(57)【要約】【課題】患者に無理な姿勢を強いることなく、自由に下顎を運動できる状態としながら、下顎の上顎に対する位置を極めて高い精度で検出する。【解決手段】顎運動の測定装置は、上顎又は下顎のいずれかの顎の歯に剛体結合される一次コイル６と、反対側の顎の歯に剛体結合される二次コイル５を互いに離して配設している。一次コイル６は、特定立体７を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを備える。二次コイル５は、特定立体７を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている２組以上のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを備える。一次コイル６の各々の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、交流電源３に接続されて、各々異なる周波数の交流で励磁されている。測定装置は、複数のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流を演算回路４で演算して、下顎と上顎との相対位置を検出する。【選択図】  図６
2004229943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上顎又は下顎のいずれかの顎の歯に剛体結合される一次コイル（６）と、一次コイル（６）を剛体結合している顎と反対側の顎の歯に剛体結合される二次コイル（５）と、一次コイル（６）に交流電流を流す交流電源（３）と、交流で励起される一次コイル（６）から二次コイル（５）に誘導される信号を演算して、一次コイル（６）に対する二次コイル（５）の相対的な位置から上顎と下顎の相対位置を検出する演算回路（４）とを備えており、
一次コイル（６）と二次コイル（５）とを互いに離して配設し、
一次コイル（６）は、所定の体積を有する特定立体（７）を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている３組の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）を備えており、
二次コイル（５）は、所定の体積を有する特定立体（７）を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている２組以上のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）を備え、
一次コイル（６）の各々の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）は交流電源（３）に接続されて、交流電源（３）が各々の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）を異なる周波数の交流で励磁し、
演算回路（４）が、複数のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）に誘導される交流を演算して、下顎と上顎との相対位置を検出するようにしている顎運動の測定装置。
【請求項２】
一次コイル（６）を構成している３組の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）が、各励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）の中心を同一点として特定立体（７）に巻かれている請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項３】
３組の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）を巻いている特定立体（７）が球形である請求項２に記載される顎運動の測定装置。
【請求項４】
二次コイル（５）が互いに直交して巻かれている３組のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）を備え、３組のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）が中心を同一点として巻かれている請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項５】
３組のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）を巻いている特定立体（７）が球形である請求項４に記載される顎運動の測定装置。
【請求項６】
一次コイル（６）と二次コイル（５）が特定立体（７）を球形とし、一次コイル（６）が３組の励磁コイル（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）を、二次コイル（５）が３組のセンサーコイル（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）を球形の特定立体（７）に巻いている請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項７】
一次コイル（６）を上顎と剛体結合して、二次コイル（５）を下顎と剛体結合して、上顎と下顎の相対位置を検出するようにしている請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項８】
二次コイル（５）を上顎と剛体結合して、一次コイル（６）を下顎と剛体結合して、上顎と下顎の相対位置を検出するようにしている請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項９】
一次コイル（６）を取付部材（８）を介して上顎に、二次コイル（５）を取付部材（８）を介して下顎に剛体結合しており、上顎の取付部材（８）が一次コイル（６）を上顎の前方に配設し、下顎の取付部材（８）が二次コイル（５）を頬の外側に配設している請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【請求項１０】
一次コイル（６）を取付部材（８）を介して上顎に、二次コイル（５）を取付部材（８）を介して下顎に剛体結合しており、上顎の取付部材（８）が一次コイル（６）を頬の外側に配設し、下顎の取付部材（８）が二次コイル（５）を下顎の前方に配設している請求項１に記載される顎運動の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顎の動きを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下顎の動きを検出する装置は、特許文献１に記載される。
この公報に記載される装置は、下顎に光源を固定し、光源の動きを光センサーで受光して、顎の動きを測定するようになっている。この装置は、下顎歯茎に、前方に向けて光を発する光源を装着する。光源の前方には、レンズを介して光センサーを配設する。光センサーからの信号を増幅してＸＹレコ―ダとデ―タレコ―ダに記録する。
【０００３】
さらに、別の顎運動測定装置として、下顎の動きを、顎の前方に取り付けた３個のポテンシオメ―タで検出する装置が特許文献２に記載される。
この装置は、患者の頭部にフレ―ムを固定し、３個のポテンシオメ―タでもって下顎の前後、左右、上下の運動を検出している。
【０００４】
下顎歯茎に光源を固定する装置は、光の受光位置に無数のＣＣＤやフォトトランジスタ等の受光センサーを配設し、この受光センサーで受光位置を検出している。下顎が上下左右に運動すると、光源がこれと一緒に運動して、光の照射方向が変化する。光を受光センサーで受けて、顎の運動を測定している。この装置は、下顎が運動すると光の照射方向が大幅に変化する。従って、原理的に、ＣＣＤ等の受光センサーの数が著しく増加し、または、大きなレンズを必要として高価になる欠点がある。
【０００５】
又、光を前に照射して、前方に設けられた受光センサーで検出する装置は、顎が運動すると光の照射位置と照射方向の両方が変わるため、受光センサーの出力信号で顎の動きを特定する演算処理が難しく、演算処理回路も複雑になる欠点があった。
【０００６】
さらに、ポテンシオメ―タを使用する下顎運動測定装置は、顎の上下、前後、左右の動きを、前方に配設されたポテンシオメ―タに伝達するので、下顎と上顎との相対運動距離に対するポテンシオメータの移動範囲が大きく、測定範囲が広いセンサーを使用する必要があった。
【０００７】
本発明者は、これ等の欠点を除去することを目的に、励磁コイルからセンサーコイルに交流を誘導して人体の動く部分の立体位置を検出する装置を開発した（特許文献３、特許文献４参照）。
【０００８】
この装置は、図１に示すように、上顎と下顎の相対位置を検出するために、上顎に上顎運動部材１を、下顎に下顎運動部材２を固定する。上顎運動部材１は、その両端に一次コイル６を連結している。下顎運動部材２は、その両端に二次コイル５を連結している。一次コイル６は中空の筒状で、内部に二次コイル５を接触しないように配設している。
【０００９】
この構造の立体変位センサーは、二次コイル５のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を検出するために、図２〜図４に示すように、一次コイル６が３組の励磁コイル６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆを備える。各々の励磁コイルは、互いに対向して配設される一対のコイルを有し、一方のコイルをサイン波で、他方のコイルをコサイン波で励起する。すなわち、一対の励磁コイルは９０度の位相差のある交流で励起される。二次コイル５は、一対の励磁コイルの間に配設されて、サイン波で励起される励磁コイル６Ａ、６Ｃ、６Ｅに接近すると、誘導される交流はサイン波に近くなり、コサイン波で励起される励磁コイル６Ｂ、６Ｄ、６Ｆに接近するとコサイン波に近くなる。このため、二次コイル５に誘導される交流の位相を検出して位置を検出できる。
【００１０】
この立体変位センサーは、光やポテンシオメータを使用する装置に比較すると、人体の動く部分の位置を正確に検出できる特長がある。しかしながら、この装置は、上顎運動部材と下顎運動部材の両端に、一次コイルと二次コイルからなる一対のコイルユニットを非接触な特定の相対位置で配設する必要があるので、患者に負担をかけることなく、下顎の動きを検出できない欠点がある。上顎運動部材と一次コイルと、下顎運動部材と二次コイルのトータルの重量が下顎や上顎に作用するからである。また、上顎運動部材と下顎運動部材は、その先端に設けた一次コイルと二次コイルとを接触しないように、上顎と下顎に連結するので、患者に装置をセットするのも難しくて手間がかかる欠点がある。このため、患者に負担をかけることなく、自然な状態で下顎の動きを検出できない欠点があった。
【００１１】
下顎に小型の二次コイルを装着して、下顎の動きを検出できる顎運動の測定装置が特許文献５に記載される。
この公報に記載される立体変位センサーは、図５に示すように、棒状をしている三本の励磁コイル６Ｇ、６Ｈ、６Ｉからなる一次コイル６を顔に固定し、３個の二次コイル５を下顎に固定して下顎の動きを検出する。この装置は、顔の前に３本の励磁コイル６Ｇ、６Ｈ、６Ｉをコ字状に配設している一次コイル６を顔に固定する。３個の二次コイル５は、下顎の前部と両側に固定している。この測定装置は、一次コイル６を構成する３本の励磁コイル６Ｇ、６Ｈ、６Ｉを異なる周波数で励起する。二次コイル５は、３本の励磁コイル６Ｇ、６Ｈ、６Ｉから誘導される交流を独立して検出するために、互いに直角に巻かれた３組のセンサーコイル５Ａ、５Ｂ、５Ｃを備える。３組のセンサーコイル５Ａ、５Ｂ、５Ｃに発生する信号強度を演算して、それぞれの二次コイル５の位置を演算する。センサーコイルが励磁コイルに接近するほど、接近する励磁コイルを励磁している交流の発生電力は大きくなる。したがって、３組のセンサーコイル５Ａ、５Ｂ、５Ｃに発生する信号強度から、３本の励磁コイル６Ｇ、６Ｈ、６Ｉとの距離を演算できる。各組の励磁コイルからの距離がわかると、センサーコイルの位置を特定できる。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭５３―８９２９６号公報
【特許文献２】
実開昭５４―３４２９０号公報
【特許文献３】
特公平５−５１２９３号
【特許文献４】
特開平７−３２３０２３号
【特許文献５】
特開昭６２−１５３５０３号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す構造の顎運動の測定装置は、下顎の上顎に対する動きを正確に検出するのが難しい。一次コイルと患者の顔との相対位置のずれが、検出誤差の原因となるからである。この装置は、二次コイルと一次コイルの相対位置を検出するので、一次コイルと患者の顔との位置がずれると、下顎の上顎に対する相対位置に誤差が発生する。一次コイルを患者の顔に動かない状態で固定しながら、下顎を動かすのは非常に難しい。このため、患者は極めて制約された姿勢で、下顎を運動する必要があり、自由に下顎を動かす状態で正確に下顎の動きを検出できない。
【００１４】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、患者に無理な姿勢を強いることなく、患者が極めて自由に下顎を運動できる状態としながら、下顎の上顎に対する位置を極めて高い精度で検出できる顎運動の測定装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の顎運動の測定装置は、前述の目的を達成するために下記の構成を備える。測定装置は、上顎又は下顎のいずれかの顎の歯に剛体結合される一次コイル６と、一次コイル６を剛体結合している顎と反対側の顎の歯に剛体結合される二次コイル５と、一次コイル６に交流電流を流す交流電源３と、交流で励起される一次コイル６から二次コイル５に誘導される信号を演算して、一次コイル６に対する二次コイル５の相対的な位置から上顎と下顎の相対位置を検出する演算回路４とを備える。一次コイル６と二次コイル５は、互いに離して配設している。一次コイル６は、所定の体積を有する特定立体７を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを備える。二次コイル５は、所定の体積を有する特定立体７を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている２組以上のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを備える。一次コイル６の各々の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは交流電源３に接続されており、交流電源３が各々の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを異なる周波数の交流で励磁している。測定装置は、複数のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流を演算回路４で演算して、下顎と上顎との相対位置を検出する。
【００１６】
本発明の請求項２の測定装置は、一次コイル６を構成している３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを、各励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃの中心を同一点として特定立体７に巻いている。本発明の請求項３の測定装置は、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻いている特定立体７を球形としている。
【００１７】
本発明の請求項４の測定装置は、二次コイル５が互いに直交して巻かれている３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを備えており、３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃは、中心を同一点として巻いている。本発明の請求項５の測定装置は、３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを巻いている特定立体７を球形としている。
【００１８】
本発明の請求項６の測定装置は、一次コイル６と二次コイル５の特定立体７を球形としている。一次コイル６は、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを球形の特定立体７に巻いており、二次コイル５は、３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを球形の特定立体７に巻いている。
【００１９】
本発明の請求項７の測定装置は、一次コイル６を上顎と剛体結合して、二次コイル５を下顎と剛体結合して、上顎と下顎の相対位置を検出するようにしている。また、本発明の請求項８の測定装置は、二次コイル５を上顎と剛体結合して、一次コイル６を下顎と剛体結合して、上顎と下顎の相対位置を検出するようにしている。
【００２０】
さらに、本発明の請求項９の測定装置は、一次コイル６を、取付部材８を介して上顎に、二次コイル５を、取付部材８を介して下顎に剛体結合している。この測定装置は、上顎の取付部材８が一次コイル６を上顎の前方に配設し、下顎の取付部材８が二次コイル５を頬の外側に配設している。さらにまた、本発明の請求項９の測定装置は、上顎の取付部材８が一次コイル６を頬の外側に配設し、下顎の取付部材８が二次コイル５を下顎の前方に配設している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための顎運動の測定装置を例示するものであって、本発明は顎運動の測定装置を下記のものに特定しない。
【００２２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
図６に示す顎運動の測定装置は、上下顎の歯に剛体結合される一次コイル６及び二次コイル５と、一次コイル６に交流を流す交流電源３と、交流で励起される一次コイル６から二次コイル５に誘導される信号を演算して、一次コイル６に対する二次コイル５の相対的な位置から上顎と下顎の相対位置を検出する演算回路４とを備えている。図の測定装置は、上顎の歯に一次コイル６を剛体結合し、下顎の歯に二次コイル５を剛体結合している。ただし、顎運動の測定装置は、上顎の歯に二次コイルを剛体結合して、下顎の歯に一次コイルを剛体結合することもできる。一次コイル６と二次コイル５は、取付部材８を介して顎の歯に剛体結合している。
【００２４】
図７は、図６に示す測定装置を被験者に装着する状態を示している。この図に示す測定装置は、一次コイル６を、上顎の取付部材８を介して上顎の前方に配設し、二次コイル５を、下顎の取付部材８を介して頬の外側に配設している。ただし、測定装置は、一次コイルを頬の外側に配設し、二次コイルを上顎の前方に配設することもできる。さらに、本発明の測定装置は、必ずしも一次コイルと二次コイルをこれらの位置に配置する必要はなく、上記の位置から多少ずれた位置に配置することも、あるいは、互いに対向する位置に配置することもできる。
【００２５】
一次コイル６は、図８に示すように、互いに直交する方向に巻かれている３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを備える。３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、特定立体７を囲むように、互いに直交する方向に巻かれている。特定立体７は、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻いている仮想の立体で、図の一次コイル６は、特定立体７を球体としている。図の一次コイル６は空心コイルであるが、磁性材料のコアを特定立体に使用して、このコアの表面に３組の励磁コイルを巻くこともできる。特定立体をコアとする一次コイルは、コアを歯に剛体結合することができる。図の一次コイル６は、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃの中心が同一点に位置するように、球形である特定立体７の表面に３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻いている。
【００２６】
励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、巻き数と直径でインダクタンスが特定される。励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、巻き数を多くして直径を大きくしてインダクタンスを大きくできる。励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃのインダクタンスは、発生させる磁界の強度を決定し、インダクタンスが大きくなるほど、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃに発生する磁界強度は強くなる。インダクタンスの大きい励磁コイルは、磁界強度を強くして、二次コイル５に誘導される交流電圧を大きくする。二次コイル５に誘導される電圧が高くなると、二次コイル５の位置を検出する測定精度を高くできる。したがって、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃのインダクタンスを大きくすることは、測定精度を高くすることに有効である。ただ、インダクタンスの大きいコイルは、大きくて重くなる。励磁コイルは、患者に装着するためには、小さくして軽いのが良い。患者に簡単に装着できると共に、装着した状態で、患者が自由に顎を運動できるからである。したがって、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃのインダクタンス、すなわち巻き数と直径は、測定精度と患者の負担を考慮して最適値に設定される。たとえば、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、巻く直径を約１５ｍｍとして、インダクタンスを約１ｍＨとする。特定立体７を球形として、全ての励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃの中心が球の中心に位置するように３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻く場合、図６と図８に示すように、３層に重ねて巻く状態となるので、内側に巻く励磁コイルは外側の励磁コイルよりも巻き径が小さくなる。ただし、励磁コイルは巻き径を３〜２０ｍｍとして、インダクタンスを１００μＨ〜２０ｍＨとすることもできる。巻き径が小さくて、インダクタンスの小さい励磁コイルは、流す交流電流を大きくし、発生する磁界強度を強くして、測定精度の低下を少なくする。
【００２７】
図６と図８に示すように、特定立体７を球体として、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃの中心を球の中心とするインダクタンスは、外形を最も小さくして、患者に装着するのに最適な形状である。ただし、一次コイル６は、図９〜図１１に示すように、特定立体７を直方体として、直方体の外側を囲むように３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻くこともできる。図９の一次コイル６は、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃの中心が同じ位置になるように、６面体を構成する各面の中央に位置するように励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻いている。図１０の一次コイル６は、２組の励磁コイル６ｂ、６ｃを、互いに隣接するふたつの面の外周縁に沿ってふたつの面の外側を囲むように巻き、残りのひとつの励磁コイル６ａを、励磁コイル６ｂと励磁コイル６ｃの中央を通る四角形の外側を囲むように巻いている。図１１の一次コイル６は、直方体の１つの頂点に集まる３面の外周縁に沿って、３面の外側を囲むように３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを巻いている。
【００２８】
図９〜図１１に示すように、特定立体７を直方体とする一次コイル６は、励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃが四角形となる。一次コイル６は、特定立体７を楕円形や種々の立体形状とすることもできる。特定立体７を楕円形とする一次コイルは、励磁コイルが円形や楕円形となる。
【００２９】
一次コイル６は、３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを正確に直交して巻くのを理想とするが、直交する姿勢から多少ずれて巻いても、顎の位置を検出することができる。とくに、一次コイル６と二次コイル５を位置が判明している部分に移動させながら、キャリブレーションし、その結果から位置を補正して正確に位置を検出することができるからである。
【００３０】
図６の顎運動の測定装置は、二次コイル５に一次コイル６と同じものを使用している。この測定装置は、同じコイルを製作して一次コイル６と二次コイル５に使用できる。このため、能率よく安価に多量生産できる。ただし、二次コイルは、一次コイルの励磁コイルをセンサーコイルとして使用する。二次コイル５は、所定の体積を有する特定立体７の外側を囲むように、互いに直交する方向にセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを巻いているからである。図の二次コイル５は、３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを備える。ただし、二次コイル５は、２組のセンサーコイルで上顎と下顎の相対位置と相対姿勢の両方を検出できる。したがって、３組のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃを備える二次コイル５を使用して、より高い精度で位置と姿勢を検出できる。
【００３１】
交流電源３は、一次コイル６の３組の励磁コイル６ａ、６ｂ、６ｃを異なる周波数の交流で励磁する。第１の励磁コイル６ａを角速度ω１、第２の励磁コイル６ｂをω２、第３の励磁コイル６ｃをω３の周波数で励起する発振手段を内蔵している。交流電源３は、複数の発振回路で周波数の異なる交流を発生させることもできるが、マイクロコンピュータとＤ／Ａコンバータとを使用して、周波数が異なるサイン波を作ることもできる。この交流電源は、マイクロコンピュータでデジタル量のサイン波を作り、これをＤ／Ａコンバータでアナログ量に変換する。
【００３２】
演算回路４は、二次コイル５のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流から、一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢、すなわち、一次コイル６と二次コイル５を剛体結合している上顎と下顎の相対位置と相対姿勢とを演算する。演算回路４は、二次コイル５のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅から、二次コイル５の一次コイル６に対する距離と姿勢を演算する。二次コイル５が一次コイル６から離れる程、二次コイル５のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅が小さくなり、二次コイル５の一次コイル６に対する姿勢により、各々のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅の比率が変化するからである。したがって、演算回路４は、二次コイル５の各々のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅の大きさから、二次コイル５の一次コイル６に対する相対位置と相対姿勢とを演算できる。
【００３３】
演算回路４は、二次コイル５と一次コイル６の相対位置と相対姿勢をキャリブレーションし、キャリブレーションした結果を記憶回路に記憶して、記憶されるキャリブレーションデーターから、二次コイル５と一次コイル６の位置を演算する。この演算回路４は、二次コイル５を一次コイル６から次第に離して相対位置を変更し、さらに各々の相対位置において二次コイル５の一次コイル６に対する相対姿勢を変更して、各々の相対位置と相対姿勢において、二次コイル５の各々のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅を記憶回路にキャリブレーションデータとして記憶させる。このキャリブレーションデータに基づいて、二次コイル５の各々のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅から、二次コイル５と一次コイル６の相対位置と相対姿勢とを演算する。さらに、演算回路４は、キャリブレーションデータに記憶されない交流の振幅が検出されるときは、記憶しているキャリブレーションデータを補間して、二次コイル５の一次コイル６に対する相対位置と相対姿勢とを検出する。
【００３４】
この演算回路４は、図示しないが、二次コイル５の各々のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流を一定の増幅率で増幅するアンプと、アンプから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータでデジタル値に変換された信号を演算する演算器と、キャリブレーションデーターを記憶している記憶回路とを備える。記憶回路は、一次コイル６と二次コイル５の相対位置を変更し、さらに各々の相対位置における相対姿勢を変更して、センサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流の振幅を検出して、検出した結果をキャリブレーションデータとして記憶している。
【００３５】
この演算回路４は、二次コイル５のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流を、アンプで所定の振幅に増幅し、増幅されたアナログ信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換し、演算器が変換されたデジタル値を記憶回路に記憶しているキャリブレーションデータに比較して、最も近いキャリブレーションデータから一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢を特定し、あるいはキャリブレーションデータを補間して、相対位置と相対姿勢を演算する。キャリブレーションデータを記憶回路に記憶して、キャリブレーションデータに基づいて一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢とを演算する測定装置は、一次コイル６と二次コイル５による誤差を補正しながら、すなわち製造工程における一次コイル６と二次コイル５の寸法誤差、形状の誤差、位置の誤差等を補正して、一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢、すなわち上顎と下顎の相対位置と相対姿勢を極めて高い精度で検出できる。
【００３６】
ただし、演算回路４は、キャリブレーションデータによらず、二次コイル５のセンサーコイル５ａ、５ｂ、５ｃに誘導される交流を、ＦＦＴ等の数学的な手法を用いてフーリエ級数に展開し、フーリエ級数から二次コイル５と一次コイル６の相対位置と相対姿勢とを演算することもできる。この顎運動の測定装置は、キャリブレーションしないで、一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢を検出できる。さらに、キャリブレーションデータと数学的な手法の両方で一次コイル６と二次コイル５の相対位置と相対姿勢を演算してより高い精度で相対位置と相対姿勢を検出することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の顎運動の測定装置は、患者に無理な姿勢を強いることなく、患者が極めて自由に下顎を運動できる状態としながら、下顎の上顎に対する位置を極めて高い精度で検出できる特長がある。それは、本発明の顎運動の測定装置が、上顎と下顎の歯に剛体結合して一次コイルと二次コイルを装着し、一次コイルと二次コイルとを互いに離して配設すると共に、一次コイルを、特定立体を囲むように互いに直交する方向に巻いている３組の励磁コイルで構成し、二次コイルも特定立体を囲むように、互いに直交する方向に巻いている２組以上のセンサーコイルで構成し、一次コイルの各々の励磁コイルを異なる周波数の交流で励磁し、複数のセンサーコイルに誘導される交流を演算回路で演算して、下顎と上顎との相対位置を検出するからである。とくに、本発明の顎運動の測定装置は、一次コイルと二次コイルの両方を特定立体を囲むように複数のコイルを巻いた構造としているので、両方を極め小さく軽くして、患者に負担をかけることなく装着できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明者が先に開発した人体用の変位センサーの概略斜視図
【図２】図１に示す変位センサーのＸ軸方向の位置を検出する一次コイルと二次コイルを示す斜視図
【図３】図１に示す変位センサーのＹ軸方向の位置を検出する一次コイルと二次コイルを示す斜視図
【図４】図１に示す変位センサーのＺ軸方向の位置を検出する一次コイルと二次コイルを示す斜視図
【図５】顎の動きを検出する従来の測定装置の一例を示す斜視図
【図６】本発明の一実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図
【図７】図６に示す測定装置を被験者に装着する状態を示す概略斜視図
【図８】図６に示す測定装置の一次コイルの拡大斜視図
【図９】一次コイルの他の一例を示す斜視図
【図１０】一次コイルの他の一例を示す斜視図
【図１１】一次コイルの他の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１…上顎運動部材
２…下顎運動部材
３…交流電源
４…演算回路
５…二次コイル          ５Ａ…センサーコイル    ５Ｂ…センサーコイル
５Ｃ…センサーコイル
５ａ…センサーコイル    ５ｂ…センサーコイル
５ｃ…センサーコイル
６…一次コイル          ６ａ…励磁コイル        ６ｂ…励磁コイル
６ｃ…励磁コイル
６Ａ…励磁コイル        ６Ｂ…励磁コイル
６Ｃ…励磁コイル        ６Ｄ…励磁コイル
６Ｅ…励磁コイル        ６Ｆ…励磁コイル
６Ｇ…励磁コイル        ６Ｈ…励磁コイル
６Ｉ…励磁コイル
７…特定立体
８…取付部材
【図１】
2004229943.tif 000003
【図２】
2004229943.tif 000004
【図３】
2004229943.tif 000005
【図４】
2004229943.tif 000006
【図５】
2004229943.tif 000007
【図６】
2004229943.tif 000008
【図７】
2004229943.tif 000009
【図８】
2004229943.tif 000010
【図９】
2004229943.tif 000011
【図１０】
2004229943.tif 000012
【図１１】
2004229943.tif 000013