋,第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,第三螺旋和第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中结合第三螺旋和第四螺旋的第一线段具有相对于结合第一螺旋和第二螺旋的第二线段的第二位移,并且使得当该基底围绕该轴卷绕时,第三初始端接与第四初始端接对准;以及
第二通孔,该第二通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第三初始端接和第四初始端接互连。
当基底围绕轴卷绕时,从第一螺旋到该轴的第一线与从第三螺旋到该轴的第二线之间的角度是90°。
当基底围绕轴卷绕时,包含从第一螺旋到轴并且与该轴正交的第一线的第一平面可能与包含从第三螺旋到该轴并且与该轴正交的第二线的第二平面不相交。
第二位移可平行于该轴。
在本发明所公开的又一个实施例中,该设备包括:
形成在该基底的第一侧面上的第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,该第三平面导电螺旋相对于基底的法线右旋,该第四平面导电螺旋相对于该法线左旋,第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,第三螺旋和第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中第一螺旋、第二螺旋、第三螺旋和第四螺旋位于共同的线段上,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第三初始端接与第四导电螺旋的第四初始端接对准;以及
第二通孔,该第二通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第三初始端接和第四初始端接互连。
当基底围绕轴卷绕时,从第一螺旋到该轴的第一线与从第三螺旋到该轴的第二线之间的角度是90°。
当基底围绕平行于该基底的轴卷绕时,第一螺旋和第三螺旋可位于与平行于该基底的轴正交的共同平面中。
在可供选择的实施例中,所述设备包括:
具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三平面导电螺旋,所述一个或多个第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋并且被嵌入其中,使得相应的第三初始端接与第一初始端接对准,并且使得相应的第三最终端接与第一最终端接对准;
一个或多个第二通孔,该一个或多个第二通孔将相应的第三初始端接与第一初始端接互连;以及
一个或多个第三通孔,该一个或多个第三通孔将相应的第三最终端接与第一最终端接互连。
通常,该挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,并且该设备还包括:
第二挠性绝缘基底,该第二挠性绝缘基底具有与第一挠性绝缘基底的第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面,并且围绕轴卷绕;
形成在第二基底的第三侧面上的第三平面导电螺旋,该第三平面导电螺旋相对于法线右旋,第三导电螺旋具有分别与第一初始端接和第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
第二通孔,该第二通孔从第三侧面穿透第二基底至第四侧面,以便将第三初始端接和第一初始端接互连;以及
第三通孔,该第三通孔从第三侧面刺透第二基底至第四侧面,以便将第三最终端接和第一最终端接互连。
在另外的另选实施例中,该设备还包括磁跟踪系统,并且,当基底围绕轴卷绕并且通孔将第一初始端接和第二初始端接互连时,第一导电螺旋和第二导电螺旋在该磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
根据本发明的实施例,还提供了设备,该设备包括:
挠性绝缘基底,该挠性绝缘基底具有第一侧面和第二侧面,并且围绕平行于该基底的轴卷绕;
形成在该基底的第一侧面上的第一导线和第二导线,第一导线具有第一初始端接和第一最终端接,第二导线具有第二初始端接和第二最终端接,第一线限定沿该基底从第一初始端接到第一最终端接的第一射线,第二线限定沿该基底从第二初始端接到第二最终端接的第二射线,第一射线和第二射线具有共同的方向,这些线之间具有平行于轴的预设量值的位移,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第一最终端接与第二初始端接对准;以及
通孔,该通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第一最终端接和第二最终端接互连。
第一导线和第二导线中的至少一者可包括直线元件。另选地或除此之外,第一导线和第二导线中的至少一者可包括曲线元件。
该设备可包括:
形成在该基底的第一侧面上的第三导线及第四导线,第三导线具有第三初始端接和第三最终端接,第四导线具有第四初始端接和第四最终端接,第三线限定沿该基底从第三初始端接到第三最终端接的第三射线,第四线限定沿该基底从第四初始端接线到第四最终端接的第四射线,第三射线和第四射线具有共同的方向,这些线之间具有平行于轴的预设量值的位移,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第三最终端接与第四初始端接对准;并且使得第一线和第二线限定与该轴正交的第一平面,并且第三平面和第四平面限定与该轴正交的与第一平面不同的第二平面;以及
第二通孔,该第二通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第三最终端接和第四最终端接互连。
该设备可包括:
具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三导线,该一个或多个第三导线被嵌入在该基底中,并且限定其中从相应的第三初始端接到相应的最终端接的相应的一个或多个第三射线,该一个或多个第三射线具有共同的方向,使得相应的第三初始端接与第一初始端接对准,并且使得相应的第三最终端接与第一最终端接对准;
一个或多个第二通孔,该一个或多个第二通孔将相应的第三初始端接与第一初始端接互连;以及
一个或多个第三通孔,该一个或多个第三通孔将相应的第三最终端接与第一最终端接互连。
在本发明所公开的实施例中,该挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,并且该设备还包括:
第二挠性绝缘基底,该第二挠性绝缘基底具有与第一挠性绝缘基底的第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面,并且围绕轴卷绕;
形成在第二基底的第三侧面上的第三导线,该第三导线具有分别与第一初始端接和第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
第二通孔,该第二通孔从第三侧面穿透第二基底至第四侧面,以便将第三初始端接和第一初始端接互连;以及
第三通孔,该第三通孔从第三侧面穿透第二基底至第四侧面,以便将第三最终端接和第一线的第一最终端接互连。
该设备可包括磁跟踪系统,并且,当基底围绕轴卷绕并且通孔将第一最终端接和第二初始端接互连时,第一导线和第二导线可在该磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
根据本发明的实施例,还提供了一种方法,该方法包括:
围绕平行于挠性绝缘基底的轴卷绕该基底,该基底具有第一侧面和第二侧面;
在该基底的第一侧面上形成第一平面导电螺旋和第二平面导电螺旋,该第一平面导电螺旋相对于该基底的法线右旋,该第二平面导电螺旋相对于该法线左旋,第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接,这些螺旋之间具有预设量值的位移,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第一初始端接与第二初始端接对准;以及
利用通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第一初始端接和第二初始端接互连。
根据本发明的实施例,还提供了一种方法,该方法包括:
围绕平行于挠性绝缘基底的轴卷绕该基底,该基底具有第一侧面和第二侧面;
在该基底的第一侧面上形成第一导线和第二导线,第一导线具有第一初始端接和第一最终端接,第二导线具有第二初始端接和第二最终端接,第一线限定沿该基底从第一初始端接到第一最终端接的第一射线,第二线限定沿该基底从第二初始端接到第二最终端接的第二射线,第一射线和第二射线具有共同的方向,这些线之间具有平行于轴的预设量值的位移,使得当该基底围绕该轴卷绕时,第一最终端接与第二初始端接对准;以及
利用通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将第一最终端接与第二初始端接互连。
结合附图,通过以下对本公开的实施例的详细说明,将更全面地理解本公开,其中:
附图说明
图1是根据本发明的实施方案的侵入式医疗手术的示意图;
图2A、图2B和图2C是示出用于制造传感器的柔性片材的示意图,图3、图4A、图4B是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图;
图5A是根据本发明的实施例的传感器的另选示意图;
图5B是根据本发明的实施例的另选传感器的示意图;
图5C是根据本发明的实施例的另外的另选传感器的示意图;
图5D是根据本发明的实施例的多个传感器的示意图;
图6A、图6B和图6C是示出用于制造传感器的柔性片材的示意图,并且图7是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图;
图8A、图8B和图8C是示出用于制造传感器的柔性片材的示意图,并且图9是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图;并且
图10是示出用于制造传感器的柔性片材的示意图,并且图11是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图。
具体实施方式
概述
本发明的实施例提供一种用于形成线圈的系统,该线圈通常包括在挠性印刷电路板(PCB)上彼此相互正交的三个线圈。PCB包括绝缘基底,该绝缘基底具有第一侧面和第二侧面,并且线圈的导电元件仅形成在侧面中的一个上,使得PCB也被称为单面PCB。为了形成这种线圈,将该挠性单面PCB以卷绕式构型卷起,使得形成在单个侧面上的导电元件对准。然后这些元件通过穿透基底的通孔连接,所连接的元件形成线圈。
在一个实施例中,具有第一侧面和第二侧面的挠性绝缘基底围绕平行于该基底的轴卷绕。在卷绕之前,在该基底的第一侧面上形成相对于该基底的法线右旋的第一平面导电螺旋和相对于该法线左旋的第二平面导电螺旋。
第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,以及第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接。这些螺旋之间具有预设量值的位移,使得当该基底围绕轴卷绕时,第一初始端接与第二初始端接对准。
导电通孔从第一侧面穿透基底至第二侧面,以便将两个螺旋的第一初始端接和第二初始端接互连。
与用于制造线圈的现有技术系统相比,由单面PCB形成一组三个相互正交的线圈显著降低了制备这种线圈的成本。
系统描述
在以下的描述中,附图中的类似元件由类似数字来标识,并且类似元件可根据需要通过在标识数字后附加字母来进行区分。
图1是根据本发明的实施方案的使用设备12的侵入式医疗手术的示意图。该规程由医疗专业人员14执行,并且以举例的方式,假设下文的说明中的规程包括人类患者18的心脏的心肌16的一部分的电极电位测定。然而,应当理解,本发明的实施例并非仅适用于该特定规程,还可以包括基本上任何针对生物组织或非生物材料的规程。
为了执行测定,专业人员14将探头20插入已经预先定位在患者内腔中的护套21中。护套21被定位成使得探头的远侧端部22进入患者的心脏。远侧端部22包括方位传感器24,如下文将更详细地描述的,该方位传感器能够跟踪该远侧端部的位置和取向。远侧端部22还包括用于采集心肌16的电极电位的电极26。
传感器24包括多个线圈。尽管本说明书描述了使用线圈来感测磁场,但是应当理解,该线圈还可用于产生磁场。
设备12由系统处理器46控制,该系统处理器位于设备的操作控制台48中。控制台48包括由专业人员14使用以与处理器通信的控件49。可将用于处理器46的软件通过例如网络以电子形式下载到处理器。另选地或除此之外,软件可通过非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储介质提供。远侧端部22的跟踪通常在显示在屏幕62上的患者18的心脏的三维表示60上显示。
为了操作设备12,处理器46与存储器50通信,该存储器具有被处理器用于操作设备的多个模块。因此,存储器50包括心电图(ECG)模块56,该模块采集并且分析来自电极26的信号。存储器50还包括跟踪模块52,该模块接收来自传感器24的信号,并且分析该信号以产生远侧端部24的位置和取向。模块56和模块54可包括硬件和/或软件部件。存储器50通常包括其他模块,诸如用于测量远侧端部24的力的力模块,以及允许处理器控制被提供用于远侧端部22的冲洗的冲洗模块。为简明起见,图1未示出此类其他模块。
除了接收和分析来自传感器24的信号之外,跟踪模块52还控制辐射器30、32和34。这些辐射器邻近心肌16定位,并且被构造成将交变磁场辐射到邻近心肌的区域。如将在下文中说明,传感器24包括三个正交线圈,并且每个线圈响应于横穿这些线圈的辐射磁场而产生信号;正是这些信号被模块52接收和分析,使得处理器46能够跟踪远侧端部22。由Diamond Bar,CA的Biosense Webster Inc.制造的系统使用此类磁跟踪系统。
图2A、图2B和图2C是示出用于制造传感器24的柔性片材80的示意图,图3、图4A、图4B是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图。图2A示出了片材80的顶部部分,图2B示出了该片材的底部部分,这两张图均是该片材的俯视图。图2C是片材80的侧视图。图3是所形成的传感器的示意性透视图,图4A是沿传感器的轴观察到的传感器的示意性横截面图,图4B是正交于该传感器轴所观察到的传感器的一部分的示意性横截面图。
参见图2A、图2B和图2C,片材80包括具有第一侧面84和第二侧面86的基本二维(2D)的挠性绝缘基底82。在一个实施例中,基底82由聚亚胺材料形成,但是其他实施例可包括任何适当的挠性绝缘材料。在制造传感器24时,片材80通常最初在第一侧面84上用导电材料(通常为铜)包覆,而第二侧面86不具有任何导电包覆层。因此,在以下描述中,侧面84还被称之为导电侧面84,并且侧面86还被称之为非导电侧面86。
为了清楚地描述片材80,假设该片材参考一组xyz正交轴,其中该片材位于xy平面中,并且存在与该片材正交的z轴。在图2A和图2B中,假设z轴指向纸面之外。
在该导电侧面上形成三组导电元件。这些导电元件是直线,即,元件的所有部分都是在两个正交方向之一上的直线。在本文中假设这些方向平行于x轴或y轴。第一组导电元件90包括多个第一螺旋导体92。以举例的方式,图2A示出了四个螺旋导体,其被识别为螺旋导体92A,92B,92C,92D。第二组导电元件94包括多个第二螺旋导体96,以举例的方式示出为螺旋导体96A,96B,96C,96D。在图2B中示出的第三组导电元件100包括第三组导线102,在图2B中以举例的方式示出四条导线102A、102B、102C和102D。
第一组导电元件90的螺旋沿平行于x轴的线段定位,并且除了如下所述以外,这些螺旋大体上类似。组90的每个螺旋具有初始端接110和最终端接112,使得图中的四个示例性螺旋具有初始端接110A,110B,110C,110D和最终端接112A,112B,112C,112D。相邻螺旋通常是以螺旋为中心的yz镜面的镜像,使得这些螺旋在环绕片材80的法线的右旋方向和围绕该法线的左旋方向之间交替旋转。因此,如图2A中围绕螺旋的箭头所示,螺旋导体92A,92C沿右旋方向旋转,并且螺旋导体92B,92D沿左旋方向旋转。
如上所述,组90的螺旋沿平行于x轴的线段定位。此外,这些螺旋沿线段彼此分离,并且该间距使得当片材80围绕与y轴(本文也称为传感器轴)平行的轴150自身卷绕时,组90的螺旋与其自身对准,如图3中示意性所示。另外,初始端接110A,110B,110C,110D与其自身对准,并且最终端接112A,112B,112C,112D也与其自身对准。通常,导电侧面84上的相邻螺旋的间距近似恒定,但是因片材80围绕自身卷绕时,片材到片材轴之间的距离增加而不同。
在通过围绕其自身卷绕片材80而形成传感器24时,该片材可围绕如图3所示的成形器83卷绕。在另选的实施例中,该片材围绕自身卷绕,因此在传感器24中不存在成形器。为简明起见,在本公开的其他图中,未示出成形器83。在一个实施例中,传感器24为具有约2mm至5mm直径、约5mm至10mm长度的近似圆柱形。
在上述卷起构型中,片材80处于被称为卷绕式构型的构型中。在卷绕式构型中,对于组90中除了“端部”螺旋之外的任何指定的螺旋,第一导电通孔130穿透片材80的第一侧面至该片材的第二侧面,以将该给定螺旋的初始端接与在该给定螺旋正上方的螺旋的初始端接对准。另外,第二导电通孔132穿透片材80的第一侧面至该片材的第二侧面,以将该给定螺旋的最终端接与在该给定螺旋正下方的螺旋的最终端接对准。在图2A中,通孔130、132以虚线示出。
图4A是在与传感器轴150正交的平面中截取的传感器24的示意性横截面,图4B是在平行于轴150的平面中截取的传感器组90的示意性横截面。图4A和图4B示出了通孔130和132在它们将螺旋92A、92B、92C和92D互连时的定位。在图2A中,螺旋92A和92D是组90的端部螺旋。因此,第一通孔130连接螺旋92B,92C的初始端接110B和110C,第二通孔132连接最终端接112C和112D,并且第二通孔132连接最终端接112A和112B。如图2A所示,端部螺旋仅通过端部螺旋的一个端接和通孔连接至另一个螺旋,并且该端部螺旋的另一端接没有连接至任何螺旋。
除了以下差异之外,第二组94的螺旋在布局和构型方面与第一组90的螺旋大体上类似。因此,组94的每个螺旋均具有初始端接120和最终端接122,使得图中的四个示例性螺旋具有初始端接120A,120B,120C,120D和最终端接122A,122B,122C,122D。相对于组90,在组94中的相邻螺旋通常是以螺旋为中心的yz镜面的镜像,使得这些螺旋在环绕片材80的法线的右旋方向和围绕该法线的左旋方向之间交替旋转。
组94的螺旋还沿平行于x轴的线段定位,并且这些螺旋在这些线段上具有与组90的螺旋基本相同的间距。在上述的卷起构型中,组94的螺旋还通过通孔130和通孔132基本上如上文针对组90所描述的那样连接。然而组94的线段相对于组90的线段移位。该位移在x方向和y方向上。Y位移160致使组94相对于组90平行于片材轴移位。y位移160在图2A和图2C以及图3中示出。x位移162被选择为使得在传感器24中,组90和94相对于轴150所成的角度θ是90°。图2A中示出了x位移162,并且在图4A中示出了对应的角度θ。
如图2B所示,并且如上所述,第三组导电元件100包括多条导线102,并且除了它们的端接之外,这些线通常平行于x轴并且通常具有相同的长度。这些线相对于彼此沿着y轴移位。每条线均具有初始端接和最终端接,这两者均在y方向上偏离它们相应的线。因此,图中的四条示例性线102A、102B、102C和102D分别具有初始端接104A,104B,104C,104D和最终端接106A,106B,106C,106D。
每条导线102限定在基底的第一侧面84上从其初始端接延伸到其最终端接的射线,并且这些线被布置在侧面84上,使得每条线的射线具有共同的方向。图2B示出了两条具有共同方向的射线,线102A的从初始端接104A到最终端接106A的第一射线108A,以及线102D的从初始端接104D到最终端接106D的第二射线108D。
另外,组100的导线相对于彼此平行于y轴移位,使得在上述的卷起构型中,给定线102的初始端接与相邻线102的最终端接对准。这种对准适用于除了不与任何端接对准的组100的“第一”线的初始端接和该组的“最后”线的最终端接之外的任何情况。
在该卷起构型中,组100中的每一对对准的端接通过相应的导电通孔140连接,该导电通孔穿透片材80的第一侧面至该片材的第二侧面,以将给定线的初始端接与邻近线的最终端接互连。在图2B中,通孔140以虚线示出。
一旦已通过将片材80卷起,并且如上所述通过通孔将单独组的螺旋和线连接形成了传感器24,应当理解,在传感器中形成有三个正交线圈,如图3所示。每个组90、组94和组100形成相应的线圈,并且每个线圈具有两个“空闲”端接,即,没有连接至该组的任何其他端接的端接。因此组90的线圈具有空闲端接110A和110D,组94的线圈具有空闲端接120A和120D,以及组100的线圈具有空闲端接104A和106D。
如果电流输入到线圈的空闲端接中的一个,则其从其他空闲的端接输出,如在端接110A和110D、120A和120D以及104A和106D(图2A、2B)处的箭头所示出。对于每组(螺旋或线),电流以共同的方向横穿组中的所有元件。传感器24的每个线圈因此响应于横穿该线圈的交变磁场而以与场中线圈线相同的方式工作,从而在该线圈的两个空闲端接之间产生交变电势。因此,连接组90、94和100的通孔表现为相应线圈的线,使得在通孔连接状态下,这些组在本文中还被称为线圈。
图5A是根据本发明的实施例的传感器24的另选示意图。该图示出了沿传感器轴150观察到的传感器端视图,以及正交于传感器轴所观察到的传感器侧视图。在该端视图中,卷起的片材80示出为圆形,组90,94示出为圆上的弧线。在该侧视图中,片材80示出为矩形,组94和组100是在矩形上或矩形中的线,并且组90也被示出为矩形。
图5B是根据本发明的实施例的传感器224的示意图。传感器224的描述与图5A中的传感器24类似。除了下文所述的不同之外,传感器224的操作与传感器24(图1至图5A)的操作大体上类似,并且在传感器24和224中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。
在传感器224中,一组导电元件100A在结构上与组100大体上类似,如上文相对于图2B和图3所述。然而,在传感器224中,虽然组94A和90A分别对应于传感器24的组94和90进行操作,但是组94A和90A的结构与组94和90的结构不同。
如侧视图所示,组94A和90A位于正交于传感器轴150的共同平面中,而组94和90位于正交于传感器轴的不同的不相交平面中。因此,在构建传感器224时,组94A和90A不是位于展开状态下的片材80中的平行于x轴的不同线段上(图2A),而是这两组螺旋位于共同的直线段上。在共同的线段上,这两组不同的螺旋交错排列,并位于线段上,使得当片材80被卷起时,组94A的螺旋在旋转方向上重叠和交替。类似地,组90A的螺旋在旋转方向上重叠和交替。如上文相对于图2A所述,两组螺旋通过通孔连接。
图5C是根据本发明的实施例的传感器324的示意图。传感器324的描述与图5A中的传感器24类似。除了下文所述的不同之外,传感器324的操作与传感器224(图1至图5A、图5B)的操作大体上类似,并且在传感器224和324中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。
与具有三个彼此正交的线圈的传感器224相比,传感器324包括三对类似的线圈,给定对中的线圈具有共同的对称轴并且沿该轴间隔开。这三对中的三个轴彼此正交。因此,在传感器324中,每一对导电线圈100B1,100B2与组100A(图5B)大体上类似,这对导电线圈具有与传感器轴150重合的共同对称轴,这对导电线圈中的每个线圈限定与轴正交的相应平面,这些平面沿这些轴间隔开。在传感器324中,每一对导电线圈94B1,94B2与组94A大体上类似,这对导电线圈具有正交于并且相交于传感器轴150并且沿这些轴间隔开的共同对称轴。而且在传感器324中,每一对导电线圈90B1,90B2与组90A(图5B)大体上类似,这对导电线圈具有正交于传感器轴150和正交于线圈轴94B1、94B2并且沿这些轴间隔开的共同对称轴。
当用作磁场发生器而不是传感器时,传感器324中的每对导电线圈可被配置成充当亥姆霍兹线圈对,使得在三个对称轴的交叉点存在几乎均匀的磁场区域。
图5D是根据本发明的实施例的多个传感器424的示意图。传感器424的描述与图5A中的传感器24类似。除了下文所述的不同之外,传感器424的操作与传感器24(图1至图5A)的操作大体上类似,并且在传感器24和424中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。
与包括一组正交线圈的传感器24相比,传感器424包括两组或更多组正交线圈。每组基本上类似于传感器24。然而,传感器424被构建在单个片材80A上,该片材具有与片材80基本上相同的特性(如上所述)。然而,沿平行于y轴(其如上所述平行于传感器轴150)的线测量的片材80A的长度通常大于片材80的长度,并且选择长度以便容纳片材80A上的多个正交传感器。
图6A、图6B和图6C是示出用于制造传感器524的柔性片材80C的示意图,并且图7是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图。图6A示出了片材80C的顶部部分,图6B示出了该片材的底部部分,这两张图均是该片材的俯视图。图6C是片材80C的侧视图。图7是所形成的传感器的示意性透视图。
除了下文所述的不同之外,传感器524的操作与传感器24(图1至图5A)的操作大体上类似,并且在传感器24和524中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。相对于传感器24,传感器524包括三个彼此正交取向的线圈。
传感器24由单个片材80形成,对于其每个线圈其在该片材的导电侧面84上具有单层导电元件,并且在该片材的基底82内没有导电元件。传感器524也由单个片材80C形成,其在该片材的导电侧面84上也具有单层导电元件。然而,另外,在片材80C中存在与导电侧面上的导电元件类似并且对准并被嵌入在该片材的基底82内的相应层中的一个或多个导电元件。如下所述,多组对准的导电元件通过通孔并行连接。
以举例的方式,在传感器524的片材80C中存在嵌入在基底82中的两层导电元件,但是本发明的实施例包括嵌入在该基底中的任意数量的导电元件层。
导电元件组90C包括多个螺旋导体92、相同的多个螺旋导体A92和相同的多个螺旋导体B92(图6C)。上文参照图2A已经描述了螺旋导体92。螺旋导体A92和B92与螺旋导体92叠合,但是相对于导体92在z方向上移位。三组螺旋导体的初始端接通过导电通孔526连接,并且这三组的最终端接也通过导电通孔526连接。应当理解,在组90C中存在四组螺旋,每组包括三个通过通孔526并行连接的螺旋。
导电元件组94C包括多个螺旋导体96、相同的多个螺旋导体A96和相同的多个螺旋导体B96。上文参照图2A已经描述了螺旋导体96。螺旋导体A96和B96与螺旋导体96叠合,但是相对于导体96在z方向上移位。三组螺旋导体的初始端接通过导电通孔526连接,并且这三组的最终端接也通过导电通孔526连接。相对于组90C,在组94C中存在四组螺旋,每组包括三个通过通孔526并行连接的螺旋。
导电元件组100C包括多条导线102、相同的多条线A102和相同的多条线B102。上文参照图2B已经描述了线102。线A102和B102与线102叠合,但是相对于线102在z方向上移位。三组导线的初始端接通过导电通孔526连接,并且这三组的最终端接也通过导电通孔526连接。在组100C中存在四组线,每组包括三条通过通孔526并行连接的线。
当将片材80C卷起以形成传感器524时,不同组的螺旋和线通过通孔132、130和140连接,如图6A和图6B所示。这些连接如上文参照传感器24所述,不同之处在于在传感器24中,通孔132和130连接单个螺旋,而在传感器524中,通孔132和130连接螺旋组,每组包括三个已并行连接的螺旋。类似地,在传感器524中,通孔140连接导线组,每组包括三条已并行连接的线。
图8A、图8B和图8C是示出用于制造传感器624的柔性片材80、80D和80E的示意图,图9是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图。图8A示出了上部片材80的顶部部分,图8B示出了该上部片材的底部部分,这两张图均是该片材的俯视图。图8C是三个片材80、80D和80E的侧视图。图9是所形成的传感器的示意性透视图。
除了下文所述的不同之外,传感器624的操作与传感器24(图1至图5A)的操作大体上类似,并且在传感器24和传感器624中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。相对于传感器24,传感器624包括三个彼此正交取向的线圈。
与传感器24相对比,传感器624由多个基本上类似的单个片材形成。以举例的方式,假设传感器624由三个片材80、80D和80E形成。然而,本发明的实施例可用任何数量的基本相同的片材形成传感器。如上参考传感器24所述,片材80D和80E彼此基本相同并且与片材80基本相同。
因此,片材80D和80E具有相应的导电侧面84D,84E和非导电侧面86D,86E(图8C)。在导电侧面84D上存在多个螺旋导体D92和D96以及一组导线D102,它们分别与螺旋导体92、96和线102叠合。而且,在导电侧面84E上存在多个螺旋导体E92和E96以及一组导线E102,它们分别与螺旋导体92、96和线102叠合。
在卷起之前,片材80、80D和80E彼此堆叠,使得一个片材的导电侧面与邻接片材的非导电侧面接触,并且使得每个片材中的叠合元件对准。因此,如图8C所示,片材80叠置在片材80D上,片材80D继而叠置在片材80E上。
一旦对准,每个片材中的叠合导电元件的初始端接和最终端接通过通孔连接在一起,以形成平行构型。因此,如图8C所示,螺旋导体92、D92和E92的初始端接和最终端接通过通孔526连接在一起,以形成螺旋导电元件组90D。应当理解,组90D包括四组螺旋,每组包括三个通过通孔526并行连接的螺旋。
类似地,螺旋导体96、D96和E96的初始端接和最终端接通过通孔526连接在一起,以形成螺旋导电元件组94D。组94D包括四组螺旋,每组包括三个通过通孔526并行连接的螺旋。
另外,导线102、D102和E102的初始端接和最终端接通过通孔526连接在一起,以形成导线元件组102D。组102D包括四组导线元件,每组包括三个通过通孔526并行连接的导线元件。
传感器24被形成在单个片材80上,对于其每个线圈其在该片材的导电侧面84上具有单层导电元件,并且在片材的基底82内没有导电元件。传感器524被形成在单个片材80C上,其在该片材的导电侧面84上也具有单层导电元件。然而,另外,在片材80C中存在与导电侧面上的导电元件类似并且对准并被嵌入在该片材的基底82内的相应层中的一个或多个导电元件。如下所述,多组对准的导电元件通过通孔并行连接。
当将片材80、80D和80E卷起以形成传感器624时,不同组的螺旋和线通过通孔132、130和140连接,如图8A和图8B所示。这些连接如上文参照传感器24所述,不同之处在于在传感器24中,通孔132和130连接单个螺旋,而在传感器624中,通孔132和130连接螺旋组,每组包括三个已并行连接的螺旋。类似地,在传感器624中,通孔140连接导线组,每组包括三条已并行连接的线。
图10是示出用于制造传感器724的柔性片材180的示意图,并且图11是示出根据本发明的实施例将片材卷起以形成传感器的方法的示意图。除了下文所述的不同之外,传感器724的操作与传感器24(图1至图5A)的操作大体上类似,并且在传感器24和724中由相同附图标记表示的元件在结构上和操作上大体上类似。
与传感器24相对比,其中该传感器的元件是由具有彼此正交的部分的直线导电元件形成,传感器724的两组螺旋导电元件90E,94E的元件由曲线元件形成。而且,与传感器24相比,该传感器的第三组导线100E的导线不具有相对于该线偏移的初始端接和最终端接;而传感器724的第三线圈的每条导线是从其初始端接至其最终端接的线(通常是直线)。
组90E包括四个曲线螺旋192A、192B、192C和192D,它们具有相应的初始端接210A,210B,210C,210D和最终端接212A,212B,212C,212D,并且相对于传感器24的组90,组90E的螺旋被定位在直线段上,并且相邻螺旋是彼此的镜像。因此,如图10中环绕螺旋的箭头所示,螺旋导体192A,192C沿右旋方向旋转,并且螺旋导体192B,192D沿左旋方向旋转。
相对于传感器24,在传感器724的卷起构型中,组90E的螺旋与其自身对准,使得初始端接210A,210B,210C,210D与其自身对准,并且最终端接212A,212B,212C,212D也与其自身对准。
相对于传感器24的卷起构型,在传感器724的卷起构型中,除了端部螺旋之外,初始端接通过通孔连接至相邻螺旋的初始端接,并且最终端接通过通孔连接至最终端接。在示出的实例中,通孔130连接初始端接210A和210B、210C和210D,并且通孔132连接最终端接212B和212C。每个端部螺旋192A,192D具有未连接至另一螺旋的相应的最终端接。
除了以下差异之外,组94E的螺旋在布局和构型方面与组90E的螺旋大体上类似。因此,图中的四个示例性螺旋具有初始端接220A,220B,220C,220D和最终端接222A,222B,222C,222D。相对于组90E,在组94E中的相邻螺旋通常是以螺旋为中心的镜面的镜像,使得这些螺旋在环绕片材180的法线的右旋方向和围绕该法线的左旋方向之间交替旋转。
组94E的螺旋还沿平行于90E的直线段定位,并且这些螺旋在它们的线段上具有与组90E的螺旋基本相同的间距。在传感器724的卷起构型中,组94E的螺旋与其自身对准,该组的初始端接和最终端接也是如此。如图10所示,这些端接还通过通孔130和132连接。
相对于传感器24,组94E的线段相对于组90E的线段移位。该位移基本上如上文针对传感器24所述的那样,并且使得在传感器724的卷起构型中,组90E和94E相对于传感器轴150的对向角度是90°。
如上所述,传感器724的第三组导线100E不具有相对于该线偏移的初始端接和最终端接;而形成传感器724的第三线圈的第三组的每条导线是从其初始端接至其最终端接的线(在本文中假设为直线)。因此导线202A、202B、202C和202D是相应的初始端接204A、204B、204C和204D与相应的最终端接206A、206B、206C和206D之间的线。
在传感器724中,从组100E的给定导线的初始端接至最终端接的射线具有共同的方向。
相对于传感器24,在传感器724中,组100E的导线相对于彼此平行于传感器轴150移位,使得在该传感器的卷起构型中,组100E中给定线的初始端接与该组相邻线的最终端接对准。这种对准适用于除了不与任何端接对准的组100E的“第一”线的初始端接和该组的“最后”线的最终端接之外的任何情况。另外,对准的端接通过通孔连接。
因此,如图10所示,在传感器724的卷起构型中,初始端接204B与最终端接206A对准并且通过通孔140与其连接;初始端接204C与最终端接206B对准并且通过通孔140与其连接;并且初始端接204D与最终端接206C对准并且通过通孔140与其连接。相对于传感器24,在传感器724中,通孔140穿透片材180的第一侧面至该片材的第二侧面,以将给定线的初始端接与邻近线的最终端接互连。
从上述和图10中显而易见,组90E、94E和100E中的每一者具有两个“空闲”的端接。如果电流输入到线圈的空闲端接中的一个,则其从其他空闲的端接输出,如在端接212A和212D、222A和222D以及204A和206D处的箭头所示出,并且电流在一个共同的方向上横穿给定组的所有元件。因此,相对于传感器24,传感器724的连接各组的通孔表现为相应的线圈的线。
上述实施例包括通过通孔连接以形成线圈的直线导线和曲线导线。然而,应当理解,本发明的实施例不限于一种类型的导线,而是可包括此类线的混合。此外,直线导线不必包括彼此正交的部分,而是可包括彼此形成任何适当角度的部分,诸如六边形或八边形的部分。另外,在导线包括诸如组100的组的情况下,应当理解,此类线的至少一部分可为曲线。
因此应当理解,上述的实施例以举例的方式引用,并且本发明不限于上文已具体示出和描述的内容。相反,本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改,本领域的技术人员在阅读上述说明时将会想到所述变型和修改,并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。
Claims (46)
1.一种设备,包括:
挠性绝缘基底,所述挠性绝缘基底具有第一侧面和第二侧面,围绕平行于所述基底的轴卷绕;
形成在所述基底的第一侧面上的第一平面导电螺旋和第二平面导电螺旋,所述第一平面导电螺旋相对于所述基底的法线右旋,所述第二平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,所述第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接,所述螺旋之间具有预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一初始端接与所述第二初始端接对准;以及
通孔,所述通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第一初始端接与所述第二初始端接互连。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋中的至少一者包括直线元件。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋中的至少一者包括曲线元件。
4.根据权利要求1所述的设备,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一最终端接与所述第二最终端接对准。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一导电螺旋为所述第二导电螺旋的镜像。
6.根据权利要求1所述的设备,并且包括:
形成在所述基底的所述第一侧面上的第三平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,并且包括第三初始端接和第三最终端接,所述第三螺旋具有相对于所述第二螺旋的另外的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第二最终端接与所述第三最终端接对准;以及
第二通孔,所述第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第二最终端接与所述第三最终端接互连。
7.根据权利要求1所述的设备,并且包括:
形成在所述基底的所述第一侧面上的第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,所述第四平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三螺旋和所述第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中结合所述第三螺旋和所述第四螺旋的第一线段具有相对于结合所述第一螺旋和所述第二螺旋的第二线段的第二位移,并且使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三初始端接与所述第四初始端接对准;以及
第二通孔,所述第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三初始端接与所述第四初始端接互连。
8.根据权利要求7所述的设备,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,从所述第一螺旋到所述轴的第一线与从所述第三螺旋到所述轴的第二线之间的角度是90°。
9.根据权利要求7所述的设备,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,包含从所述第一螺旋到所述轴并且与所述轴正交的第一线的第一平面与包含从所述第三螺旋到所述轴并且与所述轴正交的第二线的第二平面不相交。
10.根据权利要求7所述的设备,其中所述第二位移平行于所述轴。
11.根据权利要求1所述的设备,并且包括:
形成在所述基底的所述第一侧面上的第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,所述第四平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三螺旋和所述第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中所述第一螺旋、所述第二螺旋、所述第三螺旋和所述第四螺旋位于共同的线段上,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三初始端接与所述第四导电螺旋的所述第四初始端接对准;以及
第二通孔,所述第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三初始端接与所述第四初始端接互连。
12.根据权利要求11所述的设备,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,从所述第一螺旋到所述轴的第一线与从所述第三螺旋到所述轴的第二线之间的角度是90°。
13.根据权利要求11所述的设备,其中当所述基底围绕平行于所述基底的所述轴卷绕时,所述第一螺旋和所述第三螺旋位于与平行于所述基底的轴正交的共同平面中。
14.根据权利要求1所述的设备,并且包括:
具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三平面导电螺旋,所述一个或多个第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋并且被嵌入其中,使得所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接对准,并且使得所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接对准;
一个或多个第二通孔,所述一个或多个第二通孔将所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
一个或多个第三通孔,所述一个或多个第三通孔将所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接互连。
15.根据权利要求1所述的设备,其中所述挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,所述设备还包括:
第二挠性绝缘基底,所述第二挠性绝缘基底围绕所述轴卷绕,具有与所述第一挠性绝缘基底的所述第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面;
形成在所述第二基底的所述第三侧面上的第三平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述法线右旋,所述第三导电螺旋具有分别与所述第一初始端接和所述第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
第二通孔,所述第二通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
第三通孔,所述第三通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三最终端接与所述第一最终端接互连。
16.根据权利要求1所述的设备,并且包括磁跟踪系统,并且其中当所述基底围绕所述轴卷绕并且所述通孔将所述第一初始端接与所述第二初始端接互连时,所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋在所述磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
17.一种设备,包括:
挠性绝缘基底,所述挠性绝缘基底具有第一侧面和第二侧面,围绕平行于所述基底的轴卷绕;
形成在所述基底的所述第一侧面上的第一导线和第二导线,所述第一导线具有第一初始端接和第一最终端接,所述第二导线具有第二初始端接和第二最终端接,所述第一线限定沿所述基底从所述第一初始端接到所述第一最终端接的第一射线,所述第二线限定沿所述基底从所述第二初始端接到所述第二最终端接的第二射线,所述第一射线和所述第二射线具有共同的方向,所述线之间具有平行于所述轴的预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一最终端接与所述第二初始端接对准;以及
通孔,所述通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第一最终端接与所述第二最终端接互连。
18.根据权利要求17所述的设备,其中所述第一导线和所述第二导线中的至少一者包括直线元件。
19.根据权利要求17所述的设备,其中所述第一导线和所述第二导线中的至少一者包括曲线元件。
20.根据权利要求17所述的设备,并且包括:
形成在所述基底的所述第一侧面上的第三导线和第四导线,所述第三导线具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导线具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三线限定沿所述基底从所述第三初始端接到所述第三最终端接的第三射线,所述第四线限定沿所述基底从所述第四初始端接线到所述第四最终端接的第四射线,所述第三射线和所述第四射线具有共同的方向,所述线之间具有平行于所述轴的预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三最终端接与所述第四初始端接对准,并且使得所述第一线和所述第二线限定与所述轴正交的第一平面,并且所述第三平面和所述第四平面限定与所述轴正交的与所述第一平面不同的第二平面;以及
第二通孔,所述第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三最终端接与所述第四最终端接互连。
21.根据权利要求17所述的设备,并且包括:
具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三导线,所述一个或多个第三导线被嵌入在所述基底中,并且限定其中从所述相应的第三初始端接到所述相应的最终端接的相应的一个或多个第三射线,所述一个或多个第三射线具有共同的方向,使得所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接对准,并且使得所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接对准;
一个或多个第二通孔,所述一个或多个第二通孔将所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
一个或多个第三通孔,所述一个或多个第三通孔将所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接互连。
22.根据权利要求17所述的设备,其中所述挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,所述设备还包括:
第二挠性绝缘基底,所述第二挠性绝缘基底围绕所述轴卷绕,具有与所述第一挠性绝缘基底的所述第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面;
形成在所述第二基底的所述第三侧面上的第三导线,所述第三导线具有分别与所述第一初始端接和所述第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
第二通孔,所述第二通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
第三通孔,所述第三通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三最终端接与所述第一线的所述第一最终端接互连。
23.根据权利要求17所述的设备,并且包括磁跟踪系统,并且其中当所述基底围绕所述轴卷绕并且所述通孔将所述第一最终端接与所述第二初始端接互连时,所述第一导线和所述第二导线在所述磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
24.一种方法,包括:
围绕平行于挠性绝缘基底的轴卷绕所述基底,所述基底具有第一侧面和第二侧面;
在所述基底的所述第一侧面上形成第一平面导电螺旋和第二平面导电螺旋,所述第一平面导电螺旋相对于所述基底的法线右旋,所述第二平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第一导电螺旋具有第一初始端接和第一最终端接,所述第二导电螺旋具有第二初始端接和第二最终端接,所述螺旋之间具有预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一初始端接与所述第二初始端接对准;以及
利用通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第一初始端接与所述第二初始端接互连。
25.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋中的至少一者包括直线元件。
26.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋中的至少一者包括曲线元件。
27.根据权利要求24所述的方法,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一最终端接与所述第二最终端接对准。
28.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一导电螺旋为所述第二导电螺旋的镜像。
29.根据权利要求24所述的方法,并且包括:
在所述基底的所述第一侧面上形成第三平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,并且包括第三初始端接和第三最终端接,所述第三螺旋具有相对于所述第二螺旋的另外的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第二最终端接与所述第三最终端接对准;以及
利用第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第二最终端接与所述第三最终始端接互连。
30.根据权利要求24所述的方法,并且包括:
在所述基底的所述第一侧面上形成第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,所述第四平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三螺旋和所述第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中结合所述第三螺旋和所述第四螺旋的第一线段具有相对于结合所述第一螺旋和所述第二螺旋的第二线段的第二位移,并且使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三初始端接与所述第四初始端接对准;以及
利用第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三初始端接与所述第四初始端接互连。
31.根据权利要求30所述的方法,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,从所述第一螺旋到所述轴的第一线与从所述第三螺旋到所述轴的第二线之间的角度是90°。
32.根据权利要求30所述的方法,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,包含从所述第一螺旋到所述轴并且与所述轴正交的第一线的第一平面与包含从所述第三螺旋到所述轴并且与所述轴正交的第二线的第二平面不相交。
33.根据权利要求30所述的方法,其中所述第二位移平行于所述轴。
34.根据权利要求24所述的方法,并且包括:
在所述基底的所述第一侧面上形成第三平面导电螺旋和第四平面导电螺旋,所述第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,所述第四平面导电螺旋相对于所述法线左旋,所述第三导电螺旋具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导电螺旋具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三螺旋和所述第四螺旋在其间具有预设量值的位移,并且其中所述第一螺旋、所述第二螺旋、所述第三螺旋和所述第四螺旋位于共同的线段上,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三初始端接与所述第四导电螺旋的所述第四初始端接对准;以及
利用第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三初始端接与所述第四初始端接互连。
35.根据权利要求34所述的方法,其中当所述基底围绕所述轴卷绕时,从所述第一螺旋到所述轴的第一线与从所述第三螺旋到所述轴的第二线之间的角度是90°。
36.根据权利要求34所述的方法,其中当所述基底围绕平行于所述基底的所述轴卷绕时,所述第一螺旋和所述第三螺旋位于与平行于所述基底的轴正交的共同平面中。
37.根据权利要求24所述的方法,并且包括:
将具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三平面导电螺旋嵌入所述基底中,所述一个或多个第三平面导电螺旋相对于所述基底的所述法线右旋,使得所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接对准,并且使得所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接对准;
利用一个或多个第二通孔将所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
利用一个或多个第三通孔将所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接互连。
38.根据权利要求24所述的方法,其中所述挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,所述方法还包括:
围绕所述轴卷绕第二挠性绝缘基底,所述第二挠性绝缘基底具有与所述第一挠性绝缘基底的所述第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面;
在所述第二基底的所述第三侧面上形成相对于所述法线右旋的第三平面导电螺旋,所述第三导电螺旋具有分别与所述第一初始端接和所述第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
利用第二通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
利用第三通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三最终端接与所述第一最终端接互连。
39.根据权利要求24所述的方法,并且包括提供磁跟踪系统,并且其中当所述基底围绕所述轴卷绕并且所述通孔将所述第一初始端接与所述第二初始端接互连时,所述第一导电螺旋和所述第二导电螺旋在所述磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
40.一种方法,包括:
围绕平行于挠性绝缘基底的轴卷绕所述基底,所述基底具有第一侧面和第二侧面;
在所述基底的所述第一侧面上形成第一导线和第二导线,所述第一导线具有第一初始端接和第一最终端接,所述第二导线具有第二初始端接和第二最终端接,所述第一线限定沿所述基底从所述第一初始端接到所述第一最终端接的第一射线,所述第二线限定沿所述基底从所述第二初始端接到所述第二最终端接的第二射线,所述第一射线和所述第二射线具有共同的方向,所述线之间具有平行于所述轴的预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第一最终端接与所述第二初始端接对准;以及
利用通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第一最终端接与所述第二初始端接互连。
41.根据权利要求40所述的方法,其中所述第一导线和所述第二导线中的至少一者包括直线元件。
42.根据权利要求40所述的方法,其中所述第一导线和所述第二导线中的至少一者包括曲线元件。
43.根据权利要求40所述的方法,并且包括:
在所述基底的所述第一侧面上形成第三导线和第四导线,所述第三导线具有第三初始端接和第三最终端接,所述第四导线具有第四初始端接和第四最终端接,所述第三线限定沿所述基底从所述第三初始端接到所述第三最终端接的第三射线,所述第四线限定沿所述基底从所述第四初始端接线到所述第四最终端接的第四射线,所述第三射线和所述第四射线具有共同的方向,所述线之间具有平行于所述轴的预设量值的位移,使得当所述基底围绕所述轴卷绕时,所述第三最终端接与所述第四初始端接对准,并且使得所述第一线和所述第二线限定与所述轴正交的第一平面,以及所述第三平面和所述第四平面限定与所述轴正交的与所述第一平面不同的第二平面;以及
利用第二通孔从所述第一侧面穿透所述基底至所述第二侧面,以便将所述第三最终端接与所述第四初始端接互连。
44.根据权利要求40所述的方法,并且包括:
将具有相应的第三初始端接和第三最终端接的一个或多个第三导线嵌入所述基底中,所述一个或多个第三导线限定其中从所述相应的第三初始端接到所述相应的最终端接的相应的一个或多个第三射线,所述一个或多个第三射线具有共同的方向,使得所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接对准,并且使得所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接对准;
利用一个或多个第二通孔将所述相应的第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
利用一个或多个第三通孔将所述相应的第三最终端接与所述第一最终端接互连。
45.根据权利要求40所述的方法,其中所述挠性绝缘基底包括第一挠性绝缘基底,所述方法还包括:
提供第二挠性绝缘基底,所述第二挠性绝缘基底围绕所述轴卷绕,具有与所述第一挠性绝缘基底的所述第一侧面邻接并叠置的第三侧面和第四侧面;
在所述第二基底的第三侧面上形成第三导线,所述第三导线具有分别与所述第一初始端接和所述第一最终端接对准的第三初始端接和第三最终端接;
利用第二通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三初始端接与所述第一初始端接互连;以及
利用第三通孔从所述第三侧面穿透所述第二基底至所述第四侧面,以便将所述第三最终端接与所述第一线的所述第一最终端接互连。
46.根据权利要求40所述的方法,并且包括提供磁力跟踪系统,并且其中当所述基底围绕所述轴卷绕并且所述通孔将所述第一最终端接与所述第二初始端接互连时,所述第一导线和所述第二导线在所述磁跟踪系统中作为感测线圈工作。
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