JPH0257641B2 - - Google Patents

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JPH0257641B2
JPH0257641B2 JP16146284A JP16146284A JPH0257641B2 JP H0257641 B2 JPH0257641 B2 JP H0257641B2 JP 16146284 A JP16146284 A JP 16146284A JP 16146284 A JP16146284 A JP 16146284A JP H0257641 B2 JPH0257641 B2 JP H0257641B2
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JP
Japan
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magnetic flux
emf
magnetic field
signal
field generator
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JP16146284A
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English (en)
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JPS6053802A (ja
Inventor
Nitsukeru Berunto
Shoru Uorufugangu
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPS6053802A publication Critical patent/JPS6053802A/ja
Publication of JPH0257641B2 publication Critical patent/JPH0257641B2/ja
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00Dental auxiliary appliances
    • A61C19/04Measuring instruments specially adapted for dentistry
    • A61C19/045Measuring instruments specially adapted for dentistry for recording mandibular movement, e.g. face bows
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/16Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a value which is a function of two or more values, e.g. product or ratio

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、空間に固定している物体に直接また
はそれと間隔をおいて配置されて定められた不均
衡な磁界を発生する磁界発生器と、この磁界発生
器とは隔てて配置されてその物体とは独立であつ
て測定中磁束または磁束変化を検出する磁束検出
器と、磁束もしくは磁束変化のもとで生じる電気
信号を得てこれを評価する電子装置とを用いて、
空間に固定している物体の位置、姿勢ないし位置
変化または姿勢変化を測定するための装置であつ
て、前記磁束検出器には磁力線を集めるアンテナ
が付属していて、このアンテナの前記磁界発生器
側端部は直方体の角点を形成し、この直方体の角
点により定まる空間内に前記磁界発生器が配置さ
れるようになつている測定装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
上述の如き測定装置は西独特許出願P2852764.2
(西独特許出願公開第2852764号公報)に記載され
ていて、これにおいては外乱信号の除去のために
それぞれ2つの平行な面の信号が加算増幅器に導
かれることにより2つの面信号が形成され、両面
信号が差動増幅器により結合されて2倍の実信号
と零にまで相殺された外乱信号をもたらすように
なつている。
この措置にも拘わらず例えば地磁気自身によ
り、あるいは装置の使用時においてアンテナ範囲
に持ち込まれるか又はこれに近接させられる強磁
性材料により生じる磁界のゆがみによつて、不完
全な補償が行なわれ、それによつて全体の測定方
法が妨害されることがわかつた。この欠点は、公
知の装置では何より先ず、外乱信号の消去のため
の信号評価がもつぱらアンテナに関係し、外乱信
号が測定範囲内であまり考慮されないという結果
をもたらす。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、上述の点を改善すべく、測定
系の範囲内、即ちアンテナにより境界付けられた
容積の範囲内において生じる外乱磁界を測定方法
に妨害を与えない程度に消去することを目的とす
る。
〔発明の要点〕
この目的は本発明によれば、冒頭に述べたよう
な測定装置において、前記電子装置は次のように
構成される、すなわち外乱磁界の除去のために、
まず全部の磁束検出器の電気信号が加算され、こ
れにより形成された加算外乱信号が存在する磁束
検出器の個数に応じて割算され、この割算により
得られた外乱信号が引算要素において磁束検出器
の個別信号から差引かれるように達成されること
によつて達成される。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて更に詳細に説明する。
第1図は斜視図にて、特に有利な用途、即ち歯
科医用における本発明装置の実施例を示す。この
装置は患者の下顎のある点の位置、姿勢および/
または位置変化もしくは姿勢変化を求めるための
ものである。この図において、1は患者の頭であ
り、2は患者の下顎である。3は磁界発生器とし
て用いられる永久磁石であり、これは患者の口の
内部において下顎の任意の個所に適当な付着また
は粘着手段(例えば、歯型)によつて固定され
る。磁界発生器3は、西独特許出願P2715106に
詳しく記載されているように、2つの等しい寸法
の棒磁石からなる。両棒磁石の開き角度は約90゜
である。これらの棒磁石はかなり小さくて、約3
mmの長さと約1mm四方の横断面を有する。磁界発
生器3は、破線で図示されているような不均衡な
回転対称でない2つの磁界M1,M2を発生す
る。
患者の口の外側には磁束検出装置4があり、こ
の装置は主として患者の頭1に保持された支え5
と下顎の左右にある検出ブロツク6,7を備える
検出系とからなる。支え5は公知のように連結さ
れためがね状もしくはおもかい状の支えとして形
成され、患者の種々の頭の状態に適合させるため
の詳しくは示されていない多数の滑節を有する。
両検出ブロツク6,7は支え5に連結された棒8
によつて互いにしつかりと接続されている。
検出ブロツク6,7のそれぞれは、合成樹脂ケ
ース9において保持され且つそれぞれ互いに平行
になつている4つの磁束検出器〜を有する。
磁束検出器〜によつて取り出された信号は信
号線10を介して電子評価装置11に導かれ、そ
してそこからさらに適当な表示装置12に導かれ
る。
磁束検出器〜の構成および配置冒頭に述べ
た特許出願(西独特許出願P2852764.2)に詳しく
開示されている。これに開しては、各磁束検器が
センサとして用いられる薄板状のホールゼネレー
タを有し、このホールゼネレータの有効面には両
側に異なる長さのミユーメタル製アンテナ棒が接
している。磁束検出器〜もしくはホールゼネ
レータによつて受信した信号はケース9内に配置
されている前置増幅器を介して増幅されて電子ユ
ニツト11に導かれる。
磁束検出器〜のそれぞれは非強磁性材料か
らなる鞘を有し、この中に2つの部分からなるア
ンテナが差し込まれていて、アンテナの両部分の
間にホールゼネレータが挿入されている。アンテ
ナの特殊な配置とホールゼネレータの対称配置に
よつて、これらは患者の頭に直接に隣接するケー
ス9の面に固定点または基準点A〜Hを形成す
る。これらの点の接続線は第2図に示されている
直方体を区画する。磁界発生器3はその直方体に
よつて形成される空間の内部にある(第1図参
照)。この空間において仮定された点(この点に
磁界発生器3がある。)から出発して、磁束検出
器の対称配置によつてアンテナ作用を代表する角
点A〜Hにて、3つの平面X,Y,Zにおける下
顎もしくは磁界発生器3の動きに関して信号x,
y,zが得られ、また逆方向の動きの場合には信
号−x,−y,−zが得られる。
ここに本発明は、対応するアンテナ対の間にお
いて両アンテナの和信号は両アンテナの接続線の
方向における磁石の動きに依存しないが、一方こ
の和信号は外乱磁界の大きさの尺度(以下では
EMFと略称する。)をなすという認識に基いてい
る。
例えばX方向における動きに関しては、 点Aについて、A=x+EMF 点Eについて、E=−x+EMF A+Bについて、A+B=2・EMF なる式が得られる。同様のことがY方向およびZ
方向に関しても当てはまる。
そこで、本発明によれば、8つのアンテナ全部
の電気信号が加算される(ΣA〜H=8EMF)。こ
の加算信号は前述のように磁石3の動きに関係し
ない。さらに全部で8つのアンテナ信号の和が評
価回路に入力され、アンテナ系A〜Hによつて境
界付けられた容積に関して、外乱量に対する代表
信号が得られる。正味信号の何らかの変化(空間
内における磁石の変化)に依存しないこの外乱磁
界である和信号は、外乱磁界信号がアンテナのそ
れぞれの位置における磁界の強さを代表するにす
ぎなかつた以前の提案に比べて、今や著しく拡張
された容積にわたつて平均化された外乱磁界の強
さの尺度をなす。
補償は第3図および第4図による補償回路にお
いて次のようにすることによつて行なわれる。即
ち、各基準点A〜H(第3図には点Aについて、
ダイオード4図には点Eについて示されている。)
について、外乱信号の和(ΣA〜H=8EMF)が
分割器Tにおいて存在するアンテナの個数に応じ
てここでは8により割算され、これにより得られ
た外乱信号がそれぞれアンテナで検出された個別
信号x+EMF,y+EMF,z+EMF…から差
引かれる。この場合に引算器の出力端では外乱信
号を相殺された正味信号x,y,zが得られる。
万一留まる残留外乱信号(第3図および第4図
に△EMFにて代表されている。)は、次に公知の
ようにそれぞれ2つの基準点の信号を互いに差引
くことにより消去することができる。点Aおよび
Bに関しては、X方向において、 A=x+△EMF E=−x+△EMF ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ A−E=2・x+△EMF−△EMF=2x が得られる。同様のことが他の基準点B〜Hに関
しても当てはまる。
以上からわかるように、上述の措置により2重
の補償が得られ、つまり一方では信号処理前に外
乱磁界の加算信号から得られる外乱信号を個別信
号から差引くことによつて、他方では個別信号の
引算による従来から知られている補償によつて2
重の補償が得られ、この場合に後者は第5図に示
し且つ冒頭に説明したようにそれぞれ2つの平行
な面の信号を先ず加算増幅器Aに導くことにより
2つの面信号を形成し、それからこれらを差動増
幅器Sを介して結合することによつて行なうこと
ができ、その差動増幅器は2倍の実信号と零にま
で相殺された外乱信号をもたらす。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、外乱磁界
EMFの除去のために、まず全部の磁束検出器
〜の電気信号x+EMF,y+EMF,z+
EMFが加算され、これにより形成された加算外
乱信号8EMFがそれぞれ引算要素Sにて磁束検
出器〜の個別信号x+EMF,y+EMF,z
+EMFから差引かれるようにすることによつて、
地磁気や装置使用時に持ち込まれる強磁性体によ
る磁界のゆがみを補償することができる。さら
に、2つの面信号の差を取る公知の方式を組み合
わせるならば、2重の補償が行なわれることか
ら、残留外乱信号をほとんど完全に消去すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による測定装置の実施例を示す
斜視図、第2図は個々の磁束検出器の角点により
形成される直方体の斜視図、第3図ないし第5図
は信号評価のためのブロツク図である。 1……患者の頭、2……患者の下顎、3……磁
界発生器、4……磁束検出装置、5……支え、
6,7……磁束検出ブロツク、〜……磁束検
出器、8……棒、9……合成樹脂ケース、10…
…信号線、11……電子評価装置、12……表示
装置、x,y,z……実信号、EMF……外乱磁
界、△EMF……残留外乱磁界、A……加算増幅
器、S……差動増幅器(引算要素)、T……分割
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 空間に固定している物体に直接またはそれと
    間隔をおいて配置されて定められた不均衡な磁界
    を発生する磁界発生器3と、この磁界発生器とは
    隔てて配置されてその物体とは独立であつて測定
    中磁束または磁束変化を検出する磁束検出器〜
    と、磁束もしくは磁束変化のもとで生じる電気
    信号を得てこれを評価する電子装置11とを用い
    て、空間に固定している物体の位置、姿勢ないし
    位置変化もしくは姿勢変化を測定するための装置
    であつて、前記磁束検出器には磁力線を集めるア
    ンテナが付属していて、このアンテナの前記磁界
    発生器側端部が直方体の角点A〜Hを形成し、こ
    の直方体の角点により定まる空間内に前記磁界発
    生器が配置されるようになつている測定装置にお
    いて、前記電子装置11は次のように構成され
    る、すなわち外乱磁界EMFの除去のために、ま
    ず全部の磁束検出器〜の電気信号x+EMF,
    y+EMF,z+EMFが加算され、これにより形
    成された加算外乱信号8EMFが存在する磁束検
    出器〜の個数に応じて割算され、この割算に
    より得られた外乱信号EMFが引算要素Sにおい
    て磁束検出器〜の個別信号x+EMF,y+
    EMF,z+EMFから差引かれるように構成され
    ることを特徴とする空間に固定している物体の位
    置、姿勢ないし位置変化または姿勢変化の測定装
    置。 2 万一存在する残留外乱信号ΔEMFは前記引
    算後に得られる信号をさらに対応する基準点AE,
    BE,DH,CGの信号同士で引算することにより
    消去することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の測定装置。
JP59161462A 1983-08-01 1984-07-31 物体の位置,姿勢ないし位置変化または姿勢変化の測定装置 Granted JPS6053802A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833327742 DE3327742A1 (de) 1983-08-01 1983-08-01 Vorrichtung zur messung des ortes, der lage und/oder der orts- bzw. lageaenderung eines starren koerpers im raum
DE3327742.7 1983-08-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6053802A JPS6053802A (ja) 1985-03-27
JPH0257641B2 true JPH0257641B2 (ja) 1990-12-05

Family

ID=6205483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59161462A Granted JPS6053802A (ja) 1983-08-01 1984-07-31 物体の位置,姿勢ないし位置変化または姿勢変化の測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4631477A (ja)
EP (1) EP0142609B1 (ja)
JP (1) JPS6053802A (ja)
DE (2) DE3327742A1 (ja)

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