感应线圈组件和磁场传感器的制作方法

1.本实用新型涉及磁场定位技术领域，特别涉及一种感应线圈组件和磁场传感器。


背景技术：

2.现有基于磁场的三维定位技术在微创伤介入手术中被广泛应用，比如三维心脏电生理标系统及导管应用于快速性心律失常的微创伤射频消融治疗。该系统在临床手术应用中将安装有定位传感器的导管经皮肤进入血管通道推送到体内治疗或检测部位，比如心脏腔室。由于介入导管一般要求尺寸体积尽量小以便于微创伤的介入操作，所以通常用于三维定位的传感器尺寸较小，直径通常低于1mm。在整个三维定位系统中，除了介入器械中包含定位传感器外，通常在患者体外也需要配备若干传感器用于辅助定位、校准等功能，目前用于体内和体外的定位传感器在尺寸体积上没有区别。而小体积的传感器在定位精确度、可靠性、成本等方面存在较多劣势，患者经济负担较重，不利于临床应用推广。
3.需要说明的是，公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种感应线圈组件和磁场传感器，以解决现有的小体积传感器在定位精确度、可靠性、成本等方面存在较多劣势，患者经济负担较重，不利于临床应用推广的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种感应线圈组件，包括相连的线圈本体和基板，所述线圈本体包括一个或者多个线圈单元；
6.所述线圈单元包括多圈彼此相连的线圈段，各圈所述线圈段位于同一平面上，且各圈所述线圈段的长度从内至外逐渐增大；或者各圈所述线圈段沿所述线圈单元的轴向呈螺旋型设置。
7.可选的，所述线圈单元的长度尺寸与厚度尺寸的比值大于5:1，所述线圈单元中的各圈所述线圈段所围成的区域的面积之和不小于500平方毫米。
8.可选地，所述基板为平面基板，所述线圈段具有圆环形结构。
9.可选的，所述线圈单元还包括磁芯，所述线圈单元中的各圈所述线圈段围绕所述磁芯设置。
10.可选的，所述多个线圈单元彼此串联，且所述多个线圈单元同轴设置。
11.可选的，所述感应线圈组件还包括与所述线圈本体相连的信号引出线，所述信号引出线用于连接所述线圈本体和信号探测设备。
12.可选的，所述信号引出线为双绞线，所述信号引出线的其中一股导线与所述线圈本体的头端相连，所述信号引出线的另一股导线与所述线圈本体的末端相连。
13.为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种磁场传感器，所述磁场传感器包括
外壳以及上文所述的感应线圈组件，所述感应线圈组件设于所述外壳内。
14.可选的，所述磁场传感器包括一组所述感应线圈组件和一个微型磁场定位传感器，所述微型磁场定位传感器中的微型线圈本体的轴线与所述线圈本体的轴线成第一角度，所述第一角度不等于0
°
。
15.可选的，所述微型磁场定位传感器设于所述线圈本体的内部；所述线圈本体设于所述基板上，所述基板上设有一凹槽，所述微型磁场定位传感器设于所述凹槽内。
16.可选的，所述磁场传感器包括两组所述感应线圈组件，两组所述感应线圈组件的所述线圈本体的轴线成第二角度，所述第二角度不等于0
°
，且两组所述感应线圈组件的所述线圈本体彼此绝缘。
17.可选的，其中一组所述线圈本体中的线圈单元呈平面型设置，另一组所述线圈本体中的线圈单元呈螺旋型设置，呈螺旋型设置的所述线圈单元绕设于呈平面型设置的所述线圈单元的外部。
18.可选的，所述外壳的用于与目标对象的体表相接触的一面涂覆有胶体。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的感应线圈组件和磁场传感器具有以下优点：
20.本实用新型提供的感应线圈组件包括相连的线圈本体和基板，所述线圈本体包括一个或者多个线圈单元，所述线圈单元包括多圈彼此相连的线圈，各圈所述线圈段位于同一平面上，且各圈所述线圈段的直径或者边长从内至外逐渐增大；或者各圈所述线圈段沿所述线圈单元的轴向呈螺旋型设置。由此通过所述基板可以为线圈本体提供支撑，以提高本实用新型提供的感应线圈组件的整体机械强度，防止本实用新型提供的感应线圈组件在使用过程中因机械强度太差，而发生损坏。此外，通过设置基板，可以使得所述感应线圈组件中的线圈单元可以制作成更大的尺寸，从而可以使得本实用新型提供的感应线圈组件能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度。
21.进一步地，所述线圈单元的长度尺寸与厚度尺寸的比值大于5:1。由此，此种设置可以保证本实用新型较佳实施例提供的感应线圈组件中的线圈本体的长度尺寸较大，从而不仅可以使得本实用新型提供的感应线圈组件能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度，而且可以有效降低本实用新型提供的感应线圈组件的生产成本，以及提高本实用新型提供的感应线圈组件的整体机械强度，使得本实用新型提供的感应线圈组件不易发生损坏。同时又由于本实用新型较佳实施例提供的感应线圈组件中的线圈本体的厚度较小，因此可以减小使用本实用新型较佳实施例提供的感应线圈组件的磁场传感器的整体厚度，从而不仅可以降低使用本实用新型提供的感应线圈组件的磁场传感器的生产成本，而且可以使其更好地应用于目标对象的体表等场合。
22.由于本实用新型提供的磁场传感器包括本实用新型提供的感应线圈组件，因此本实用新型提供的磁场传感器能够感应到更强的磁场信号，有效提高定位精度，同时本实用新型提供的磁场传感器还具有结构简单，生产成本低，有效减轻患者的经济负担的优点，更加利于临床推广应用。
附图说明
23.图1为本实用新型一实施方式提供的感应线圈组件的整体结构示意图；
24.图2为本实用新型第一种实施方式提供的磁场传感器的整体结构示意图；
25.图3为本实用新型第一种实施方式提供的磁场传感器的剖视图；
26.图4为三维磁场定位传感器的自由度示意图；
27.图5为本实用新型第二种实施方式提供的磁场传感器的局部结构示意图；
28.图6为本实用新型一具体示例提供的微型感应线圈的结构示意图；
29.图7为本实用新型一实施方式提供的感应线圈组件的轴线与微型磁场定位传感器的轴线之间的关系示意图；
30.图8为本实用新型第三种实施方式提供的磁场传感器的局部结构示意图。
31.其中，附图标记如下：
32.感应线圈组件-100；线圈本体-110、110a、110b；线圈单元-111、111a、111b；线圈段-1111、1111a、1111b；基板-120；第一信号引出线-130；第一连接点-131；第二连接点-132；
33.外壳-200；胶体-210；
34.微型磁场定位传感器-300；微型感应线圈-310；第二信号引出线-320。
具体实施方式
35.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的感应线圈组件和磁场传感器作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。另外，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或
两个以上”的含义而进行使用的，术语“多个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
41.正如背景技术所介绍的那样，现有的磁场传感器由于尺寸的限制存在定位精度难以保证、机械强度差、容易损坏、制造成本较高的问题，导致最终的产品价格较高，不利于应用推广。本技术的发明人研究发现，应用于患者体外的磁场传感器在尺寸方面可以合理放宽，基于此，本技术的发明人创新性地提出了一种感应线圈组件和磁场传感器，以解决现有的小体积传感器在定位精确度、可靠性、成本等方面存在较多劣势，患者经济负担较重，不利于临床应用推广的问题。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本文中所称的线圈单元的长度尺寸是指所述线圈单元的最大截面尺寸(位于最外圈的线圈段的直径或者长边的长度)、最小截面尺寸(位于最外圈的线圈段的短边的长度)和轴向尺寸中的最大一者，所称的线圈单元的厚度尺寸是指所述线圈单元的最大截面尺寸(位于最外圈的线圈段的直径或者长边的长度)、最小截面尺寸(位于最外圈的线圈段的短边的长度)和轴向尺寸中的最小一者。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述线圈单元的截面与所述线圈单元的轴向相垂直。
42.请参考图1，其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的感应线圈组件100的
整体结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的感应线圈组件100包括相连的线圈本体110和基板120，其中，所述线圈本体110包括一个线圈单元111；所述线圈单元111包括多圈彼此相连的线圈段1111。由此，通过将所述线圈本体110固定于所述基板120上，可以为所述线圈本体110提供支撑，以提高本实用新型提供的感应线圈组件100的整体机械强度，防止本实用新型提供的感应线圈组件100在使用过程中因机械强度太差，而发生损坏。进一步地，基板120具有平面型结构，从而可以使得感应线圈组件100整体也具有基本平面的结构。此外，通过设置基板120，可以使得所述感应线圈组件100中的线圈单元111可以制作成更大的尺寸，从而可以使得本实用新型提供的感应线圈组件100能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度。
43.具体地，所述基板120的材质优选为磁导率接近1的材料，例如所述基板120的材质可以为环氧树脂、玻璃纤维等。
44.需要说明的是，虽然图1是以所述线圈本体110包括一个线圈单元111为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，所述线圈本体110还可以包括多个(包括两个)线圈单元111，针对每一所述线圈单元111，所述线圈单元111均包括多圈彼此相连的线圈段1111。优选地，当所述线圈本体110包括多个彼此串联的线圈单元111时，所述多个线圈单元111彼此串联，且所述多个线圈单元111同轴设置，由此，通过将所述多个线圈单元111同轴设置，可以在保证本实用新型提供的感应线圈组件100能够接收较强的磁场信号的前提下，使得本实用新型提供的感应线圈组件100的横向尺寸不至于过大，以减小本实用新型提供的感应线圈组件100的生产成本。
45.请继续参考图1，如图1所示，在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111位于同一平面上(也即所述线圈单元111为单层结构，所述线圈单元111呈平面型设置)，且各圈所述线圈段1111的直径(线圈段具有基本呈环形的结构)或者边长(线圈段具有基本呈多边形的结构)从内至外逐渐增大。由此，单层的线圈单元111可以进一步降低本实用新型提供的感应线圈组件100的整体厚度，从而可以进一步降低本实用新型提供的感应线圈组件100的生产成本。
46.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111还可以沿所述线圈单元111的轴向呈螺旋型设置，也即所述线圈单元111还可以为多层结构。具体地，当所述线圈单元111为多层结构时，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111的直径或者边长(包括长边的边长和短边的边长)可以均相等，也可以部分不等或者全部不等，本实用新型对此并不进行限定。优选地，当所述线圈单元111为多层结构时，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111的直径或者边长(包括长边的长度和短边的长度)均相等，由此可以更加便于本实用新型提供的感应线圈组件100的加工，进一步降低生产成本。
47.具体地，所述线圈单元111中的各个所述线圈段1111的外形可以是圆形、矩形或者其它形状。由于在周长一定的情况下，圆形的面积最大，由此所述线圈段1111的外形优选为圆形，由此，通过采用圆形的线圈段1111可以进一步提高本实用新型提供的感应线圈组件100所能感应到的磁场信号的强度，进一步提高使用本实用新型提供的感应线圈组件100的磁场传感器的定位精度。
48.在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111的长度尺寸与厚度尺寸的比值大
于5:1。此种设置可以保证本实用新型提供的感应线圈组件100中的线圈本体110的长度尺寸较大，从而不仅可以使得本实用新型提供的感应线圈组件100能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度，而且可以有效降低本实用新型提供的感应线圈组件100的生产成本，以及提高本实用新型提供的感应线圈组件100的整体机械强度，使得本实用新型提供的感应线圈组件100在不易发生损坏。同时又由于本实用新型提供的感应线圈组件100中的线圈本体110的厚度较小，因此可以减小使用本实用新型提供的感应线圈组件100的磁场传感器的整体厚度，从而不仅可以降低使用本实用新型提供的感应线圈组件100的磁场传感器的生产成本，而且可以使其更好地应用于目标对象的体表等场合。
49.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，当所述线圈单元111中的各个所述线圈段1111的外形为圆形时，所述线圈单元111的长度尺寸是指位于所述线圈单元111的最外圈的线圈段1111的直径和所述线圈单元111的轴向尺寸中的较大一者；厚度尺寸是指位于所述线圈单元111的最外圈的线圈段1111的直径和所述线圈单元111的轴向尺寸中的较小一者；当所述线圈单元111中的各个所述线圈段1111的外形为矩形时，所述线圈单元111的长度尺寸是指位于所述线圈单元111的最外圈的线圈段1111的长边的长度、短边的长度和所述线圈单元111的轴向尺寸中的最大一者；厚度尺寸是指位于所述线圈单元111的最外圈的线圈段1111的长边的长度、短边的长度和所述线圈单元111的轴向尺寸中的最小一者。
50.在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111所围成的区域的面积之和不小于500平方毫米。具体地，所述线圈本体110在磁场中产生的感应电动势与所述线圈本体110中的各圈所述线圈段1111所围成的区域的面积之和(为了便于说明，下文以线圈段面积表示)呈正比，越大的线圈段面积，可以接收到越强的磁场感应信号，以利于在磁场中进行精确定位。同时，所述线圈本体110在磁场中产生的感应电动势需要与接收电路相匹配，不能超过其接收范围，才能进行精确的三维定位。由此可知，若所述线圈本体110的线圈段面积越小，则所述线圈本体110产生的感应电动势越小，从而导致信号接收处理系统(信号探测设备)无法识别，或者信噪比比较低，从而影响定位精度。若所述线圈本体110的线圈段面积过大，则所述线圈本体110在磁场中产生的感应电动势超出信号接收处理系统(信号探测设备)的工作上限，导致处理结果错误，无法给出定位结果。由此，本实用新型通过将所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111所围成的区域的面积之和设置为不小于500平方毫米，可以保证本实用新型提供的感应线圈组件100能够实现精确定位。
51.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，为了使得所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111所围成的区域的面积之和不小于500平方毫米，需要合理设置所述线圈本体110的尺寸和结构，例如，当需要小外形尺寸(小横向尺寸)的感应线圈组件100时，可以增加所述线圈本体110中的线圈单元111的个数，以保证在所述线圈本体110具有一定的线圈段面积的情况下，减小各圈线圈段1111的横向尺寸。
52.在一种示范性的实施方式中，位于所述线圈单元111最外圈的所述线圈段1111的直径或者长边的长度或者短边的长度大于5mm且小于50mm。由此，此种设置，不仅可以保证本实用新型提供的感应线圈组件100能够接收较强的磁场信号，而且可以保证本实用新型提供的感应线圈组件100的整体尺寸不会过大，从而可以降低本实用新型提供的感应线圈组件100的成本。
53.进一步地，所述线圈单元111的厚度小于或等于4mm。由此，此种设置可以保证本实
用新型提供的感应线圈组件100的整体厚度不会过厚，更加便于本实用新型提供的感应线圈组件100的使用。
54.在一种示范性的实施方式中，所述线圈本体110的总电阻不超过2000欧姆。由此，此种设置可以进一步保证本实用新型提供的感应线圈组件100能够接收较强的磁场信号。
55.优选地，所述线圈本体110的总电阻不超过200欧姆。由此，通过将所述线圈本体110的总电阻控制在200欧姆以内，可以进一步保证本实用新型提供的感应线圈组件100感应到的磁场信号的质量。
56.在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111还包括磁芯，所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111围绕所述磁芯设置。由此，通过设置磁芯，可以放大磁感应信号，此时，所述线圈单元111的线圈段1111圈数以及所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111所围成的区域的面积之和可以相应减少，也即此时，可以一定程度减少线圈段1111的个数，缩小体积。此外，由于所述线圈单元111中的各圈所述线圈段1111可以绕设于所述磁芯上，由此所述磁芯还可以为所述线圈单元111提供支撑。具体地，所述磁芯的材质为磁导率较高的软磁材料(例如铁氧体)。
57.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，磁芯的增加也会额外增加成本。由于本实用新型提供的感应线圈组件100在不设置磁芯的情况下，也具有非常强的磁场信号感应性能，因此，优选地，本实用新型中的线圈单元111无需额外设置磁芯。
58.进一步地，如图1所示，所述感应线圈组件100还包括与所述线圈本体110相连的第一信号引出线130，所述第一信号引出线130用于连接所述线圈本体110和信号探测设备(例如三维标测设备)。由此，通过所述第一信号引出线130，可以将所述线圈本体110所感应到的磁场强度信号发送给所述信号探测设备，以使得所述信号探测设备，能够根据所述线圈本体110所感应到的磁场强度信号进行定位。具体地，如图1所示，所述第一信号引出线130为双绞线，所述第一信号引出线130的其中一股导线与所述线圈本体110的头端相连，以形成第一连接点131，所述第一信号引出线130的另一股导线与所述线圈本体110的末端相连，以形成第二连接点132。由此，通过将所述第一信号引出线130设置为双绞线结构，可以有效提高本实用新型提供的感应线圈组件100的抗干扰性能。
59.在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111由多圈由漆包线形成的线圈段1111构成，也即所述线圈单元111可以由漆包线绕制成多圈线圈段1111构成。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，由漆包线绕制而成的线圈单元111可以为上文中所述的单层结构的线圈单元111，也可以为上文中所述的多层结构的线圈单元111。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，由多圈漆包线线圈段1111构成的线圈单元111可以通过胶水或者压合的方式固定在所述基板120上。
60.在一种示范性的实施方式中，所述线圈单元111由多圈印制形成的线圈段1111构成，也即所述线圈单元111由刚性或柔性的印刷线路板上的多圈导线构成。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，由多圈印制线圈段1111构成的线圈单元111可以为上文中所述的单层结构的线圈单元111，也可以为上文中的多层结构的线圈单元111。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，表面设有印制线圈段1111的基板120即为所述印刷线路板，也即由多圈印制线圈段1111构成的线圈单元111与所述基板120为一体式结构。由于由多圈印制线圈段1111构成的线圈单元111与所述基板120为一体式结构，由此可以进一
步提高本实用新型提供的感应线圈组件100的整体机械强度，从而使得本实用新型提供的感应线圈组件100不易发生损坏。另外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，可以通过增加印刷线路板的层数来增加所述线圈本体110所具有的线圈单元111的个数。
61.具体地，以双面印刷线路板为例，所述双面印刷线路板的顶层和底层均可布置一个线圈单元111(即均可布置多个印制线圈段1111)，且两个线圈单元111保持同相布置，以利于感应电动势叠加，从而增强磁场感应信号。举例而言，每一个线圈单元111均包括10圈线圈段1111，其中，位于最内圈的线圈段1111的直径约为20mm，围成线圈段1111的导线的宽度为0.127mm，相邻的两圈线圈段1111之间的距离为0.127mm，也即各圈线圈段1111的直径从内至外逐渐增加，位于最外圈的线圈段1111的直径为24.8mm。则两个线圈单元111中的各圈线圈段1111所围成的区域的面积之和约为7920mm2。
62.本实用新型还提供一种磁场传感器，请参考图2和图3，其中，图2示意性地给出了本实用新型第一种实施方式提供的磁场传感器的整体结构示意图；图3示意性地给出了本实用新型第一种实施方式提供的磁场传感器的剖视图。如图2和图3所示，所述磁场传感器包括外壳200以及一组上文所述的感应线圈组件100，所述感应线圈组件100设于所述外壳200内。由于本实用新型提供的磁场传感器包括上文所述的感应线圈组件100，由此，本实用新型提供的磁场传感器能够感应到更强的磁场信号，有效提高定位精度，同时本实用新型提供的磁场传感器还具有结构简单，生产成本低，有效减轻患者的经济负担的优点，更加利于临床推广应用。此外，本实用新型提供的磁场传感器还具有上文所述的感应线圈组件100的其它优点，在此不再一一进行赘述。需要说明的是，虽然图2是以所述磁场传感器的整体外形为圆形为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，这并不构成对本实用新型的限制，本实用新型提供的磁场传感器的整体外形还可以为椭圆形、矩形或者其它形状。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述感应线圈组件100与所述外壳200之间可以通过胶水或者其它方式固定在一起。
63.请继续参考图2和图3，如图2和图3所示，所述感应线圈组件100的信号连接线伸出至所述外壳200的外部，以与信号探测设备(例如三维标测设备)相连。
64.优选地，所述外壳200的材质为柔性材料。由此，通过采用柔性材料制成柔性的外壳200，可以提高本实用新型提供的磁场传感器与目标对象的皮肤表面接触时的舒适度。
65.请继续参考图2和图3，如图2和图3所示，所述外壳200的用于与目标对象的体表相接触的一面涂覆有胶体210。由此，通过在所述外壳200的一面设置胶体210，可以更加便于将本实用新型提供的磁场传感器固定在目标对象的体表。进一步地，所述胶体210的材质优选为适宜与人体皮肤接触的材质。
66.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，当所述磁场传感器包括一组上文所述的感应线圈组件100且不包括现有技术中的微型磁场定位传感器300时，所述磁场传感器为一个5自由度传感器。请参考图4，其示意性地给出三维磁场定位传感器的自由度示意图。如图4所示，5自由度传感器中的所谓的5自由度包括三轴坐标x、y、z，以及上下俯仰角α和左右航向角γ。6自由度传感器中的6自由度则在5自由度的基础上增加了自身旋转角β(即沿其轴线旋转的角度)。
67.为了使得本实用新型提供的磁场传感器能够实现6个自由度的测量，请参考图5和图6，其中图5示意性地给出了本实用新型第二种实施方式提供的磁场传感器的局部结构示
意图；图6示意性地给出了本实用新型一具体示例提供的微型感应线圈310的结构示意图。如图5和图6所示，在本实施方式中，所述磁场传感器包括外壳200(图中未示出)以及位于所述外壳200内的一组所述感应线圈组件100和一个微型磁场定位传感器300，所述微型磁场定位传感器300的轴线与所述线圈本体110的轴线成第一角度，所述第一角度不等于0
°
。由此，所述感应线圈组件100和所述微型磁场定位传感器300中的一者可以检测出另一者的自身旋转角β，从而组成6自由度磁场传感器，而且其它冗余的自由度数据可以相互校准以进一步提高本实用新型提供的磁场传感器的定位精度。
68.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，由上文所述的感应线圈组件100和现有技术中的微型磁场定位传感器300所组成的6自由度磁场传感器在使用之前需要进行校准，以确定所述感应线圈组件100中的线圈本体110和所述微型磁场定位传感器300中的微型线圈本体110的位置和方向关系，同时标记所述感应线圈组件100中的线圈本体110和所述微型磁场定位传感器300中的微型线圈本体110的规格。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述感应线圈组件100的第一信号引出线130和所述微型磁场定位传感器300的第二信号引出线320均用于与信号探测设备(例如三维标测设备)进行连接。
69.进一步地，请参考图7，其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的感应线圈组件100的轴线(线圈本体110的轴线)与微型磁场定位传感器300的轴线(微型感应线圈310的轴线)之间的关系示意图。如图7所示，优选地，所述微型磁场定位传感器300中的微型线圈本体110的轴线与所述感应线圈组件100的线圈本体110的轴线相垂直或近似垂直，也即所述第一角度为90
°
或接近90
°
。由此，此种设置，可以更加便于所述感应线圈组件100和所述微型磁场定位传感器300中的一者检测出另一者的自身旋转角β。
70.更进一步地，如图5所示，所述微型磁场定位传感器300设于所述线圈本体110的内部。由此，通过将所述微型磁场定位传感器300设于所述线圈本体110的内部，可以有效防止由所述微型磁场定位传感器300所导致的本实用新型提供的磁场传感器的整体尺寸过大的问题。
71.优选地，所述感应线圈组件100的基板120上设有一用于安装所述微型磁场定位传感器300的凹槽(图中未示出)，所述凹槽对应于所述线圈本体110的中心轴线位置。由此，通过将所述微型磁场定位传感器300安装于所述感应线圈组件100的基板120上的凹槽内，不仅可以便于所述微型磁场定位传感器300的安装，而且还可以兼顾本实用新型提供的磁场传感器的生产成本。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述基板120的厚度可以取常用的印刷线路板的厚度，约为1.6mm，而现有技术中的微型磁场定位传感器300的外径一般不大于1mm，由此可以通过将所述微型磁场定位传感器300放置于所述基板120上的凹槽内的方式，实现所述微型磁场定位传感器300的固定。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，所述凹槽的尺寸比所述微型磁场定位传感器300的外形尺寸略大，所述微型磁场定位传感器300放置于所述凹槽内后，可以用胶水进行固定。
72.请继续参考图8，其示意性地给出了本实用新型第三种实施方式提供的磁场传感器的局部结构示意图。如图8所示，在本实施方式中，所述磁场传感器包括外壳200(图中未示出)以及位于所述外壳200内的两组所述感应线圈组件100，其中一组所述感应线圈组件100的线圈本体110a的轴线与另一组所述感应线圈组件100的线圈本体110b的轴线成第二角度，所述第二角度不等于0
°
，且所述线圈本体110a与所述线圈本体110b彼此绝缘。由此，
所述线圈本体110a和所述线圈本体110b中的其中一者可以检测出另一者的自身旋转角β，从而组成6自由度磁场传感器，而且其它冗余的自由度数据可以相互校准以进一步提高本实用新型提供的磁场传感器的定位精度。
73.优选地，如图8所示，所述线圈本体110a的轴线与所述线圈本体110b的轴线相垂直或近似垂直，也即所述第二角度为90
°
或接近90
°
。由此，此种设置，可以更加便于所述线圈本体110a和所述线圈本体110b中的其中一者检测出另一者的自身旋转角β。
74.进一步地，如图8所示，所述线圈本体110a中的线圈单元111a呈平面型设置，所述线圈本体110b中的线圈单元111b呈螺旋型设置。由此，此种设置，可以更加便于实现所述线圈本体110a的轴线与所述线圈本体110b的轴线相垂直或近似垂直设置，进一步降低本实用新型提供的磁场传感器的生产成本。
75.更进一步地，如图8所示，呈螺旋型设置的所述线圈单元111b绕设于呈平面型设置的所述线圈单元111a的外部。由此，此种设置，可以节约空间，有利于降低本实用新型提供的磁场传感器的整体尺寸，进而可以进一步降低本实用新型提供的磁场传感器的生产成本。需要说明的是，虽然图8是以所述线圈本体110a包括两个串联的线圈单元111a为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，这并不构成本实用新型的限制，在其它一些实施方式中，所述线圈本体110a还可以包括一个线圈单元111a、三个彼此串联的线圈单元111a或者更多个彼此串联的线圈单元111a。同理，虽然图8是以所述线圈本体110b包括一个线圈单元111b为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，这并不构成本实用新型的限制，在其它一些实施方式中，所述线圈本体110b还可以包括两个或者更多个彼此串联的线圈单元111b。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，图8所示的线圈单元111a中的各个线圈段1111的外形为矩形且各个线圈段1111的长边长度和短边长度均从内至外逐渐增加，线圈单元111b中的各个线圈段1111的外形为矩形且各个线圈段1111的长边长度均相等，短边长度也均相等。由于所述线圈单元111a的最外圈的线圈段的长边的长度最长，所述线圈单元111a的轴向尺寸最短，因此，所述线圈单元111a的长度尺寸为最外圈的线圈段的长边的长度，所述线圈单元111a的厚度尺寸为其轴向尺寸。同理，由于所述线圈单元111b的线圈段的长边的长度最长，所述线圈单元111b的轴向尺寸最短，因此，所述线圈单元111b的长度尺寸为任一线圈段的长边的长度，所述线圈单元111b的厚度尺寸为其轴向尺寸。
76.具体地，所述线圈单元111a可以由漆包线在同一个平面上绕制成多圈线圈段1111构成，也可以由位于同一个平面上的多圈印制形成的线圈段1111构成。同理，所述线圈单元111b可以由漆包线在不同的平面上绕制成多圈线圈段1111构成，也可以由位于不同平面上的多圈印制线圈段1111构成。
77.优选地，两组所述感应线圈组件100共用同一块基板120，由此，可以进一步降低本实用新型提供的磁场传感器的生产成本。具体地，在将线圈本体110a固定于基板120上(所述线圈本体110a可以是直接印制于所述基板120上的，也可以是通过胶水或者其它方式固定于所述基板120上的)后，可以将所述线圈本体110a和所述基板120共同作为所述线圈本体110b的支撑结构，在一些实施方式中，可以采用漆包线在所述线圈本体110a和所述基板120共同形成的支撑结构上缠绕多圈以形成线圈单元111b，当所述线圈本体110b包括多个线圈单元111b时，可以采用多根漆包线在所述线圈本体110a和所述基板120共同形成的支撑结构上的不同位置处缠绕多圈以形成多个线圈单元111b。在另一些实施方式中，也可以
采用在所述线圈本体110a和所述基板120共同形成的支撑结构上印制形成线圈单元111b，当所述线圈本体110b包括多个线圈单元111b时，可以在所述线圈本体110a和所述基板120共同形成的支撑结构上的不同位置处印制形成多个线圈单元111b。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，当所述线圈单元111a和所述线圈单元111b均是由多圈印制线圈段1111构成时，为了实现所述线圈单元111a和所述线圈单元111b彼此绝缘设置，可以在所述线圈单元111a的用于与所述线圈单元111b接触的表面涂覆绝缘材料。
78.进一步地，所述基板120可以具有三层结构，如图8所示，而所述线圈单元111a与所述线圈单元111b可形成四层结构，并分别与所述基板120的一个层结构交错设置，具体地，每个所述线圈单元111a的上表面和下表面皆设置有所述基板120的一个层结构，两个所述线圈单元111a的连接线穿设于一个层结构中，以实现两个所述线圈单元111a的串联，线圈单元111b绕设于所述线圈单元111a的外周并通过所述基板120的层结构与所述线圈单元111a隔绝开。
79.综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的感应线圈组件和磁场传感器具有以下优点：
80.本实用新型提供的感应线圈组件包括相连的线圈本体和基板，所述线圈本体包括一个或者多个线圈单元，所述线圈单元包括多圈彼此相连的线圈，各圈所述线圈段位于同一平面上，且各圈所述线圈段的直径或者边长从内至外逐渐增大；或者各圈所述线圈段沿所述线圈单元的轴向呈螺旋型设置。由于本实用新型提供的感应线圈组件包括相连的线圈本体和基板，由此通过所述基板可以为线圈本体提供支撑，以提高本实用新型提供的感应线圈组件的整体机械强度，防止本实用新型提供的感应线圈组件在使用过程中因机械强度太差，而发生损坏。此外，通过设置基板，可以使得所述感应线圈组件中的线圈单元可以制作成更大的尺寸，从而可以使得本实用新型提供的感应线圈组件能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度。
81.进一步地，所述线圈单元的长度尺寸与厚度尺寸的比值大于5:1。由此，此种设置可以保证本实用新型提供的感应线圈组件中的线圈本体的长度尺寸较大，从而不仅可以使得本实用新型提供的感应线圈组件能够感应到更强的磁场信号，以有效提高定位精度，而且可以有效降低本实用新型提供的感应线圈组件的生产成本，以及提高本实用新型提供的感应线圈组件的整体机械强度，使得本实用新型提供的感应线圈组件不易发生损坏。同时又由于本实用新型提供的感应线圈组件中的线圈本体的厚度较小，因此可以减小使用本实用新型提供的感应线圈组件的磁场传感器的整体厚度，从而不仅可以降低使用本实用新型提供的感应线圈组件的磁场传感器的生产成本，而且可以使其更好地应用于目标对象的体表等场合。
82.由于本实用新型提供的磁场传感器包括本实用新型提供的感应线圈组件，因此本实用新型提供的磁场传感器能够感应到更强的磁场信号，有效提高定位精度，同时本实用新型提供的磁场传感器还具有结构简单，生产成本低，有效减轻患者的经济负担的优点，更加利于临床推广应用。
83.上述描述仅是对本实用新型较佳实施方式的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱
离本实用新型的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本实用新型及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。