CN110088571A - 主轴线导航传感器 - Google Patents
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Abstract
传感器配件包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。第一磁场传感器包括第一基板和延伸第一长度的第一细长磁场传感器组件。第二磁场传感器包括第二基板和延伸第二长度的第二细长磁场传感器组件，第二长度比第一长度短。第一磁场传感器相比第二磁场传感器具有更大的对感测到的磁场的灵敏度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月19日提交的临时申请No.62/436,418的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于跟踪物品的系统、方法和装置。更具体地，本公开涉及用于电磁跟踪医疗程序中使用的医疗装置的系统、方法和装置。
背景技术
可以使用各种系统、方法和装置来跟踪医疗装置。跟踪系统可以使用由被跟踪的医疗装置中的至少一个跟踪传感器感测到的外部生成的磁场。外部生成的磁场提供了固定的参照系(frame of reference)，并且跟踪传感器感测磁场以确定传感器相对于固定参照系的位置和取向。
发明内容
在示例1中，传感器配件包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。第一磁场传感器包括第一基板和延伸第一长度的第一细长磁场传感器组件。第二磁场传感器包括第二基板和延伸第二长度的第二细长磁场传感器组件，所述第二长度比所述第一长度短。第一磁场传感器相比第二磁场传感器具有更大的对感测到的磁场的灵敏度。
在示例2中，示例1的传感器配件，其中第一细长磁场传感器组件是第一磁通引导件，并且其中第二细长磁场传感器是第二磁通引导件。
在示例3中，示例2的传感器配件，其中第一磁场传感器包括定位成邻近第一磁通引导件的第一磁阻(MR)传感元件，并且其中第二磁场传感器包括定位成邻近第二磁通引导件的第二MR传感器元件。
在示例4中，示例3的传感器配件，其中第一MR传感元件和第二MR传感元件是巨磁阻(giant-magneto-resistive)传感元件、穿隧磁阻(tunneling-magneto-resistive)传感元件、霍尔效应(hall-effect)传感元件、超巨磁阻(colossal magneto-resistive)传感元件、特异磁阻(extraordinary magneto-resistive)传感元件和自旋霍尔(spin hall)传感元件之一。
在示例5中，示例1的传感器配件，其中第一细长磁场传感器组件是第一各向异性磁阻(AMR)传感元件，其中第二细长磁场传感器组件是第二AMR传感元件。
在示例6中，示例1-5中任一个的传感器配件，其中第一磁场传感器被配置为沿第一轴线感测磁场的第一分量，其中第二磁场传感器被配置为沿第二轴线感测磁场的第二分量。
在示例7中，示例1-6中任一个的传感器配件，其中第一磁场传感器和第二磁场传感器耦接到公共基板。
在示例8中，示例1-7中任一个的传感器配件还包括第三磁场传感器，其包括第三基板和延伸第三长度的第三细长磁场传感器组件，所述第三长度比所述第一长度短。
在示例9中，示例1-8中任一个的传感器配件，其中第一磁场传感器的灵敏度至少是第二磁场传感器的两倍。
在示例10中，一种系统包括：磁场发生器，其被配置为生成磁场；以及探针，其具有纵轴线并且具有定位于探针的远端处或附近的传感器配件。传感器配件包括第一磁场传感器，其沿纵轴线具有第一长度。传感器配件还包括第二磁场传感器，其沿纵轴线具有第二长度并且沿垂直于纵轴线的轴线具有第三长度，其中，所述第二长度比所述第一长度短，并且所述第三长度比所述第一长度短。
在示例11中，示例10的系统，其中第一磁场传感器被配置为沿纵轴线感测磁场的第一分量，其中第二磁场传感器被配置为沿第二轴线感测磁场的第二分量，并且其中第一磁传感器对磁场的第一分量的灵敏度大于第二磁场传感器相对于磁场的第二分量的灵敏度。
在示例12中，示例10-12中任一个的系统，其中第一磁场传感器包括第一磁阻(MR)传感元件，其中第二磁场传感器包括第二MR传感元件，其中第一MR传感元件比第二MR传感元件长。
在示例13中，示例10的系统，其中第一磁场传感器包括第一磁通引导件，其中第二磁场传感器包括第二磁通引导件，并且其中第一磁通引导件比第二磁通引导件长。
在示例14中，示例13的系统，其中第一磁场传感器包括第一磁阻(MR)传感元件，其中第二磁场传感器包括第二MR传感元件，并且其中第一磁场传感器和第二磁传感器是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件和自旋霍尔传感元件之一。
在示例15中，示例10-14中任一个的系统，还包括第三磁场传感器，其被配置为沿着不同于纵轴线和第二轴线的第三轴线感测磁场的第三分量。
在示例16中，一种传感器配件包括第一磁场传感器，该第一磁场传感器具有第一基板和延伸第一长度的第一细长磁场传感器组件。传感器配件还包括第二磁场传感器，该第二磁场传感器具有第二基板并具有延伸第二长度的第二细长磁场传感器组件，所述第二长度比所述第一长度短。第一磁场传感器相比第二磁场传感器具有更大的对感测到的磁场的灵敏度。
在示例17中，示例16的传感器配件，其中第一细长磁场传感器组件是第一磁通引导件，并且其中第二细长磁场传感器是第二磁通引导件。
在示例18中，示例17的传感器配件，其中第一磁场传感器包括定位成邻近第一磁通引导件的第一磁阻(MR)传感元件，并且其中第二磁场传感器包括定位成邻近第二磁通引导件的第二MR传感元件。
在示例19中，示例18的传感器配件，其中第一MR传感元件和第二MR传感元件是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件和自旋霍尔传感元件之一。
在示例20中，示例16的传感器配件，其中第一细长磁场传感器组件是第一各向异性磁阻(AMR)传感元件，其中第二细长磁场传感器组件是第二AMR传感元件。
在示例21中，示例16的传感器配件，其中第一磁场传感器被配置为沿第一轴线感测磁场的第一分量，其中第二磁场传感器被配置为沿第二轴线感测磁场的第二分量。
在示例22中，示例16的传感器配件，其中第一磁场传感器和第二磁场传感器耦接到公共基板。
在示例23中，示例22的传感器配件还包括第三磁场传感器，第三磁场传感器包括第三基板和延伸第三长度的第三细长磁场传感器组件，所述第三长度比所述第一长度短。
在示例24中，一种传感器配件包括第一磁场传感器，第一磁场传感器具有沿第一轴线定向的感测轴线。第一磁场传感器被配置为沿第一轴线感测磁场的第一分量。传感器配件还包括沿着垂直于第一轴线的第二轴线定向的第二磁场传感器。第二磁场传感器被配置为沿第二轴线感测磁场的第二分量。第一磁场传感器对磁场的第一分量的灵敏度大于第二磁场传感器相对于磁场的第二分量的灵敏度。
在示例25中，示例24的传感器配件，其中第一磁场传感器是沿第一轴线延伸第一长度的线圈，其中第二磁场传感器是沿第二轴线延伸第二长度的线圈，并且其中第一长度比第二长度长。
在示例26中，示例24-25中任一个的传感器配件，其中第一磁场传感器和第二磁场传感器是线圈，并且其中第一线圈具有比第二线圈更多数量的线圈绕组。
在示例27中，示例24的传感器配件，其中第一磁场传感器包括第一磁阻(MR)传感元件和沿第一轴线延伸第一长度的第一磁通引导件，其中第二磁场传感器包括第二MR传感元件和沿第二轴线延伸第二长度的第二磁通引导件，并且其中第一长度比第二长度长。
在示例28中，示例27的传感器配件，其中第一MR传感元件和第二MR传感元件是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件和自旋霍尔传感元件之一。
在示例29中，示例24的传感器配件，其中第一磁场传感器包括沿第一轴线延伸第一长度的第一各向异性磁阻(AMR)传感元件，其中第二磁场传感器包括沿第二轴线延伸第二长度的第二AMR传感元件，并且其中第一长度比第二长度长。
在示例30中，一种系统包括：磁场发生器，其被配置为生成磁场；以及探针，其具有纵轴线并且具有定位于探针的远端处或附近的传感器配件。传感器配件包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。第一磁场传感器包括第一基板和沿纵轴线延伸第一长度的第一细长磁场传感器组件。第二磁场传感器包括第二基板和延伸第二长度的第二细长磁场传感器组件，第二长度比第一长度短。第一磁场传感器相比第二磁场传感器具有更大的对感测到的磁场的灵敏度。
在示例31中，示例30的系统，其中第一磁场传感器被配置为感测磁场并生成指示第一磁场传感器的位置和取向的第一跟踪信号，并且其中第二磁场传感器被配置为感测磁场并生成指示第一磁场传感器的取向的第二跟踪信号。
在示例32中，示例31的系统还包括控制器电路，该控制器电路被配置为接收第一生成的信号和第二生成的信号并确定第一磁场传感器的位置和取向。
在示例33中，示例31-32中任一示例的系统，其中第一跟踪信号由第一磁传感元件生成，并且其中第二跟踪信号由第二磁传感元件生成。
在示例34中，示例33的系统，其中第一磁传感元件和第二磁传感元件是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件、自旋霍尔传感元件、巨磁阻抗(giant magneto-impedance)传感元件和磁通门(flux-gate)传感元件之一。
在示例35中，示例30-34中任一示例的系统，其中第一磁场传感器和第二磁场传感器耦接到公共基板。
虽然公开了多个实施例，但是本发明的其他实施例从以下详细描述中对于本领域技术人员而言将变得显而易见，该详细描述示出并描述了本发明的说明性实施例。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而非限制性的。
附图说明
图1示出了根据本公开的某些实施例的跟踪系统的示意图。
图2示出了根据本公开的某些实施例的传感器配件的示意图。
图3示出了根据本公开的某些实施例的探针的剖视示意图。
图4示出了根据本公开的某些实施例的探针的剖视示意图。
图5示出了根据本公开的某些实施例的探针的剖视示意图。
图6示出了根据本公开的某些实施例的探针的剖视示意图。
尽管本公开可以进行各种修改和替换形式，但是具体实施例在附图中借由示例示出，并且在下面进行详细描述。然而，意图不是将本公开限制于所描述的特定实施例。相反，本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
在医疗程序期间，通过患者的血管系统和/或导管腔将诸如探针(例如，导管)的医疗装置插入患者体内。为了跟踪探针在患者体内的位置和取向，探针可以配备有磁场传感器。随着探针变得更小和/或承载更多组件，可用于磁场传感器的空间或地方减少。因此，本公开的某些实施例涉及包括具有紧凑几何形状的传感器配件的系统、方法和装置。
图1是示出跟踪系统100的图，该跟踪系统100包括传感器配件102、磁场发生器104、控制器106和探针108(例如，导管、成像探针、诊断探针)。传感器配件102可以定位在探针108内，例如，在探针108的远端处。跟踪系统100被配置为确定传感器配件102的位置和取向，并因此确定探针108的位置和取向。由磁场发生器104生成的磁场为跟踪系统100提供参照系，使得传感器配件102的位置和取向相对于所生成的磁场被确定。跟踪系统100可以用在医疗程序中，其中探针108被插入患者体内，并且传感器配件102用于帮助跟踪探针108在患者体内的位置。
传感器配件102通过有线或无线通信路径可通信地耦接到控制器106，使得控制器106向传感器配件102发送各种信号并从传感器配件102接收各种信号。磁场发生器104被配置为生成一个或多个磁场。例如，磁场发生器104被配置为生成至少三个磁场B1、B2和B3。磁场B1、B2和B3中的每个指向不同的方向，如图1中的箭头指示出的。磁场B1是水平方向上的磁场，磁场B2是垂直方向上的磁场，并且磁场B3是进入图1的页面中的磁场。控制器106被配置为经由有线或无线通信路径控制磁场发生器104，以生成磁场B1、B2和B3中的一个或多个以帮助跟踪传感器配件102(并因此跟踪探针108)。
传感器配件102被配置为感测所生成的磁场并提供跟踪信号，其指示传感器配件102在至多六个自由度(即，x、y和z测量结果，以及俯仰、偏航和滚转角)中的位置和取向。通常，跟踪系统能够跟踪的自由度的数量取决于磁场传感器和磁场发生器的数量。例如，具有单个磁场传感器的跟踪系统可能不能跟踪滚转角，并且因此仅限于仅以五个自由度(即，x、y和z坐标，以及俯仰和偏航角)进行跟踪。这是因为由单个磁场传感器感测到的磁场不会随着单个磁场传感器“滚动”而改变。像这样，传感器配件102包括至少两个磁场传感器110A和110B。磁场传感器可以包括以下传感器，诸如感应传感线圈和/或各种传感元件，其诸如磁阻(MR)传感元件(例如，各向异性磁阻(AMR)传感元件、巨磁阻(GMR)传感元件、穿隧磁阻(TMR)传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻(CMR)传感元件、特异磁阻(EMR)传感元件和自旋霍尔传感元件等)、巨磁阻抗(GMI)传感元件和/或磁通门传感元件。此外，传感器配件102和/或探针108可以以其他类型的传感器诸如温度传感器、超声传感器等为特征。
传感器配件102被配置为感测磁场B1、B2和B3中的每个，并向控制器106提供对应于感测到的磁场B1、B2和B3中的每个的信号。控制器106经由通信路径接收来自传感器配件102的信号，并确定传感器配件102和探针108相对于所生成的磁场B1、B2和B3的定位和位置。
磁场传感器可以由电压或电流供电，以驱动或激励磁场传感器的元件。磁场传感器元件接收电压或电流，并且响应于所生成的磁场中的一个或多个，磁场传感器元件生成传感信号，该传感信号被发送到控制器106。控制器106被配置为控制到磁场传感器的电压或电流的量并控制磁场发生器104生成磁场B1、B2和B3中的一个或多个。控制器106被配置为从磁场传感器接收传感信号并确定传感器配件102(以及因此的探针108)相对于磁场B1、B2和B3的位置和取向。可以使用彼此交互或组合在一起的固件、集成电路和/或软件模块来实现控制器106。例如，控制器106可以包括用于由处理器执行的计算机可读指令/代码。这样的指令可以存储在非暂时性计算机可读介质上并传送到处理器以供执行。在一些实施例中，控制器106可以在一个或多个专用集成电路和/或适于控制和处理磁跟踪信号和信息的其他形式的电路中实现。
图2示出了传感器配件200，其可用于诸如图1的跟踪系统100的跟踪系统中，并且定位在类似于图1的探针108的探针中。传感器配件200被示出为具有三个磁场传感器(即，第一磁场传感器202A、第二磁场传感器202B和第三磁场传感器202C)，但是应当理解，传感器配件200可以仅具有两个磁场传感器或具有三个以上的磁场传感器。而且，磁场传感器202A-202C可以以不同的布置来排序。在一些实施例中，传感器配件200是柔性电路配件的一部分。
图2示出了每个磁场传感器202A-202C包括MR传感元件：第一MR传感元件204A、第二MR传感元件204B和第三MR传感元件204C。MR传感元件可以是GMR传感元件、TMR传感元件、霍尔效应传感元件、CMR传感元件、EMR传感元件和自旋霍尔传感元件等。MR传感元件被配置为感测磁场，如由图1的磁场发生器104生成的磁场，并生成响应传感信号。
每个磁场传感器202A-202C还包括至少一个细长磁场传感器组件：206A、206B和206C。在一些实施例中，细长磁场传感器组件是磁通引导件(flux guide)。磁通引导件可以被配置为收集磁通量并将其引导到MR传感元件，该MR传感元件感测所生成的磁场并生成指示感测到的所生成的磁场的传感信号。
第一磁场传感器202A包括第一传感器基板208A，第二磁场传感器202B包括第二传感器基板208B，并且第三磁场传感器202C包括第三传感器基板208C。在一些实施例中，MR传感元件和细长磁场传感器组件耦接到和/或定位在传感器基板上。第一磁场传感器202A和第二磁场传感器202B被示出为定位于公共传感器配件基板210上，其可以形成柔性电路的一部分。第三磁场传感器202C被示出为定位于另一传感器配件基板212上，该传感器配件基板212耦接到公共传感器配件基板210，被定向为与公共传感器配件基板210正交，并且可以形成柔性电路的一部分。
如图2中示出的，第一磁场传感器202A包括多个磁通引导件206A，其定位成邻近MR传感元件204A。磁通引导件206A沿着轴线214具有长度L-A，该轴线214垂直于传感器配件200的纵轴线216。当被实施在探针(诸如图1的探针108)中时，传感器配件200的纵轴线214可以与探针的纵轴线平行。第二磁场传感器202B中的磁通引导件206B定位成邻近第二MR传感元件204B。磁通引导件206B在沿传感器配件200的纵轴线214的方向上具有长度L-B。如图2中示出的，第二磁场传感器202B的磁通引导件206B的长度L-B比第一磁场传感器202A的长度L-A长。结果，第二磁场传感器202B的总长度比第一磁场传感器202A的总长度长。与由较短磁通引导件206A引导到第一MR传感元件204A的磁通量相比而言，较长磁通引导件206B将更多磁通量引导到第二MR传感元件204B。像这样，第二磁场传感器202B可以表征为对磁场的灵敏度大于第一磁场传感器的灵敏度。换句话说，对于给定的磁场幅度，第二磁场传感器202B生成较大的响应传感信号，其用于确定传感器配件200的位置和取向。这种增加的灵敏度是由于较长的磁通引导件206B引导到第二MR传感元件204B的磁通量增加而造成。
第二磁场传感器202B的较长磁通引导件206B利用探针的几何形状，这是因为磁通引导件206B(以及因此第二磁场传感器202B)被设计为在探针的纵轴线上更长，以提供与其他磁场传感器相比而言增加的灵敏度。第二磁场传感器202B相对于其他磁场传感器的灵敏度的增加的灵敏度增加了整个传感器配件200的感测性能。如上面提到的，单个传感器可以被配置为感测至多五个自由度(即，x、y、z、俯仰和偏航)。因为第二磁场传感器202B比传感器配件200的其他磁场传感器更灵敏，所以由第二磁场传感器202B生成的感测到的信号可以支配由其他磁场传感器生成的感测到的信号。像这样，第一磁场传感器202A和第三磁场传感器202C的灵敏度不需要像第二磁场传感器202B那样灵敏，并且因此可以做得更小，这可以减小传感器配件200的整体尺寸。在一些实施例中，更灵敏的磁场传感器可以比其他磁场传感器灵敏2到10倍。在一些实施例中，更灵敏的磁场传感器可以比其他磁场传感器灵敏至多五倍。
由磁场传感器202A-202C生成的传感信号可以无线地或经由一个或多个导线(conductor)从传感配件200发送到控制器，诸如图1的控制器106。图2示出了三个导线218A、218B和218C，每个导线对应于磁场传感器202A、202B和202C中的一个。
与图2的传感器配件200类似，下面描述的传感器配件实施例利用多个磁场传感器，其中至少一个传感器比其他磁场传感器更灵敏。这样的传感器配件利用诸如导管的探针的几何形状。尽管下面描述的传感器配件实施例与探针一起使用，但是应当理解，可以在其他环境中利用传感器配件。
图3示出了可用在跟踪系统(诸如图1的跟踪系统100)中的传感器配件300，传感器配件300被示出为定位于探针301的远端处，类似于图1的探针108。传感器配件300被示出为具有三个磁场传感器(即，第一磁场传感器302A、第二磁场传感器302B和第三磁场传感器302C)，但是应当理解，传感器配件300可以仅具有两个磁场传感器或具有三个以上的磁场传感器。而且，磁场传感器302A-302C可以以不同的布置来排序。图3中的磁场传感器是电感式传感线圈，它们彼此正交地布置。
如图3中示出的，第一磁场传感器302A在垂直于探针301的纵轴线304的方向上延伸长度L-A。第二磁场传感器302B在平行于纵轴线304的方向上延伸长度L-B。第二磁场传感器302B的长度L-B比第一磁场传感器302A的长度L-A长。在一些实施例中，第二磁场传感器302B是第一磁场传感器302A的至少1.25倍长。在一些实施例中，第二磁场传感器302B是第一磁场传感器302A的至少两倍长。在一些实施例中，第二磁场传感器302B的长处于第一磁场传感器302A的长1.25-2倍或在其之间。
作为更长的结果，第二磁场传感器302B可以表征为对磁场的灵敏度大于第一磁场传感器的灵敏度。换句话说，对于给定的磁场幅度，第二磁场传感器302B生成较大的响应传感信号，其用于确定传感器配件300的位置和取向。磁场传感器302A-302C可以通过各种装置306耦接在一起并且相对于彼此定向。在一些实施例中，耦接和定向装置306包括将磁场传感器302A-302C悬挂在环氧树脂和灌封(potting)等中。在一些实施例中，耦接和定向装置306包括使用注射成型来耦接各种传感器。由磁场传感器302A-302C生成的传感信号可以无线地或经由一个或多个导线从传感配件300发送到控制器，诸如图1的控制器106。
图4示出了可以用在跟踪系统(诸如图1的跟踪系统100)中的传感器配件400。传感器配件400被示出为定位于探针401的远端处，类似于图1的探针108。传感器配件400被示出为具有三个磁场传感器(即，第一磁场传感器402A、第二磁场传感器402B和第三磁场传感器402C)，但是应当理解，传感器配件400可仅具有两个磁场传感器或具有三个以上的磁场传感器。而且，磁场传感器402A-402C可以以不同的布置来排序。图4中的磁场传感器是电感式传感线圈，它们彼此正交地布置。
如图4中示出的，第一磁场传感器402A在垂直于探针401的纵轴线404的方向上延伸，并具有多个绕组N-A。第二磁场传感器402B在平行于纵轴线404的方向上延伸一段长度并具有多个绕组N-B。第二磁场传感器402B的绕组N-B的数量大于第一磁场传感器402A的绕组N-A的数量。在一些实施例中，第二磁场传感器302B包括是第一磁场传感器302A至少1.25倍那样多的绕组。在一些实施例中，第二磁场传感器302B包括是第一磁场传感器302A至少两倍那样多的绕组。在一些实施例中，第二磁场传感器302B包括是第一磁场传感器302A是1.25-2倍那样多的绕组。
作为具有更多绕组的结果，第二磁场传感器402B可以表征为对磁场的灵敏度大于第一磁场传感器的灵敏度。换句话说，对于给定的磁场幅度，第二磁场传感器402B生成较大的响应传感信号，其用于确定传感器配件400的位置和取向。磁场传感器402A-402C可以通过各种装置406耦接在一起并且相对于彼此定向。在一些实施例中，耦接和定向装置406包括将磁场传感器402A-402C悬挂在环氧树脂和灌封等中。在一些实施例中，耦接和定向装置306包括使用注射成型来耦接各种传感器。由磁场传感器402A-402C生成的传感信号可以无线地或经由一个或多个导线从传感配件400发送到控制器，诸如图1的控制器106。
图5示出了可用在跟踪系统(诸如图1的跟踪系统100)中的传感器配件500。传感器配件500被示出为定位于探针501的远端处，类似于图1的探针108。传感器配件500被示出为具有三个磁场传感器(即，第一磁场传感器502A、第二磁场传感器502B和第三磁场传感器502C)，但是应当理解，传感器配件500可以仅具有两个磁场传感器或具有三个以上的磁场传感器。而且，磁场传感器502A-502C可以以不同的布置来排序。在一些实施例中，传感器配件500是柔性电路配件的一部分。
图5中的每个磁场传感器包括至少一个细长磁场传感器组件504A、504B和504C，其可以是AMR传感元件。第一磁场传感器502A包括第一传感器基板506A，第二磁场传感器502B包括第二传感器基板506B，并且第三磁场传感器502C包括第三传感器基板506C。每个细长磁场传感器组件可以耦接到或定位在其相应的传感器基板上。第一磁场传感器502A和第二磁场传感器502B被示出为定位于公共传感器配件基板508上，其可以形成柔性电路的一部分。第三磁场传感器502C被示出为定位于另一传感器配件基板510上，其耦接到公共传感器配件基板508，垂直于公共传感器配件基板508定向，并且可形成柔性电路的一部分。
如图5中示出的，AMR传感元件504A-504C每个具有相关联的长度：L-A、L-B等。第一AMR传感元件504A沿着轴线512具有长度L-A，该轴线512垂直于探针501的纵轴线514。第二磁场传感器502B中的第二AMR传感元件504B沿探针501的纵轴线514具有长度L-B。第二AMR传感元件504B的长度比第一AMR传感元件504A的长度L-A长。结果，第二磁场传感器502B的总长度比第一磁场传感器502A的总长度长。由于较长的AMR传感元件504B，所以第二磁场传感器502B可以表征为对磁场的灵敏度大于第一磁场传感器的灵敏度。换句话说，对于给定的磁场幅度，第二磁场传感器502B生成较大的响应传感信号，其用于确定传感器配件500的位置和取向。
图6示出了可以用在跟踪系统(诸如图1的跟踪系统100)中的传感器配件600。传感器配件600被示出为定位于探针601的远端处，类似于图1的探针108。传感器配件600被示出为具有四个磁场传感器(即，第一磁场传感器602A、第二磁场传感器602B、第三磁场传感器602C和第四磁场传感器602D)，但是应当理解，传感器配件600可以仅具有两个磁场传感器或具有三个以上的磁场传感器。而且，磁场传感器602A-602C可以以不同的布置来排序。在一些实施例中，传感器配件600是柔性电路配件的一部分。
磁场传感器602A-602D可以包括以下传感器诸如感应传感线圈和/或各种传感元件，其诸如MR传感元件(例如，AMR传感元件、GMR传感元件、TMR传感元件、霍尔效应传感元件、CMR传感元件、EMR传感元件、自旋霍尔传感元件等)、GMI传感元件和/或磁通门传感元件。
图6示出了第一磁场传感器602A，其定位和定向为使得其主要感测方向沿着垂直于探针601的纵轴线606的轴604。第二磁场传感器602B被定位和定向为使得其主要感测方向平行于探针601的纵轴线606。类似地，第三磁场传感器602C定位和定向为使得其主要感测方向平行于探针601的纵轴线606。第四磁场传感器602D沿着与探针601的纵轴线606正交的轴线定位和定向。尽管第一、第二和第三磁场传感器602A-602C被示出为定位于公共基板608上，但是应当理解，磁场传感器可以定位在独立基板、公共基板上，或者在没有基板情况下悬挂在环氧树脂、灌封等中，和/或它们的组合。第四磁场传感器602D被示出为定位于另一传感器配件基板610上，该传感器配件基板610耦接到公共传感器配件基板608，垂直于公共传感器配件基板608定向，并且可形成柔性电路的一部分。
因为第二磁场传感器602B和第三磁场传感器602C的主要感测方向沿着相同的轴线定向，所以所述两个磁场传感器相比第一磁场传感器602A和第四磁场传感器602D的灵敏度而言可以提供更大的灵敏度。换句话说，对于给定的磁场幅度，第二磁场传感器202B和第三磁场传感器202C相比其他磁场传感器的响应传感信号而言生成组合的更大响应传感信号。
应当注意，为了简单和易于理解，上面描述的和附图中示出的元件未按比例绘制并且可以省略某些特征。像这样，附图不一定指示元件的相对尺寸或其他特征的不存在。
在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施例进行各种修改和添加。例如，虽然上面描述的实施例涉及特定特征，但是本发明的范围还包括具有不同特征组合的实施例和不包括所有描述的特征的实施例。因此，本发明的范围旨在包括落入权利要求范围内的所有这样的替代、修改和变化，以及其所有等同物。
Claims (15)
1.一种传感器配件，包括：
第一磁场传感器，其包括第一基板和延伸第一长度的第一细长磁场传感器组件；以及
第二磁场传感器，其包括第二基板和延伸第二长度的第二细长磁场传感器组件，其中，所述第二长度比所述第一长度短，
其中所述第一磁场传感器相比所述第二磁场传感器具有更大的对感测到的磁场的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的传感器配件，其中，所述第一细长磁场传感器组件是第一磁通引导件，并且其中，所述第二细长磁场传感器是第二磁通引导件。
3.根据权利要求2所述的传感器配件，其中，所述第一磁场传感器包括定位成邻近所述第一磁通引导件的第一磁阻(MR)传感元件，并且其中所述第二磁场传感器包括定位成邻近所述第二磁通引导件的第二MR传感元件。
4.根据权利要求3所述的传感器配件，其中所述第一MR传感元件和第二MR传感元件是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件和自旋霍尔传感元件之一。
5.根据权利要求1所述的传感器配件，其中所述第一细长磁场传感器组件是第一各向异性磁阻(AMR)传感元件，其中所述第二细长磁场传感器组件是第二AMR传感元件。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的传感器配件，其中，所述第一磁场传感器被配置为沿第一轴线感测磁场的第一分量，其中，所述第二磁场传感器被配置为沿第二轴线感测所述磁场的第二分量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的传感器配件，其中，所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器耦接到公共基板。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的传感器配件，还包括：
第三磁场传感器，其包括第三基板和延伸第三长度的第三细长磁场传感器组件，所述第三长度比所述第一长度短。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的传感器配件，其中，所述第一磁场传感器的灵敏度至少是所述第二磁场传感器的两倍。
10.一种系统，包括：
磁场发生器，其被配置为生成磁场；以及
探针，其具有纵轴线和定位于所述探针的远端处或附近的传感器配件，所述传感器配件包括：
第一磁场传感器，其沿所述纵轴线具有第一长度，以及
第二磁场传感器，其沿所述纵轴线具有第二长度并且沿垂直于所述纵轴线的轴线具有第三长度，其中，所述第二长度比所述第一长度短，并且所述第三长度比所述第一长度短。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一磁场传感器被配置为沿着所述纵轴线感测所述磁场的第一分量，其中所述第二磁场传感器被配置为沿着第二轴线感测所述磁场的第二分量，并且其中所述第一磁传感器对所述磁场的第一分量的灵敏度大于所述第二磁场传感器相对于所述磁场的第二分量的灵敏度。
12.根据权利要求10-12中任一项所述的系统，其中所述第一磁场传感器包括第一磁阻(MR)传感元件，其中所述第二磁场传感器包括第二MR传感元件，其中所述第一MR传感元件比所述第二MR传感元件长。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一磁场传感器包括第一磁通引导件，其中所述第二磁场传感器包括第二磁通引导件，并且其中所述第一磁通引导件比所述第二磁通引导件长。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一磁场传感器包括第一磁阻(MR)传感元件，其中所述第二磁场传感器包括第二MR传感元件，并且其中所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器是巨磁阻传感元件、穿隧磁阻传感元件、霍尔效应传感元件、超巨磁阻传感元件、特异磁阻传感元件和自旋霍尔传感元件之一。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的系统，还包括：
第三磁场传感器，其被配置为沿着不同于所述纵轴线和所述第二轴线的第三轴线感测所述磁场的第三分量。
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