KR19980703675A

KR19980703675A - 공간 자기 인터로게이션

Info

Publication number: KR19980703675A
Application number: KR1019970707074A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 니콜라스 데미스
Original assignee: 마이클 데이비드 크로스필드; 플라잉 널 리미티드
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1998-12-05
Also published as: CA2217762A1; TW329001B; HUP9802671A2; DE69629693D1; US6329916B1; PL181046B1; AU5280696A; PL181020B1; CN1153984C; HUP9802671A3; HK1003907A1; PL322617A1; EP0834091B1; BR9604784A; MX9707744A; DE69629693T2; RU2145722C1; AU716803B2; JPH11504447A; GB9506909D0

Abstract

태그가 인터로게이션될 수 있는 많은 기술과 함께 자기 태그 또는 마커가 기술되어 있다. 다수의 이산 자기 활성 영역을 선형 어레이에 가짐으로써 특징화되는 자기 마커 또는 태그가 존재한다. 본 발명은 소정 인터로게이션 영역 내에서 고투자율 자기 재료를 포함하는 태그에 자기적으로 저장된 데이터를 판독하고 태그의 존재를 검출하도록 태그의 응답을 이용하거나 상기 인터로게이션 영역내의 태그 위치를 결정하도록 자기 태그 또는 마커를 인터로게이션하는 방법으로서, (1) 고투자율 자기 재료를 포화시키도록 필드 강도가 충분한 자장, 및 (2) 여기서 한정된 자기널에 순차적으로 상기 태그를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 상기 기술의 이용은 그 중에서도 (a) 태그가 부착된 상품을 식별하는 방법; (b) 수술용 탐침의 위치와 관련되어 위치를 정확하게 결정하는 방법; 및 (c) 각각의 상품이 그 성질과 가격을 나타내는 데이터로 코딩된 태그를 가진 구입물의 합산 방법에 이용된다.

Description

공간 자기 인터로게이션

용어 태그 및 마커는 여기에서 교환가능하게 사용되며, 이러한 장치들은 많은 다른 적용분야에서 사용될 수 있으며, 장치의 자기 품질에 따라서, (a) 태그의 단순한 존재(그러므로 태그가 부착되는 아티클의 것); 또는 (b) 태그의 식별(그러므로 태그가 부착되는 아티클의 것)을 표시하는 기능을 할 수 있으며; 또는 이러한 장치들은 소정의 좌표에 대하여 태그(그러므로 태그에 부착된 아티클의 것)의 정확한 위치를 한정할 수 있으며; 또는 이들 장치들은 (예를 들면, 공중 수송 네트워크에 대한 할당 목적을 위해, 또는 안전한 건물로 진입을 위하여) 액세스 코드를 제공할 수 있으며; 또는 이들 장치들은 일반적으로 다른 아티클로부터 하나의 아티클이나 아티클 세트를 구별하는 기능을 할 수도 있다.

이외에도, 용어 ac 필드 및 DC 필드는 여기에서 그 특성이 각각 교류(ac)나 직류(DC)를 반송하는 전기 도체와 연관된 자기 필드를 표시하는데 사용된다.

본 발명의 태그, 방법 및 시스템은 위에서 지시한 바와 같이 아주 다양한 적용분야를 갖는다. 이들은 목록 제어, 할당, 자동화된 쇼핑 시스템, 작업 진행 감시, 안전 태깅, 액세스 제어, 비-위조, 및 대상물의 위치(특히 작업물(workpiece)[예를 들면 외과용 탐침]의 정확한 위치설정)를 포함한다.

현재 이용가능한 수동 데이터 태그 시스템이 여러 가지가 있다. 가장 폭넓게 사용된 것은 바코드와 같이 일반적으로 공지된 라인의 광학 판독 인쇄된 패턴을 기초로한다. 이러한 시스템의 태그 엘리먼트는 아주 저렴하며, 전형적으로 잉크 및 제지이다. 판독기는 비교적 저렴하며, 전형적으로 스캐닝 레이저 빔을 사용한다. 많은 주요 적용분야에 대하여 바코드에 대한 실제 결점은 판독기와 태그사이의 라인-오브-사이트(line-of-sight)에 대한 필요성이다.

라인-오브-사이트가 가능하지 않은 적용분야에 대하여, 광학 전송을 사용하지 않는 시스템이 개발되었다. 가장 인기있는 것은 태그와 인터로게이션 전자장치 사이를 결합하기 위한 자기 유도를 사용한다. 이들은 전형적으로 50㎑ 내지 1㎒의 주파수 범위에서 교류 자기 필드로 동작하며, 일반적으로 수신 및 전송 함수를 처리하기 위하여 그리고 데이터 저장 및 조작을 제공하기 위하여 집적 전자회로(칩)를 사용한다. 배터리에 대한 필요성을 피하기 위하여, 칩에 대한 파워는 안테나 코일에 의해 수신된 인터로게이션 신호의 정류에 의해 얻어진다. 전달된 파워를 증가시키고, 원하지 않는 신호 및 간섭에 대한 구별을 제공하기 위하여, 코일은 인터로게이션 신호 반송 주파수의 주파수에서 캐패시터와 함께 공진된다. 이 형태의 전형적인 제품은 텍사스 인스투르먼트 리미티드사에 의해 제조된 TIRIS 시스템이다.

다른 멀티-비트 데이터 태그 시스템은 표면 음향파 또는 자기압축 현상을 기초로하여 종래의 고주파 방송 기술들을 사용하였다.

본 발명은 실제 기술의 범위에서 자기적 성인터로게이션 개선에 관한 것으로, 식별 태그 또는 자기 마커와 관련하여 공간 자기 인터로게이션의 새로운 기술을 이용한다. 특히, 본 발명은 인터로게이션 영역내에 자기 마커 또는 태그의 위치 및/또는 존재를 결절하는 방법; 자기 태그를 식별(예를 들면, 다른 것으로부터 태그를 구별하기 위하여 주어진 태그를 식별함)하는 방법; 이들 방법을 실시하기 위한 시스템; 이러한 방법 및 시스템에 사용되는 자기 태그; 및 이러한 태그에서 데이터의 저장과, 이러한 태그로부터 데이터의 연속적인 원격 복원에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 태그 판독 시스템의 기본 엘리먼트를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 배치를 갖는 적정한 자기 필드 패턴을 발생하는 일 모드를 도시한 회로도.

도 3은 도 1의 판독 시스템내의 위치에 대한 태그의 자기 응답을 도시한 도면.

도 4는 자기 공백이 영구자석으로 발생하는 것을 도시한 도면.

도 5는 적정 필드 패턴을 발생하기 위하여 코일 및 영구자석을 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.

도 6은 적정 필드 패턴을 발생하기 위하여 한 쌍의 영구자석을 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.

도 7은 적정 필드 패턴을 발생하기 위하여 코일을 갖는 환형 어레이로 배치된 복수의 영구자석을 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 태그 인터로게이션 장치의 일 실시예에 대한 개략회로도.

도 9는 본 발명에 따른 태그의 선택을 도시한 도면.

도 10은 외과수술동작에 인가되었을 때 본 발명의 실시예를 도시한 도면.

본 발명은 특히 소량의 아주 높은 투과성 재료, 및 인터로게이션을 위한 스캐닝된 자기 필드를 사용하는 새로운 형태의 수동 데이터 태그 시스템의 사용을 수반한다. 자기 재료가 얇은 포일, 와이어 또는 필름의 형태일 수 있기 때문에, 자체-지지용 태그를 형성하기 위하여 제지나 플라스틱 재료가 기판에 직접 결합될 수 있다.

선택적으로, 자기 재료는 태그와 연관되는 아티클의 구조내에 통합될 수 있으며; 그러므로 태그는 아티클의 표면에 자기 재료를 인가하거나, 또는 아티클 몸체내에 자기 재료를 내장함으로써, 인터로게이션시에 아티클과 함께 인 시투(in situ) 형성될 수 있다.

본 발명은 자기 공백(magnetic null)을 포함하는 자기 필드를 이용한다.- 이 용어는 여기에서 주어진 선형 방향으로 자기 필드의 성분이 제로가 되는 공간의 점, 선, 면 또는 부피를 평균하는데 사용된다. 이 조건이 충족되는 공간의 부피는 아주 작으며- 그리고 이것은 정확한 위치가 결정되는 본 발명의 어떤 실시예를 초래하게 된다. 전형적으로 자기 공백은 비교적 작은 선형 범위에 걸쳐 있다. 주어진 선형방향에 대하여 직각방향으로 자기 필드 성분이 실제하는 것이 (종종) 가능하다. 본 발명의 일부 실시예에서, 이와같은 실질적인 직교 필드는 바람직하다.

자기 공백을 형성하는 한가지 방법은 서로 반대의 자기 필드 소스를 사용하는 것이다. 이들은 와이어의 전류 반송 코일, 또는 영구자석(이들은 소형 시스템에 적합함), 또는 코일과 영구자석의 결합일 수 있다. 단일 코일이나 영구자석이 사용될 때 특정방향으로 존재하는 자기 공백을 이용할 수 있다.

대규모 적용분야에 대하여, 자기 필드 소스는 바람직하게는 직류를 반송하는 코일이다.

본 발명은 자기 공백의 마커의 통과를 위하여 인가된 자기 필드 및 자기 마커 사이의 상대적인 움직임을 이용한다. 이것은 인가된 자기 필드에 대하여 마커를 이동시키거나, 또는 자기 필드가 마커 위로 스캐닝하면서 고정 위치에서 마커를유지함으로써 달성될 수 있다. 일반적으로, 본 발명은 (i) 제로 필드(자기 공백에서), 및 (ii) 일반적으로 높은 포화 자기 필드에서 마커의 자기 움직임간이 차를 이용한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 선형 어레이에서 복수의 분리된 자기 활성 영역을 반송함으로써 특징지워진 자기 마커 또는 태그가 제공된다. 분리된 자기 활성 영역은 제지나 플라스틱 재료가 기판상에 지지될 수 있으며, 또는 자체 지지될 수 있다. 선택적으로, 자기 엘리먼트는 아티클의 제조동안 아티클상에 또는 아티클내로 지향되어 통합될 수 있다. 이것은 예를 들면 아티클이 양호할 때, 즉 개선의 목적을 위해 태그를 반송하는 양호한 상품일 때; 또는 아티클이 티켓이나 안전 패스일 때 적절하다.

상기한 바와 같이 태그는 높은 투과성 재료의 연속 스트립으로 형성되며, 그그 분리된 영역은 영구적으로 또는 일시적으로 수정된 자기 성질을 갖는다. 이러한 처리는 높은 투과 스트립 선택된 영역이 자기 투과성을 제거 또는 감소시킴으로써 자기 성질을 수정하기 위하여 처리되거나; 또는 그위에 놓여있거나 그것에 인접한 높은 투과성 자기 재료의 스트립의 선택된 영역이 자화되기 시작한다. 비교적 간단한 실시예에서, 각각의 자기 활성 영역은 동일한 자기 특성을 가지며; 좀 더 복잡한 실시예에서, 각각의 자기 활성 영역은 다른 자기 특성을 소유할 수 있으며, 그러므로 각각 단일 자기 성질 및 단일 자기 식별 및 기호(적합한 판독장치에 의해 처리될 때)를 갖는 대다수의 태그를 조립할 수 있게 된다.

본 발명은 태그와 인가된 자기 필드 사이의 관련 이동을 사용하기 때문에, 태그 판독 디바이스로부터 출력 신호의 시간 도메인과 태그의 자기 활성 영역의 선형 치수 사이와 상기 자기 활성 영역사이의 갭의 통신이 있을 것이라고 예기될 것이다. 이런 경우에, 상기 활성 영역과 이들 사이의 갭은 광학적 바 코드(블랙 코드 또는 인접한 바 사이의 화이트 갭)의 엘리먼트에 비슷하게 기능한다. 태그 일치부를 발생하는데 사용될 수 있는 액티브 영역의 자기 특성의 변화성과 마찬가지로, 인접한 자기 활성 영역 사이의 선형 간격도 이와 같이 할 수 있다. 방대한 수의 태그가 그것의 자체 유일한 일치로 본 발명에 따라 형성될 수 있다는 것이 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기 태그가 자기 활성 영역의 하나의 선형 어레이를 처리하는 것으로 개시되었더라도, 상기 태그는 사실 2개 이상의 선형 어레이를 가질 수 있다. 이것은 서로 나란하게, 또는 서로 직각으로, 또는 어떤 요구된 기하학적 배열로 배치될 수 있다. 상기 태그 판독의 간략화를 위하여, 병렬 및/또는 직각이 되는 어레이가 바람직하다.

본 발명의 태그를 제조하기 위한 적당한 기술은 일반적 라벨(예를 들면, 자기 마커) 제조로 공지되어 있다. 또한 적당한 자기 재료는 공지되어 광범위하게 이용가능한데, 이들은 바람직하게 적어도 10³의 외부 관련 도자율을 가지는 높은 도자성 재료이다. 상기 자기 재료의 보자력은 상기 태그의 의도된 사용에 의존할 것이다. 상기 자기 재료는 바람직하게 길고 얇은 스트립 또는 박막의 형태이고, 이런 형태는 주요 내부 소자(demagnetisation) 효과를 방지한다. 적당한 스트립 재료는 Vacuumschmeltze(독일), Allied Signal Corp.(미국) 및 Unitika(일본)과 같은 영리 공급자로부터 쉽게 입수 가능하다. 또한 소매 보증 태그 응용을 위해 IST(벨기에)에 의해 대량으로 제조된 박막 재료가 본 발명에 사용하기 적당하다.

검출/식별 방법

이미 정의된 태그 뿐만 아니라, 본 발명은 자기 마커의 존재를 검출 및/또는 마커를 식별하기 위한 여러 가지 유용한 방법을 제공한다. 다수의 경우에 이런 방법이 본 발명과 관련하여 사용되려고 의도될지라도, 이것은 본 발명의 방법에서 필수 요건은 아니다.

본 발명의 제 2 특징에 따르면, 소정 인터로게이션 영역내에서 자기 태그 또는 마커를 인터로게이션하는 방법이 제공는데, 상기 태그는 예를 들어 자기적으로 상기 태그에 저장된 데이터를 판독하거나 그것의 존재를 검출하도록 상기 태그의 응답을 이용하기 위해 및/또는 상기 인터로게이션 영역내의 그것의 위치를 결정하기 위해 높은 도자성 자기 재료를 포함하며, 상기 인터로게이션 처리는 순차적으로 상기 태그가 (1) 높은 투과성 자기 재료를 포화시키기에 충분한 세기의 자기 필드, 및 (2) 본 발명에서 한정된 바와 같은 자기 공백을 받도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 자기 널은 상기 인터로게이션 영역내에의 소정 영여에 걸쳐 앞뒤로 스위핑된다. 상기 스캐닝 주파수(예를 들면, 자기 널의 스위핑 주파수)는 바람직하게 상대적으로 낮다(예를 들면, 1-50㎒). 일반적으로, 상기 자기 필드 패턴은 (a) 상기 자기 공백이 평면으로 놓이고; 및 (b) 상기 포화 자기 필드가 상기 평면에 인접하게 발생하도록 배열된다.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 소정 인터로게이션 영역내의 소정 자기 특성을 가지는 자기 엘리먼트의 존재 및/또는 위치를 결정하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 (1) 영역과 접촉하는 제로 자기 필드(자기 공백)의 상대적으로 작은 영역을 포함하는 자기 필드 패턴을 상기 인터로게이션 영역내에 형성하는 단계를 포함하는데, 여기에서 자기 엘리먼트 또는 그것의 일부를 포화하기에 충분한 자기 필드가 있고, 상기 상대적으로 작은 영역은 상기 자기 엘리먼트가 통과하거나 통과할 수 있는 또는 통과되리라고 기대되는 영역과 일치하고; (2) 상기 자기 공백이 소정 방식으로 적어도 상기 자기 엘리먼트 일부를 관통하도록 상기 자기 필드와 상기 자기 엘리먼트 사이의 관련 이동을 초래하는 단계; 및 (3) 상기 관련 이동 동안 상기 자기 엘리먼트의 얻어지는 자기 응답을 검출하는 단계에 의해 특징화된다.

본 발명의 제 4 특징에 따르면, 소정 자기 특성을 지니는 자기 엘리먼트를 식별하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 (1) 상기 자기 엘리먼트가 적어도 일부의 자기 엘리먼트에 자기 포화를 유도하기에 충분한 제 1 자기 필드를 받게 되는 단계; (2) 상기 자기 엘리먼트가 제로 자기 필드(예를 들면, 자기 공백)의 조건을 받게 되는 단계를 포함하는데, 상기 제로 자기 필드는 상대적으로 작은 부피를 차지하고 상기 제 1 자기 필드와 접촉하고 있고; (3) 상기 자기 공백이 소정 방식으로 상기 자기 엘리먼트의일부를 관통하도록 상기 인가된 자기 필드와 상기 자기 엘리먼트 사이의 관련 이동을 초래하는 단계; 및 (4) 상기 관련 이동 동안 상기 자기 엘리먼트의 상기 얻어지는 자기 응답을 검출하는 단계에 의해 특징화된다.

이미 한정된 식별 방법에서, 상기 자기 엘리먼트는 유리하게 요구된 자기 조건이 발생되는 인터로게이션 영역을 관통하도록 한다.

제 5 특징에서, 본 발명은 소정 자기 특성을 가지는 자기 엘리먼트 식별 방법을 제공하는데, 상기 방법은 (1) 상기 자기 엘리먼트가 상기 자기 엘리먼트 또는 그것의 일부를 포화하기에 충분한 자기 필드(포화 자기 필드)가 있는 영역과 접촉하는 제로 자기 필드(자기 공백)의 상대적으로 작은 영역을 포함하는 자기 필드 패턴이 형성되어 있는 인터로게이션 영역에 진입하도록 하는 단계; (2) 상기 자기 엘리먼트가 상기 자기 널에 도달할때까지 상기 포화 자기 필드를 통해 이동되도록 하는 단계; (3) 상기 자기 널이 소정 방식으로 적어도 상기 자기 엘리먼트의 일부를 관통하도록 상기 자기 필드와 상기 자기 엘리먼트 사이의 관련 이동을 초래하는 단계; 및 (4) 상기 관련 이동 동안 상기 자기 엘리먼트의 상기 얻어지는 자기 응답을 검출하는 단계에 의해 특징화된다.

상기 자기 엘리먼트와 상기 자기 필드 사이의 관련 이동은 유리하게 상기 자기 엘리먼트에 걸쳐 인가된 자기 필드를 스위핑함으로써 형성될 수 있다. 선택적으로, 상기 관련 이동은 일반적으로 정적 자기 필드 패턴에 교번 자기 필드를 적용함으로써 달성될 수 있다.

이미 정의된 방법을 수행하기 위한 바람직한 실시예에서, 상기 자기 엘리먼트가 연장되여 상기 자기 공백이 상기 자기 엘리먼트의 주요 축을 따라 연장하도록 배열되거나, 또는 이들은 박막의 형태로 되고 이런 경우에 상기 자기 공백은 상기 박막 재료의 자기 민감도의 축과 정렬되도록 연장되어 정렬된다.

이미 정의된 방법에 사용된 상기 자기 필드 또는 자기 필드 패턴은 반대 극성의 2개 자기 필드에 의해 형성될 수 있다. 이것은 직류를 운반하는 하나 이상의 코일의 사용; 또는 하나 이상의 영구 자석의 사용; 또는 코일과 자석의 조합에 의해 편리하게 달성될 수 있다.

코일이 사용되는 경우에, 고정점에서 자기 공백을 유지하도록 실질적으로 일정한 전류를 운반하도록 배열될 수 있다. 선택적으로 상기 코일은 상기 자기 공백의 위치가 소정 방식으로 발진하여 초래되도록 소정 주기로 변화하는 진폭을 가지는 전류를 운반한다. 우리는 이것을 비행 공백로서 기술한다. 코일과 영구 자석이 둘다 사용될 때 유사한 배열이 비행 공백을 제공하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, (1) 자기 엘리먼트가 존재하거나 그의 위치가 예측되는 영역에 자기 필드를 공급하는 단계를 포함하는데, 상기 자기 필드는 자기 필드 소스의 중간위치(이 위치는 알려지거나 계산될 수있다)에서 공백 필드(자기 공백)를 야기하는 상기 자기 필드 소스에 의해 발생되는 두 개의 대향 필드성분을 포함하며, (2) 상기 자기 필드 및 상기 자기 엘리먼트 사이의 상대이동을 야기하는 단계와, (3) 상기 상대이동동안 자기 엘리먼트의 결과적인 자기 응답을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자기 엘리먼트의 존재 및/또는 위치를 결정하는 방법이 제공된다. 자기 필드 및 자기 엘리먼트사이의 상대 이동은 DC 필드상에 중첩된 상대적으로 작은 진폭을 가진 교류 자기 필드를 공급함으로써 달성될 수있다. 전형적으로, 이러한 작은 진폭을 가진 교류 자기 필드는 10Hz 내지 100kHz의 주파수, 바람직하게 50Hz 내지 50kHz의 주파수, 더 바람직하게 500Hz 내지 5kHz의 주파수를 가진다.

일 실시예에서, 코일은 고정점에서 자기 공백을 유지하기 위해 정전류를 반송한다. 다른 실시예에서, 코일은 자기 공백의 위치가 소정 방식으로 발진하기 위해 야기되도록 소정 사이클에서 진폭이 변화하는 전류를 반송한다.

본 발명에 따른 방법에서, 자기 엘리먼트의 자기 응답의 검출은 공급된 AC 필드의 고조파의 관찰을 포함하며, 상기 공급된 AC 필드는 그의 자화상태가 자기 공백을 통과함으로서 변화되기 때문에 자기 엘리먼트에 의해 발생된다.

전술한 것처럼, 시스템은 제로 또는 매우 낮은 주파수 스캐닝 필드 및 50Hz 내지 50kHz의 HF(고주파수)로 동작한다. 이것은 얇은금속 포일을 포함하는 양호한 재료를 통해 양호한 신호 투자성을 야기한다. 더욱이, 국제규격은 높은 필드가 이들 저주파수에서 전송될 수있게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 저주파수 유도성 자기 인터로게이션을 사용하는 다중비트 데이터 태그 시스템을 제공하여, 복잡하고 값비싼 태그를 사용할 필요가 없다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 아티클의 데이터 특성, 예를들어 아티클 가격 및/또는 아티클로 이루어진 상품의 성질에 의해 소정 세트의 아티클내의 개별 아티클을 코딩 및/또는 라벨링하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 아티클에 유일한 자기영역의 소정 배열을 가지는 자기 태그 또는 마커와, 동일한 특성, 예를들어 아티클 가격 또는 아티클로 이루어진 상품의 성질을 공유하는 다른 것을 각각의 아티클에 공급하는 것에 의해 특징지워지며, 상기 자기 태그 또는 마커는 태그 또는 마커의 자기특성과 자기 태그 또는 마커를 가지는 아티클의 성질을 나타내는 응답을 발생시키기 위해 공급된 자기 필드에 의해 인터로게이션할 수있다.

다른 실시예를 기술하기 전에, 상대적으로 단순한 실시예를 이용하여 본 발명의 몇몇의 기본적인 특징을 설명하는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징은 인터로게이션 영역에서 생성되는 자기 필드의 형태이다. 이하에서 기술되는 바와같이, 이 필드에 의해, 매우 작은 공간영역이 인터로게이션된다. 자기 필드를 발생시키기 위한 수단은 이하 인터로게이션자(interrogator)로 언급된다. 한 단순한 형태에서, 인터로게이션은 그들의 일치하는 축에 배열된 동일하게 이격된 한쌍의 동일한 코일로 이루어진다. 코일은 그들의 권선 방향이 일반적으로 반대이며 DC 전류가 그들을 통과하도록 접속된다. 이것에 의해 대향하는 자기 필드가 코일 축상에 설정되어, 제로 필드, 즉 자기 공백의 위치는 코일축의 중앙 방향을 따라 생성된다. 코일의 전류레벨은 두 개의 코일중 하나의 중심에 위치한 고투과성 자기 재료의 작은 샘플을 분리한 것이다. 매우 작은 진폭을 가진 AC 전류는 두 개의 코일을 통해 반대 방향으로 흐르도록 야기되어, 발생된 AC 필드는 코일의 중앙방향에서 함께 합산된다. 이것은 접지와 함께, 적절한 전류 소스를 두 개의 코일의 접점에 접속함으로써 용이하게 배열될 수있다. 이 AC 전류의 주파수는 전형적으로 약 2kHz일 수있으나, 그것의 값은 임계치가 아니며 적절한 주파수는 넓은 범위이상 확장한다. 이 AC 전류는 검출가능한 응답을 발생시키기 위해 자기 태그와 상호 작용하는 인터로게이션 필드를 발생시킨다. 이 AC 전류의 다른 효과는 제로 필드의 위치가 코일축을 따라 중간방향 위치에 대해 약간 발진할 수있게 한다(이것은 임의의 중요한 왕복운동보다 오히려 흔들림 또는 발진이다).

더욱이, 더 낮은 저주파수 AC 전류는 저주파수(제로일 수있는)를 발생시키기 위해 코일에 공급될 수있다. 스캐닝 필드의 주파수는 자기 공백 영역이 태그를 통해 통과하는 시간에 발생하기 위해 상대적으로 높은 주파수 인터로게이션 필드의 여러 사이클을 허용하기에 충분히 낮어야 한다. 전형적으로, 인터로게이션 필드(ω_a) 대 스캐닝 필드(ω_b)의 주파수 비는 그것이 본 발명의 성능에 악 영향을 미치지 않고 고려할 대상인 범위에 걸쳐 변화할 지라도 100:1 정도이다.

소량의 고투자율 자기 재료를 포함하는 태그가 자기 제로평면의 발진이 발생하는 영역을 통해 코일 축을 따라 통과할 때, 그것은 초기에 DC 자기필드에 의해 완전히 포화될 것이다. 다음에, 태그는 제로 필드 영역을 통과하기 때문에 B-H 루프를 통해 구동될 것이다. 최종적으로, 태그는 다시 포화된다. 자기 재료가 활성상태, 즉 자기가 변화하는 상태인 영역은 물리적으로 작으며, DC 필드의 진폭, AC 필드의 진폭 및 자기 재료의 특성에 의해 결정된다. 이 영역은 용이하게 1mm이하의 면적을 가질 수 있다. 만일 교류 필드의 레벨이 태그에서 자기 필드를 포화시키기 위해 요구된 레벨이라면, AC 신호의 고조파는 그것이 인터로게이션자 필드의 제로필드 영역에 입력되기 때문에 태그에 의해 발생되며 변화하는 필드에 응답한다. 태그가 좁은 제로 필드를 협차하기 때문에, 태그는 그거의 B-H 루프의 선형부분에서 구동되며 기본적인 인터로게이션 주파수만을 재 방사함으로써 상호작용할 것이다. 그때, 태그가 제로 필드 영역에 남기 때문에, 태그는 인터로게이션 필드 주파수의 고조파를 발생시킬 것이다. 수신기 코일은 제로 필드 영역에서 발생된 필드에 민감하도록 배열되며 인터로게이션 코일에 직접 결합되지 않는 것은 이들 신호만을 수신할 것이다. 태그가 코일축을 따라 통과하는 시간에 이들 신호의 변화는 제로 필드 영역을 통해 자기 재료의 최종 통과를 지시한다.

인터로게이션 영역이 매우 좁기 때문에, 자기 재료의 각 개별 피스는 그것의 인접 피스로부터 구별되며, 이것으로부터 그것은 좁은 간격만큼 분리된다. 자연적으로, 자기 재료는 태그가 적용되는 특정 응용에 적합하도록 선택될 것이다. 적절한 자기 재료는 이하에 기술된 것처럼 상업적으로 이용할 수있다.

라벨의 축을 따라 이격된 자기 재료의 다수의 영역 또는 피스를 포함하는 태그가 지금 고려된다면, 자기 재료의 각 영역 또는 피스가 제로 필드 영역을 통과하기 때문에 그것의 단부의 존재 및 위치는 검출될 수있다. 이때, 특정 코드 시퀀스를 나타내기 위해 자기 재료의 개별 영역 또는 피스의 길이 및 공간을 사용하는 것은 단순한 문제가 된다. 많은 다른 코딩 구조가 가능한데, 한 효율적인 구조는 데이터가 코드에서 라인의 공간 및 폭에 의해 표현되는 광학적 바코드를 위해 사용되는 코딩 구조의 유사한 구조를 사용하는 것이다.

상기된 시스템은 코일 어셈블리를 통하여 물리적으로 이동할 때 단일 축 태그(예를들어, 길이를 따라 자기축을 가지는 이방성 재료의 와이어 또는 얇은 스트립)의 스캐닝을 허용한다. 태그 및 신호전송 필드 사이의 상대적 이동은 필드 정지 및 태그 이동, 또는 그와 반대로 달성될수있다는 것이 평가된다. 만약 요구되면, 장치는 자체 스캐닝되고, 그래서 d.c. 구동 전류를 두 개의 신호전송 코일에 변조함으로써 정지 태그를 신호전송할 수 있어서, 제로 필드 영역은 코일축의 적당한 부분을 스캐닝한다. 이런 발진 크기는 태그의 최대 크기와 적어도 같을 필요가 있고, 신호전송 존내에 배치한 정밀 태그에 대한 필요를 없애기 위하여 매우 커야한다.

본래의 것에 수직인 2개의 축에 배열된 부가적인 코일을 사용함으로써, 임의의 방향에서 태그는 순서적으로 필드 스캐닝함으로써 판독되다. 이것은 3개의 평면으로부터 신호 상관관계의 큰 복잡성을 포함하지만, 이용할 수 있는 매우 높은 공간 선명도로 인해 일반적인 신호전송 체적에 동시에 존재하는 많은 태그를 판독할 수 있다. 이것은 매일 소비상품을 태그하는 것같은 응용을 위하여 많은 이익이 있고, 예를들어 판매 장소에서 쇼핑백의 자동화된 총 가격을 허용한다. 그래서 본 발명은 제품의 가격표 부착에 적용하고 총판매를 생성하는 판매시점 시스템에 응용한다(첨부한 목록 관련 데이터 처리).

간단한 선형 태그 크기는 각 엘리먼트의 길이, 간격 및 요구된 데이터 비트 수에 따른다. 베이컴쉬멜츠(독일) 및 앨리드 시그공백(USA) 같은 공급기로부터 이용할 수 있는 스핀 용융 합금 박같은 상업적으로 이용할 수 있는 가장 높은 투자 재료의 스트립을 사용함으로써, 사용될 수 있는 각 엘리먼트의 최소 길이는 바람직하게 몇 밀리미터 정도이다. 이것은 외부 투자율이 매우 높은 자체 투자율(통상적으로 10⁵)보다 오히려 모양 인자에 의해 지배되고, 보다 짧은 길이가 만족스러운 동작을 위하여 불충분한 투자율을 가지기 때문이다.

이런 이유에 대하여, 높은 투자율 자기 재료의 매우 얇은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 만약 매우 얇은 것이 제공되면(이상적으로 1 ㎛ 이하), 상기 재료는 20 ㎜²또는 그 이하의 영역을 가지는 작은 24개의 크기 부분(사각형, 원형 등)으로 잘라지지만, 여전히 높은 투자율을 유지한다. 이것은 상업적으로 이용 가능한 높은 투자율 박으로부터 만들어진 엘리먼트로 태그를 보다 짧게할 수 있다. 적당한 얇은 필름 재료는 IST(벨기에)로부터 이용할 수 있다.

이런 형태의 프로그래밍에 대한 범위는 복합 태그가 판매 비밀 시스템에서 알람을 생성하지 않도록 하기 위하여 사용된다(상기 알람은 도둑의 잘못된 지시, 및 그래서 소매상인 및 구매자 양쪽에 당황하게 한다). 만약 태그의 다른 지역이 다른 정적 필드 레벨로 바이어스되면, 그것들은 소매상 비밀 시스템을 통하여 통과할 때 다른 시간에 신호를 생성한다. 이것은 상기 시스템에서 라벨 표시를 복잡하게 하고 알람 발생을 방지한다. 본 발명에서, 판독 시스템은 상기 자기 바이어싱에 의해 유발된 시간 이동 신호를 조절할 것이다.

그러므로 태그 코딩은 물리적으로 분리된 자기 엘리먼트를 기초로하여 기술되었다. 그러나, 엘리먼트를 물리적으로 분리하는 것은 필연적은 아니며; 태그상의 데이터의 프로그래밍은 그 선택된 영역에서 연속적인 자기 엘리먼트의 높은 투과성을 파괴함으로써 달성될 수도 있다. 이것은 예를 들면 무정형 합금의 재결정 온도이상으로 국소적으로 가열하거나, 또는 재료를 스탬핑 하거나 다르게 가공함으로써 행해질 수 있다. 가장 중요한 것은 매체나 높은 보자력 자기 재료상에 저장된 자기 패턴에 의해 높은 투과성 재료의 연속적인 엘리먼트의 영역을 자기적으로 절연시키는 능력이다. 이러한 복합 태그는 적합한 자기 기록 헤드를 이용하여 바이어스 엘리먼트상에 자기 패턴을 기입함으로써 간단하게 코딩될 수 있다. 요구될 경우, 태그는 (AC 필드로 소자됨으로써) 소거되고 새로운 데이터로 재프로그램된다.

도시된 구성은 태그가 2차원으로 데이터를 저장하도록 동작하기 위하여 연장될 수도 있다. 이것은 보다 편리한 형태일 뿐만아니라, 박막 패치의 N×N 어레이로 만들어진 태그가 동일한 수의 패치의 선형 어레이보다 더 많은 코딩 전위를 갖기 때문에, 보다 더 컴팩트한 태그를 허용한다. 이것은 주어진 영역에서 설정될 수 있는 더 많은 단일 패치 상호관계 때문이다.

다른 실시예

위치 감지를 위한 공간 자기 스캐닝 이용

데이터 태그를 판독하기 위한 인터로게이션 공간 이외에도, 공간을 통하여 제로 필드의 평면을 이동(또는 평면을 통하는 것을 이동)의 새로운 기술은 높은 투과성 자기 재료의 작은 항목을 위한 정확한 위치 정보를 제공하는데 사용될 수 있다.

그러므로, 다른 특징에 따르면, 본 발명은 대상물의 장확한 위치를 결정하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 (a) 높은 자기 투과성으로 이루어진 자기 재료의 조그만 일부분을 대상물에 고정하고; (b) 자기 필드 소스에 의해 발생된 두 개의 대향하는 필드 성분을 포함하는 자기필드를 상기 대상물이 위치되는 영역에 인가하여, 그결과 상기 자기 필드 소스 중간의 위치에서 공백 필드를 초래하며; (c) 상기 영역에 저진폭, 고주파수 인터로게이션 필드를 인가하고; (d) 소정의 이동 범위에 걸쳐 공백 필드의 위치를 천천히 앞뒤로 소제하고; (e) 상기 인가된 자기 필드와 상기 자기 재료의 조그만 일부분 사이의 자기 상호작용을 관찰하고; 및 (f) 상기 자기 상호작용의 고려로부터 대상물의 위치를 계산하고 상기 인가된 필드와 자기 재료의 조그만 일부분에 관련된 공지의 자기 매개변수를 형성하는 것을 포함한다. 유리하게, 높은 투과성 자기 재료의 조그만 일부분은 얇은 포일, 와이어 또는 박막의 형태이다.

본 발명의 이러한 특징은 그 위치가 결정되는 대상물이 예를 들면 외과용 탐침이나 니들과 같은 외과용 도구일 때 특히 중요하다. 본 발명은 동작동안에 예를 들면 외과용 탐침의 위치의 정확한 결정을 허용한다.

이 기술은 비교적 한정된 체적내에 비교적 작은 마커의 정확한 위치에 대하여 이상적이며; 다중 마커를 별도로 해결할 수 있다. 또한 외부의 금속 대상물에 대하여 낮은 민감성을 나타낸다.

자기 태그 또는 마커는 일반적으로 EAS 태그에 사용된 것과 유사한 무정형 와이어(비보자력, 직경 90 마이크론이하)의 1cm 길이이거나, 적합한 처리 개선으로, 연성 자기 재료의 얇은 층으로 스퍼터 코팅된 니들의 짧은 길이(예를 들면 1 cm)일 수 있다.

환자의 머리 주위에 사용할 때에, 기술된 마커로 0.1mm에 대한 분해는 달서오딜 수 있다. 정확도는 교정에 대한 일부 예방 조치 및 다른 자기 재료의 사용이 관찰될 경우, 이값에 접근하기 위한 잠재성을 가지며, 최적의 성능에 대하여, 헤드에 근접한 견고한 개방 구조가 적정하다. 사용된 자기 필드 레벨은 모든 자석에 의해 발생된 것보다 낮다.

이 기술은 뇌수술에 특히 적용되는데, 그것은 3차원으로 높은 정확도로 탐침의 위치를 설정하기 위한 요건이 있기 때문이다. 그러므로, 본 발명에 따라, 이러한 탐침이나 니들상에 조그만 자기 마커를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 주요 이점은 마커로부터의 신호가 검출되어 적시에 분해된다는 점; 분해는 검출된 마커 신호의 신호 대 잡음비에 의해서가 아니라, 제로 필드 평면의 위치에 의해 결정된다는 점이다. 이것은 아주 조그만 마커가 사용될 수 있다는 것을 허용한다.

단일 축 위치 센서는 상기한 태그 판독 시스템에 유사한 코일 세트로 실시될 수 있다. 이것은 DC 필드 경사를 발생하기 위하여 DC 전류를 반송하는 한쌍의 대향 코일; DC 필드가 제로에 가까운 조그만 영역에서 포화 및 비포화인 경우 마커를 구동시키기 위해 비교적 균일한 낮은 레벨 AC 필드를 인가하는 수단; 및 인터로게이션될 체적 주위의 제로 DC 필드의 평면의 위치를 이동시키기 위하여 가변 강도 및 극성의 비교적 균일한 DC 필드를 인가하는 수단을 포함한다.

이방성 마커-즉, 자화의 우선축을 갖는 것은 그 길이를 따라 자기 필드를 분해한다. 이러한 마커는 예를 들면, 자기 재료의 긴 박막 엘리먼트를 사용하거나, 또는 훨씬 낮은 애스펙트비를 갖는 자기 재료의 영역의 적절한 처리, 예를 들면, 스핀-용융 작 재료의 사각형 패치를 길이방향으로 어닐링함으로써 얻어질 수 있다. 단일 축 위치 센서의 배경에는 5개의 자유도가 있다(x,y,z 및 두 개의 각도(그 축 둘레의 마커의 회전은 영향을 미치지 않음)). 3개의 직교 완성 세트 코일은 회전시 각 코일 세트상에 균일한 DC 필드의 3가지 스캐닝을 행함으로써 충분한 정보를 얻는다. 첫 번째는 다른 세트로부터 필드없이 스캐닝되고, 두 번째는 다른 세트중 하나로부터 균일한 DC 필드로 스캐닝되며, 세 번째는 다른 세트로부터 DC 필드로 스캐닝된다. 이것은 모두 9가지의 스캐닝을 제공한다. 이들은 다음 표에서 나타나진다. 이 표에서 자기 필드 소스는 a,b, 및 c로 식별되며 스캐닝은 1-9로 설정되어 있다(스캐닝 순서는 중요하지 않다).

직교필드 소스	1	2	3	4	5	6	7	8	9
a	온	온	온	오프	오프	온	오프	오프	ON
b	오프	온	오프	온	온	온	오프	온	OFF
c	오프	오프	온	오프	온	오프	온	온	ON

각 스캐닝으로부터 필요한 정보는 상기 스캐닝내에 마커로부터 조화 출력의 중앙의 위치이다. 이들 9가지 DC 필드값은 마커의 xyz-델타-파이 좌표로 전환된다. 시작하기 위하여, 시스템은 헤드가 코일에 놓여지기 전에 적정한 위치에서 마커를 지지함으로써 간단하게 사용될 수 있으며; 헤드가 코일에 놓여지면, 동일한 신호가 얻어질 때까지 마커가 이동될 수 있다.

중요한 영역을 스캐닝하기 위하여 시간이 덜 요구되는 이점을 갖는 다음 인터로게이션에 대한 방법은 중요한 모든 방향을 연속적으로 스캐닝하기 위하여 자기 필드 경사를 회전시키는 것이다. 이것은 적당한 연속 파형을 갖는 3가지 코일 세트를 구동시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 적당한 스캐닝 필드는 x,y 및 z 평면에서 코일이 다음 방정식에 의해 주어진 전류 I_x, I_y및 I_z로 구동될 경우 형성된다:

I_x= cosω_at(A cosω_bt - sinω_bt·sinω_ct) - sinω_at·cosω_ct

I_y= sinω_at(A cosω_bt - sinω_bt·sinω_ct) + cosω_at·cosω_ct

I_z= A sinω_bt + cosω_at·sinω_ct

여기서, ω_a는 인가된 자기 필드의 회전의 전체 주파수, ω_b는 공백 스캐닝 주파수, ω_c는 인터로게이션 주파수, A는 진폭비 ω_b:ω_c이다.

이들 매개변수의 일반적인(비제한) 값은 A=10이고, 주파수비 ω_a:ω_b=1:10 이며, 주파수비 ω_b:ω_c=1:400이다.

도 1에는 태그(1)가 두 코일 Tx1 및 Tx2 사이의 중간에 위치설정되어 있는 개략적인 배치가 도시되어 있다. 태그는 10⁵의 진성 투과성을 갖는 Vacuumschmeltze 6025 스핀 용접 리본과 같은 높은 투과성 자기합금재료인 복수의 자기 엘리먼트를 운반하는 간단한 선형 태그이다. 판독기는 예를 통해 도 1에 도시된 엘리먼트와 연관된 다양한 매개변수에 대하여 주어진 값이 제공되는 것을 평가하고 일 작용 실시예를 설명한다. 이들 매개변수의 값은 시스템이 전체 크기와 의도된 함수에 따라 변화할 수 있다. 태그의 분리된 자기 활성 영역을 구성하는 자기 엘리먼트는 10mm×1mm×25마이크론의 차원을 가지며; 인접한 엘리먼트 사이의 공간은 1mm이다. 두 코일은 약 20CM 정도 간격 분리되어 있으며 일반적으로 45cm×45cm의 정방형 구성으로 감겨진 0.56mm 동 와이어의 450 권선수를 포함한다. 각 코일은 6Ω의 저항과 100mH의 인덕턴스를 갖는다. 코일 Tx1 및 Tx2의 각각은 작은 교류i가 얹혀진 직류I를 반송하며; 일반적으로 직류I는 3A 정도인 반면 교류i는 50mA정도이다. 교류i는 비교적 높은 주파수로 일반적으로 약 2kHz이다.

이러한 시스템에서, 두 코일에서의 직류 및 교류는 두 코일 및 그들 사이의 중간 점에 평행하게 놓여있는 점에서 화살표x의 방향으로 자기 공백인 자기 필드패턴을 발생한다. 도 1에서, 중간 평면의 x 좌표 및 y 좌표는 각각 라인2,3으로 나타나있다.

본 발명의 자기 태그가 도 1에 도시된 두 코일을 통과하여 두 코일의 중앙점 사이에 한정된 길이방향 축을 따라 방향x로 이동될 때, 좌표 2 및 3에 의해 한정된 중간 평면에서 자기 필드 극성 반전이 통과될 것이다. 자기 필드의 극성 변화는 도 1에서 화살표로 도시한 바와 같이 첫 번째 코일에서 일 방향으로 그리고 다른 코일에서 반대방향으로 DC 전류가 흐르기 때문이다. 중간 평면에서, 첫 번째 코일에 흐르는 직류에 의해 발생된 자기 필드 성분은 정확하게 다른 코일에 흐르는 직류에 의해 발생된 자기 필드 성분을 삭제시킨다.

태그가 처번째 코일의 중앙을 통하여 이동할 때, 자기 활성 엘리먼트를 포화시키기에 충분한 높은 자기 필드를 경험할 것이며; 필드 세기가 중간 평면쪽으로 이동하면서 감소할 때, 자기 재료는 히스테리시스 곡선에 의해 도시된 방법으로 감소된 자기 필드에 의해 영향을 받는다. 자기 공백의 가까이에서는, 태그의 자기 재료의 자화 방향이 반전된다.

도 1에 도시된 비교적 높은 주파수 교류 i는 코일 Tx1 및 Tx2의 각각에서 동일하다.

교류전류는 상기한 바와 같은 대역 범위내의 주파수를 가질 수 있고 도 1의 배열에 따른 전형적인 작동 값은 2KHz이다. 이러한 비교적 저 진폭 교류의 효과는 좌표 2, 3에 의해 정의된 중간 평면이 두 코일의 중간값 사이에 정의된 세로축을 따라 기하학적 중간점 주위를 진동하게 한다. 다른말로 하면, 자기 공백(magnetic null)을 포함하는 평면은 교류전류의 주파수에서 적은 공간 영역에 걸쳐 앞뒤로 진동하거나 흔들린다.

도 2는 AC 필드와 결합된 대향 DC 필드를 제공하는 간단한 회로를 도시한다. 커패시터(C1)는 AC 구동 주파수에서 코일(Tx1 및 Tx2)의 인덕턴스로 공진하도록 선택되고, 코일(Tx1 및 Tx2)의 각각은 6 오옴의 저항 및 100 밀리헨리의 인덕턴스를 갖는다. 커패시터(C1)은 전형적으로 0.1㎌ 값을 갖는다. 커패시터(C2)는 AC 구동 주파수에서 유효한 단락 회로로서 작용하도록 선택되고, 이 커패시터(C2) 성분의 전형적인 값은 22㎌ 이다. DC 전원 공급은 전형적으로 3 암페어에서 30 볼트를 제공하며 AC 전원은 전형적으로 2v rms에서 2KHz 주파수의 교류를 전달한다.

도 3은 도 1의 코일(Tx1 및 Tx2) 사이에 정의된 자기 필드 패턴내의 상이한 위치에서 단일 자기 엘리먼트의 자화가 시간에 따라 어떻게 변화하는 가를 예시한다. 이를 용이하게 설명하기 위해, 자기 공백을 포함하는 평면의 진동은 양방향 화살표(-)로 표시되고, 평면의 극단위치는 점선(5,6)으로 표시되고, 평면의 한계를 이루는 점선(5,6)사이의 중간지점은 점선(7)으로 표시된다.도 3의 우측 부분에, 포지티브(H+) 와 네거티브(H-) 필드 값 사이에서 시간에 따라 변화하는 인가된 AC필드가 도시되어 있다. 인가된 AC필드의 그래프 아래에는, 좌측으로부터 위치 1, 위치 2, ... 로 나타내어지는 5개의 기하학적 위치의 각각에서 시간에 따라 변화하는 자기 엘리먼트의 순 자화가 시간에 따라 어떻게 변화하는 지를 나타내는 5개의 그래프를 도시한다. 평면(5 및6)은 자기 필드 극성 반전이 발생하는 영역의 한계를 정의한다. 실제로, 평면(5 및 6) 사이의 간격(separation)은 전형적으로 1mm정도이고, 주어진 자기 재료에 대해, 이 간격은 코일에서의 DC 전류 및/또는 AC 전류의 진폭의 변화에 의해 일정 한계 범위내에서 임의로 증가 또는 감소될 수 있다.

언제나, 자기 엘리먼트는 평면(5,6 및 7)에 대해 직각인 선형 자기 축을 갖는다.

위치(1)에서, 자기 엘리먼트의 단부(end)는 평면(6)에 인접하며, 이 상태에선, 자기 엘리먼트는 언제나 포지티브 자기 필드 를 경험하며 자기 엘리먼트의순 자화는 시간에 따라 불변(time-invariant)이다. 위치(2)에서, 자기 엘리먼트의 선단부(leading end)는 평면(7)의 중간부에 이른다. 그러나 대부분의 자기 재료는 평면(6)을 제한하는 외부에 존재한다. 결과적으로, 공백 평면이 자기 재료의 단지 일부분과 상호 작용하며, 일반적으로 제로를 향해 하강한 후 다시 본래의 양의 값을 향해 상승하는 정현 곡선이 뒤이어지는 직선에서 양의 값 부분인, 반복된 패턴을 갖는 시간 가변(time-variable) 순 자화 결과로 된다.

위치(3)에서, 자기 재료는 평면(7)의 중간부에 대해 대칭적인 위치를 이룬다. 여기서, 순 자화 대 시간에 따른 좌표도(plot)는 인가된 AC필드의 주파수에 대응하는 주파수로 된 정현파로 이루어 진다. 위치(4)에서, 자기 엘리먼트의 대부분은 항상 네거티브 필드를 경험하며, 반면에 자기 엘리먼트의 적은 일부분은 극성 반전을 경험하며, 이것은 도시된 바와 같은 순 자화 대 시간에 따른 좌표도가 되게 한다. 사실상 위치(4)는 위치(2)의 역이라는 사실은 이들 두 위치에 대한 자화 좌표도간의 관계에 반영되고, 알 수 있는 바와 같이, 위치(4)에 대한 자화 좌표도는 위치(2)에 대한 자화좌표도의 유효한 미러 이미지이지만 자화좌표도중 곡선부는 시간에 따른 편이를 갖는다.

마지막으로, 위치(5)에서, 모든 태그는 네거티브 필드를 경험하며, 태그의 어떠한 부분도 필드 극성 반전을 경험하지 않는다. 결과적으로, 순 자화는 시간에 따라 불변이고 도시된 바와 같이 일정 네거티브 값을 갖는다.

이러한 자기 엘리먼트를 포함하는 태그가 제로 필드의 영역을 거쳐 코일의 축을 따라 통과할 때, 초기에 DC 자기 필드 에 의해 완전히 포화된다. 태그는 후에 제로 필드 영역을 거쳐 통과함에 따라 자신의 B-H 루프에 걸쳐 간단히 구동된다. 마지막으로 태그는 또다시 포화된다. 자기 재료가 횡단하는 부분은 활성(active), 즉 자기 변화의 영향을 받는 부분으로서 물리적으로 적은 부분이며, DC 필드의 진폭, AC 필드의 진폭 및 자기 재료의 특성에 따라 결정된다. 이 영역은 크기가 용이하게 1mm미만일 수 있다. 만일 교류 필드의 레벨이 태그의 자기 재료가 포화하는 데 필요한 레벨 보다 훨씬 낮다면, AC 신호의 고조파는 제로 필드 영역(위치 (1) 및 위치 (2))으로 들오감에 따라 태그에 의해 생성되며 변경되는 필드에 응답한다. 태그가 좁은 제로 필드 영역을 스트래들링함(straddle)에 따라, 태그는 자신의 B-H 루프의 선형 부분에서 구동되며, 기본 간섭 주파수에서만 재-방사하므로써 상호 작용한다. 그런 후, 태그가 제로 필드 영역(위치 (4) 및 위치 (5))을 벗어남에 따라 태그는 또다시 간섭 필드 주파수의 고조파를 방사한다.

리시버 코일(Rx)은 제로 필드 영역에서 산출되는 영역에 민감하도록 배열되지만, 인테로게이터(Tx)에 직접 연결되지는 않으며 단지 그러한 신호들을 수신한다. 이러한 배열은 저 상호 커플링을 갖도록 물리적으로 배열된 별개의 코일들(Tx 및 Rx)을 사용하거나, 코일(Tx 및 Rx)의 경로에서의 적절한 여파와 함께 (Tx 및 Rx 기능을 모두 갖는) 단일 코일을 사용하므로써 달성될 수 있다. 태그가 코일의 축을 따라 통과함에 따라 시간에 따른 이들 신호의 편차는 제로 필드 영역을 통하여 자기 재료 단부의 이동(passage)에 대한 명백한 표시를 보여준다.

태그와 태그가 경험하는 자기 필드 간의 이러한 상호 작용의 결과는 도 3b에 도시되어 있다. 도 3b에서 자기 공백이 진동하는 영역(4)은 작은 크기로 도시되어 있고, 번호를 기재한 점선은 각각의 위치(1 내지 5)의 각각에서 태그의 중간 위치를 나타낸다. 태그(인가된 주파수의 제 2 고조파로 예시된)에 의한 고조파 신호의 발생은 평면(5 및 6)를 제한하는 영역에 의해 정의되는 즉, 자기 필드 극성 반전이 발생하는 구역으로 태그가 들어가는 위치에서 뚜렷하다. 시스템이 대칭이기 때문에, 위치(2 및 4)는 중복이므로 단일 자기 엘리먼트는 이중 피크(8a 및 8b)를 발생시킨다.

도 4를 참조하면, 단일 막대 자석으로 생기는 자력선(즉, 자기 등고선)을 예시한다. 평면 X-Y는 막대 자석의 세로 축과 교차하고 자기 공백 평면을 이루는 종이의 평면에 직각이다. 따라서 자기 공백 평면에 대해 직각으로 정렬된 민감성 자축을 갖는 자기 엘리먼트는 경로(A-B) 또는 경로(C-D)를 횡단함에 따라 자기 공백을 경험한다. 결과적으로 단일 막대 자석은 자기 태그와 같은 존재를 검출하기 위한 인터로게이션 시스템의 일부분으로 사용될 수 있거나, 상기 태그에 의해 수행된 정보를 판독하는 데 사용될 수 있다.

제 2 고조파 신호의 발생은 태그 검출 시스템의 기초를 형성할 수 있다. 만일 단지 단일 자기 엘리먼트 대신에, 태그가 n개 자기 엘리먼트로 된 선형 어레이를 포함한다면, 태그로부터 나오는 제 2 고조파는 각각의 이중 피크 유형이 도 3b에 도시된 n개의 이중 피크를 포함한다. 만일 자기 엘리먼트의 자기 특성 및 크기가 모두 동일하다면, 상기 피크는 동일한 프로파일을 가지며 일정영역의 포락선을 정의한다. 개별 자기 엘리먼트간의 간격은 진폭 대 시간 좌표도상에서이중 피크의 상대 위치에 영향을 준다. 본 발명이 상기한 바와 같은 단순한 태그의 사용에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 상이한 크기 및 자기 특성을 가지며 자기 태그의 길이를 따라 비균등 간격을 갖는 자기 엘리먼트의 사용은 주어진 태그 구성의 특성에도 불구하고 더욱 정교한 신호 패턴을 발생시킨다. 일련의 자기 엘리먼트의 위치지정, 자기 특성 및 갯수를 변화시키므로써, 고유 특성을 가지므로써 각각의 자기 태그가 도 1 내지 도 3에 도시된 시스템과 결합하여 사용될 때 고유 신호를 생성하는 매우 많은 수의 자기 태그를 제조할 수 있다.

또한 본 발명이 인가된 제 2 고조파를 관측하는 데 한정되지 않음이 이해되어져야 하며, 이 특정 고조파는 전혀(또는 거의) 제 2 고조파 성분을 갖지 않는 송신 신호(Tx 출력)를 발생시키는 것이 용이하기 때문에, 또한 태그로부터 비교적 높은 전체 고조파 에너지 출력 비율을 포함하기 때문에 Tx 신호와 태그의 응답에 대한 양호한 구별을 가능케 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 단일 태그 판독기에 대한 개략적인 배열이 도시되어 이고, 영구자석(10) 및 코일(11)응 이용하는 이 판독기는 영구자석의 일면에 인접하여 위치된다. 본 실시예에서, 판독될 태그는 코일(11)을 통과하여 경로(C-D)를 따라 또는 코일(11)위의 경로(A-B)를 따라 통과될 수 있다. 태그는 반드시 태그 이동 방향과 정렬된 자신의 자축과 방향을 이루어야 한다. 또 5에서, 자기 공백 평면은 도시된 바와 같이 12에 위치된다.

도 6을 참조하면, 자축이 정렬되고 작이 서로 대향하는 2 개의 영구자석의 사용이 예시된다. 이러한 배열은 공백 평면(13)을 발생시키며, 요구되는 태그의 이동 방향을 화살표 14로 나타내었다. 또다시, 태그의 자축은 반드시 태그 이동 방향과 정렬되어야 한다.

도 7은 자기 공백 평면을 발생시키기 위해 다수의 영구 자석을 사용한 태그 판독기 헤드의 단순한 구현을 나타낸다. 예시된 바와 같이, 10개의 폴리머 결합(polymer-bonded)된 페라이트 자석이 자극과 함께 내면을 향하여 환형 배열로 배치된다. 공통 송신/수신(transmit/receive) 코일(L1)은 상기한 바와 같은 방식으로 상기 자석으로 된 환형 내부에 위치된다. 태그는 자석 루프의 중심에서 자기 공백 평면을 관통함에 따라 판독된다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 탐문 시스템이 도시되어 있다. 이 시스템은 소망 자기 필드 필드 패턴을 발생시키는 송신기(Tx) 코일 및 수신기(Rx)코일 로서 작용하기 위해 단일 코일(L1)의 사용을 기초로 한다. 이 시스템은 태그 검출/식별을 의한 기초로 태그의 제 2 고조파 출력을 사용한다. 회로 성분(C1 및 L2)은 Tx출력에서의 주파수 2f에서 신호를 매우 저 레벨로 감소시키기 위해 주파수 2f에서 공진 트랩을 형성하고, C2는 주파수 1f에서 L1과 공진하고, 회로 성분(C3,C4,L1 및 L3)는 주파수 2f에서 태그로부터 소망 신호를 통과시키는 반면에 송신 주파수 f에서 신호를 통과시키지 않는 여파기를 형성한다.

이 회로로부터 획득된 출력은 저역 여파기를 통과하여 아날로그-디지털 변환기로 가고 이렇게하여 디지털 신호 처리기로 간다. 이들 성분 특히, 디지털 신호 처리기는 인터로게이션 유닛의 의도된 응용에 맞도록 구성된다. 신호 처리의 특질 및 신호처리를 달성하는 수단은 모두 공지되어 있으므로 본 명세서에서 더 이상 설명되지 않는다.

도 9는 본 발명에 따른 자기 태그의 기본 구조를 예시한다. 도 9는지지 매체(101)(예를들어, 종이 또는 플라스틱 재료)와 자기 활성 영역(102,103,104,105 및 106)으로 된 선형 어레이를 포함하여 이루어지는 태그(100)을 도시한다. 자기 활성 영역(102,103,104,105 및 106)의 각각은 태그의 길이를 따라 정렬된 자신의 자축을 갖는 고 투과성 자기 재료(예를들어 Vacuumschmeltze 6025)로 된 패치로 형성된다. 각각의 패치는 너비가 10mm²이고 기판(101)에 단단하게 고정된다.

패치(101-105)는 크기 및 자기 특성이 동일하고, 균일 간격으로 이격되어 있으며, 간격(110,111 및 112)는 모두 같다. 그러나 패치(105)와 패치(106) 사이의 간격은 113에 점선으로 표시된 위치에 하나의 패치가 없더라도 더욱 넓다.

태그(100)는 111101로 코딩된(여기서 0은 영역 113이 됨) 6 비트 태그로서의 역할을 한다.

기능적으로 등가인 태그(120)은 자기 엘리먼트(122-126)를 운반하고 간격(127)을 갖는 기판(121)으로 이루어지고, 본 실시예에서, 자기 엘리먼트는 전형적으로 길이 5mm, 폭 1mm 그리고 두께 15 미크론인 고 투과성 자기 재료(예를들어 Vacuumschmeltze 6025)로 된 스트립 형상 또는 와이어 형상이다.

도 9b는 6비트이고 적층된 태그(130)의 대안 구조를 예시한다. 이 태그는 도 9a에서와 같이 111101 로 코딩 된다. 여기서, 연속층 또는 고 투과성 자기 재료(와이어,스트립,박막 또는 포일 형태인)(131)과 기판(133)은 이들 사이에 자기 바이어스 층(132)을 갖는다. 이 자기 바이어스 층(132)은 134,135,136,137 및 138로 표시된 자기 활성 영역을 생성하기 위해 위에 가로 놓인 고 투과성 자기 재료에 영향을 주는 소정영역에서 자화된다. 영역(139)은 활성이 아니므로 자기 제로인 영역이다. 도 8과 같은 인터로게이션 시스템에의해 판독될 때, 태그(100,120 및 130)에 의해 발생된 출력은 도 9b에 도시된 바와 같이 된다.

도 9c에 더욱 정교한 태그가 도시되어 있다. 여기서, 자기 활성 재료로 이루어진 병렬 선형 어레이가 도시되어 있으며, 자기 활성 재료가 존재('1'로 코딩됨)하거나 부재('0'으로 코딩됨)하는 구역으로 이루어진 4x4 어레이를 생성한다.

도 10은 외과적 응용을 위해 본 발명에 따라 사용되는 것으로 3개의 코일 셋트의 일반적 배열을 예시한다. 이 3 개의 코일 셋트는 서로에 대해 상호 직각이며 환자의 머리(200)가 위치될 수 있는 공간을 정의한다. 제 1 코일 셋트는 코일(201a 및 201b)로 이루어지고, 제 2 코일 셋트는 코일(202a 및 202b)로 이루어지고, 제 3 코일 셋트는 코일(203a 및 203b)로 이루어진다. 도면에서, 두 개의 외과용 탐침(204 및 205)이 환자의 두개골내에 위치된 모습이 개괄적으로 도시되어 있다. 탐침(204 및 205)의 각각은 상기 도 9를 참조하여 설명한 자기 태그(206,207)중의 하나를 단부에 갖는다.태그의 자기 엘리먼트는 (광범위한 정보를 유지하기 보단) 단지 자신의 존재에 대한 정보를 제공하는 것이 필요하므로 비교적 단순한 태그가 바람직하다. 탐침의 끝 부분에 위치된 고 투과성 자기 재료의 단일 자기 엘리먼트로도 충분하다. 코일은 상기 상세히 설명한 바와 같이 작동한다. 본 발명의 수단에 의해, 매우 정밀하게 탐침의 단부의 위치를 결정할 수 있으므로, 유익한 인체조직에 최소한의 손상을 입히고 정확하게 섬세한 외과적 절차를 수행할 수 있다.

Claims

선형 어레이에서 다수의 불연속 자기 활성 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 자기 마커 또는 태그.
제 1항에 있어서, 상기 불연속 자기 활성 영역은 기판 위에 지지되는 것을 특징으로 하는 태그.
제 1 또는 2항에 있어서, 상기 불연속 자기 활성 영역은 자기화되는 자화가능 재료 불연속 영역의 연속 스트립으로 형성되며, 상기 자기 활성 영역사이의 공간은 자화되지 않는 것을 특징으로 하는 태그.
제 1, 2 또는 3항에 있어서, 상기 태그는 자기 활성 영역으로된 두 개이상의 선형 어레이를 가지는 것을 특징으로 하는 태그.
제 4항에 있어서, 상기 태그는 서로 직각으로 배치된 두 개의 선형 어레이를 가지는 것을 특징으로 하는 태그.
제 1항 내지 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 각각의 자기 활성 영역은 유사한 형상 및 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 태그.
제 1항 내지 6항중 어느 한항에 있어서, 상기 각각의 자기 활성 영역사이의 간격은 균일한 것을 특징으로 하는 태그.
제 1내지 6항중 어느 한항에 있어서, 상기 각각의 자기 활성 영역사이의 간격은 균일하지 않은 것을 특징으로 하는 태그.
제 1항내지 8항중 어느 한항에 있어서, 상기 태그는 그 길이를 따라 우선 자화축을 가지는 상대적으로 길고 얇은 스트립형태인 것을 특징으로 하는 태그.
제 1내지 9항중 어느 한항에 있어서, 상기 자기 활성 영역은 우선 자화축을 가진 박막의 스핀-용융 재료로 형성되며, 상기 우선 자화축은 (각각의) 선형 어레이 내에 정렬되는 것을 특징으로 하는 태그.
제 9항에 있어서, 상기 우선 자화축은 상기 박막의 스핀-용융 재료를 종방향으로 어닐링함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 태그.
소정 인터로게이션 영역 내에서 고투자율 자기 재료를 포함하는 태그에 자기적으로 저장된 데이터를 판독하고 태그의 존재를 검출하도록 태그의 응답을 이용하거나 상기 인터로게이션 영역내의 태그 위치를 결정하도록 자기 태그 또는 마커를 인터로게이션하는 방법에 있어서,

(1) 고투자율 자기 재료를 포화시키도록 필드 강도가 충분한 자장, 및 (2) 여기서 한정된 자기 공백에 순차적으로 상기 태그를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12항에 있어서, 상기 자기 공백은 인터로게이션 영역내의 소정 영역 전체에 걸쳐 전후로 스위핑하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 또는 13항에 있어서, (a) 상기 자기 공백은 평면에 놓여 있고; (b) 상기 자장 포화는 상기 평면에 인접하여 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
소정 인터로게이션 영역 내에서 소정 자기 특성을 가진 자기 엘리먼트의 존재 또는 위치를 결정하는 방법에 있어서,

(1) 자기 엘리먼트 또는 자기 엘리먼트의 일부를 포화시키기에 충분한 자장(포화 필드)인 영역과 인접하는 상대적으로 작은 영역의 제로 자장(자기 공백)을 포함하는 자장 패턴을 상기 인터로게이션 영역 내에 형성하는 단계를 포함하는데, 상기 상대적으로 작은 영역은 자기 엘리먼트가 통과하거나 통과할 수 있거나 또는 통과할 것이 예상되는 영역과 일치하며;

(2) 상기 자기 공백이 소정 방식으로 자기 엘리먼트의 적어도 일부를 횡단하도록 상기 자장과 자기 엘리먼트사이에 상대 이동을 발생시키는 단계; 및

(3) 상기 상대 이동중에 자기 엘리먼트의 자기 응답을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
소정 자기 특성을 가진 자기 엘리먼트를 식별하는 방법에 있어서,

(1) 상기 자기 엘리먼트의 적어도 일부에 자기 포화를 유도하기에 충분한 제 1자장을 자기 엘리먼트에 인가하는 단계;

(2) 상대적으로 작은 크기를 차지하고 상기 제 1자장과 인접한 제로 자장을 상기 자기 엘리먼트에 인가하는 단계;

(3) 상기 자기 공백이 소정 방식으로 자기 엘리먼트의 적어도 일부를 횡단하도록 상기 인가된 자장과 자기 엘리먼트사이에 상대 이동을 발생시키는 단계; 및

(4) 상기 상대이동중에 자기 엘리먼트의 자기 응답을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16항에 있어서, 상기 자기 엘리먼트는 요구되는 자기 상태가 발생되는 인터로게이션 영역을 횡단하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
소정 자기 특성을 가진 자기 엘리먼트를 식별하는 방법에 있어서,

(1) 자기 엘리먼트 또는 자기 엘리먼트의 일부를 포화시키기에 충분한 자장(포화 필드)을 가진 영역과 인접하는 상대적으로 작은 영역의 제로 자장(자기 공백)을 포함하는 자장 패턴이 형성된 문의 영역에 자기 엘리먼트가 들어가도록 하는 단계;

(2) 자기 공백에 도달할 때까지 자기 엘리먼트가 포화 필드를 통하여 이동되도록 하는 단계;

(3) 상기 자기 공백이 소정 방식으로 자기 엘리먼트의 적어도 일부를 횡단하도록 상기 자장과 자기 엘리먼트사이에 상대 이동을 발생시키는 단계; 및

(4) 상기 상대이동중에 자기 엘리먼트의 자기 응답을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15, 16, 17 또는 18항에 있어서, 상기 상대 이동은 자기 엘리먼트에 인가된 자장을 스위핑함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 내지 19항중 어느 한항에 있어서, 상기 자기 엘리먼트는 가늘고 길며, 상기 자기 공백의 제로 필드 방향은 상기 자기 엘리먼트의 주축을 따라 연장하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 내지 19항중 어느 한항에 있어서, 상기 자기 엘리먼트는 박막 형태이며, 상기 자기 공백의 제로 필드 방향은 상기 박막의 자기 감도축과 정렬되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 내지 21항중 어느 한항에 있어서, 상기 자장 또는 자장 패턴은 상기 볼륨 또는 인터로게이션 영역에 반대 극성의 두 자장을 인가함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 두 자장의 인가는 직류를 운반하는 하나 이상의 코일을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12내지 23항중 어느 한항에 있어서, 상기 자장 또는 자장 패턴은 하나이상의 영구자석을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 코일은 일정 전류를 운반하여 고정점에서 자기널을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 코일은 소정 사이클에서 크기가 변화는 전류를 운반하여 자기 공백의 위치가 소정 방식으로 발진하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 24항에 있어서, 상기 영구 자석은 소정 사이클에서 크기가 변화는 전류를 운반하는 코일에 의하여 형성되어 상기 자기 공백의 위치는 소정 방식으로 발진되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15내지 27항중 어느 한항에 있어서, 상기 상대 이동은 자장 또는 자장 패턴에 교번 자장을 인가함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
자기 엘리먼트의 존재 또는 위치를 결정하는 방법에 있어서,

(1) 소정 위치에서 공백 필드를 발생시키는 적어도 하나의 자장 소스에 의하여 발생된 두 개의 반대되는 자장 성분을 가진 자장을 자기 엘리먼트가 위치하거나 위치할 것이 예상되는 영역에 인가하는 단계;

(2) 상기 자장과 자기 엘리먼트사이에 상대 이동을 발생시키는 단계; 및

(3) 상기 상대이동중에 자기 엘리먼트의 자기 응답을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 또는 29항에 있어서, 상기 자장과 자기 엘리먼트사이의 상대 이동은 DC필드와 중첩된 상대적으로 작은 크기의 교번 자장을 인가함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 상대적으로 작은 크기의 교번 자장은 10 내지 100kHz 범위의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 내지 31항중 어느 한항에 있어서, 상기 자기 엘리먼트의 자기 응답을 검출하는 것은 조파의 자화 상태는 자기 공백을 통과함으로써 변경되기 때문에 인가된 AC 필드로부터 자기 엘리먼트에 의하여 발생된 조파를 검사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
물체의 정확한 위치를 결정하는 방법에 있어서,

(a) 높은 자기 투과율을 가진 자기 재료의 작은 조각을 물체에 고정하는 단계;

(b) 중간 위치에서 공백 필드를 발생시키는 자장 소스에 의하여 발생된 두 개의 반대 필드 성분을 가진 자장을 상기 물체가 배치된 영역에 인가하는 단계;

(c) 상기 영역에 저진폭, 고주파 인터로게이션 필드를 인가하는 단계;

(d) 공백 필드의 위치가 소정 이동 범위 전후로 완만하게 스위핑하도록 하는 단계;

(e) 상기 인가된 자장과 자기 재료의 작은 조각사이의 자기 상호작용을 검사하는 단계; 및

(f) 상기 자기 상호작용 및 상기 인가된 자장과 작은 조각의 자기 재료에 대한 기지의 자기 파라미터로부터 대상물의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33항에 있어서, 상기 대상물은 수술용 도구인 것을 특징으로 하는 방법.
제 34항에 있어서, 상기 물체는 수술용 탐침 또는 니들인 것을 특징으로 하는 방법.
제 33, 34, 또는 35항에 있어서, 상기 작은 조각의 고 투과율 자기 재료는 얇은 포일, 와이어 또는 박막 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 내지 36항중 어느 한항에 있어서, 상기 자장 소스는 코일인 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 내지 36항중 어느 한항에 있어서, 상기 자장 소스중 하나 또는 두 개 모두는 영구자석인 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 내지 38항중 어느 한항에 있어서, 상기 인가된 자장은 3세트의 상호 직교 자장 소스에 의하여 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 38 또는 39항에 있어서, 상기 인가된 자장은 순차적 필드 스캔을 작동시키고 각각의 스캐닝 중에 자기 재료로부터 출력된 조파의 중심 위치를 계산함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 40항에 있어서, 다음과 같은 9개의 순차적 필드 스캐닝이 존재하며,

직교필드 소스 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 온 온 온 오프 오프 온 오프 오프 온 b 오프 온 오프 온 온 온 오프 온 오프 c 오프 오프 온 오프 온 오프 온 온 온

여기서 a, b 및 c는 자장 소스이고 각각의 숫자 1-9는 스캐닝 번호이며, 스캐닝 순서는 중요하지 않은 것을 특징으로 하는 방법.
제 40항에 있어서, 상기 3개의 직교 코일은 연속적으로 여기되어 소정 폭의 제어된 스위프와 관련된 볼륨을 커버하는 연속 회전 필드 방향을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
상품 가격 또는 상품을 구성하는 물품의 성질과 같은 상품의 데이터 특성에 의하여 소정 세트의 상품내의 개별 상품을 코딩 또는 라벨링하는 방법에 있어서,

상품 가격 또는 상품을 구성하는 물품의 성질과 같은 상품에 독특한 소정 자기 영역의 배치를 가진 자기 태그 또는 마커를 각각의 상품에 부착하는 단계를 포함하며, 상기 자기 태그 또는 마커는 태그 또는 마커의 자기 성질을 나타내어 자기 태그 또는 마커를 가진 상품의 성질을 나타내는 응답을 발생시키도록 인가된 자장에 의하여 인터로게이션되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43항에 있어서, 상기 자기 태그 또는 마커는 각각 고투자율을 나타내는 다수의 자기 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 44항에 있어서, 상기 각각의 자기 영역은 매체 보자력 재료인 제 2층에 의하여 자기적으로 바이어스될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1내지 11항중 어느 한항에 따른 자기 태그를 가진 개별 상품의 어셈블리로부터 데이터(예를 들어, 가격)를 합산하는 방법에 있어서,

상기 태그는 상품의 특정 특성(예를 들어, 가격)을 나타내는 데이터를 가지며, 상기 상품 어셈블리는 상기 어셈블리가 제 39 내지 42항중 어느 한 항에 따른 방법이 수행되는 인터로게이션 영역을 통하여 이동되고, 개별 데이터값의 요구되는 합산을 발생시키도록 상기 방법 수행 중에 수신된 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.