CZ314197A3 - Prostorové magnetické dotazování - Google Patents

Description

Oblast techniky ' Tento vynález se týká prostorového .magnetického dotazování a využití magnetických vlastností pro řadu praktických aplikací a používá nový způsob prostorového magnetického dotazování v souvislostí smagnetickými markéry nebo značkami. Speciálně, ale ne výhradně, se tento .vynález týká způsobu určováni přítomnosti a/nebo. určování polohy, magnetického markéru . nebo značky v -dotazovací oblasti, metody identifikace magnetické značky (to' jest<identifikace dané značky s cílem odlišit ji od. ostatních), systému pro prakticképrovádění ' této metody, magnetických značek určených k použití v takovýchto metodách a uchovávání dat v takovýchto ...- značkách a následného' vzdáleného zpracování těchto dat. . Je třeba.uvést, že pojmy markér nebo značka jsou v textu,' který následuje, používány zaměnitelně; takováto i

zařízení· mohou být 'používána v mnoha různých aplikacích a v závislosti na magnetických .vlastnostech zařízení mohou sloužit pro označení (aj pouhé přítomnosti takové značky (a tím i přítomnosti předmětu, který je touto značkou označen), nebojb). identifikaci značky (a tím ϊ identifikaci předmětu, který je touto značkou označen),· nebo mohou sloužit k určení přesné polohy značky vzhledem k předem určenému souřadnému systému (a tím i k určení polohy předmětu, který je touto značkou označen)nebo mohou; sloužit k poskytnutí vstupního kódu (například pro vstup do zabezpečených oblastí nebo pro

manipulaci s lístky, tzn. ve veřejné dopravní síti) nebo mohou obecně sloužit pro odlišení jednoho předmětu nebo souboru předmětů od jiných předmětů.

Dále v následujícím textu stejnosměrné pole a střídavé pole jsou výrazy, užívané pro označení magnetického pole·, jehož vlastnosti jsou vázány k š elektrickému vodiči, kterým protéká stejnosměrný proud nebo | střídavý proud.

Značky, metody a systémy podle předkládaného vynálezu mají široké pole použití, které byly zmíněny výše. Spadají mezi ně - (aniž by tím byl- omezen předmět vynálezu) : pořizování soupisů zboží, lístky a vstupenky, automatizované nákuní systémy, monitorování postupu prací, bezpečnostní systémy, kontrola vstupu a přístupu, zabezpečení proti zcizení a určování polohy předmětů (obzvláště přesné určování polohy pracovních nástrojů [například sondy v chirurgii]).

, ... ... _ . ..... __ ..

Dosavadní stav techniky

V současné době je k disposici celá řada pasivních ( označovacích systémů. Nej častěji jsou používány systémy, !

j založené, na tištěných znacích,· které jsou čteny optickým způsobem, a jsou běžně známy pod názvem čárkové kódy. Označovací prvek v takovémto systému je velmi levný, obvykle vzniklý použitím barvy a papíru. Čtecí zařízení jsou také relativně.levná a běžně využívají, snímací laserový poprsek. Pro mnohé důležité aplikace je jedinou nevýhodou Čárkových kódů nutnost, aby mezi čtecím zařízením a' značkou byla záměrná osa.

·· *

Pro využití, v nichž je záměrná osa nemožná, byly vyvinuty systémy, ve kterých se · nepoužívá. optický přenos. Nej oblíbenější jsou systémy, užívající magnetickou indukci, která zabezpečuje spojení mezi . značkou a dotazovací elektronikou·. Ty obvykle pracují se střídavým magnetickým polem ,v oblasti frekvencí, od 50 kHz do 1 mHz a obvykle používají integrované elektronické' obvody (čipy), které provádějí funkce příjmu a vysílání signálů, a zabezpečují .uchovávání dat .a‘manipulaci s nimi. Aby-se předešlopotřebě baterie, napájení' čipu se získává usměrněním dotazovacího signálu, získaného z .. anténní . smyčky. Pro pro zvětšení· množství' získané energie a pro odlišení'· nežádoucích signálů a intereferencí. . je ' anténní smyčka obvykle doplněna .

ť· ' · kondenzátorem,· zajišťujícím rezonanci na frekvenci nosného kmitočtu dotazovacího signálu. Typický příklad systému tohoto· typu je. systém TIRIS, vyráběný firmou Texas . Instruments Ltd. . . ,

Jiné značkové systémy^: s vícebitovými daty používají běžnou ' vysokofrekvenční radiovou technologii' . .nebo. technologie založené na povrchové akustické vlně a nebo na magnetostrikčhích jevech.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález se týká prostorového magnetického dotazování, mezi jiným nového typu pasivních značkových datových systémů, používajících malé množství magnetických materiálů o velmi vysoké- permeabilítě a užívajících pro dotazování magnetické pole.. Jelikož magnetický materiál může být v podobě tenké folie, drátu nebo tenké vrstvy, může být ► · fl · * fl · • · • * připevněn přímo k substrátu, například k papíru nebo plastu, ve formě samonosné značky.

Alternativně může být magnetický materiál přímo vložen do struktury předmětu, se kterým má být značka spojena. Značka tedy může být vytvořena in šitu spolu s předmětem, který jí nese aplikací magnetického materiálu na povrch předmětu a nebo vložením magnetického materiálu do těla předmětu.

Vynález využívá magnetické pole, které obsahuje magnetickou nulu, což .je výraz, používaný zde pro bod, přímku, rovinu nebo objem v prostoru, v nichž a nebo uvnitř nichž je složka magnetického pole v daném směru rovna nule. Objem prostoru, ve kterém je táto podmínka splněna, může být velmi malý a to dává možnost využít tento fakt v některých provedeních vynálezu pro přesné určení polohy. Typicky se magnetická nula rozkládá ve velmi malé lineární oblasti.. Je třeba mít na paměti, že jestliže se. v některém místě nachází magnetická nula, je možné (a často se stává), že složka magnetického pole kolmá k uvedenému směru magnetické nuly je značně velká. V některých provedeních vynálezu je žádoucí, aby byla užita velká kolmá složka magnetického pole.

Jedním ze způsobů vytvoření, magnetické nuly je použití zdrojů magnetického pole, pracujících proti sobě. Zdroje magnetického pole mohou být smyčky elektrického . vodiče, kterými prochází elektrický proud nebo permanentní magnety i

(které jsou velmi vhodné pro malé systémy) nebo kombinace cívky či cívek a permanentního magnetu nebo magnetů. Je také možné využít magnetické nuly, která se nachází v jistých směrech při použití jednotlivé cívky nebo permanentního magnetu.

« * · ·

V aplikacích velkého rozsahu je zdrojem magnetického pole výhodně cívka, kterou prochází stejnosměrný proud.

Vynález také využívá vzájemný pohyb mezi magnetickou značkou a použitým magnetickým polem 'za^r účelem dosažení průchodu magnetické nuly přes značku. Toho je možné docílit tím, že značka se pohybuje v použitém magnetickém poli a ΐ í nebo je značka držena v pevne poloze, zatímco se magnetické ί , · ’····.

* pole, které přes ní· přechází, mění. Obecně vynález využívá rozdíl mezi magnetickým chováním značky (i) v nulovém •j .magnetickém. .poli (v magnetické nule) a (ii) ve vysokém, obecně nasyceném, magnetickém poli.

Značky podle vynálezu

Jedním ž předmětů tohoto vynálezu jsou magnetické markéry nebo značky, které nesou množství diskrétních magneticky aktivních oblastí, · uspořádaných lineárním způsobem. Diskrétní magneticky aktivní oblasti mohou být· neseny na substrátu, například papíru nebo magnetickém materiálu nebo mohou být samonosné, Je také možno magnetické prvky vložit přímo do nebo na předmět, který je obsahuje. To je možné třeba v případě, ' kdy tyto předměty jsou zboží, například zboží v obchodě, které nesou značky pro účely evidence nebo ' jestliže ' předměty jsou lístky nebo bezpečnostní propustky.

Značka, tak jak byla definována výše, může být také vytvořena ze souvislého pruhu · materiálu o vysoké permeabílitě, ve kterém diskrétní oblasti mají dočasně nebo trvale změněné magnetické vlastnosti. V pruhu materiálu o • ♦ 9 Φ · · 9 φ • · 9*. ? 9999*9

9,99.9 '9 9 * » * · Μ 9 99 999 9 1 >

vysoké permeabilitě mohou být zvolené oblasti zpracovány tak, že jsou změněny jejich magnetické vlastnosti, obecně odstraněním nebo snížením jejich magnetické permeability a nebo může být použit pruh materiálu o vysoké magnetické permeabilitě doprovázený magneti.zovatelným pásem umístěným blízko pásu o vysoké permeabilitě,' například umístěným na něm a nebo souběžně s ním, ve kterém jsou vybrané oblasti zmagnetizovány. V relativně jednoduchých provedeních má každá magneticky aktivní oblast-tytéž magnetické vlastnosti, ve složitějších provedeních, může každá magneticky aktivní oblast mít jiné magnetické vlastnosti,' což dává možnost vytvořit větší množství značek, z nichž každá má jednoznačně

-určené ' -magnetické vlastnosti - a tudíž ' jednoznačnou magnetickou identitu a podpis (pokud je zpracovávána vhodným' čtecím zařízením).

Jelikož vynález používá vzájemného -pohybu mezi značkou a použitým-magnetickým polem, je využíván vztah mezi časovým rozsahem signálů, vystupujících ze zařízení pro Čtení značek ja lineárními rozměry magneticky aktivních oblastí značek a mezerami mezi., uvedenými magneticky, aktivními oblastmi . · V . tomto smyslu fungují magneticky aktivní .oblasti a mezery mezi nimi obdobně jako jednotlivé prvky čárkového kódu (černé čáry nebo bílé mezery mezi sousedními čárami). Z toho vyplývá, že tak jako může být pro vytvoření identity magnetické značky využito změn magnetických vlastností aktivních oblastí, může být k témuž účelu využito i mezer, které je oddělují! Je zřejmé, že takto je' možno způsobem podle vynálezu vytvořit nezměrné množství značek, z, nichž každá má .svou vlastní identi-tu.

I když značky, tak jak byly popsány, Obsahují lineární soubor magneticky aktivních oblastí-,' mohou být stejně dobře • « ί ' «« · * 4 4

4 4 · 4 4 · « «9 4 « 4 · 4 4 · · 4 · · * · · · · · · «·» 4 4 4.

tvořeny dvěma · nebo více lineárními soubory magneticky aktivních oblastí. Ty mohou být umístěny rovnoběžně a nebo. kolmo na sebe a nebo v libovolném jiném geometrickém uspořádání. Pro jednoduchost čtení takovýchto značek je výhodně' používáno rovnoběžné a/nebo navzájem kolmé uspořádání..

Vhodné postupy pro výrobu značek podle vynálezu jsou dobře známy z výroby obvyklých označení . (to jest magnetických značek). Vhodné'magnetické 'materiály jsou také dobře 2námy a široce používány. Jsou to materiály o vysoké „magnetické,·permeabílitě, které mají- výhodně relativní .magnetickou' permeabilitu alespoň IQ³. Kóercitivní síla magnetického' materiálu závisí na předpokládaném využití značky. Magnetický materiál je - výhodně . ve. tvaru, dlouhého tenkého pruhu nebo tenké vrstvy, neboť týto podoby zabraňují vnitřním demagnetizačním jevům. Vhodné materiály pro výrobu /pásů jsou , běžně . komerčně dostupné od výrobců jako jsou

J *

Vaccumschrneltze (Německo), Allied Signál Corp. (USA) nebo Unitika (Japonsko). Materiál p-ro tenké vrstvy, který je., v „ současné době vyráběn · ve velkých množstvích firmou . ÍST' (Belgie) pro bezpečnostní značky, je také vhodný pro použití v tomto vynálezu. <

Detekční a identifikační metody

4ť . . Stejně’ tak, jako vynález popisuje značky,, definované výše, přináší také množství .užitečných metod pro detekci přítomnosti magnetického markéru a/nebo pro identifikaci ^takovéhoto markéru.. I, když ve většině případů· jsou tyto metody zamýšleny pro použití v souvislosti se značkami podle vynálezu, není. to nutná podmínka pro použití těchto metod.

· 9 » · · · · · « · • · • · 9 « · 9 « · 9 « 1 9 ~ »*·»·· 9 · 9 9 · 4 • · 99 *9 9 ·· I

Ζ

Podle druhého předmětu předkládaného vynálezu jsou podávány metody pro zjišťování nebo dotazování magnetických značek nebo markérů v určené dotazovací oblasti, kde značka obsahuje materiál o vysoké magnetické permeabilitě, například metody pro čtení dat,· umístěných magnetickým způsobem ve značce a nebo metody, využívající odpovědi značky za účelem zjištění, její přítomnosti a/nebo určení její polohy v dotazovací oblasti, ve .kterých dotazovací proces zahrnuje krok, ve kterém je značka vystavena postupně (1) působení magnetického pole, které, je dostatečné pro nasycení magnetického materiálu o vysoké permeabilitě a (2) magntické nule, tak jak byla definována výše.

Výhodně . je magnetické pole vytvořeno tak, aby magnetická nula sé pohybovala sem a tam v určené oblasti v dotazovacím, prostoru. Snímací frekvence (t.j. frekvence pohybu magnetické nuly) je výhodně relativně nízká, to jest c

v rozmezí 1 - 500 Hz. Je výhodné, jestliže tvar' pole je ./volen tak, že (a) uvedená, magnetická nula leží v rovině a (b)· ' pole, 'způsobující nasycení se nachází v blízkosti uvedené roviny.

„Podle třetího předmětu předkládaného vynálezu jsou podány metody pro zjišťování přítomnosti a/nebo pr.o zjišťování polohy magnetického prvku v určené, oblasti, přičemž magnetický prvek má předem dané magnetické vlastnosti a metoda sestává z následujících kroků: (1) v dotazovacím, prostoru se vytvoří magnetické pole o tvaru, který zahrnuje relativně malou oblast nulového magnetického pole (magnetickou nulu), která sousedí s oblastí, vě které je magnetické, pole dostačující pro nasycení magnetických prvků a nebo jejich části (nasycující pole) a uvedená »»» relativně malá oblát sousedí s oblastí, přes kterou přechází a nebo může přecházet magnetický prvek, popřípadě je očekáváno, že bude přecházet; (2) způsobení vzájemného pohybu mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným magnetickým prvkem tak, aby uvedená magnetická nula přecházela přes alespoň část magnetického prvku určeným způsobem a; (3) detekování vzniklé magnetické odezvy magnetického prvku během uvedeného vzájemného pohybu.

Podle ' čtvrtého předmětu předkládaného vynálezu jsou podány metody identifikace magnetických prvků, které mají předem dané magnetické vlastnosti, přičemž metody sestávají z následujících' kroků: . (1) vystavení magnetického prvku se vystaví působení prvního magnetického pole, které je dostatečné pro indukování stavu- magnetického nasycení v alespoň části magnetického, prvku, (2) následně vystavení magnetického prvku vystaví podmínkám nulového magnetického pole (to jest magnetické nuly), přičemž nulové pole zaujímá relativně malý objem a sousedí s uvedeným prvním magnetickým polem, (3) způsobení takového vzájemného pohybu mezí aplikovaným magnetickým polem a. uvedeným magnetickým prvkem,· že uvedená magnetická nula přechází přes alespoň část uvedeného magnetického prvku předem daným- způsobem a (4) detekování výsledné magnetické odezvy magnetického prvku v průběhu uvedeného vzájemného pohybu.

Ve výše- uvedené¹ identifikační metodě je magnetickým prvkem výhodně pohybováno' v dotazovací oblasti, ve které jsou vytvořeny požadované magnetické podmínky.

i

Podle pátého předmětu vynálezu jsou podány metody identifikace magnetického prvku, přičemž magnetický prvek má předem dané magnetické vlastnosti a metoda sestává z

následujících kroků: (1) přivedení magnetického prvku do dotazovací oblasti, ve které je vytvořeno magnetické pole o tvaru, který zahrnuje relativně malou oblast nulového magnetického pole (magnetickou nulu),. a které souvisí s oblastí, ve které .je magnetické pole, dostatečné pro nasycení magnetického prvku a nebo jeho části (saturační pole), (2) přivedení magnetického prvku do pohybu saturačním magnetickým polem až dosáhne magnetické nuly, (3) způsobení takového relativního pohybu mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným magnetickým prvkem, že magnetická nula přechází přes alespoň část magnetického prvku předem daným způsobem a .(4.) detekování výsledné magnetické odezvy magnetického prvku v průběhu uvedeného vzájemného pohybu.'

Relativní pohyb mezi magnetickým 'prvkem a magnetickým •polem může být výhodně způsoben přechodem použitého magnetického pole přes 'magnetický prvek. Alternativně může být vzájemný pohyb dosažen použitím střídavého magnetického pole, které má statický charakter.'

Při provádění výše definovaných metod, jsou' výhodná·, provedení magnetickéhoprvku taková, že magnetický prvek je buď podélný a magnetická nula je vytvořena takovým způsobem, že probíhá podél hlavní osy uvedeného magnetického prvku a nebo jsou magnetické prvky ve tvaru tenké vrstvy a magnetická nula je vyvořena takovým způsobem, abý probíhala podél osy magnetické· citlivosti .tenké vrstvy..

Použité magnetické pole nebo jeho tvar, používaný ve výše definovaných metodách, může být vytvořeno pomocí dvou magnetických polí opačné _r polarity.. Toho je možno výhodně dosáhnout použitím jedné'· nebo více cívek, jimiž, prochází stejnosměrný proud nebo použitím jednoho nebo více ♦ · · * » · 9 9 · « 9 9« 9 9 permanentních magnetů a nebo pomocí kombinace cívek a magnetu nebo magnetů.

Jestliže je použito cívky, pak může být upravena tak, že jí prochází v zásadě' konstatní proud, takže magnetická nula je udržována v neproměnném místě. Alternativně jednou nebo více cívkami prochází proud,, jehož velikost se mění v předem daném cyklu tak, že poloha magnetické nuly osciluje předem ' daným způsobem. Tento stav bude nazýván létající nula. Podobné uspořádání může být použito v případě, že je použita jedna nebo více cívek a permanentní magnety.

Podle dalšího předmětu předkládaného vynálezu jsou podány metody „ pro určení přítomnosti a/nebo určení polohy magnetického prvku, které sestávají z následujících kroků: (1) vytvoření magnetického pole v oblasti, ' ve které se magnetický prvek nachází a nebo je očekáváno, že se bude nacházet, přičemž uvedené magnetické pole sestává ze dvou proti sobě působících složek, vytvořených zdroji pole, které spolu vytvářejí nulové pole nulu).· v poloze mezi uvedenými zdroji magnetického pole - (a tato poloha je známa a nebo může být vypočtena), (2) způsobení relativního pohybu mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným magnetickým prvkem a (3) detekování výsledné. magnetické odezvy magnetického prvku v průběhu uvedeného vzájemného, pohybu.

magnetického (magnetickou

Vzájemný pohyb mezi magnetickým polem a . magnetickým prvkem může být vyvolán použitím relativně nízké, amplitudy střídavého pole superponovaného na stejnosměrném magnetickém poli. Typicky má takováto nízká amplituda magnetického pole frekvenci v rozmezí od 10 Hz do 100 kHz, výhodně .od 50 Hz do 50 kHz a obzvláště výhodně od 500 Hz do 5 kHz.

.—
• to ·	•	«	, · · «
• to » to	♦	•	• toto to»
• ·« ·	. to		« to
to« toto	toto *	* · «	toto «

V jednom provedení vynálezu prochází, cívkami značný konstantní proud, čímž je magnetická nula udržována ve stálé poloze. V jiném provedení vynálezu cívkami prochází proud, jehož velikost se mění v předem daném cyklu, takže poloha magnetické nuly osciluje předem daným způsobem.

Při použití metod podle tohoto vynálezu se detekce magnetické odezvy magnetického prvku. výhodně provádí pozorováním harmonických aplikovaného střídavého pole, které jsou generovány magnetickým prvkem, jestliže jeho magnetizační stav se mění při průchodu.magnetickou nulou.

/.··· ' *

Λ · v Jak bylo uvedeno výše, systém pracuje při nulové a nebo nízké frekvenci snímacího pole a při vysoké frekvenci v rozmezí 50 Hz až 50 kHz. To dovoluje dobré pronikání signálu většinou, materiálů, v . to počítaje· i ' tenké kovové folie. Navíc mezinárodní předpisy ponechávají pro vysílání na těchto nízkých frekvencích široké pole působnosti.

Výhodná ' provedení vynálezu poskytují vícebitové značkové systémy, které využívají nízkofrekvenčního' y

magnetického dotazování. a eliminují nutnost používání složitých a drahých značek.

r *

Podle dalšího předmětu vynálezu jsou zajištěny způsoby pro kódování a/nebó označování jednotlivých předmětů v rámci daného souboru předmětů pomocí datových vlastností těchto předmětu, to jest ceny předmětu a/nebo povahy zboží, které je- jím představováno, a tyto metody- sestávají z použití magnetické značky nebo markéru u každého předmětu, přičemž značka nese předem zvolené uspořádání magnetických oblastí, které jednoznačně identifikuje tento předmět nebo tyto

předmět a další předměty, které s ním sdílejí shodné charakteristiky, například cenu a/nebo povahu zboží a uvedená magnetická značka nebo markér umožňuje dotazování pomocí magnetického pole, použitého s cílem vybudit odezvu, indikující magnetické vlastnosti značky nebo markéru a tím udávající povahu předmětu, nesoucího magnetickou značku nebo markér.

Základy vynálezu '

Dříve, než budou popsána další provedení vynálezu, bude užitečné vysvětlit některé základní předměty vynálezu s odvoláním, pokud je to vhodné, na relativně jednoduchá provedení.

Klíčovou stránkou vynálezu je forma magnetického pole, vytvořeného v dotazovací oblasti. Jak. se stane zřejmým později, toto pole dovoluje dotazování ve velmi malých prostorových oblastech. Prostředky pro vytváření tohoto magnetického pole budou v dalším nazývány ·dotazovací zařízení. V jednom- jednoduchém . provedení dotazovací zařízení sestává z- dvojice navzájem blízko umístěných a shodných cívek, umístěných tak, že mají shodné osy. Cívky jsou spojeny tak, že směry, jimiž- prochází proud jsou opačné

J a prochází jimi stejnosměrný proud.. To způsobuje, že podél os cívek vznikají opačná magnetická pole, takže poloha nulového magnetického pole - magnetické nuly - je podél osy cívek v polovině vzdálenosti mezi nimi. Velikost proudu, procházejícího cívkami je taková, že silně nasycuje malý vzorek magnetického materiálu o vysoké permeabilítě, který je umístěn ve .středu některé ze dvou cívek. Cívkami se také nechá procházet v opačných směrech střídavý proud o daleko

				44	»«««
« * « 4 * 4 *4	4 4 » 4 4 4 4	4 4 4 4 4 4	4 4 4 4 4 4	4 4 * 444 4 « 4	4 • 4 4

nižší amplitudě, takže se střídavá pole, které jsou tímto proudem vyvolávána ve středu vzdálenosti mezi cívkami sčítají. Toho lze snadno dosáhnout tak, že se ke spojení obou cívek připojí vhodný zdroj proudu. Frekvence tohoto střídavého proudu může typicky být kolem 2 kHz, ale její hodnota není kritická, vhodné frekvence leží ve velmi širokém rozmezí. Tento střídavý proud vytváří dotazovací pole, které interaguje s magnetickou značkou, Čímž vyvolává zjistitelnou odezvu. Dalším účinkem tohoto střídavého proudu je, že způsobuje oscilace polohy nulového pole - magnetické nuly - okolo střední polohy ve směru os cívek o malou vzdálenost (jedná se'spíše o rozmítání nebo oscilace než o výchylky o významnou vzdálenost).

Navíc je možno k napájení cívek použít dalšího střídavého proudu, o nízké frekvenci tak, aby se vytvořilo snímací pole o nízké frekvenci (které může být nulové). Frekvence snímacího pole (pokud je přítomno) by měla být dostatečně nízká, aby dovolila mnoho cyklů dotazování' o relativně vysoké frekvenci v době, _Akdy oblast., magnetickénuly prochází přes značku'. Typicky je poměr frekvencí dotazovacího pole (<a_s) a frekvence snímacího pole ((¾) řádu 100:1, ačkoliv je třeba uvést, že tento poměr se může měnit ve velmi širokém rozmezí, aniž by to negativně ovlivňovalo chování zařízení podle vynálezu.

Jestliže značka, obsahující kus magnetického materiálu o vysoké permeabílitě, prochází podél osy cívek oblastí, ve které dochází k oscilaci roviny magnetické nuly, bude zpočátku plně nasycena stejnosměrným magnetickým polem. Následně dojde k jejímu průchodu její· smyčkou B-H v okamžiku, kdy prochází oblastí nulového pole. Nakonec přejde opět do nasyceného stavu. Oblast, ve které je magnetický

Μ 9*44 «4 4 • 4 »

materiál aktivní, to jest prochází magnetickými změnami, bude rozměrově malá a je určena velikostmi stejnosměrného a střídavého pole a. fyzikálními vlastnostmi magnetického materiálu. Tato oblast může mít snadno rozměr menší než 1 mm. Jestliže úroveň střídavého pole je hodně pod úrovní, nutnou pro nasycení magnetického materiálu, bude značka vytvářet harmonické střídavého signálu v okamžiku kdy vchází do oblasti nulového pole dotazovacího pole a vytváří odezvu na měnící se pole. Jak značka protíná úzkou oblast nulového pole, bude značka procházet lineární oblastí své B-H smyčky a bude reagovat .pouze zpětným vyzařováním základní dotazovací frekvence.' Poté, jak značka opouští oblast nulového pole, ale začne opět. vysílat harmonické frekvence ·#, dotazovacího pole.. Přijímající cívka, která je umístěna tak, aby byla citlivé na pole, vytvářené v oblasti nulového pole, ale nesouvisející přímo s dotazovacími cívkami, .· bude přijímat pouze tyto signály. Změny těchto signálů v čase, kdy značka prochází podél osy cívky, dává jasnou indikaci průchodu konců magnetického materiálu oblastí nulového pole.· . Je třeba si uvědomit, že jelikož je dotazovací, oblastvelmi úzká, každá jednotlivá část magnetického materiálů může být odlišena od sousedních částí, od nichž ji dělí malá vzdálenost... Je přirozené, že magnetický materiál bude volen tak, aby vyhovoval zvolenému použití magnetické značky. Vhodné magnetické materiály jsou komerčně dostupné, jak již bylo uvedeno výše.

Jestliže značka obsahuje větší počet oblastí nebo kusů magnetického materiálu umístěného podél osy značky, -je zřejmé, že jak každá z těchto oblastí nebo kusů magnetického materiálu prochází oblastí nulového pole, je možné určit její přítomnosta polohu jejích konců. Pak.je již jednoduché ·« ··*«

• * » * · *·' · * ··· * ·· »«·« ·· · ·« · • · «? * • ·,π ···£ · •· ·' · *«* ·Φ · využít informaci ο délkách a vzájemných vzdálenostech jednotlivých oblastí nebo kusů magnetického materiálu pro vytvoření jednoznačné kódové posloupnosti. Jsou možná různá kódovací schémata, přičemž jedním z účinných provedení je použít analog kódovacího schématu používaného v optických Čárkových kódech, kde data jsou reprezentována pomocí odstupů a-šířek čar v kódu.

Dosudpopsaný systém dovoluje’ snímání značky s jednou osou (například drátu nebo tenkého pruhu anizotropního materiálu, který má magnetickou osu podél' své délky) v okamžiku, kdy se., fyzicky pohybuje ' soustavou cívek. Je třeba si uvědomit, že vzájemný pohyb mezi značkou a dotazoacím polem může být. dosažen bud’ pomocí stacionárního pole a pohybující se .značky nebo opačným uspořádáním. Jestliže je to''vyžadováno, zařízení může být vytvořeno jako 'samosnímací a tedy schopné provádět dotazování nepohyblivé značky, například pomocí modulace stejnosměrného proudu ve dvou dotazovacích cívkách tak, aby oblast nulového pole přecházela přes vhodnou část osy obou cívek.. Rozkmit této oscilace musí být alespoň tak velký,,.jako j'e maximální, délka značky a měl by výhodně být značně větší, aby se. vyloučila potřeba pro přesné umístění značky v dotazoací oblastí.'

Použitím dalších cívek, umístěných na dvou osách, kolmých k ose cívek, je možno provádět čtení značek v náhodné poloze pomocí sekvenčního snímání polem. Toto .uspořádání, je daleko . složitější, neboť musí· současně zpracovávat .signály ze tří rovin, al.e zato může vzhledem k vysokému prostorovému rozlišení být schopno číst současně mnoho značek, přítomných ve společné dotazovací oblastí. To představuje velkou výhodu pro aplikace jako je označování běžných položek v nákupních systémech a dovolí například ♦ · · · ♦ * * ·· <:»*« · · * * · · '· · · » · · * «1«·«· • · * ♦ · · « · : ·· ·· ··· ··« ·+ » automatický výpočet celkové ceny nákupu v tašce v místě prodeje.. Vynález je proto použitelný k, označování předmětů cenami . a k' vytvoření prodejních systémů, které vytvářejí celkovou cenu nákupu (spolu nebo bez doprovázejícího zpracování získaných dat).

*

Velikost jednoduché lineární značky je závislá na délce jednotlivých prvků, jejich' vzájemných vzdálenostech a počtu požadovaných bitů. S použitím pruhů z komerčně dostupných materiálů o vysoké permeabilítě jako jsou.například folie ze spin-melt slitin, vyráběných dodavateli jako jsou Vacuumschmelze (Německo) a Allied Signál .(USA) lze dosáhnout minimální·, délky jednotlivých prvků, .«jež je možno _?použít,

- * ·*... . . ' .... řádově několik milimetrů. Je to proto, že vnější permeabilita bude. ovlivněna více tvarovými a rozměrovými •faktory než' velmi vysokou vnitřní permeabilitou (běžně 10⁵) a nižší délky mohou . mít nedostatečnou permeabilítu, ktrá nedovolí uspokojivu činnost.

Z, tohoto důvodu je velmi zajímavé používat velmi tenkých' vrstev, R,.z . magnetických materiálů -o vysoké permeabilítě. Za předpokladu, že takovýto materiál je velmi tenký (v ideálním případě tenší než 1. μπι), takovýto materiál r

*>

může být .stříhán do malých dvourozměrných částí (čtverce, kruhy a půd.) s plochou jen '20 mm² nebo méně a přitom, si stále zachovává vysokou permeabilítu. To dovolí kratší značky,' než. je možné vyrobit v případě, , že prvky jsou vyrobeny z komerčně dostupných folií o vysoké permeabilítě. Vhodné .materiály ve formě tenkých' vrstev jsou komerčně dostupné od firmy IST. (Belgie).

Rozšíření tohoto typu . programování může být také využito k tomu, aby nedocházelo - 'k vyvolání poplachu v »>

4 4 • 44 · * • 4 4 4 *4

444· • 4 4 • ·τ ·

4 4 ί- 4 nákupních systémech složenou značkou (neboť takovýto poplach by znamenal falešnou indikaci krádeže a představoval by nepříjemnost pro prodávajícího i kupujícího). Jestliže různé oblasti značky jsou nastaveny na různé úrovně statického pole, budou produkovat signál v různých případech průchodu jednotlivými místy prodejního systému. To zkomplikuje identifikaci značky a předejde vyvolání poplachu. Podle předkládaného vynálezu bude čtecí systém schopen rozlišit časově posunuté signály, způsobené takovýmto magnetickým přizpůsobením.

Dosud bylo kódování značky popsáno na základě fyzikálně oddělených magnetických prvků. Není však nutné, aby jednotlivé prvky byly fyzikálně odděleny, neboť programování dat' do značky může být provedeno destrukcí vysoké permeabilíty souvislého magnetického prvku v jeho vybraných oblastech. Toho může být dosaženo například lokálním zahřátím nad rekrystalizační teplotu amorfní slitiny a nebo značkovacím označením nebo jiným zpracováním materiálu. Ještě významnější je- možnost izolovat magneticky oblastí souvislého prvku z materiálu o vysoké permeabilitě pomocí magnetického vzoru, uchovaného v připojeném ovlivňujícím prvku vyrobeného z materiálu o střední nebo vysoké koercivitě. Taková složená značka potom může být snadno kódována zápisem magnetického vzoru· ná ovlivňující prvek využitím vhodné magnetické zápisové hlavy. Je-li to vyžadováno, značka pak také může být vymazána (odgausscváním pomocí střídavého pole) a znovu naprogramována novými daty.·

Popsané schéma také může být rozšířeno tak, aby pracovalo se značkami, uchovávajícími data ve dvou dimenzích. To dovoluje daleko kompaktnější značky, jelikož.

, ·» »9*· · 9 99 I999 • * 9 · · 99 9 9- 9 .9 9 9 · 9 ·' 9r 9

9· 9 9999*19

9999 9 9 9 » • 9 99 999 999 *« « má také daleko vhodnější tvar, má značka vytvořená jako N x N matice čtverců z tenkých vrstev daleko větší kódovací potenciál než lineární pole o stejném počtu čtverců. Je to způsobeno tím, že . existuje daleko více jednoznačných vzájemných vztahů mezi čtverci, které je možno v dané oblasti vytvořit.

Další provedení

Použití prostorového magnetického snímání pro určování polohy . x + .

Kromě možnosti číst data, obsažená ve značkách, nacházejících· se v dotazovací oblasti, dává nový způsob podle vynálezu, využívající pohybujících se rovin nulovéhopole v prostoru, možnost poskytovat přesnou informaci o poloze -malých předmětů z magnetického materiálu o- vysoké permeabilitě..

.Dalším předmětem vynálezu je proto metoda pro určování přesné polohy objektu, sestávající z následujících kroků: (a) připojení malá částice magnetického materiálu o' vysoké permeabilitě k objektu, (b)· vytvoření v oblasti, ve které se uvedený objekt nachází, magnetického pole, sestávajícího ze dvou složek opačného 'směru, vytvořeného zdroji magnetického pole, které vytvoří nulové pole v oblasti mezi uvedenými, zdroji, (c) vytvořeni v oblasti, ve které se uvedený objekt .nachází,· dotazovacího pole a malé' amplitudě a vysoké frekvenci, (d) uvedení polohy nulového pole pomalu do oscilace v určeném rozsahu poloh, (e) pozorování magnetické, interakce mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným malou částicí 'magnetického materiálu a (f) vypočítání polohy

objektu ze znalosti uvedené magnetické interakce a magnetických parametrů uvedeného magnetického pole a uvedené malé částice magnetického pole. Výhodně je malou částicí magnetického materiálu o vysoké permeabilitě magnetický materiál ve tvaru tenké folie, drátu nebo tenké vrstvy.

Tento předmět vynálezu je obzvláště zajímavý, jestliže objekt, jehož poloha je zjišťována, je chirurgický nástroj,, například sonda nebo jehla. Vynález dovoluje přesné určení polohy například chicurgické sondy v průběhu, operace.

Tato technika je ideální pro přesné určení polohy velmi malých značek uvnitř relativně uzavřeného objemu a můše odděleně odlišit více značek. Technika také vykazuje nízkou citlivost na vnější kovové objekty.

Magnetický markér nebo značka může být typicky o délce

1. .cm (nebo delší, je-li to požadováno) a vyroben z amorfního drátu (nekorozívní, průměr 90 mikronů nebo méně)', podobného drátům používaným v EAS značkách nebo (s vhodným zpracováním) kratší délka (např. 1 cm) rozprašováním pokovené ' jehly s tenkou vrstvou měkkého magnetického materiálu.

I

Při- použití okolo hlavy pacienta je mošno dosáhnout s popsanými značkami rozlišení 0,1 mm. Přesnost může také dosáhnout této hodnoty, jestliže jsou provedena vhodná opatření týkající se kalibrace a použití, jiných magnetických materiálů, ale pro optimální chování je vhodné použití pevné, ale otevřené konstrukce okolo pacientovy hlavy. Používaná úroveň magnetického pole je nižší, než magnetické pole, vytvářené pomocí běžně užívaných magnetů (například v magnetických příchytkách kuchyňských dvířek a pod.) ,9« 99 9 9 ·

9 9 «9

9 9 9 ^: 9 9 9 9 9 '9 9 9 9 9

99 999

9 9 999

9 9 « 9 9 • 999 9

9

Tato technika má obzvláště použití v mozkové chirurgii, kde je požadavek určit polohu sond v třírozměrném prostoru a s vysokou přesností. Je proto možno při použití způsobu podle předkládaného vynálezu, používat na takovýchto sondách nebo jehlách malé magnetické markéry. V tomto případě je hlavní výhodou, že signál ž markéru je třeba určit a zpracovat v čase, přičemž přesnost určení polohy je dána polohou plochy nulového pole a nikoliv poměrem, signál:šum u zjištěného signálu z markéru. To dovoluje použití velmi malých markérů.

Jednoduchý' senzor axiální polohy může být proveden pomocí soustavy cívek podobných, j-ako tomu bylo u výše popsaného systému pro čtení značek. Systém zahrnuje pár proti sobě pracujících cívek, jimiž prochází stejnosměrný proud a které vytvářejí stejnosměrný gradient magnetického pole, ' prostředky prd - použití relativně' stejnoměrného střídavého pole o malé velikosti, které způsobují, že se markér dostává do oblasti magnetického nasycení a opět ji opouští v malé oblasti,, ve které je stejnosměrné magnetické pole blízké nule a. prostředky pro vytvoření relativně stejnoměrného magnetického pole o proměnné velikosti a polaritě, které způsobuje pohyb roviny nuly stejnosměrného magnetického pole v dotazovaném objemu.

Anizotropní markér - to jest takový, že má význačnou osu magnetizace - určuje- magnetické pole podél své délky. Takový markér může být získán například použitím dlouhého a tenkého prvku z magnetického materiálu a nebo vhodným zpracováním oblasti magnetického- materiálu, který má podstatně větší poměr^ například podélným žíháním obecně obdélníkového tvaru z magnetického materiálu typu spin-melt.

» · « • Φ Φ « ·· ·♦ »

«4 ·· ·«·» • · ·'

Φ

Vzhledem k použití polohového senzoru s jednou osou existuje 5 stupňů volnosti (x,y,z a dva úhly (rotace markéru okolo jeho osy nemá účinek)). Tři úplné a navzájem ortogonální systémy cívek mohou zachytit dostatek informace prováděním tří snímání stejnosměrného magnetického pole v každém souboru cívek. První snímání se provádí bez použití magnetického ' pole z ostatních souborů, ve druhém se stejnosměrným polem z dalšího ze souborů a nakonec se stejnosměrným polem z posledního souboru. To dá celkově devět snímání, které mohou být reprezentovány v následující tabulce, ve -které zdroje magnetického pole jsou identifikovány jako a,b,c a snímání jsou číslována čísly 1 9 (přičemž jejich pořadí není důležité):

Ortogonální zdroj pole	1	2	3	4	5	6	7	8	9
a	ZA?	ZAP	ZAP	VYP	VYP	ZAP	VYP	VYP	ZAP
b	VYP	ZAP	VYP	ZAP	ZAP	ZAP	VYP	' ZAP	VYP
. c	VYP	VYP	ZAP	VYP	ZAP	VYP	ZAP	ZAP	ZAP

Jediná' informace, která je vyžadována v každém snímání, je poloha středu harmonického výstupu z markéru během snímání. Těchto devět hodnot stejnosměrného pole může být konvertováno do xyz-theta-fi souřadnic merkeru. Na začátku je možno systém jednoduše použít tak, že markér je umístěn do požadované polohy před tím, než je hlava místěna mezi cívkami a. po umístění hlavy mezi cívkami je markérem pohybováno tak dlouho, až jsou dosaženy stejné signály.

Alternativou k sekvenčnímu dotazování, která je výhodná tím, že vyžaduje méně času pro snímání zkoumané oblasti je rotace gradientu magnetického pole spojitě tak, aby byly probrány všechny zkoumané směry. Toho může být dosaženo napájením tří soustav cívek vhodnými spojitými průběhy

Φ

♦ φ ΦΦΦΦ • · φ • · φ proudu. Například vhodné snímací pole bude vytvořeno jestliže cívky v rovinách x, y a z jsou napájeny proudy I_x> I_y, I_a danými rovnicemi

Ix = cos o„t (A. cos ©bt - sin akt. sin o_ct) - sin ©_at. cos ©_ct I_y = cos ©_at (A cos <Bbt - sin ©_bt. sin ©_ct) + cos ©_ftt.. cos ©_ot I_z = A sin <Dbt + cos ©bt. sin ©_ct, kde ©_a = celková frekvence rotace použitého magnetického pole, ©b = nulová snímací frekvence, w_c =dotazovací fekvence,

A = amplitudový poměr ©b : ©_c.

T

P J»«·

Typické' (ale neomezující) hodnoty těchto parametru jsou:

A = 10, , frekvenční poměr ©_a : <% = 1 : 10 a frekvenční poměr ©_b : ©_c = 1 : 400,.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude- nyní ilustrován s odvoláním na přiložené obrázky, ve kterých představuje obr. 1 základní prvky čtecího systému podle předkládaného vynálezu, obr. 2 schéma obvodu, ilustrující jeden způsob generování požadovaného tvaru magnetického pole při uspořádání podle obr. 1,

- 24 ·· 0000 ί * * ' · · · 0 • 0 0 A 0 • · 0 * 0 • · 0 0 0 «0 04 ·0· · •· ·0«0 0 0 0

000 « *

«0 0 obr. 3 závislost magnetické odezvy značky na její poloze ve čtecím systému podle obr. 1, obr. 4 kde se objeví magnetická nula při použití permanentního magnetu, obr. 5 provedení vynálezu, které používá cívky a permanentní ' magnet pro vytvoření požadovaného tvaru magnetického pole, obr. 6 provedení vynálezu, permanentních . magnetů požadovaného tvaru, které používá pár pro vytvoření . pole obr. 7 provedení vynálezu, které používá více magnetů, umístěných v prstencovém poli s cívkou, které vytváří požadovaný tvar magnetického- pole, obr.. 8 schéma obvodu, ilustrující jeden způsob provedení,značkového dotazovacího' systému podle vynálezu, ..

T obr. 9 způsob volby značky podle předkládaného vynálezu obr. 10 provedení vynálezu, . použité při provádění chirurgické operace.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je - schematicky znázorněno uspořádání, -ve' kterém značka 1 je umístěna v polovině vzdálenosti, mezi.

«« ···· • * 9 ·· ·> fl 9 * • fl 9 9 9 9 99 • fl 9. 9 fl «99999 dvěma cívkami Txl a Tx2. Značka je typu,který je znázorněn na obr. 9a, to jest jednoduchá lineární značka, nesoucí množství magnetických' prvků, z nichž každý je vyroben z magnetické slitiny o vysoké permeabilitě, například z pásku typu spin melt Vacuumschmelz 6025 o vnitřní permeabilitě kolem 10⁵. Je třeba uvést, že hodnoty, udávané v tomto popisu pro jednotlivé parametry, týkající se prvků, uváděných na obr. 1 jsou podány pouze jako příklad a objasňují jedno provedení vynálezu. Hodnoty těchto parametrů se nevyhnutelně mění v závislosti na celkové velikosti systému a jeho zamýšlené funkci. Magnetické prvky, které vytvářejí diskrétní magneticky aktivní oblasti značky mají rozměry 10 mm x 10 mm x 25 mikronů, vzdálenosti mezi sousedními prvky jsou 1. mm. Dvě cívky jsou od sebe vzdáleny zhruba 20 cm a každá je tvořena 450 závity měděného vodiče o průměru 0,56 mm, navinutého na čtvercovou kostru velikosti typicky 45'x 45 cm. Každá cívka má odpor 6 ohmů a induktanci 100 mH, Každou z cívek Txl a Tx2 protéká stejnosměrný proud I, na nějž je superponován slabší střídavý proud i. Typicky je stejnosměrný proud JE řádu 3A, zatímco superponovaný střídavý .proud· i je řádu. 50 mA. ' Střídavý proud i má relativně vysokou frekvenci,· typicky okolo 2 kHz.

V systému, který byl právě popsán, vytváří stejnosměrný' a střídavý proud v cívkách magnetické pole, jehož tvar je takový, že magnetická nula se nachází ve směru šipky x v bodech, ležících v rovině rovnoběžné se dvěma cívkami a ležící v polovině vzdálenosti mezi nimi.· Na obr. 1 jsou souřadnice x a y této středové roviny znázorněny pomocí přímek označených,2 a 3.

Jestliže magnetické 'značka podle vynálezu projde dvěma cívkami, znázorněnými na obr. 1 ve směru šipky x a obecně ·· ·»»· fe · • fe · fefe ·· fefe · fefe». a · · fe · • fe fe· · · fe ·«*· • fe»· · fe fe* fe· fefe ·· · fefe· ·· · podél podélné osy určené středy obou cívek, projde také místem inverze polarity magnetického pole ve středové rovině, určené souřadnicovými přímkami 2 a 3. Objevuje se zde změna polarity magnetického pole·, protože stejnosměrný proud protéká v jednom směru první cívku a v opečném směru druhou cívku, jak je znázorněno silně vytaženými šipkami na obr. 1. Ve. středové rovině složka magnetického pole, vyvolávaná stejnosměrným proudem v první cívce přesně ruší složku magnetického pole, vyvolávanou stejnosměrným proudem v druhé cívce.

V okamžiku, kdy značka přechází středem první cívky, je vystavena magnetickému poli, které je dostatečné k nasycení jejích magneticky aktivních prvků. Jak v průběhu pohybu značky směrem ke středové rovině intenzita pole klesá, je magnetický materiál ovlivněn- klesajícím magnetickým polem způsobem, který je určován jeho hysterezní křivkou. V okolí magnetické nuly se změní směr magnetizace magnetického prvku.

Střídavý proud i o relativně vysoké frekvenci, ukázaný na obr. 1, je stejný v obou cívkách'Txl a Tx2.

Frekvence střídavého proudu může být v širokém rozmezí, jak již bylo zmíněno výše, přičemž typická pracovní hodnota v uspořádání podle obr. 1 je 2 kHz. Účinkem tohoto střídavého proudu o relativně malé ampitudě je způsobit oscilace polohy středové roviny určené přímkami 2 a 3 okolo bodu ve středu vzdálenosti obou cívek, přičemž rovina osciluje podél podélné osy určené středy obou cívek. Jinými slovy, rovina ve které se nalézá magnetická nula osciluje . nebo kýve sem a tam v malém prostoru s frekvení rovnou frekvenci střídavého proudu.

* fefe·· •· φφφφ ··*· « ♦ • φ : φ φφ ·· φφ • φ φ · φφφ φ · « φ · · φ · · · · • φφ φ φ φ φ * φφ Φ · «φφ ··* φ · ·

Obr. 2 ukazuje jednoduchý obvod, poskytující proti sobě působící stejnosměrná magnetická pole spolu se střídavými poli. Kondenzátor Cl je zvolen tak, aby vytvářel spolu s cívkami Txl a Tx2 rezonanční obvod s rezonanční frekvencí rovnou frekvenci budicího střídavého proudu, přičemž každá z cívek má odpor 6 ohmů a indukčnost 100 mH. Typická velikost pro kondenzátor Cl je 0,1 mF. C2 je kondenzátor zvolený tak, aby aby se choval jako efektivní zkrat na frekvenci budícího střídavého- proudu, typická hodnota pro tuto součástku je 22 mF. Stejnosměrný proud je dodáván z energetického zdroje o typicky 30 V a 3 A, přičemž zdroj střídavého proud typicky dodává střídavý proud o frekvenci 2 kHz a efektivním napětí 2 V. .

Obr. 3 znázorňuje, jak -se magnetizace jednotlivého magnetického prvku mění. s časem, v různých polohách uvnitř magnetického pole definovaného cívkami Txl a Tx2 z obr. 1. Pro zjednodušení obrázku jsou oscilace roviny, obsahující magnetickou nulu představovány silnou oboustranou šipkou 4, extremní polohy roviny jsou znázorněny čárkovanými přímkami' 5 á 6 a střední bod mezi krajními rovinami 5 a 6 je reprezentován čárkovanou přímkou 7. Na pravé straně obr. 3' je ukázán střídavý proud, který se s časem mění mezi kladnou (H+) a zápornou (H—) hodnotou pole. Pod grafem střídavého pole je pět grafů ukazujících jak se čistá magnetizace magnetického prvku měni s časem v každé, z pěti geometrických pozic ukázaných v levé části obrázku jako pozice 1, pozice 2 atd. Roviny 5 a _6 určují okraje oblasti, ve které dochází , ke změně polarity'magnetického pole. V praxi je vzdálenost mezi rovinami 5 a 6 typicky řádu -1 mm, -přičemž pro daný magnetický materiál může tato vzdálenost zvýšena nebo snížena podle požadavku v určitých mezích změnou amplitudy'

to to to · to· » to · to • · · to střídavého proudu a/nebo velikosti stejnosměrného pole v cívkách.

V každé době má magnetický prvek svouji lineární magnetickou osu ortogonální k rovinám 5, 6 a 7.

V poloze 1 je konec magnetického prvku v rovině 6. Za těchto podmínek na prvek působí po celou dobu kladné magnetické pole a jeho čistá magnetizace je v čase neproměnná. V poloze 2 vedoucí konec prvku dosáhne středové roviny 7. Větší část' magnetického matriálu však stále zůstává mimo omezující rovinu ý. V důsledku toho je nulová rovina schopna reagovat pouze s částí magnetického materiálu,' což způsobí, že časově proměnná čistá magnetizace má ukázaný tvar, to jest přímá čára, představující část ,o konstantní kladné -hodnotě, následovaná obecně sinusoidovým obloukem, který klesá až k nule a potom opět roste áž k původní kladné hodnotě.

V poloze 3 se magnetický materiál nachází v symetrické poloze vzhledem ke středové rovině 7. V tomto- -případě se čistá magnetizace. jako funkce času jeví jako sinová křivka, jejíž, frekvence odpovídá ..frekvenci použitého střídavého proudu. V poloze 4 na větší, část magnetického prvku působí po celou dobu negativní magnetické pole, zatímco jeho menší část je .vystavena změně polarity pole. To vede k tomu, že čist.á magnetizace závisí na čase, jak je ukázáno. Fakt, že poloha 4 je inverzí polohy 2, se odráží v podobnosti magnetizačních průběhů pro tyto dvě polohy. Jak je možno vidět, průběh pro polohu 4 je zrcadlovým obrazem průběhu pro polohu 2, ale se zakřivenými částmi časově posunutými.

Nakonec v pozici 5 je celá značka v působení

• I*» 9 negativního pole a žádná část značky není vystavena změně polarity pole. Následkem toho je čistá magnetizace nezávislá na čase a rovná záporné konstantě, tak jak je znázorněno λ

Jestliže značka, obsahující takový' magnetický prvek prochází podél osy cívek oblastí nulového pole, je zpočátku plně nasycen stejnosměrným magneickým polem. Potom krátce projde smyčkou B-H své hysterezní křivky v okamžiku, kdy prochází oblastí nulového pole a nakonce se opět magneticky nasytí. Část průchodu,· po němž je magnetický materiál aktivní, to jest dochází u něho k magnetickým změnám, je malá a je určena velikostí stejnosměrného pole, rozkmitem střídavého pole a vlastnostmi magnetického materiálu. Odpovídající oblast může být snadno menší než 1 mm. Jestliže je úroveň střídavého pole .znatelně pod hodnotou, která je nutná pro dosažení nasycenosti magnetického materiálu značky, budou vstupem značky do oblasti nulového pole (polohy 1 a 2) a odezvou na měnící se pole generovány harmonické použitého střídavého signálu. Jak značka prochází úzkou oblast nulového pole (poloha 3), bude značka procházet lineární částí své B-H smyčky a interagovat s polem pouze' zpětným vysíláním základní dotazoací frekvence. Poté, v okamžiku, kdy značka opouští oblast nulového pole (polohy 4 a 5), bude opět vysílat harmonické frekvence dotazovacího pole. ' '

Cívka Rx přijímače, umístěná tak, aby byla citlivá na pole., vznikající v oblasti nulového pole, ale která nemá přímou vazbu na dotazovací cívky Tx, bude přijímat pouze tyto signály. Takového uspořádání lze dosáhnout tím, že se použijí oddělené cívky Tx a Rx prostorově uspořádané tak, že mají nízkou vzájemnou vazbu a nebo použitím jediné cívky (která má i funkci Tx i funkci' Rx) spolu s vhodným

WWW «» *··* **«w » * * » • 4 · <»»,♦·♦ 4» · filtrováním v cestách k Tx a k Rx. Změny těchto signálů s časem v okamžiku, kdy značka prochází osou cívek, dává jasnou indikaci průchodu konců magnetického materiálu oblastí nulového pole.

Výsledek interakce mezi značkou a magnetickým polem je znázorněn na obr. 3b. Zde je oblast _4, ve které osciluje magnetická nula, znázorněna v menším měřítku a očíslované tečky představují polohy středu značky v každé z poloh 1 až

5. Vytváření, harmonického signálu značkou (znázorněné uvedením amplitudy druhé harmonické užité frekvence) je zjevné v polohách, kdy značka vstupuje do oblasti, definované omezujícími rovinami 5 a _6, to jest do oblasti kde dochází ke změně polarity magnetického pole. Vzhledem, k symetrii systému jediný magnetický prvek generuje dvojici vrcholů 8a a 8b, protože poloha 2 a poloha 4 jsou redundantní.

Na obr. -4 jsou znázorněny siločáry magnetického pole·, které vznikají kolem jednoduchého tyčového magnetu. Rovina X-Y, která protíná podélnou osu tyčového magnetu a je kolmák rovině papíru představuje magnetickou nulovou rovinu.. Z tohoto důvodu magnetické prvky,. které mají citlivou magnetickou osu kolmou k nulové rovině budou zaznamenávat magnetickou nulu, pokud prochází bud' ve směru dráhy A-B něho. dráhy C-D. Následkem toho je možno použít jednoduchý tyčový magnet jako součást dotazovacího systému, který je schopen určovat přítomnost magnetické značky nebo číst' informaci, přenášenou takovou značkou.

Vytváření druhé harmonické dotazovací frekvence může i

představovat základ systému pro ' detekci' značek. Jestliže značka namísto jednoho mágnetického prvku, obsahuje lineární.

WWW·» • 4 ·

4 4' • 4 ' · • i · · * * · 4*44 • · pole n magnetických prvků, výstup druhé harmonické vytvářený značkou bude sestávat z n dupletů .vrcholů z nichž každý je typu, znázorněného na obr. 3b. Jestliže velikost a magnetické vlastnosti magnetických prvků jsou shodné, vrcholy budou mít týž tvar a každý vrchol bude definovat křivku stejné plochy. Rozestupy mezi jednotlivými magnetickými prvky ovlivní vzájemné polohy dupletů na grafu, znázorňujícím závislost amplitudy druhé harmonické na čase. Je nutné vzít v úvahu, že předkládaný vynález není omezen pouze na využití jednoduchých značek, tak jak byly právě popsány. Při použití magnetických prvků o různých velikostech a magnetických vlastnostech a s nestejnoměrnými rozestupy mezi jednotlivými prvky budou vznikat složitější signály, -které nicméně, jsou charakteristické po konstrukci dané značky. Změnou počtu, magnetických vlastností a poloh posloupnosti-magnetických prvků je možno vyrobit velmi velké množství magnetických značek, z' nichž každá má jednoznačně dané charakteristiky, které tím pádem vytvoří jednoznačně identifikovatelné signály, jestliže jsou použity v systému podle obr. 1-3.

Bude rovněž oceněno, že vynález není omezen na pozorování druhé harmonické použité frekvence střídavého signálu. Tato harmonická byla zvolena pouze za účelem ilustrace vynálezu, protože je relativně, jednoduché vytvořit vysílací signál (výstup cívky T.x).,· který neobsahuje druhou harmonickou (nebo ji obsahuje velmi málo), což dovoluje dobré odlišení signálu Tx a odezvy na něj.. Dalším důvodem je, že odezva značky obsahuje ve své celkové harmonické energii relativně velký podíl druhé harmonické.

Na obr. 5 je schematicky znázorněno uspořádání zařízení podle vynálezu pro čtení značek. Čtecí zařízení, používá permanentní magnet 10 a cívku 11, umístěnou při jedné straně permanentního magnetu. V tomto provedení značka, která má být čtena, prochází cestou C-D skrz cívku 11 nebo cestou A-B naď cívkou. Značka musí být orientována tak, aby její magnetická osa souhlasila se směrem pohybu značky. Nulová magnetická rovina se na obr. 5 nachází v poloze, označené jako 12.

Na obr. 6 jsou použity dva permanentní magnety, jejichž podélné osy jsou totožné a jejichž souhlasné póly jsou umístěny proti sobě, jak je znázorněno na· obrázku. Takové uspořádání vytváří nulovou rovinu 13. Požadovaný směr pohybu značky je znázorněn šípkou 14. Opětně musí platit, že magnetická osa značky musí být shodná se směrem pohybu.

.'Obr. 7. znázorňuje jednoduché provedení zařízení pro čtení značek, .které využívá, většího množství permanentních magnetů pro vytvoření nulové magnetické roviny. Jak je nakresleno, deset feritových magnetů vázaných polymerem je umístěno do prstencového pole se souhlasnými póly orientovanými· do středu prstence. Společná vysílací/přijímací cívka LI je umístěna do prstence magnetů způsobem vyznačeným na obrázku. Značka je čtena pokud prochází nulovou rovinou ve středu' smyčky magnetů.

Na obr. 8 je znázorněno provedení dotazovacího systému podle vynálezu. Systém· je založen na použití jediné cívky LI, která, je použita současně jako vysílací cívka Tx, která generuje magnetické pole požadovaného tvaru i jako přijímací cívka Rx. Systém používá pro detekci/identifikaci značky druhou harmonickou v odezvě značky. Složky Cl a C2 obvodu •vytvářejí, rezonanční obvod, zachycující frekvenci.- 2f, aby •snížiíi úroveň složky výstupního signálu cívky Tx s touto frekvencí na velmi nízkou úroveň. C2 rezonuje s Ll na frekvenci f a komponenty C3, C4, Ll a L3 vytvářejí filtr, kterým žádoucí signál vytvořený značkou na frekvenci 2f prochází, zatímco signál na vysílané frekvenci f je zadržován.

Výstup získaný z.tohoto obvodu prochází filtrem nízkých frekvencí na analogově-digitální převodník a z něho do zařízení pro zpracování digitálního . signálu. Uvedené komponenty, především zařízení pro zpracování signálů, jsou nastaveny tak, jak je třeba pro požadované využití dotazovací jednotky. Povaha zpracování signálů a prostředky, jimiž je jej možno dosáhnout, jsou obvyklé a vyplývají ze stavu techniky a proto zde nejsou podrobně probírány.

Obr. 9 ukazuje základní konstrukci magnetické značky podle vynálezu. Obr. 9a ukazuje značku. 100, která sestává z nosného média 101. (například papíru nebo plastu) a. lineární pole magneticky aktivních oblastí '102, 103, 104, 105 a 106. Každá magneticky aktivní oblast je vytvořena, ze čtverce magnetického materiálu o vysoké permeabilitě (např.' Vacuumschmelze 6025) o -magnetické ose orientované podél délky značky. Každý čtverec má plochu okolo ' 10 mm² a je přilepen na substrát 101.

Čtverce 101 - 105 mají shodné rozměry a stejné magnetické vlastnosti a jsou od sebe v konstantních rozestupech, takže mezery 110, 111 a 112jsou stejně velké. Rozestup mezi čtverci 105 a 106 je však větší, jako kdyby v poloze, indikované čárkovaně jako 113 chyběl jeden čtverec.

Značka 100 se chová jako šestibitová značka, kódovaná 111101 (nula je chybějící oblast 113) .

• »· •· ·* · · · i 4 4 4«

4 4 444 4 » · * •44 ·»· ·« ·

Funkčně ekvivalentní značka 120 je vytvořena substrátem

121, nesoucím magnetické prvky 122 - 126 a obsahujícím díru 127. V tomto provedení jsou magnetické prvky představovány pásky nebo dráty z magnetického materiálu o vysoké permeabílitě (např. Vacuumschmelze 6025), které mají typicky délku 5 mm, šířku 1 mm a tloušťku zrubá 15 mikronů.

Obr. 9b znázorňuje alternativní provedení Šestibitové laminované značky 130. Tato značka opět kóduje 111101, stejně jako značka z obr. 9a. Zde kontinuální vrstva 131 magnetického materiálu o vysoké permeabílitě (ve tvaru drátu, pásku,'tenké vrstvy nebo folie) a substrát 133 mezi sebou uzavírají magnetickou modifikační vrstvu 132:. Modifikační vrstva je v předem -určených oblastech magnetizována, .což ovlivňuje na ní ležící magnetický materiál o vysoké permeabílitě tak, že se vytvoří magneticky aktivní oblasti označené jako 134, 135, 136, 137 a 138. Oblast. 139 ' není aktivní a tím vytváří magnetickou nulu. Jestliže jsou.čteny dotazovacím systémem, jako je například systém z obr. 8, generují značky 10Q-, 120 a 130 výstup,¹ který je znázorněn na obr. 9d. '

Složitější značka je znázorněna na obr. 9c. Zde je použita série navzájem paralelních lineárních polí z magneticky aktivního materiálu, které' dohromady vytvářejí dvourozměrné pole 4 x . 4 -míst, kde magneticky aktivní, materiál může být přítomen (což kóduje 1) nebo chybět, (kóduje 0).

Obr. 10 znázorňuje obecné uspořádání tří souborů cívek podle vynálezu,' použitých v chirurgické aplikaci. Tři soubory cívek jsou navzájem na sebe kolmé a vytvářejí « ·44 ·» 4 *4 ,4 4 4 4· · 4 • 4 4 4 * * · · »4 4« V #44444 • 4 4 4 4 · · · • 4 44 444 444 44 4 uzavřený prostor, ve kteém může být umístěna hlava 200 pacienta. První soubor cívek sestává z cívek 201a a 201b, druhý soubor cívek sestává z cívek 202a a 202b a třetí soubor cívek sestává z cívek 203a a 203b. Na obrázku jsou dále znázorněny dvě chirurgické sondy 204 a 205, schematicky

A znázorněné v poloze u pacientovy lebky. Každá sonda nese na svém konci magnetickou značku 206 a 207 například v provedení, které bylo popsáno výše s odvoláním na obr. 9.

Jelikož je požadováno pouze aby magnetické prvky značek podávaly informaci o své přítomnosti {a nikoliv aby nesly komplexní data), jsou výhodně použity značky jednoduchého provedení. Pro potřeby této aplikace dostačuje jednoduchý magnetický prvek z magnetického materiálu, umístěný na ⁴ * špičce sondy. Cívky jsou využívány způsobem, který- byl popsán výše. Využitím prostředků podle předkládaného vynálezu je možno určit polohu konců sond velmi přesně a tak provádět delikátní chirurgické operace s velkou přesností a minimálním nebezpečím poškození zdravé tkáně.

Zastupuje:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Upravénp strana

Claims (44)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1.· Způsob dotazování na magnetický prvek s nelineárními magnetickými vlastnostmi, vyznačující se tím, že sestává z .následujících kroků: (1) aplikování magnetického pole v oblasti, kde se magnetický prvek nachází nebo je očekáváno, že se bude nacházet, což vede v uvedené oblasti k magnetické nule, (2) způsobení vzáj emného pohybu mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným magnetickým prvkem tak, že magnetický prvek prochází magnetickou nulou nebo naopak a (3) detekování magnetické odezvy magnetického prvku během· uvedeného vzájemného pohybu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, ze uvedená magnetická nula se nachází v sousedství oblasti, ve které j.e magnetické pole, dostatečné k' saturaci magnetického prvku nebo jeho části.

   -
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že (a)‘ uvedená magnetická nula leží v rovině a (b) uvedené pole, způsobující saturaci se nachází v sousedství uvedené roviny.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že uvedená magnetická nula je nucena oscilovat tam a zpět v části uvedené.oblasti.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1, 2, 3 nebo- 4, vyznačující se tím, že uvedený vzájemný pohyb se vytváří nucením uvedeného magnetického prvku procházet v dotazovací oblasti, ve které se vytváří požadované magnetické podmínky.

   - 37 - : : . : :Upr&wéná’strana * · · φ · ¹ φ « φφ «· «φφ φφφ φφ ·
6. 6. Způsob podle některého z nároků -1, 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že uvedený vzájemný pohyb se vytváří kmitáním aplikovaného magnetického pole přes magnetický prvek.
7. 7. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedený magnetický prvek je obecně protáhlý a směr nulového pole v uvedeném magnetickém poli je souběžný s hlavní osou uvedeného, magnetického prvku během uvedeného vzájemného pohybu.
8. 8. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že.uvedený magnetický prvek je ve tvaru tenké vrstvy nabo fólie a směr nulového pole uvedeného magnetického pole je souběžný s osou magnetické citlivosti'tenké vrstvy během vzájemného pohybu.
9. 9. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené magnetické pole se vytváří působením dvou magnetických polí opačné polarity na uvedenou oblast. '
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že aplikace uvedených dvou magnetických polí se dosahuje použitím jedné nebo dvou cívek, kterými protéká, stejnosměrný proud,.
11. 11. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené magnetické pole se vytváří použitím jednoho nebo více permanentních magnetů.
12. 12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedenou cívkou nebo cívkami protéká v zásadě konstantní

    ·.*;· i JJpráv^ná*strana • · ·· ··· ««· toto · proud.
13. 13. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedenou cívkou nebo cívkami protéká proud, jehož velikost se mění v předem daném cyklu tak, že poloha magnetické nuly je nucena oscilovat předem daným způsobem.
14. 14. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že uvedený permanentní magnet nabo magnety je nebo jsou doprovázany cívkou nebo cívkami, kterými prochází proud, ' jehož velikost se mění v předem daném cyklu tak, že poloha magnetické nuly osciluje předem daným způsobem.
15. 15. Způsob ' podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující, se tím, že vzájemný pohyb je způsobován tím, že na. uvedené magnetické pole se aplikuje střídavé magnetické pole.
16. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se. tím, že vzájemný pohyb mezi uvedeným magnetickým polem a uvedeným magnetickým ,prvkem se. způsobuje. aplikací střídavého magnetického pole o relativně malé amplitudě, které je superponováno na stejnosměrné pole.
17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že uvedené střídavé magnetické pole o relativně malé amplitudě má frekvenci v rozmezí od 10 Hz do 100 kHz.
18. 18. Způsob . podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že detekce magnetické odezvy uvedeného magnetického prvku zahrnuje pozorování harmonických, které jsou vytvořeny magnetickým prvkem z použitého střídavého pole, když jeho magnetizační stav se *Upráv$n$’strana mění při průchodu magnetickou nulou.'
19. 19. Způsob pro určování polohy objektu, vyznačující se tím, že sestává z následujících kroků:, (a) připojení malé částice magnetického materiálu o vysoké permeabilítě k objektu, (b) aplikace magnetického pole v oblasti, ve které se uvedený objekt nachází, což vede k magnetické nule, jak je zde definováno, (c) vytvoření dotazovacího pole o malé intenzitě a vysoké frekvenci v oblasti, ve které se uvedený objekt nachází, (d)‘ pozorování magnetické interakce mezi uvedeným aplikovaným magnetickým polem a uvedeným magnetickým materiálem a (e) vypočítání polohy objektu z posouzení uvedené magnetické interakce a z magnetických parametrů vztahujících se k uvedenému magnetickému poli a uvedené malé částici magnetického materiálu.
20. 20. Způsob podle nároku 19,' vyznačující se tím, že magnetické pole' je nuceno přecházet přes magnetický materiál, opakovaně jako výsledek, použití dotazovacího magnetického pole o malé intenzitě a vysoké frekvenci v uvedené oblasti.
21. 21. Způsob podle nároku 19 nebo' 20, -vyznačující se tím, že uvedený objekt je chirurgický nástroj.
22. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že uvedený objekt je chirurgická sonda nebo jehla.
23. 23. Způsob podle nároku 19, 20,- 21 nebo 22, vyznačující se tím, že uvedený magnetický materiál je ve tvaru tenké folie, drátu nebo tenkého filmu.
24. 24. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 19 až 23, vyznačující se tím, že magnetické pole se generuje třemi llprávená’strana soubory navzájem kolmo k sobě umístěných zdrojů magnetického pole.
25. 25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že použité magnetické pole se vytváří ovládáním následujících snímání pole a pro každé snímání se vypočítává poloha středu výstupu harmonického výstupu z magnetického materiálu.
26. 26. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že se použije devět po sobě následujících snímání pole, která se provádí podle . následující tabulky, ve které zdroje magnetického pole jsou označené jako a, b, c a snímání jsou označena 1 až 9 (pořadí snímání nejsou důležitá):

    : Ortogonální zdroj pole 1 2 3 4 S 6· 7 8 9 a ZAP ZAP ZAP VYP VYP ZAP VYP VYP ZAP b VYP ZAP VYP ZAP ZAP ZAP VYP ZAP VYP c VYP VYP ZAP VYP , ZAP VYP ZAP ZAP ZAP'
27. 27.. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že tři kolmé soubory cívek jsou nepřetržitě excitovány a vytvářejí spojitě rotující . směr magnetického pole, které pokrývá zájmový objem- řízenými kmity předem určené šíře.
28. 28. Způsob kódování a/nebo označování, jednotlivých předmětů v rámci daného .souboru předmětů pomocí- datových vlastností těchto ' předmětů,' například ceny předmětu a/nebo povahy zboží, tvořícího předměty, vyznačující se tím, že sestává, z aplikace magnetické značky nebo markéru na každý předmět, přičemž značka nese předem zvolené uspořádání magnetických oblastí, jednotné pro tento předmět nebo tento předmět a další předměty, které s ním sdílejí shodné charakteristiky, například cenu a/nebo povahu zboží a ** ·»·· · · ·· ··«·

    - 41 - LJprávtihá strana • ••fe fe · · · ·· fefe ······ fefe fe uvedená magnetická značka nebo markér umožňuje dotazování podle způsobu podle nároku 1 pro vybuzení odezvy, indikující magnetické vlastnosti značky nebo markéru a tím udávající povahu předmětu, nesoucího magnetickou značku nebo markér.
29. 29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že uvedená magnetická značka nebo markér obsahuje množství , magnetických oblastí, z nichž každá . .vykazuje vysokou permeabilitu.
30. 30. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že každá magnetická oblast může být definována magnetickým ovlivněním druhé vrstvy z materiálu o střední magnetické koercivitě. · .
31. 31. Způsob sčítání dat (např. cen) ze souboru jednotlivých předmětů, z nichž každý nese magnetickou značku, vhodnou, k dotazování způsobem podle .nároku 1, přičemž značky nesou data, představující jistou vlastnost ·

    I (např.. cenu) předmětu, ke'kterému je připojena, vyznačující se tím,, že soubor- předmětů je nucen pohybovat se., dotazovací·. ^; oblastí, ve které je soubor podroben způsobu podle některého z nároků 23, 24 nebo 25 a signály získané uvedeným'způsobem jsou. zpracovány na požadovanou sumární hodnotu, odpovídající hodnotám jednotlivých dat.
32. 32. Zařízení pro- čtení magnetických, značek, které obsahuje . množství ’ permanentních magnetů umístěných v prstencovém uspořádání okolo otvoru,, kterým může procházet značka, která má být. Čtena, přičemž póly uvedených permanentních magnetů jsou umístěny tak, že každý -z magnetů, má pól jedné polarity (například- severní) umístěn směrem dovnitř prstencového uspořádání a jejich pól opačné polarity • · · · • · ♦ • · · · • · · · ·· ·· · *bpráv&iá strana • · · a·· ·« · (například jižní) umístěn vně prstencového uspořádání a okolo uvedeného prstencového uspořádání je koaxiálně umístěna cívka, přiléhající k uvedeným permanentním magnetům.
33. 33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že permanentní magnety jsou polymerem vázané feritové magnety.

    .
34. 34. Polohový senzor, obsahující zařízení . podle některého z nároků 32 a 33.
35. 35. Zařízení pro dotazování na magneticky kódovanou značku, vyznačující se tím, že obsahuje elektrický obvod, obsahující zdroj signálu o frekvenci 2.f a výstupní prostředky pr.o poskytování elektrického výstupu, přičemž' uvedený zdroj je vázán na uvedené výstupní prostředky pomocí (i) prostředků pro dělení frekvence uvedeného zdroje signálu, (ii) první filtrační prostředek nastavený v zásadě tak, aby nepropouštěl signál o frekvenci 2f, (iii) laděný obvodový prostředek, naladěný na frekvenci f a obsahující vysílací cívku uzpůsobenou k vyzařování energie směrem na magneticky kódovanou značku umístěnou tak., aby byla ovlivněna uvedenou vyzařovanou energií, a přijímací cívku (která může být táž jako uvedená vysílací cívka) pro přijímání energie vyzařované značkou v odezvě na přijatou energii a, (iv) druhý filtrační prostředek, nastavený v zásadě tak, aby nepropouštěl energii o frekvenci f. a propouštěl energii o frekvenci 2f, a při tom uvedený výstupní prostředek je uzpůsoben tak, aby poskytoval výstup který je funkcí , amplitudy výstupu uvedeného druhého filtračního· prostředku a fázového, rozdílu mezi zdrojem a výstupem uvedeného druhého filtračního prostředku.

    «« »*flf * fl «9 9999

    - 43 - ’$pcax§pá.slrana • · 9 · 9 9 «9 ·· 9 · *9« 99 * 99 ·
36. 36. Magnetická značka, vyznačující se tím, že má substrát, který nese soubor diskrétních magneticky aktivních oblastí uspořádaných jako jedno nebo více lineárnch polí, přičemž magneticky aktivní oblasti jsou tvořeny tenkým filmem nebo materiálem typu spin-melt s preferenční - osou magnetizace a preferenční osa magnetizace je souběžná s lineárním polem nebo s každým z lineárních polí.
37. 37. Značka podle nároku 36, vyznačující se tím, že buď uvedené magneticky ' aktivní oblasti nebo prostory mezi uvedenými magneticky aktivními, oblastmi nebo obojí je nebo jsou nestejné.
38. 38. Značka podle nároku 36 nebo 37, vyznačující se tím, že preferenční osy magnetizace jsou vytvořeny podélným žíháním, materiálu typu spin-melt.

    .
39. 39.. Značka podle nároku 36, 37 nebo 38, vyznačující se tím, že uvedené diskrétní magneticky aktivní oblasti jsou vytvořeny ze souvislé oblasti disktrétních oblastí magnetizovatelného materiálu, které jsou magnetizovány prd vytvoření mezer(y) mezi uvedenými magnetický aktivními oblastmi.

    i
40. 40. / Značka podle nároku 36, 37, 38 nebo 39, vyznačující se tím, že značka má dvě lineární pole upravená kolmo.
41. 41. Značka podle kteréhokoliv z nároků 36, 37, 38 nebo. 39, vyznačující, se tím, že je vytvořena ve' tvaru relativně dlouhého a tenkého pruhu, který má preferenční osu magnetizace podél své délky.

    φφ *··φ

    - 44 - {JpráveháStrana ·»·· · · · · ·· ·· ··· ·»· »· ·
42. 42. Značka, podle nároku 36, 38, 39, 40 nebo 41, vyznačující se tím, že každá z magneticky' aktivních oblastí má v zásadě stejný var a velikost.
43. 43. Značka' podle nároku 36, 38, 39, 40 -nebo 41,vyznačující. se tím,, že rozestupy mezi magneticky aktivními oblastmi jsou stejné.
44. 44. Značka podle nároku 37, vyznačující se tím, že rozestupy mezi magneticky aktivními oblastmi jsou nestejné.