ES2205021T3

ES2205021T3 - Interrogacion espacial magnetica.

Info

Publication number: ES2205021T3
Application number: ES96909232T
Authority: ES
Inventors: Andrew Nicholas Dames
Original assignee: Flying Null Ltd
Current assignee: Flying Null Ltd
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: ATE248379T1; NZ304922A; CN1153984C; US6373388B1; EP0834091A1; HUP9802671A2; AU716803B2; GB9506909D0; US6144300A; KR19980703675A; MX9707744A; PL181016B1; DE69629693D1; US6323769B1; US6323770B1; WO1996031790A1; NO974587L; CA2217762A1; AU5280696A; EP0834091B1

Abstract

SE REVELAN ETIQUETAS O MARCAS MAGNETICAS, JUNTO CON UNA VARIEDAD DE TECNICAS POR MEDIO DE LAS CUALES SE PUEDEN INTERROGAR TALES ETIQUETAS. EN UN ASPECTO, LA ETIQUETA O MARCA MAGNETICA SE CARACTERIZA POR LLEVAR UNA PLURALIDAD DE REGIONES DISCRETAS MAGNETICAMENTE ACTIVAS EN UNA AGRUPACION LINEAL. EN OTRO ASPECTO, LA INVENCION PROPORCIONA UN METODO PARA INTERROGAR UNA ETIQUETA O MARCA MAGNETICA DENTRO DE UNA ZONA DE INTERROGACION PREDETERMINADA, LA ETIQUETA CONSTA DE UN MATERIAL MAGNETICO DE ALTA PERMEABILIDAD, POR EJEMPLO PARA LEER DATOS ALMACENADOS MAGNETICAMENTE EN LA ETIQUETA O DETECTAR SU PRESENCIA O DETERMINAR SU POSICION DENTRO DE LA ZONA DE INTERROGACION, CARACTERIZADO EN QUE EL PROCESO DE INTERROGACION INCLUYE LOS PASOS DE SOMETER LA ETIQUETA SECUENCIALMENTE A: (1) UN CAMPO MAGNETICO SUFICIENTE EN FUERZA DEL CAMPO PARA SATURAR EL MATERIAL MAGNETICO DE ALTA PERMEABILIDAD, Y (2) UNA ANULACION MAGNETICA COMO SE DESCRIBE AQUI. SE DESCRIBEN APLICACIONES DE TALES TECNICAS, ENTRE OTRAS COSAS, EN RELACION A (A) IDENTIFICAR ARTICULOS A LOS CUALES SE LES HA ADJUNTADO UNA ETIQUETA; (B) DETERMINACION EXACTA DE LA POSICION, COMO EN LA LOCALIZACION DE SONDAS QUIRURGICAS; Y (C) ACUMULACION DE COMPRAS, DONDE CADA ELEMENTO LLEVA UNA ETIQUETA CODIFICADA CON DATOS QUE REPRESENTAN SU NATURALEZA Y PRECIO.

Description

Interrogación espacial magnética.

La presente invención se refiere a la explotación de las características magnéticas de una serie de técnicas prácticas, que utiliza una nueva técnica de interrogación magnética espacial, conjuntamente con un marcador magnético o etiqueta de identificación. Más particularmente, pero no exclusivamente, la presente invención se refiere a métodos para determinar la presencia y/o localización de un marcador magnético o etiqueta dentro de una zona de interrogación; se refiere también a métodos de identificación de un marcado o etiqueta magnética (por ejemplo, identificación de una etiqueta determinada a efectos de discriminar dicha etiqueta con respecto a otras); a sistemas para poner en práctica estos métodos; a etiquetas magnéticas para su utilización en dichos métodos y sistemas; y al almacenamiento de datos en dichas etiquetas, así como la recuperación subsiguiente remota de datos de dichas etiquetas.

Se debe comprender que los términos "etiqueta" y "marcador" se utilizan en esta descripción de forma intercambiable, pudiéndose utilizar dichos dispositivos en muchas aplicaciones diferentes y, dependiendo de las características magnéticas del dispositivo, puede servir para designar (a) la mera presencia de la etiqueta (y, por lo tanto, la de un artículo al que la etiqueta está asociada); o bien (b) la identidad de la etiqueta (por lo tanto, la de un artículo al que está asociada); o pueden servir para definir la posición precisa de la etiqueta con respecto a coordenadas predeterminadas (y, por lo tanto, la de un artículo al cual está asociada); o pueden servir para proporcionar códigos de acceso (por ejemplo, para entrada en locales seguros; o con objetivos de emisión de tiquets, por ejemplo, en redes de transporte público); o pueden servir, de manera general, para discriminar un artículo o conjunto de artículos con respecto a otros.

Además, los términos "campo ac" y "campo DC" se utilizan en esta descripción para indicar campos magnéticos, cuyas características se asocian, respectivamente, con las de un conductor eléctrico que conduce una corriente alterna (ac) o corriente continua (DC).

Las etiquetas, métodos y sistemas de la presente invención tienen una amplia variedad de aplicaciones, tal como se ha indicado anteriormente. Éstas comprenden (sin que ello sirva de limitación) control de inventarios, emisión de tiquets, sistemas de tiendas automatizadas, control de avance de trabajos, etiquetas de seguridad, control de acceso, antifalsificación, y localización de objetos (en particular, posicionado preciso de piezas de trabajo [por ejemplo, sondas de cirugía]).

Anterioridades

Existe una serie de sistemas de etiquetas con datos pasivos que se encuentran a disposición en la actualidad. Los más ampliamente utilizados se basan en dibujos de líneas impresos de lectura óptica, popularmente conocidos como códigos de barras. El elemento de etiqueta de dichos sistemas tiene un coste muy bajo, típicamente consiste solamente en papel y tinta. Los lectores son también de coste relativamente reducido, de modo típico, utilizando haces de rayos láser de exploración o escaneado. Para muchas otras aplicaciones, el único inconveniente real de los códigos de barras es la necesidad de tener línea de visión entre el lector y la etiqueta.

Para aplicaciones en las que no es posible obtener una línea de visión, se han desarrollado sistemas que no utilizan transmisión óptica. Los más corrientes utilizan inducción magnética para acoplamiento entre la etiqueta y la electrónica de interrogación. Éstos funcionan, de manera típica, con campos magnéticos alternativos en una gama de frecuencias de 50kHz a 1MHz y, en general, utilizan circuitos electrónicos integrados ("chips") para manipular, recibir y transmitir funciones, y para proporcionar almacenamiento y manipulación de datos. A efectos de evitar la necesidad de batería, se obtiene potencia para el chip por rectificado de la señal de interrogación recibida por una bobina de antena. A efectos de incrementar la potencia transferida, y para proporcionar discriminación contra señales no deseadas e interferencia, la bobina resuena, habitualmente, con un condensador en la frecuencia de la frecuencia portadora de la señal de interrogación. Un producto típico de este tipo es el sistema TIRIS fabricado por Texas Instruments Ltd.

En el documento WO89/06810, se describe un método para detectar la presencia de un objeto oculto, en el que el objeto está dotado de un elemento de detección magnética y es expuesto a continuación a un campo magnético. Al detectar la respuesta del elemento de detección magnética, se puede determinar la presencia del elemento.

La patente US 4663612 describe otro método de detección que, a diferencia de WO89/06810, no se basa en la detección de armónicos. En vez de ello, este documento describe técnicas que se basan en la detección de la distorsión del campo magnético de interrogación, como resultado de la presencia de un elemento magnético.

Otros sistemas de etiquetas de datos de multibits han utilizado tecnología convencional de radio h.f., o tecnologías basadas en ondas acústicas superficiales o fenómenos de magnetoestricción.

Se conoce una serie de dispositivos magnéticos tales como los que se describen en la patente EP 0295028 que comprenden un sustrato con un recubrimiento delgado del material magnético. Las etiquetas magnéticas se describen también en la publicación IEEE Transactions on Magnetics, volumen 17 nº. 6, de noviembre de 1981. Estas etiquetas utilizan diferentes juegos de conductores magnéticos blandos en cada etiqueta, poseyendo los conductores individuales diferentes coercitividades. Cuando las etiquetas son interrogadas con un campo magnético de corriente continua (ac en la presente descripción), las etiquetas dejan de estar saturadas en diferentes momentos, emitiendo por lo tanto diferentes impulsos.

Presente invención

La presente invención comporta, entre otros, la utilización de un nuevo tipo de sistema de etiqueta de datos pasivos que utiliza pequeñas cantidades de un material magnético de muy alta permeabilidad, y un campo magnético escaneado a efectos de interrogación. Dado que el material magnético puede adoptar forma de una delgada lámina, alambre, o película, se puede unir directamente a un substrato, por ejemplo, a un material de papel o plástico, para formar etiquetas auto-soportantes.

De modo alternativo, el material magnético puede ser incorporado en la estructura de un artículo con el que se tiene que asociar la etiqueta; de este modo, la etiqueta puede ser formada in situ con el artículo en cuestión aplicando el material magnético a la superficie del artículo, o embebiendo el material magnético dentro del cuerpo del artículo.

La invención aprovecha campos magnéticos que contienen un "nulo magnético", cuyo término es utilizado en esta descripción con el significado de un punto, línea, plano o volumen en el espacio en el que la componente del campo magnético en una dirección lineal determinada es cero. El volumen espacial en el que se cumple esta condición puede ser muy reducido, y ello da lugar a ciertas realizaciones de la invención en las que se determina la posición precisa. De manera típica, el nulo magnético se extenderá a un alcance lineal relativamente pequeño. Se debe comprender que, en el caso de que exista este nulo magnético, es posible (y frecuentemente ocurre) que el componente de campo magnético en una dirección ortogonal a la dirección lineal determinada será sustancial. En algunas realizaciones de la presente invención, este campo ortogonal sustancial es deseable.

Una forma de crear el nulo magnético consiste en utilizar fuentes de campo magnético en oposición. Éstas pueden ser bobinas de cable portador de corriente, o imanes permanentes (los cuales son apropiados para sistemas a pequeña escala), o bien combinaciones de bobinas y de imanes permanentes. También es posible aprovechar los nulos magnéticos que existen en direcciones específicas cuando se utiliza una bobina o imán permanente único.

Para aplicaciones en gran escala, las fuentes de campo magnético son, preferentemente, bobinas que conducen corriente continua.

La invención utiliza también el movimiento relativo entre un marcador magnético y un campo magnético aplicado a efectos de realizar el paso sobre el marcador del nulo magnético. Esto se puede conseguir desplazando el marcador con respecto al campo magnético aplicado, o bien manteniendo el marcador en una posición fija mientras el campo magnético es escaneado por encima del mismo. En general, la invención utiliza la diferencia entre el comportamiento magnético del marcador en (i) un campo cero (en un nulo magnético), y (ii) en un campo magnético elevado, generalmente saturante.

Etiquetas de la presente invención

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se prevé un marcador magnético o etiqueta magnética, caracterizada por comportar una serie de zonas activamente magnéticas separadas en disposición lineal, estando formadas las zonas magnéticamente activas en una película delgada o material fundido por centrifugación ("spin-melt") que tiene un eje preferente de magnetización, y estando alineados los ejes preferentes de magnetización con el conjunto lineal (o cada uno de ellos).

Las zonas magnéticamente activas independientes pueden quedar soportadas sobre un sustrato, por ejemplo, papel o plástico, o pueden ser auto-soportantes. De manera alternativa, los elementos magnéticos pueden ser incorporados directamente en artículos o sobreartículos durante la fabricación de los propios artículos. Esto es apropiado, por ejemplo, cuando los artículos son mercancías, por ejemplo, mercancías de venta al detalle, que llevan las etiquetas a efectos de inventario; o cuando los artículos son tiquets o pases con características de seguridad.

Una etiqueta, tal como se ha definido anteriormente, puede también quedar constituida a base de una tira continua de un material de alta permeabilidad, en la que zonas separadas o discretas tienen sus características magnéticas permanentemente o temporalmente modificadas. Se apreciará que estos procesos pueden empezar con zonas seleccionadas con una tira o banda de alta permeabilidad, que son tratadas posteriormente en cuanto a modificación de sus características magnéticas, en general al eliminar o reducir su permeabilidad magnética; o con una tira de material magnético de alta permeabilidad acompañada de una tira magnetizable dispuesta en las proximidades del material magnético de alta permeabilidad, por ejemplo, con superposición del mismo o adyacente a aquél, en la que zonas seleccionadas están magnetizadas. En realizaciones relativamente simples, cada zona magnéticamente activa tiene las mismas características magnéticas; en realizaciones más complejas, cada región magnéticamente activa puede poseer una diferente característica magnética, haciendo por lo tanto posible reunir un gran número de etiquetas con propiedades magnéticas únicas y, por lo tanto, con una identidad magnética y firma única (cuando se procesan por un dispositivo lector apropiado).

Dado que la invención utiliza el movimiento relativo entre la etiqueta y un campo magnético aplicado, se apreciará que existirá correspondencia entre el dominio de tiempo de las señales de salida de un dispositivo de lectura de etiquetas y las dimensiones lineales de las regiones magnéticamente activas de la etiqueta y de los intersticios entre las regiones magnéticamente activas. En este sentido, las zonas activas y los intersticios, entre ellos, funcionan de forma análoga a los elementos de un código óptico de barras (barras negras o barras blancas entre barras adyacentes). Se deduce de ello que, justamente como se puede utilizar la variabilidad de características magnéticas en las zonas activas para generar parte de la "identidad" de una etiqueta, igualmente se puede utilizar la separación lineal entre regiones magnéticamente activas adyacentes. Se comprenderá fácilmente que, un basto número de etiquetas, cada una de ellas con su propia identidad exclusiva, pueden ser fabricadas de esta manera de acuerdo con la presente invención.

Si bien las etiquetas se han descrito poseyendo un conjunto lineal de regiones magnéticamente activas, las etiquetas pueden tener, en realidad, dos o varios conjuntos lineales de este tipo. Éstas se pueden disponer paralelas entre sí, o bien ortogonales, o en cualquier disposición geométrica deseada. A efectos de simplicidad de lectura de dichas etiquetas, son preferibles conjuntos de las mismas en disposición paralela y/o ortogonal.

Las técnicas apropiadas para la fabricación de las etiquetas de la presente invención son bien conocidas en la fabricación convencional de etiquetas (es decir, marcadores magnéticos). Los materiales magnéticos adecuados son también bien conocidos y ampliamente disponibles; son materiales de alta permeabilidad que, preferentemente, tienen una permeabilidad relativa extrínseca, como mínimo, de 10^{3}. La coercitividad del material magnético dependerá de la utilización deseada para la etiqueta. El material magnético es, preferentemente, en forma de una tira larga y delgada o una película delgada; estos formatos evitan efectos importantes de desmagnetización interna. Los materiales en forma de banda o cinta adecuados se pueden conseguir fácilmente de suministradores comerciales tales como Vacuumschmeltze (Alemania), Allied Signal Corp. (U.S.A), y Unitika (Japón). También son adecuados para la utilización en la presente invención los materiales laminares fabricados en la actualidad en grandes volúmenes por IST (Bélgica) para aplicaciones de etiquetas de seguridad en la venta al detalle.

Métodos de detección/identificación

Además de las etiquetas anteriormente definidas, la presente invención da a conocer una serie de métodos útiles para detectar la presencia de un marcador magnético y/o para identificar dicho marcador. Si bien en muchos casos estos métodos están destinados a su utilización conjuntamente con las etiquetas de la invención, ésta no es una condición necesaria en los métodos de la invención.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se da a conocer un método para la determinación de posición de un elemento magnético, o las posiciones relativas de dos o más elementos magnéticos en una etiqueta, poseyendo los elementos magnéticos características magnéticas no lineales y un eje preferente de magnetización, caracterizándose por las siguientes etapas:

(1): aplicar un campo magnético a una zona de interrogación en la que están situados los elementos magnéticos, o que se espera que estén situados, siendo dicho campo magnético: (i) generado por medios generadores de campo magnético dispuestos independientemente de dichos elementos magnéticos; (ii) de manera tal que existe, dentro de dicha zona de interrogación, una primera región en la que el componente del campo magnético resuelto en una primera dirección es cero, y en el que, en regiones contiguas con dicha primera región, el componente del campo magnético resuelto en dicha primera dirección es suficiente para saturar el elemento o elementos magnéticos, o una parte de ellos; y (iii) de manera tal que, dicha primera dirección está alineada o puede estar alineada con el eje preferente de magnetización del elemento magnético o de cada unión de ellos;

(2): provocando el movimiento relativo entre dicho campo magnético y dicho elemento magnético en la dirección del eje preferente de magnetización del elemento o elementos magnéticos de manera que, como mínimo, una parte del elemento magnético, o de cada uno de los elementos magnéticos resulta, a su vez, magnéticamente saturado y a continuación entra en dicha primera región;

(3): detectando la respuesta magnética del elemento magnético o de cada uno de ellos durante dicho movimiento relativo; y

(4): determinando la posición del elemento magnético, o las posiciones relativas de los elementos magnéticos, desde los momentos en que tiene lugar la respuesta o respuestas magnéticas.

Preferentemente, el campo magnético es obligado a barrer hacia adelante y hacia atrás sobre una región predeterminada dentro de la zona de interrogación. La frecuencia de escaneado (es decir, la frecuencia de barrido del nulo magnético) es, preferentemente, relativamente baja, por ejemplo, 1 - 500Hz. De modo conveniente, el modelo de campo está dispuesto de manera que (a) dichas líneas de nulo magnético se encuentran en un plano; y (b) el campo de saturación tiene lugar adyacente a dicho plano.

En el método que se ha definido, el elemento magnético es obligado, ventajosamente, a atravesar una zona de interrogación dentro de la cual se generan las condiciones magnéticas requeridas.

El movimiento relativo entre el elemento magnético y el campo magnético puede ser producido ventajosamente por barrido del campo magnético aplicado sobre el elemento magnético. De modo alternativo, el movimiento relativo puede ser conseguido por aplicación de un campo magnético alterno a un dibujo de campo magnético, en general, estático.

De acuerdo con realizaciones de la presente invención, se pueden fijar elementos magnéticos en un objeto, antes de su exposición a un campo magnético, según la presente invención, de manera tal que, durante la interrogación del elemento o elementos magnéticos, la situación del objeto se puede determinar.

Además, el elemento o elementos magnéticos pueden quedar dispuestos sobre un artículo antes de su exposición a dicha zona de interrogación, de manera predeterminada, exclusiva para dicho artículo, y otros que comparten las mismas características, por ejemplo, precios de artículos y/o naturaleza de las mercancías que los constituyen, permitiendo, de esta manera, que los artículos individuales o clases de artículos sean identificados por medio de datos característicos de dichos artículos.

Se prevén, por lo tanto, realizaciones de la presente invención, en las que las clases de artículos se caracterizan por medios de precios de los artículos. El método puede comprender, ventajosamente, la etapa de totalizar el precio del artículo codificado por la disposición predeterminada de dichos elementos magnéticos soportados por dicho conjunto de artículos individuales, caracterizándose porque el conjunto de artículos es desplazado por dicha zona de interrogación, y de manera que las señales recibidas durante dicho método son procesadas a efectos de generar la suma requerida de los valores de datos individuales.

Al llevar a cabo los métodos anteriormente definidos, las realizaciones preferentes del elemento magnético son, o bien alargadas, y el nulo magnético es dispuesto entonces de manera que se extiende a lo largo del eje principal de dicho elemento magnético; o bien se encuentran en forma de una película delgada, en cuyo caso el nulo magnético está dispuesto de manera que se extiende de forma alineada con el eje de sensibilidad magnética del material de película delgada.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se da a conocer un aparato para determinar las posiciones de un elemento magnético, o las posiciones relativas de dos o más elementos magnéticos de una etiqueta, tal como en la presente reivindicación 1.

El campo magnético o modelo de campo utilizado en los métodos definidos anteriormente se puede establecer por medio de dos campos magnéticos de polaridad opuesta. Esto se puede conseguir, convenientemente, por la utilización de una o varias bobinas que llevan corriente continua, o por la utilización de uno o varios imanes permanentes, o por una combinación de bobinas e imanes.

Cuando se utiliza una bobina, se puede disponer ésta para que conduzca una corriente sustancialmente constante, a efectos de mantener el nulo magnético en un punto fijo. De manera alternativa, la bobina o bobinas pueden llevar una corriente cuya magnitud varía en el ciclo predeterminado, de manera que la posición del núcleo magnético se hace oscilar de forma predeterminada. Se describe este efecto como "nulo móvil". Se puede utilizar una disposición similar para proporcionar un nulo móvil, cuando se utiliza una bobina o bobinas y un imán permanente.

El movimiento relativo entre el campo magnético y el elemento magnético se puede conseguir aplicando un campo magnético alterno de amplitud relativamente baja superpuesto al campo continuo. De manera típica, este campo magnético alterno de amplitud baja tiene una frecuencia en una gama de 10Hz a 100kHz, preferentemente de 50Hz a 50kHz, y de manera más ventajosa de 500Hz a 5kHz.

En una realización, las bobinas conducen una corriente substancialmente constante a efectos de mantener el nulo magnético en un punto fijo. En otra realización, las bobinas conducen una corriente cuya amplitud varía en un ciclo predeterminado de manera que la posición del nulo magnético se hace oscilar de una forma predeterminada.

En los métodos según la invención, la detección de la respuesta magnética del elemento magnético comprende, ventajosamente, la observación de armónicos del campo corriente alterna aplicada, que se generan por el elemento magnético al ser alterado el estado de magnetización por paso por el nulo magnético.

Tal como se ha indicado anteriormente, el sistema funciona con un campo de exploración de frecuencia nula o de frecuencia muy baja, y una HF (alta frecuencia) en una gama de 50Hz - 50kHz. Esto permite una buena penetración de la señal en la mayor parte de materiales, incluyendo elementos metálicos delgados. Además, las normas internacionales permiten campos elevados para transmisión a estas frecuencias bajas.

Las realizaciones preferentes de la invención dan a conocer un sistema de etiqueta de datos multi-bit, que utiliza interrogación magnética inductiva de baja frecuencia, y evita la necesidad de etiquetas caras y complejas.

Fundamentos de la invención

Antes de describir realizaciones adicionales, será de interés el explicar algunos aspectos fundamentales de la invención, haciendo referencia, en caso apropiado, a realizaciones relativamente simples.

Un aspecto clave de la invención es la forma del campo magnético creado en la zona de interrogación; tal como se comprenderá más adelante, este campo permite que regiones espaciales muy pequeñas puedan ser interrogadas. Los medios para generar este campo magnético se indicarán, a continuación, como "interrogador". En una realización simple, el interrogador consiste en un par de bobinas idénticas muy próximas entre sí con sus ejes coincidentes. Las bobinas están conectadas entre sí, de manera que sus direcciones de arrollamiento son opuestas en cuanto a su sentido, y una corriente continua les hace pasar por las mismas. Ésta provoca campos magnéticos opuestos en los ejes de las bobinas, de manera que se crea una posición de campo cero, un nulo magnético, a lo largo del eje de la bobina a mitad de distancia entre las bobinas. El nivel de corriente en las bobinas es tal que satura fuertemente una pequeña muestra de material magnético de alta permeabilidad situado en el centro de cualquiera de la dos bobinas. Una corriente alterna de amplitud mucho más baja se hace pasar, también, en direcciones opuestas por las dos bobinas, de manera que los campos de corriente alterna producidos se suman a media distancia entre la bobinas. Esto puede ser dispuesto fácilmente conectando una fuente de corriente adecuada a la unidad de las dos bobinas, con un retorno a tierra. La frecuencia de esta corriente alterna puede ser, típicamente, de 2 kHz, pero su valor no es crítico, y las frecuencias adecuadas se extienden en una amplia gama. Esta corriente alterna genera el campo de interrogación que interacciona con una etiqueta magnética para generar una respuesta detectable. Otro efecto de esta corriente alterna es provocar que la posición de campo cero, el nulo magnético, oscile alrededor de la posición intermedia entre los ejes de las bobinas en una pequeña magnitud (esto es una oscilación o "wobble" en vez de un recorrido de extensión significativa).

Además, otra corriente alterna de baja frecuencia puede ser alimentada a las bobinas a efectos de generar un campo de exploración de baja frecuencia (que puede ser cero). La frecuencia del campo de exploración (cuando existe) debe ser suficientemente baja para permitir muchos ciclos del campo de interrogación de frecuencia relativamente elevada, en el tiempo en el que la zona de nulo magnético pasa sobre la etiqueta; de manera típica, la proporción de frecuencia del campo de interrogación (\omega_{c}) con respecto al campo de exploración (\omega_{b}) es del orden de 100:1, si bien se apreciará que esta proporción puede variar en una gama considerable sin que existan efectos perjudiciales en el rendimiento de la invención.

Cuando una etiqueta que contiene un trozo de material magnético con alta permeabilidad se hace pasar a lo largo del eje de las bobinas por la región en la que tiene lugar la oscilación del plano de cero magnético, se encontrará inicialmente saturada por completo por el campo magnético de corriente continua. A continuación, será activado brevemente a través de su bucle B-H, al pasar por la región de campo cero. Finalmente, quedará otra vez saturado. La región sobre la que el material magnético es "activo", es decir, sufre cambios magnéticos, será físicamente pequeña, y está determinada por la amplitud del campo de corriente continua, la amplitud del campo de corriente alterna y las características del material magnético. Esta región puede ser fácilmente menor de 1 mm de extensión. Si el nivel del campo alternativo es bastante inferior al requerido para saturar el material magnético de la etiqueta, entonces los armónicos de la señal de corriente alterna se generarán por la etiqueta al entrar en la región de campo cero del campo interrogador, y responderán al campo cambiante. Al abarcar la etiqueta la estrecha región de campo cero, la etiqueta será activada en la parte lineal de su bucle B-H, e interaccionará por re-radiando solamente la frecuencia de interrogación fundamental. A continuación, al abandonar la etiqueta la región de campo cero, emitirá nuevamente armónicos de la frecuencia del campo de interrogación. Una bobina receptora, dispuesta para ser sensible a campos producidos en la región de campo cero, pero que no se acopla directamente a las bobinas del interrogador, recibirá solamente estas señales. La variación de estas señales a lo largo del tiempo, al pasar la etiqueta por el eje de las bobinas, proporciona una indicación clara en el paso de los extremos del material magnético por la región de campo cero.

Se observará que, a causa de que la zona de interrogación puede ser muy estrecha, cada parte individual del material magnético se puede distinguir con respecto a sus adyacentes, de las que está separada por una pequeña distancia. Naturalmente, el material magnético será seleccionado para adecuarse a la aplicación específica para la que está destinada la etiqueta. Se dispone comercialmente de materiales magnéticos adecuados, tal como se ha descrito anteriormente.

Si una etiqueta que contiene una serie de zonas o trozos de material magnético, colocada a lo largo del eje de la etiqueta, se toma en consideración, se observará que, dado que cada zona o trozo de material magnético pasa por la zona de campo cero, su presencia y las posiciones de sus extremos pueden ser detectadas. Resulta entonces sencillo utilizar las longitudes y separaciones de las zonas individuales o trozos de material magnético para representar secuencias de código específicas. Son posibles muchos esquemas de codificación distintos. Una disposición eficaz es utilizar un análogo del esquema de codificación utilizado para códigos de barras ópticos en los que los datos están representados por la separación y anchura de las líneas del código.

El sistema que se ha descrito permite el escaneado de una etiqueta de eje único (por ejemplo, un alambre o una delgada banda de material anisótropo, que tiene un eje magnético según su longitud) al desplazarse físicamente por el conjunto de la bobina. Se apreciará que el movimiento relativo entre la etiqueta y el campo de interrogación se puede conseguir con el campo estacionario y con la etiqueta móvil, o viceversa. En caso necesario, la disposición puede ser auto-escaneante y, por lo tanto, capaz de interrogar una etiqueta estacionaria, por ejemplo, por modulación de las corrientes de activación en corriente continua a las dos bobinas interrogadoras, de manera que la región de campo cero escanea sobre una parte apropiada del eje de las bobinas. La extensión de esta oscilación necesita ser, como mínimo, igual a la dimensión máxima de la etiqueta y, preferentemente, debe ser considerablemente mayor, para evitar la necesidad de un posicionado preciso de la etiqueta dentro de la zona de interrogación.

Utilizando bobinas adicionales dispuestas sobre los dos ejes ortogonales al original, se pueden leer orientaciones de etiquetas al azar por escaneado de campo secuencialmente. Esto comporta una complejidad mucho mayor en la correlación de señales desde los tres planos, pero a causa de la resolución espacial muy elevada disponible, sería capaz de leer muchas etiquetas simultáneamente presentes en un volumen de interrogación común. Esto es una gran ventaja para aplicaciones tales como etiquetado de elementos de venta al detalle y, por ejemplo, permitiría una totalización automática de precios de una etiqueta en el punto de venta de una tienda. De este modo, la invención es aplicable al etiquetado de precio de artículos y a sistemas de punto de venta que generan un total de ventas (con o sin proceso de datos asociado relativo a inventario).

Las dimensiones de una etiqueta lineal simple dependen de la longitud de los elementos individuales, de su separación y del número de bits de datos requeridos. Utilizando bandas de material de la mayor permeabilidad comercialmente disponible, tales como las láminas de aleación "spin-melt" de suministradores tales como Vacuumshcmeltze (Alemania) y Allied Signal (U.S.A), la longitud mínima de elementos individuales que se puede utilizar es probablemente del orden de unos pocos milímetros. La causa de esto es que la permeabilidad extrínseca será dominada por factores de forma, en vez de la permeabilidad intrínsecamente muy elevada (típicamente 10^{5}), y para longitudes más cortas puede tener una permeabilidad insuficiente para un funcionamiento satisfactorio.

Por esta razón, tiene interés la utilización de películas muy delgadas de material magnético de alta permeabilidad. A condición de que sea muy delgado, (idealmente menos de 1 \mum), este material puede ser cortado en trozos bidimensionales pequeños (cuadrados, discos, etc) con áreas de unos 20 mm^{2} o menos, pero que conservan elevada permeabilidad. Esto posibilitará etiquetas más cortas que lo que resulta posible con elementos fabricados a partir de elementos laminares comerciales de elevada permeabilidad. Los materiales adecuados de película delgada se pueden conseguir comercialmente de la firma IST (Bélgica).

También se puede utilizar una extensión a este tipo de programación para impedir que la etiqueta combinada produzca alarma en los sistemas de seguridad de venta al detalle (esta alarma sería una falsa indicación de robo y crearía, por lo tanto, situaciones embarazosas tanto para el vendedor como para el comprador). Si se polarizan diferentes regiones de la etiqueta con diferentes niveles de campo estático, éstas producirán señales en diferentes momentos, cuando pasen por los sistemas de seguridad de la tienda. Esto complica la realización de la etiqueta en dichos sistemas e impide provocación de alarma. En la presente invención, el sistema de lectura será capaz de manejar las señales con desplazamiento de tiempo producidas por dicha polarización magnética.

Hasta el momento, la codificación de etiquetas ha sido descrita en base a elementos magnéticos separados físicamente. No obstante, no es esencial separar físicamente los elementos; la programación de datos en una etiqueta se puede conseguir destruyendo las características de alta permeabilidad de un elemento magnético continuo en zonas seleccionadas del mismo. Esto puede ser realizado, por ejemplo, por calentamiento local hasta un valor de temperatura por encima de la recristalización de la aleación amorfa, o por estampado o trabajo de otra forma el material. De importancia incluso mayor es la capacidad de aislar magnéticamente regiones de un elemento continuo de un material de alta permeabilidad por medio de un modelo o dibujo magnético almacenado en un elemento de polarización adyacente, realizado a partir de un material magnético de coercitividad media o elevada. Esta etiqueta combinada podría ser, entonces, simplemente codificada por escritura de un modelo o dibujo magnético en el elemento de polarización, utilizando un cabezal de impresión magnética adecuado. En caso necesario, la etiqueta podría ser borrada (por desmagnetización con un campo de corriente alterna) y reprogramada con nuevos datos.

El esquema descrito puede ser extendido también para el funcionamiento con etiquetas que almacenan datos en dos dimensiones. Esto permite conseguir etiquetas mucho más compactas, puesto que, además de ser una forma más conveniente, una etiqueta realizada a partir de una disposición ce N x N de elementos o parches de película delgada tiene mucho más potencial de codificación que un conjunto lineal del mismo número de elementos. A causa de ello, es que hay muchas más interrogaciones exclusivas de los elementos o parches que pueden ser dispuestos en un área determinada.

Otras realizaciones Utilización de exploración magnética espacial para detección de posición

Además del espacio de interrogación para leer etiquetas de datos, esta nueva técnica de desplazar planos de campo cero por el espacio (o mover cosas a través de los planos) se puede utilizar para proporcionar información de localización precisa para pequeños elementos de material de alta permeabilidad magnético.

De este modo, la invención da a conocer un método para la determinación de la localización precisa de un objeto, caracterizado porque el método comprende: (a) fijación al objeto de una pequeña pieza de un material magnético que tiene elevada permeabilidad magnética; (b) aplicar a la región en la que se ha localizado dicho objeto un campo magnético que comprende dos componentes de campo opuestas, generadas por fuentes de campo magnético, que resultan en un campo nulo en una posición intermedia de dichas fuentes de campo magnético; (c) aplicar un campo de interrogación de alta frecuencia y baja amplitud a dicha región; (d) provocar que la posición del campo nulo efectúe un barrido lentamente hacia atrás y hacia adelante durante una gama predeterminada de movimiento; (e) observar la interacción magnética entre dicho campo magnético aplicado y dicha pequeña pieza de material magnético; y (f) calcular la posición del objeto a partir de la consideración de dicha interacción magnética y formar los parámetros magnéticos conocidos relativos a dicho campo aplicado y a dicha pequeña pieza de material magnético. De manera ventajosa, la pequeña pieza de material magnético de alta permeabilidad adopta la forma de una hoja delgada, un alambre o una película delgada.

Este aspecto de la invención es de interés particular cuando el objeto cuya localización se tiene que determinar es un instrumento quirúrgico, por ejemplo, una sonda quirúrgica o una aguja quirúrgica. La invención permite también una determinación precisa de la localización, por ejemplo, de una sonda quirúrgica durante una operación.

Esta técnica es ideal para la localización precisa de marcadores muy pequeños con volúmenes relativamente confinados; puede resolver separadamente marcadores múltiples. También muestra baja sensibilidad a objetos metálicos extraños.

La etiqueta o marcador magnético pueden tener típicamente una longitud de 1 cm (mayor en caso deseado) de alambre amorfo (no corrosivo, diámetro de 90 micras o menos) similar al utilizado en las etiquetas EAS, o bien, con un desarrollo de proceso adecuado, una corta longitud (por ejemplo, 1 cm) de una aguja dotada de recubrimiento con una delgada capa de un material magnético blando.

En su utilización en la cabeza de un paciente, se puede conseguir una resolución de 0,1 mm con los marcadores descritos. La exactitud debe tener también el potencial de aproximarse a este valor si se observan algunas precauciones con respecto a calibración y utilización de otros materiales magnéticos, pero para rendimiento óptimo, es deseable una estructura rígida pero abierta próxima a la cabeza. Los niveles de campo magnético utilizados serán más bajos que los generados por los imanes corrientes (por ejemplo, elementos de retención de puertas de cocina, etc).

Esta técnica tiene aplicación específica a la cirugía del cerebro, cuando existe la exigencia de localizar la posición de sondas en tres dimensiones y con elevada precisión. Por lo tanto, es posible, de acuerdo con esta invención, utilizar pequeños marcadores magnéticos en dichas sondas o agujas. En este caso, una ventaja principal es que solamente se tiene que detectar y resolver en el tiempo la señal del marcador; estando determinada la resolución por la localización del plano del campo cero, no por la proporción de señal a ruido de la señal de marcador detectado. Esto permite la utilización de un marcador muy pequeño.

Un detector de posición de eje único puede ser implementado con un juego de bobinas similares al sistema de lectura de etiqueta antes descrito. Este comprende: un par de bobinas en oposición que llevan corriente continua para generar un gradiente de campo de corriente continua; un dispositivo para la aplicación de un campo de corriente alterna de nivel bajo relativamente uniforme para activar el marcador entrando y saliendo de saturación en la pequeña región en la que el campo de corriente continua se encuentra próximo a cero; y medios para aplicar un campo de corriente continua relativamente uniforme de intensidad y polaridad variables para desplazar la localización del plano de campo de corriente continua cero alrededor del volumen a interrogar.

Un marcador anisotrópico, es decir, que tiene un eje preferente de magnetización, resuelve el campo magnético según su longitud. Este marcador puede ser obtenido, por ejemplo, utilizando un elemento largo y delgado del material magnético o por tratamiento adecuado de un área de material magnético que tiene una proporción de aspecto mucho más baja, por ejemplo, por disposición longitudinal de un fragmento o parche de forma general rectangular de un material magnético de fusión por centrifugación ("spin-melt"). En el contexto de un detector de posición de eje único que se explica existen cinco grados de libertad (x,y,z y dos ángulos (la rotación del marcador alrededor de su eje no tiene efecto)). Tres juegos completos ortogonales de bobinas pueden captar suficiente información realizando tres escaneados del campo uniforme de corriente continua en cada uno de los juegos de bobinas por turno. La primera exploración sin campo de los otros juegos, la segunda con un campo de corriente continua uniforme de uno de los otros juegos, y la tercera con campo de corriente continua del otro juego. Esto proporciona nueve exploraciones en total, las cuales pueden ser representadas en la tabla siguiente, en la que las fuentes de campo magnético se han identificado como a, b y c y las exploraciones o escaneado se han numerado 1-9 (no tiene significación el orden de escaneado):

1

La única información requerida de cada escaneado es la posición del centro de la salida armónica del marcador dentro de dicha exploración o escaneado. Estos nueve valores de campo de corriente continua pueden ser convertidos a continuación en coordenadas xyz-theta-phi del marcador. Para empezar, el sistema puede ser utilizado simplemente reteniendo el marcador en la posición deseada antes de que el cabezal sea colocado en las bobinas; y a continuación, cuando el cabezal es colocado en las bobinas, el marcador puede ser desplazado hasta que se obtienen las mismas señales.

Una alternativa a la interrogación secuencial que tiene la ventaja de requerir menos tiempo para el escaneado de la región de interés consiste en girar el gradiente de campo magnético continuamente a efectos de producir un escaneado en todas las direcciones de interés. Esto se puede conseguir activando tres juegos de bobinas con formas de onda continua apropiadas. Por ejemplo, un campo de escaneado adecuado será creado si se activan bobinas en los planos x, y, y z con corrientes I_{x}, I_{y} y I_{z} proporcionadas por las ecuaciones:

I_{x} = cos \ \omega_{a}t \ (A \ cos \ \omega_{b}t - sen \ \omega_{b}t\cdot sen \ \omega_{c}t) - sen \ \omega_{a}t \cdot cos \ \omega_{c}t

I_{y} = sen \ \omega_{a}t \ (A \ cos \ \omega_{b}t - sen \ \omega_{b}t\cdot \ sen \ \omega_{c}t) + cos \ \omega_{a}t\cdot cos \ \omega_{c}t

I_{z} = A \ sen \ \omega_{b}t + cos \ \omega_{b}t\cdot sen \ \omega_{c}t

en las que:

: \omega_{a} = frecuencia global de rotación del campo magnético aplicado

: \omega_{b} = frecuencia de escaneado global

: \omega_{c} = frecuencia interrogación

: A = proporción de amplitud \omega_{b} : \omega_{c}.

Valores típicos (pero no limitativos) de estos parámetros son:

: A = 10;

: proporción de frecuencia \omega_{a} : \omega_{b} = 1 : 10; y

: proporción de frecuencia \omega_{b} : \omega_{c} = 1 : 400.

Descripción de los dibujos

La invención se ilustrará a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra los elementos fundamentales de un sistema de lectura de etiquetas, según la invención;

la figura 2 es un diagrama de circuito que muestra una forma de generación del modelo de campo magnético deseado con la disposición de la figura 1;

la figura 3 muestra la respuesta magnética de una etiqueta a su posición dentro del sistema de lectura de la figura 1;

la figura 4 muestra donde tienen lugar los nulos magnéticos con un imán permanente;

la figura 5 muestra una realización de la invención que utiliza una bobina y un imán permanente para generar la forma de campo deseada;

la figura 6 muestra una realización de la invención que utiliza una realización de la invención que utiliza un par de imanes permanentes para generar la forma de campo deseada;

la figura 7 muestra una realización de la invención que utiliza una serie de imanes permanentes dispuestos en un conjunto anular con una bobina para generar la forma de campo deseada;

la figura 8 es un diagrama de circuito esquemático de una realización de un interrogador de acuerdo con la invención;

la figura 9 muestra una selección de etiquetas de acuerdo con la presente invención; y

la figura 10 muestra una realización de la invención aplicada a operaciones quirúrgicas.

Haciendo referencia a la figura 1, se ha mostrado una disposición general, en la que una etiqueta (1) queda dispuesta a mitad de camino entre dos bobinas Tx1 y Tx2. La etiqueta es del tipo mostrado en la figura 9a, es decir, una simple etiqueta lineal que lleva una serie de elementos magnéticos, cada uno de los cuales está conformado en un material de aleación magnética de alta permeabilidad, por ejemplo una cinta de fusión por centrifugación ("spin melt") Vacuumschmeltze 6025 que tiene una permeabilidad intrínseca de 10^{5} aproximadamente. El lector apreciará que los valores indicados en esta descripción para los diferentes parámetros asociados con los elementos mostrados en la figura 1 tienen solamente carácter de ejemplo, de forma ilustrativa para una realización funcional. Los valores de estos parámetros variarán inevitablemente de acuerdo con las dimensiones globales del sistema y la función deseada. Los elementos magnéticos que constituyen las regiones magnéticamente activas separadas de la etiqueta tienen dimensiones de 10 mm x 1 mm x 25 micras; con una separación entre elementos adyacentes de 1 mm. Las dos bobinas están separadas entre sí aproximadamente en 20 cm, y cada una de ellas comprende 450 espiras de cobre de 0,56 mm arrollado en configuración cuadrada típicamente de 45 cm x 45 cm. Cada una de las bobinas tiene una resistencia de 6\Omega y una inductancia de 100 mH. Cada una de las bobinas Tx1 y Tx2 transporta una corriente continua I, superpuesta a la cual se encuentra una corriente alterna menor i; de manera típica, la corriente continua I es del orden de 3A mientras que la corriente alterna superpuesta i es del orden de 50 mA. La corriente alterna i tiene una frecuencia relativamente elevada, típicamente unos 2 kHz.

Con un sistema tal como el descrito, las corrientes alterna y continua en las dos bobinas generan un modelo de campo magnético en el que existe un nulo magnético en la dirección de la flecha x en puntos que se encuentran en un plano paralelo a las dos bobinas y a mitad de distancia entre ellos. En la figura 1, las coordenadas x e y de este plano intermedio se han representado por las líneas (2) y (3), respectivamente.

Si una etiqueta magnética según la presente invención se hace pasar por las dos bobinas mostradas en la figura 1, desplazándose la dirección x y en general según el eje longitudinal definido entre puntos centrales de las dos bobinas, pasará por una inversión de polaridad de campo magnético en el plano medio definido por las coordenadas (2) y (3). El cambio de polaridad del campo magnético tiene lugar porque la corriente continua fluye en un sentido en la primera de las bobinas y en sentido opuesto en la otra, tal como se ha indicado por las flechas de la figura 1. En el plano medio, la componente de campo magnético generado por la corriente continua que pasa por la primera bobina anula exactamente la componente de campo magnético generada por el paso de la corriente continua en la otra bobina.

Al desplazarse la etiqueta por el centro de la primera bobina, experimenta un elevado campo magnético que es suficiente para saturar los elementos magnéticamente activos; al reducirse la intensidad de campo al desplazarse hacia el plano medio, el material magnético se ve influido por el campo magnético decreciente de la manera determinada por su curva de histéresis. En las proximidades del nulo magnético, la dirección de magnetización de los elementos magnéticos de la etiqueta se invierte.

La corriente i alterna y frecuencia relativamente elevada, que se ha mostrado en la figura 1, es idéntica en cada una de las bobinas Tx1 y Tx2.

La corriente alterna puede tener una frecuencia dentro de una amplia gama, tal como se ha indicado anteriormente, siendo un valor típico de funcionamiento la disposición de la figura 1 unos 2kHz. El efecto de esta corriente alterna de amplitud relativamente baja consiste en provocar que el plano medio definido por las coordenadas (2), (3) oscile alrededor del punto medio geométrico a lo largo del eje longitudinal definido entre los puntos medios de las dos bobinas. En otras palabras, el plano que contiene el nulo magnético oscila o vibra hacia atrás y hacia adelante sobre una región espacial pequeña a la frecuencia de la corriente alterna.

La figura 2 muestra un circuito simple para proporcionar campos de corriente continua opuestos combinados con campos de corriente alterna. El condensador (C1) es seleccionado para resonancia con la inductancia de las bobinas Tx1 y Tx2 en la frecuencia de activación en corriente alterna; cada una de estas bobinas tiene una resistencia de 6 ohmios y una inductancia de 100 milihenrios. Un valor típico para (C1) es de 0,1 \muF. (C2) es un condensador seleccionado de manera que se comporte como cortocircuito efectivo a la frecuencia de activación en corriente alterna; un valor típico para este componente es de 22 \muF. El suministro de potencia en corriente continua proporcionará típicamente 30 voltios a 3 amperios; y la fuente de corriente alterna suministrará típicamente una corriente alterna a una frecuencia de 2kHz a 2v rms.

La figura 3 muestra la forma en la que varía la magnetización de un elemento magnético único a lo largo del tiempo para diferentes posiciones dentro del modelo de campo magnético definido entre las bobinas Tx1 y Tx2 de la figura 1. Para facilidad de ilustración, la oscilación del plano que contiene el nulo magnético se ha representado por la flecha doble (\leftrightarrow) (4), representándose las posiciones extremas del plano por las líneas de trazos (5) y (6), respectivamente, y el punto medio entre planos limitadores (5) y (6) que está representado por la línea de trazo (7). En la parte derecha de la figura 3, el campo de corriente alterna aplicado se ha mostrado con variación con el tiempo entre los valores de campo positivo (H+) y negativo (H-). Por debajo del gráfico del campo en corriente alterna aplicado, existen cinco gráficos que muestran la forma en la que magnetización neta del elemento magnético varía a lo largo del tiempo en cada una de las cinco posiciones geométricas indicadas a la izquierda de la Posición 1, Posición 2, etc. Los planos (5) y (6) definen los límites de regiones dentro de las cuales tiene lugar las inversiones de polaridad de campo magnético. En la práctica, la separación entre los planos (5) y (6) es típicamente del orden de 1 mm; para un material magnético determinado, puede incrementar esa distancia o disminuir a voluntad dentro de ciertos límites, al variar la amplitud de la corriente alterna y/o la corriente continua en las bobinas.

En todo momento, el elemento magnético tiene un eje magnético lineal ortogonal a los planos (5), (6) y (7).

En la Posición 1, el extremo del elemento magnético es adyacente al plano (6); en esas condiciones, experimenta un campo magnético positivo en todo momento, y su magnetización neta es invariable a lo largo del tiempo. En la Posición 2, el extremo delantero del elemento a alcanzado el plano medio (7). La mayor parte del material magnético, no obstante, permanece todavía fuera del plano de limitación (6). Como consecuencia, el plano nulo es capaz de interaccionar solamente con una parte del material magnético, resultando en una magnetización neta variable en el tiempo que tiene la forma repetitiva mostrada, por ejemplo, en la parte de valor positivo según una línea recta seguida por un arco de forma general sinodal que pasa a cero y luego aumenta a su valor positivo original.

En la Posición 3, el material magnético es dispuesto simétricamente con respecto al plano medio (7). En este caso, la magnetización neta con respecto al tiempo consiste en un gráfico con una onda senoidal cuya frecuencia corresponde a la del campo de corriente alterna aplicado. En la Posición 4, la mayor parte del elemento magnético experimenta un campo negativo en todo momento, mientras que una parte más pequeña del elemento experimenta inversiones de polaridad; esto conduce al gráfico de magnetización neta con respecto al tiempo tal como se ha mostrado. El hecho de que la Posición 4 sea efectivamente la inversa de la Posición 2 se refleja en la relación entre los gráficos de magnetización para estas dos posiciones; tal como se puede apreciar, el gráfico para la Posición 4 es efectivamente una imagen especular del correspondiente a la Posición 2 pero con partes curvadas desplazadas en el tiempo.

Finalmente, en la Posición 5, la totalidad de la etiqueta experimenta campo negativo, y ninguna parte de la etiqueta experimenta inversión de polaridad de campo. Como consecuencia, la magnetización neta es invariable en el tiempo, siendo un valor negativo constante tal como se ha mostrado.

Cuando una etiqueta que contiene este elemento magnético es pasada por el eje de las bobinas por la región de campo cero, inicialmente quedará completamente saturada por el campo magnético en corriente continua. A continuación, será activada brevemente en su bucle B-H al pasar por la región de campo cero. Finalmente, quedará saturada nuevamente. La parte del desplazamiento en la que el material magnético es "activo", es decir, presenta cambios magnéticos, es físicamente pequeña, y está determinada por la amplitud del campo en corriente continua, la amplitud del campo de corriente alterna y las características del material magnético. Esta región puede ser fácilmente menor de 1mm de extensión. Si el nivel del campo alternativo se encuentra bastante por debajo del requerido para saturar el material magnético de la etiqueta, entonces los armónicos de la señal de corriente alterna serán generados por la etiqueta al entrar en la región de campo cero (Posiciones 1 a 2) y responde al campo cambiante. Al abarcar la etiqueta la estrecha zona de campo cero (Posición 3), la etiqueta será activada en la parte lineal de su bucle B-H, e interaccionará al re-irradiar solamente la frecuencia de interrogación fundamental. A continuación, al abandonar la etiqueta la zona de campo cero, (Posiciones 4 a 5) nuevamente emitirá armónicos de la frecuencia del campo de interrogación.

Una bobina receptora (Rx) dispuesta para tener sensibilidad a campos producidos en la región de campo cero, pero que no se acopla directamente a las bobinas del interrogador (Tx), recibirá solamente estas señales. Esta disposición puede ser conseguida utilizando bobinas Tx y Rx separadas físicamente, dispuestas para tener un acoplamiento mútuo reducido; o utilizando una bobina única (poseyendo ambas funciones Tx y Rx) conjuntamente con un filtrado adecuado en las trayectorias de Tx y Rx. La variación de estas señales a lo largo del tiempo, al pasar la etiqueta por el eje de las bobinas proporciona una indicación clara del paso de los extremos del material magnético por la zona de campo cero.

El resultado de esta interacción entre la etiqueta y el campo magnético que experimenta se muestra en la figura 3b. En este caso, la región (4) sobre la que oscila el nulo magnético se ha mostrado a escala menor, y los puntos numerados representan la localización del punto medio de la etiqueta en cada una de las Posiciones 1-5. La generación de una señal armónica por la etiqueta (mostrada por el segundo armónico de la frecuencia aplicada) es aparente en posiciones en las que la etiqueta entra en la zona definida por los planos limitadores (5) y (6), es decir, la zona en la que tienen lugar las inversiones de polaridad de campo magnético. A causa de la simetría del sistema, un único elemento magnético generará un pico doblete (8a) y (8b) puesto que las Posiciones 2 y 4 son redundantes.

Haciendo referencia a continuación a la figura 4, ésta muestra las líneas de fuerza (es decir, los contornos magnéticos) que existen con un simple imán de barra. El plano X-Y que corta el eje longitudinal del imán de barra y que es ortogonal al plano del papel constituye un plano magnético nulo. Por lo tanto, un elemento magnético que posee un eje magnético sensible alineado ortogonalmente con respecto al plano nulo experimentará un nulo magnético al atravesar cualquiera de las trayectorias A-B ó C-D. Como consecuencia, un simple imán magnético de barra puede ser utilizado como parte del sistema de interrogación para detectar la presencia de dicha etiqueta magnética, o para leer la información soportada por dicha etiqueta.

La generación de una segunda señal armónica puede formar la base de un sistema de detección de la etiqueta. Si, en vez de solamente un simple elemento magnético, la etiqueta comprende una disposición lineal de n elementos magnéticos, el segundo armónico que sale de la etiqueta comprenderá n picos doblete, cada uno del tipo mostrado en la figura 3b. Si las dimensiones y características magnéticas de los elementos magnéticos son todos iguales, los picos tendrán el mismo perfil y cada pico definirá una envolvente de área constante. La separación entre elementos magnéticos individuales influirá en las posiciones relativas de los picos doblete en un gráfico de la amplitud con respecto al tiempo. Se apreciará que la presente invención no queda restringida a la utilización de dichas simples etiquetas que se han descrito. La utilización de elementos magnéticos de diferentes dimensiones y diferentes características, y con separación no uniforme según la longitud de la etiqueta magnética, generará modelos y señales más complejos que, no obstante, son característicos de la realización determinada de la etiqueta. Al variar el número, las características magnéticas y el posicionado de una serie de elementos magnéticos, es posible fabricar un gran número de etiquetas magnéticas, cada una de ellas con sus características exclusivas que, de modo correspondiente, generarán una señal única o exclusiva cuando se utiliza en relación con los sistemas de las figuras 1 a 3.

También se observará que la invención no queda limitada a observar el segundo armónico de la frecuencia alternativa aplicada; este armónico específico ha sido seleccionado con el objetivo de ilustración puesto que es relativamente fácil de generar una señal de transmisión (salida Tx) que no tiene segundo contenido armónico (o muy poco), permitiendo de esta manera una discriminación satisfactoria entre la señal Tx y la respuesta de la etiqueta; y, dado que también contiene una proporción relativamente elevada de la energía de armónicos total emitida desde la etiqueta.

Haciendo referencia a continuación a la figura 5, se ha mostrado una disposición esquemática para un simple lector de etiquetas de acuerdo con la presente invención, utilizando el lector un imán permanente (10) de una bobina (11) situada adyacente a una cara del imán. En esta realización, una etiqueta que se tiene que leer se puede hacer pasar a lo largo de la trayectoria C-D por la bobina (11) o a lo largo de la trayectoria A-B por encima de la bobina. Las etiquetas se deben orientar con sus ejes magnéticos alineados con la dirección de movimiento de la etiqueta. En la figura 5, el plano nulo magnético queda posicionado en (12), tal como se ha mostrado.

Haciendo referencia a continuación a la figura 6, se ha mostrado la utilización de dos imanes permanentes dispuestos con sus ejes magnéticos alineados y con polos iguales opuestos entre sí. Esta disposición genera un plano nulo (13). La dirección necesaria del movimiento de la etiqueta se ha indicado por las flechas (14). Nuevamente, el eje magnético de la etiqueta se debe alinear con la dirección de movimiento.

La figura 7 muestra una simple realización de un lector etiqueta, utilizando una serie de imanes permanentes para generar un plano magnético nulo. Tal como se ha mostrado, se disponen diez imanes de ferrita unidos con un polímero en una disposición angular, de manera que los polos iguales están dirigidos hacia adentro. Una bobina común de transmisión/recepción (L1) queda alojada dentro del anillo de los imanes de la manera que se ha indicado. La etiqueta es leída al pasar por el plano nulo en el centro del bucle de los imanes.

Haciendo referencia a continuación a la figura 8, se ha mostrado una realización de un sistema de interrogación de acuerdo con la invención. Éste se basa en la utilización de una bobina única (L1) para actuar como bobina transmisora (Tx), que genera el modelo de campo magnético deseado, y como bobina receptora (Rx). El sistema utiliza la segunda salida de armónico de la etiqueta como base para detección/identificación de la etiqueta. Los componentes de circuito (C1) y (L2) forman una trampa resonante a la frecuencia 2f para reducir señales a esta frecuencia en la salida Tx a un nivel muy bajo; (C2) resuena con (L1) a la frecuencia f; y las componentes (C3), (C4), (L1) y (L3) forman un filtro para el paso de las señales deseadas desde la etiqueta a la frecuencia 2f, rechazando simultáneamente señales con la frecuencia transmitida f.

La salida obtenida de este circuito pasa por un filtro de paso bajo a un convertidor analógico a digital (ADC) y, por lo tanto, a un procesador de señal digital. Estas componentes, y en particular el procesador de señales, se configurará de manera adecuada a la aplicación deseada de la unidad de interrogación. La naturaleza del proceso de la señal, y los medios mediante los cuales se consigue, son convencionales y, por lo tanto, no se describirán adicionalmente.

La figura 9 muestra la estructura básica de las etiquetas magnéticas de acuerdo con la invención. La figura 9a muestra una etiqueta (100) que comprende un medio de soporte (101) (por ejemplo, papel o material plástico) y un conjunto lineal de regiones magnéticamente activas (102), (103), (104), (105) y (106). Cada región magnéticamente activa está formada a partir de un fragmento o parche de un material magnético de alta permeabilidad (por ejemplo, el material Vacuumschmeltze 6025) que tiene su eje magnético alineado según una longitud de la etiqueta. Cada uno de dichos fragmentos o parches tiene aproximadamente 10 mm^{2} de área y está fijado por adhesivo al substrato (101).

Los parches (101)-(105) son idénticos en dimensiones y características magnéticas, y están uniformemente separados entre sí, siendo los intersticios (110), (111) y (112) iguales. El intersticio entre los parches (105) y (106), no obstante, es más grande, tal como si hubiera solamente un parche faltante en la posición indicada por las líneas de puntos en (113).

La etiqueta (100) se comporta como una etiqueta de seis bits, codificada 111101 (siendo el cero el área (113)).

Una etiqueta (120) funcionalmente equivalente queda formada por el substrato (121) que soporta los elementos magnéticos (122)-(126) y que tiene un "intersticio" (127); en esta realización, los elementos magnéticos adoptan forma de una tira o alambre de un material magnético de alta permeabilidad (por ejemplo Vacuumschmeltze 6025), teniendo de manera típica una longitud de unos 5 mm, una anchura de 1 mm y unas 15 micras de grosor.

La figura 9b muestra una constitución alternativa para una etiqueta laminada (130) de seis bits. Esta etiqueta es codificada 111101, igual que en la figura 9a. En este caso, una capa continua o un tramo de un material magnético de alta permeabilidad (131) (en forma de alambre, tira, película delgada o lámina) y un substrato (133) abrazan en sándwich una capa de polarización magnética (132). La capa de polarización es magnetizada en áreas predeterminadas que influyen el material de alta permeabilidad dispuesto por encima, para generar regiones magnéticamente activas indicadas con los numerales (134), (135), (136), (137) y (138). La región (139) no es activa, y esto constituye un cero magnético. Cuando se lee por un sistema de interrogación tal como el de la figura 8, la salida generada por las etiquetas (100), (120) y (130) será la mostrada en la figura 9d.

Una etiqueta más compleja es la mostrada en la figura 9c. En este caso, hay una serie de conjuntos lineales paralelos de material magnéticamente activo, que generan un conjunto de 4 x 4 lugares en los que puede estar presente el material magnéticamente activo (codificando como "1") o ausente (codificando como "0").

La figura 10 muestra la disposición general de tres juegos de bobinas tal como se utiliza de acuerdo con esta invención para aplicaciones quirúrgicas. Los tres juegos de bobinas son ortogonales entre sí y definen una cavidad en la que se puede colocar la cabeza (200) de un paciente. El primer juego de bobinas consiste en las bobinas (201a) y (201b); el segundo juego consiste en las bobinas (202a) y (202b); y el tercer juego consiste en las bobinas (203a) y (203b). En el dibujo, dos sondas quirúrgicas (204) y (205) se han mostrado esquemáticamente en posición dentro del cráneo del paciente. Cada una de las sondas tiene, en sus extremos distales, una etiqueta magnética (206), (207) tal como una de las descritas en lo anterior con referencia a la figura 9. Dado que el elemento magnético de la etiqueta se requiere únicamente que proporcione información de su presencia (en vez de retener datos extensos), son preferibles etiquetas relativamente simples). Un elemento magnético único de un material magnético de alta permeabilidad situado en la punta de la sonda es suficiente. Las bobinas funcionan de la manera que se ha descrito en detalle anteriormente. Por medio de la presente invención, es posible determinar las posiciones de los extremos de las sondas con alta precisión y, por lo tanto, se pueden llevar a cabo delicadas operaciones quirúrgicas con exactitud y daños mínimos a los tejidos sanos.

Claims

1. Método para determinar la posición de un elemento magnético o las posiciones relativas de dos o más elementos magnéticos (102, 122) sobre una etiqueta (100, 120), poseyendo el elemento o elementos magnéticos características magnéticas no lineales y un eje preferente de magnetización, caracterizado por las siguientes etapas:

(1) aplicar un campo magnético a una zona de interrogación en la que los elementos magnéticos (102, 122) están situados, o que se espera que estén situados, siendo dicho campo magnético: (i) generado por medios generadores de campo magnético (10; 11) dispuestos independientemente de dichos elementos magnéticos (102, 122); (ii) de manera tal que existe dentro de dicha zona de interrogación una primera región (12, 13) en la que el componente de campo magnético resuelto en una primera dirección es cero, y en el que en zonas contiguas con dicha primera zona (12, 13) el componente del campo magnético resuelto en dicha primera dirección es suficiente para saturar, por lo menos parcialmente, los elementos magnéticos (102, 122); y (iii) de manera tal que dicha dirección está alineada o se puede alinear con el eje preferente de magnetización del elemento magnético o de cada uno de ellos;

(2) provocar movimiento relativo entre dicho campo magnético y dicho elemento magnético (102, 122) en la dirección del eje preferente de magnetización de los elementos magnéticos (102, 122) de manera que, como mínimo, una parte del elemento magnético o de cada uno de los elementos magnéticos pasa a encontrarse magnéticamente saturada y, a continuación, entra en dicha primera región (12, 13);

(3) detectar la respuesta magnética (8a, 8b) del elemento o elementos magnéticos (102, 122) durante dicho movimiento relativo;

y

(4) determinar la posición de un elemento magnético (102, 122) o las posiciones relativas de los elementos magnéticos desde el momento en que tiene lugar la respuesta o respuestas magnéticas.

2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera región (12, 13) es contigua de regiones en las que existe suficiente campo magnético para saturar total o parcialmente el elemento magnético (102, 122).

3. Método, según la reivindicación 2, caracterizado porque (a) dicha primera región (12, 13) se encuentra en un plano; y (b) dicho campo magnético saturante es generado de forma adyacente a dicho plano.

4. Método, según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque dicha primera región (12, 13) es obligada a efectuar barrido hacia atrás y hacia adelante dentro de una parte de dicha zona de interrogación.

5. Método, según la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, caracterizado porque dicho movimiento relativo se produce porque dicho elemento magnético (102, 122) se desplaza por dicha región de interrogación.

6. Método, según la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, caracterizado porque dicho movimiento relativo es producido por barrido del campo magnético aplicado sobre el elemento magnético (102, 122).

7. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho elemento magnético (102, 122) es alargado y porque la dirección de campo cero de dicho campo magnético se extiende a lo largo del eje principal de dicho elemento magnético durante dicho movimiento relativo.

8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho elemento magnético (102, 122) adopta la forma de una delgada película o lámina (102, 103) y porque la dirección de campo cero de dicho campo magnético está alineada con el eje de sensibilidad magnética de la película o lámina durante dicho movimiento relativo.

9. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho campo magnético es establecido por la aplicación a dicha región de dos campos magnéticos de polaridad opuesta.

10. Método, según la reivindicación 9, caracterizado porque la aplicación de los dos campos magnéticos indicados se consigue por utilización de una o varias bobinas (11) que llevan corriente continua.

11. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho campo magnético se establece por la utilización de uno o varios imanes permanentes.

12. Método, según la reivindicación 10, caracterizado porque dicha bobina o bobinas (11) llevan una corriente sustancialmente constante.

13. Método, según la reivindicación 10, caracterizado porque dicha bobina o bobinas (11) llevan una corriente cuya magnitud varía en un ciclo predeterminado, de manera que la posición de dicha primera región (12, 13) es obligada a oscilar de manera predeterminada.

14. Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho imán o imanes permanentes (10) están acompañados por una bobina o bobinas (11) que llevan una corriente cuya magnitud varía de acuerdo con un ciclo predeterminado, de manera que la posición de dicha primera región (12, 13) es obligada a oscilar en una manera predeterminada.

15. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho movimiento relativo es provocado por la aplicación de un campo magnético alterno a dicho campo magnético.

16. Método, según la reivindicación 15, caracterizado porque el movimiento relativo entre dicho campo magnético y dicho elemento magnético (102, 122) es provocado al aplicar un campo magnético alterno de amplitud baja superpuesto sobre un campo de corriente continua.

17. Método, según la reivindicación 16, caracterizado porque dicho campo magnético alterna de amplitud baja tiene una frecuencia en una gama de 10Hz a 100kHz.

18. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la detección de la respuesta magnética de dicho elemento magnético (102, 122) comprende la observación de armónicos (8a, 8b) que son generados por el elemento magnético (102, 122) desde un campo de corriente alterna aplicada al ser alterado su estado de magnetización por paso por dicha primera región (12, 13).

19. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho o elementos magnéticos (102, 122) están fijados a un objeto antes de exposición a dicha zona de interrogación, de manera que, durante la interrogación de los elementos magnéticos (102, 122), la localización del objeto puede ser determinada.

20. Método, según la reivindicación 19, caracterizado porque el campo magnético es obligado a recorrer el material magnético repetidamente como resultado de la aplicación de un campo magnético de interrogación de alta frecuencia y baja amplitud a dicha región.

21. Método, según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque dicho objeto es un instrumento quirúrgico.

22. Método, según la reivindicación 21, caracterizado porque dicho objeto es una sonda o aguja quirúrgica.

23. Método, según la reivindicación 19, 20, 21 ó 22, caracterizado porque dicho material magnético adopta la forma de una delgada lámina (102), un alambre (122) o una película delgada (134).

24. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque el campo magnético es generado por tres juegos de fuentes de campo magnético ortogonales entre sí (figura 10).

25. Método, según la reivindicación 24, caracterizado porque el campo magnético es generado al accionar exploraciones de campo secuenciales y calcular, para cada exploración o escaneado, la posición del centro de salida de armónicos desde el material magnético.

26. Método, según la reivindicación 25, caracterizado porque existen nueve exploraciones secuenciales de campo, accionadas de acuerdo con la tabla siguiente, en la que las fuentes de campo magnético son identificadas a, b y c, y los escaneados se enumeran de 1 a 9 (el orden de escaneado no es significativo):

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27. Método, según la reivindicación 24, caracterizado porque tres juegos de bobinas ortogonales son excitados de manera continuada para crear una dirección de campo continuamente rotativo que cubre el volumen de interés en barridos controlados de amplitud predeterminada.

28. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos elementos magnéticos (102, 122) están dispuestos en un artículo antes de exposición a dicha zona de interrogación en una forma predeterminada única o exclusiva de dicho artículo y otros que comparten las mismas características, por ejemplo, precio del artículo y/o naturaleza de las mercancías que constituyen los artículos, permitiendo por lo tanto que los artículos individuales o clases de artículos sean identificados por medio de datos característicos de los artículos.

29. Método, según la reivindicación 28, caracterizado porque cada uno de dichos elementos magnéticos (102, 122) muestra una elevada permeabilidad.

30. Método, según la reivindicación 29, que comprende además una segunda capa de un material magnético de coercitividad media (139) por medio del cual cada elemento magnético puede ser definido por polarización magnética de dicha segunda capa (figura 9b).

31. Método, según la reivindicación 28, que comprende además la etapa de totalizar el precio del artículo codificado por la disposición predeterminada de dichos elementos magnéticos soportados por un conjunto de artículos individuales, caracterizado porque el conjunto de artículos es obligado a desplazarse por dicha zona de interrogación y de manera que las señales recibidas durante dicho método son procesadas a efectos de generar la suma requerida de los valores de datos individuales.

32. Aparato para la determinación de la posición de un elemento magnético, o las posiciones relativas de dos o más elementos magnéticos (102, 122) sobre una etiqueta (100, 120), poseyendo los elementos magnéticos características magnéticas no lineales y un eje preferente de magnetización, comprendiendo el aparato:

i) un medio para generar un campo magnético, comprendiendo dicho campo magnético una primera región en la que la componente del campo magnético resuelto en una primera dirección es cero, de manera que dentro de zonas contiguas con dicha primera región, la componente del campo magnético resuelta en dicha primera dirección es suficiente para saturar la etiqueta o parte de ella; y

ii) un medio para detectar la respuesta magnética (8a, 8b) del elemento magnético (102, 122) o de cada uno de ellos, con respecto al movimiento relativo entre el elemento magnético o cada uno de ellos y dicho campo magnético.

33. Aparato, según la reivindicación 32, en el que dichos medios para generar un campo magnético comprenden una serie de imanes permanentes (20) dispuestos en un conjunto circular alrededor de un intersticio (21), caracterizado porque los polos de dichos imanes permanentes (20) están dispuestos de manera que cada uno de los imanes (20) tiene sus polos de una polaridad (por ejemplo, Norte) posicionados en el interior del conjunto circular, y su polo de polaridad opuesta (por ejemplo, Sur) posicionado en el exterior del conjunto circular; y una bobina (L1) dispuesta coaxialmente con dicho conjunto circular adyacente a dichos imanes permanentes (20).

34. Aparato, según la reivindicación 33, en el que dichos imanes permanentes (20) son imanes de ferrita con unión mediante polímero.

35. Detector de posición que comprende un dispositivo, según las reivindicaciones 32, 33 ó 34.

36. Aparato, según la reivindicación 32, que comprende además, un circuito eléctrico que comprende una fuente de señal a frecuencia 2f y medios de salida para proporcionar una salida eléctrica, estando acoplada dicha fuente a dichos medios de salida por (i) medios para reducir a la mitad la frecuencia de dicha señal fuente; (ii) primeros medios de filtro dispuestos sustancialmente para rechazar señal a frecuencia 2f; (iii) medios de circuito sintonizados a energía a la frecuencia f e incluyendo una bobina transmisora adaptada para radiar energía hacia una etiqueta codificada magnéticamente dispuesta a efectos de ser influenciada por dicha energía radiada y una bobina receptora (que puede ser la misma bobina que dicha bobina transmisora) para recibir energía radiada por la etiqueta como respuesta a la energía recibida; y (iv) segundos medios de filtro dispuestos sustancialmente para rechazar energía a una frecuencia f y pasar energía a una frecuencia 2f, y de manera que dichos medios de salida se disponen para proporcionar una salida que es función de la amplitud de la salida de dichos segundos medios de filtro y la diferencia de fase entre la fuente y la salida de dichos segundos medios de filtro;

de manera que los medios generadores de campo magnético están asociados con dichas bobinas transmisora y receptora de manera tal que, en su utilización, una etiqueta codificada magnéticamente que se desplaza por la primera región interaccionará también con dichas bobinas transmisora y receptora.

37. Aparato, según la reivindicación 36, en el que el primer medio de filtro comprende un condensador (C1) conectado en paralelo con un inductor (L2), de manera que los valores del condensador y del inductor se seleccionan a efectos de reducir señales de frecuencia 2f.

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38. Aparato, según la reivindicación 36 ó 37, en el que los medios de circuito sintonizados comprenden un condensador (C2) y un inductor (L1) conectado en paralelo a tierra, de manera que los valores de dicho condensador y de dicho inductor son seleccionados de forma tal que el condensador resuena con el inductor a la frecuencia f.

39. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 38, en el que los segundos medios de filtro comprenden un inductor (L1) conectado en paralelo con un primer condensador (C3), un segundo condensador (C4) y un inductor (L3), de manera que la combinación en serie del segundo condensador (C4) y el inductor (L3) se conecta a tierra.

40. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 39, en el que los medios de salida comprenden una combinación en serie de un filtro de paso bajo, un convertidor analógico a digital y un procesador digital.

41. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 40, en el que una bobina única actúa tanto como bobina transmisora como bobina receptora.

42. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 41, que comprende además una segunda bobina transmisora dispuesta para tener su eje coincidente con la bobina de transmisión.

43. Aparato, según la reivindicación 42, en el que la bobina de transmisión y la segunda bobina de trasmisión están conectadas entres sí, de manera que las direcciones de los arrollamientos son opuestas.

44. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 43, en el que las bobinas transmisoras tienen una resistencia de 6\Omega y una inductancia de 100 mH.

45. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 44, en el que las bobinas de transmisión llevan una componente de corriente continua y una componente de corriente alterna.

46. Aparato, según la reivindicación 45, en el que la componente de corriente continua es del orden de 3A y la componente de corriente alterna es del orden de 50 mA.

47. Aparato, según la reivindicación 46, en el que la componente de corriente alterna tiene una frecuencia de 10 Hz a 100 kHz.

48. Aparato, según la reivindicación 46, en el que la componente de corriente alterna tiene una frecuencia de 50 Hz a 50 kHz.

49. Aparato, según la reivindicación 46, en el que la componente de corriente alterna tiene una frecuencia de 500 Hz a 5 kHz.

50. Aparato, según la reivindicación 46, en el que la componente de corriente alterna tiene una frecuencia de 2 kHz.

51. Aparato, según la reivindicación 46, en el que la componente de corriente alterna varía de acuerdo con un ciclo predeterminado, a efectos de generar un campo magnético alternativo que provoca que la posición del campo magnético generado por dichos medios para generar un campo magnético oscile de forma predeterminada.

52. Marcador o etiqueta magnética (100, 120, 130), que se caracteriza por un sustrato que comporta una pluralidad de regiones separadas magnéticamente activas (102, 122, 134) que tienen características magnéticas no lineales y dispuestas en uno o varios conjuntos lineales, estando constituidas las zonas magnéticamente activas de una película delgada o material de fusión con centrifugación ("spin-melt"), que tiene un eje preferente de magnetización, y estando alineados los ejes preferentes de magnetización dentro de cada conjunto lineal.

53. Marcador o etiqueta magnética, según la reivindicación 52, caracterizada porque las regiones magnéticamente activas (102, 122, 134), o los espacios entre dichas regiones magnéticamente activas, o ambas, son no uniformes.

54. Etiqueta, según la reivindicación 52 ó 53, caracterizada porque los ejes preferentes de magnetización son generados por alineación longitudinal de material de fusión en centrifugación.

55. Etiqueta, según la reivindicación 52, 53 ó 54, caracterizada porque dichas regiones magnéticamente activas separadas (102, 122, 134) están constituidas a partir de un área continua de material magnetizable que presenta regiones magnetizadas, generando espacios entre dichas regiones magnéticamente activas.

56. Etiqueta, según cualquiera de las reivindicaciones 52 a 55, caracterizada porque la etiqueta tiene dos conjuntos lineales dispuestos ortogonalmente.

57. Etiqueta, según cualquiera de las reivindicaciones 52 a 56, caracterizada porque adopta la forma de una tira relativamente larga y delgada que tiene un eje preferente de magnetización según su longitud.

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58. Etiqueta, según cualquiera de las reivindicaciones 52 a 57, caracterizada porque cada una de las regiones magnéticamente activas tiene, sustancialmente, la misma forma y dimensiones.

59. Etiqueta, según cualquiera de las reivindicaciones 52 a 58, caracterizada porque la separación entre cada una de las regiones magnéticamente activas es uniforme.

60. Etiqueta, según la reivindicación 53, caracterizada porque el espacio entre cada una de las regiones magnéticamente activas es no uniforme.