JPWO2009087780A1 - Jaw movement measuring device and sensor coil manufacturing method used therefor - Google Patents

Jaw movement measuring device and sensor coil manufacturing method used therefor Download PDF

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Abstract

【課題】能率よくセンサコイルを多量生産しながら、X軸コイルとY軸コイルとZ軸コイルを互いに直角な姿勢に配置して上顎と下顎の相対位置を正確に検出する。【解決手段】顎運動の測定装置は、交流電源3に接続される励磁コイル1から誘導される交流をセンサコイル2で検出して歯の相対位置を検出する。励磁コイル1とセンサコイル2は、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル1a、2aとY軸コイル1b、2bとZ軸コイル1c、2cとを備える。測定装置は、励磁コイル1を交流電源3で励磁し、センサコイル2に誘導される交流信号を演算回路4が演算して、センサコイル2を固定する歯の位置を立体的に演算する。さらに、X軸コイル2aとY軸コイル2bとZ軸コイル2cからなるセンサコイル2は、コイル状に巻かれたループコイル8を、互いに直交する3つの平面を有するコアー材7の直交する平面7Aに固定している。【選択図】図11An X-axis coil, a Y-axis coil, and a Z-axis coil are arranged at right angles to each other while accurately mass-producing sensor coils efficiently, and the relative positions of the upper jaw and the lower jaw are accurately detected. A jaw movement measuring device detects a relative position of a tooth by detecting an alternating current induced from an exciting coil connected to an alternating current power source with a sensor coil. The exciting coil 1 and the sensor coil 2 include X-axis coils 1a and 2a, Y-axis coils 1b and 2b, and Z-axis coils 1c and 2c wound in directions orthogonal to each other. The measuring device excites the exciting coil 1 with the AC power source 3, and the arithmetic circuit 4 calculates the AC signal induced in the sensor coil 2 to calculate the position of the tooth fixing the sensor coil 2 in three dimensions. Further, the sensor coil 2 including the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c includes a loop coil 8 wound in a coil shape and an orthogonal plane 7A of a core material 7 having three planes orthogonal to each other. It is fixed to. [Selection] Figure 11

Description

本発明は、顎の動きを測定する装置と、この装置に使用されるセンサコイルの製造方法に関する。   The present invention relates to a device for measuring jaw movement and a method of manufacturing a sensor coil used in the device.

本発明者は、励磁コイルからセンサコイルに交流を誘導して顎運動を測定する装置を開発した(特許文献1参照)。   The inventor has developed a device for measuring jaw movement by inducing alternating current from an excitation coil to a sensor coil (see Patent Document 1).

この装置は、図1に示すように、上顎又は下顎のいずれかの顎の歯に剛体結合される励磁コイル91と、励磁コイル91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センサコイル92と、励磁コイル91に交流電流を流す交流電源93と、交流で励起される励磁コイル91からセンサコイル92に誘導される信号を演算して、励磁コイル91に対するセンサコイル92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94とを備える。励磁コイル91とセンサコイル92は、互いに離して配設している。励磁コイル91とセンサコイル92は、図2に示すように、互いに直交する方向に巻かれている3組のコイル91a、91b、91c、(92a、92b、92c)を備える。この顎運動の測定装置は、励磁コイル91の各々のコイル91a、91b、91cに交流電源93を接続し、センサコイル92の各々のコイル92a、92b、92cに誘導される交流を演算回路94で演算して、下顎と上顎の相対位置を検出する。
2004−229943号公報
As shown in FIG. 1, this apparatus has an exciting coil 91 rigidly coupled to the teeth of either the upper jaw or the lower jaw, and a rigid body to the teeth of the jaw opposite to the jaw to which the exciting coil 91 is rigidly coupled. A sensor coil 92 to be coupled, an AC power source 93 for passing an alternating current through the exciting coil 91, a signal induced from the exciting coil 91 excited by the alternating current to the sensor coil 92, and a sensor coil 92 for the exciting coil 91 are calculated. And an arithmetic circuit 94 for detecting the relative positions of the upper jaw and the lower jaw from the relative positions of the upper jaw and the lower jaw. The exciting coil 91 and the sensor coil 92 are arranged apart from each other. As shown in FIG. 2, the excitation coil 91 and the sensor coil 92 include three sets of coils 91a, 91b, 91c, (92a, 92b, 92c) wound in directions orthogonal to each other. In this jaw movement measuring device, an AC power source 93 is connected to each of the coils 91 a, 91 b, 91 c of the excitation coil 91, and the AC induced by each of the coils 92 a, 92 b, 92 c of the sensor coil 92 is calculated by the arithmetic circuit 94. The relative position between the lower jaw and the upper jaw is detected by calculation.
2004-229943

本発明者が先に開発した特許文献1の顎運動の測定装置は、励磁コイルやセンサコイル、とくにセンサコイルの製造が極めて難しい。それは、図2に示すように、球体である特定立体の表面に、互いに直角となるように3組のコイルを巻くのに手間がかかるからである。また、この構造のセンサコイル92は、3組のコイル92a、92b、92cをその中心軸がX軸、Y軸、Z軸に位置するように、互いに直交する姿勢で巻くのが極めて難しい欠点もある。3組のコイルの直交する姿勢からのずれは、検出誤差の原因となる。それは、互いに直交する姿勢に巻いている3組のコイルでもって、下顎と上顎のX軸、Y軸、Z軸における相対的な位置を立体的に検出するからである。さらに、図3の励磁コイル91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組のコイル91a、91b、91cを巻いているが、この構造のコイルも製造に極めて手間がかかる。とくに、3面の外側を囲むようにコイルを巻くのに極めて手間がかかる欠点があった。   In the jaw movement measuring device of Patent Document 1 previously developed by the present inventor, it is extremely difficult to manufacture an excitation coil and a sensor coil, particularly a sensor coil. This is because, as shown in FIG. 2, it takes time to wind three sets of coils so as to be perpendicular to each other on the surface of a specific solid body that is a sphere. Further, the sensor coil 92 having this structure has a drawback that it is extremely difficult to wind three sets of coils 92a, 92b, and 92c in a posture orthogonal to each other so that the central axes thereof are located on the X axis, the Y axis, and the Z axis. is there. Deviations from the orthogonal postures of the three sets of coils cause detection errors. This is because the relative positions of the lower jaw and the upper jaw in the X, Y, and Z axes are detected three-dimensionally with three sets of coils wound in orthogonal postures. Further, the exciting coil 91 of FIG. 3 has three sets of coils 91a, 91b, 91c wound around the outer periphery of the three surfaces along the outer peripheral edge of the three surfaces gathered at one vertex of the rectangular parallelepiped. The structure of the coil is also very laborious to manufacture. In particular, there is a drawback that it takes much time to wind the coil so as to surround the outside of the three surfaces.

さらに、励磁コイルやセンサコイル等のコイルは、小さく軽くすることで直接に歯に固定でき、この構造によって測定精度を高くできる。ただ、コイルを小さくするとインダクタンスが小さくなる。巻き径が小さくなるとインダクタンスが小さくなるからである。コイルのインダクタンスが小さくなると、高い測定精度を実現することを難しくする。それは、コイルのインダクタンスが小さくなると、センサコイルに誘導される交流信号のレベルがインダクタンスに比例して小さくなるからである。また、コイルを小さくすることは、3組のコイルを正確にX軸、Y軸、Z軸に直交する姿勢で配置するのも難しくする。   Furthermore, coils such as an excitation coil and a sensor coil can be directly fixed to the teeth by making them small and light, and this structure can increase the measurement accuracy. However, when the coil is made smaller, the inductance becomes smaller. This is because the inductance decreases as the winding diameter decreases. If the inductance of the coil becomes small, it becomes difficult to achieve high measurement accuracy. This is because as the inductance of the coil decreases, the level of the AC signal induced in the sensor coil decreases in proportion to the inductance. In addition, reducing the size of the coil makes it difficult to accurately arrange the three sets of coils in a posture orthogonal to the X, Y, and Z axes.

本発明は、このような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、簡単かつ容易に、しかも能率よく安価にセンサコイルを多量生産しながら、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルを互いに直角な姿勢に配置して、上顎と下顎の相対位置を正確に検出できる顎運動の測定装置とこの装置に使用するセンサコイルの製造方法を提供することにある。   The present invention was developed for the purpose of solving such drawbacks, and an important object of the present invention is to produce an X-axis coil while mass-producing sensor coils simply, easily, efficiently and inexpensively. And a jaw motion measuring device capable of accurately detecting the relative positions of the upper jaw and the lower jaw by arranging the Y-axis coil and the Z-axis coil at right angles to each other, and a method for manufacturing the sensor coil used in the device. There is.

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以下の構成を備える。
顎運動の測定装置は、交流電源3に接続される励磁コイル1と、歯に剛体結合されて励磁コイル1から誘導される交流を検出するセンサコイル2と、このセンサコイル2に誘導される交流信号から、センサコイル2の励磁コイル1に対する相対位置を演算して、センサコイル2を剛体結合している歯の相対位置を検出する演算回路4とを備える。励磁コイル1は、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cとを備え、センサコイル2も、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cとを備える。測定装置は、X軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cからなる励磁コイル1を交流電源3で励磁し、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号を演算回路4が演算して、センサコイル2を固定する歯のX軸、Y軸、Z軸における位置を立体的に演算する。さらに、測定装置は、X軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cからなるセンサコイル2が、あらかじめコイル状に巻かれたループコイル8を、互いに直交する3つの平面を有するコアー材7の直交する平面7Aに固定している。
なお、本明細書において、歯とは、義歯を含む広い意味で使用する。
In order to achieve the above object, a jaw movement measuring apparatus according to the present invention comprises the following arrangement.
The jaw movement measuring device includes an excitation coil 1 connected to an AC power source 3, a sensor coil 2 that is rigidly coupled to a tooth and detects an AC induced from the excitation coil 1, and an AC induced by the sensor coil 2. An arithmetic circuit 4 is provided that calculates the relative position of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1 from the signal and detects the relative position of the teeth that rigidly couple the sensor coil 2. The exciting coil 1 includes an X-axis coil 1a wound in a direction orthogonal to each other, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c, and the sensor coil 2 is also wound in a direction orthogonal to each other. A coil 2a, a Y-axis coil 2b, and a Z-axis coil 2c are provided. The measuring apparatus excites an exciting coil 1 composed of an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c with an AC power source 3, and an X-axis coil 2a, a Y-axis coil 2b of the sensor coil 2, and a Z-axis coil 1c. The arithmetic circuit 4 calculates the AC signal induced in the shaft coil 2c, and three-dimensionally calculates the positions of the teeth for fixing the sensor coil 2 on the X, Y, and Z axes. Further, the measuring apparatus is a core having three planes orthogonal to each other, a loop coil 8 in which a sensor coil 2 composed of an X-axis coil 2a, a Y-axis coil 2b, and a Z-axis coil 2c is wound in advance in a coil shape. The material 7 is fixed to a plane 7A perpendicular to the material 7.
In this specification, a tooth is used in a broad sense including a denture.

本発明の請求項2の顎運動の測定装置は、X軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cからなる励磁コイル1が、あらかじめコイル状に巻かれたループコイル8を、互いに直交する3つの平面を有するコアー材7の直交する平面7Aに固定している。   The jaw movement measuring apparatus according to claim 2 of the present invention is configured such that an exciting coil 1 composed of an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c has a loop coil 8 wound in a coil shape in advance. The core material 7 having three orthogonal planes is fixed to the orthogonal plane 7A.

本発明の請求項3の顎運動の測定装置は、ループコイル8を、平面状に巻かれた平面コイルとしている。さらに、本発明の請求項4の顎運動の測定装置は、コアー材7を直方体としている。さらにまた、本発明の請求項5の顎運動の測定装置は、ループコイル8を円形としている。   In the jaw motion measuring device according to claim 3 of the present invention, the loop coil 8 is a planar coil wound in a planar shape. Further, in the jaw movement measuring device according to claim 4 of the present invention, the core material 7 is a rectangular parallelepiped. Furthermore, in the jaw movement measuring device according to claim 5 of the present invention, the loop coil 8 is circular.

本発明の請求項6の顎運動の測定装置は、励磁コイル1を上顎11に剛体結合し、センサコイル2を下顎12に剛体結合して、上顎11と下顎12の相対位置を検出している。さらに、本発明の請求項7の顎運動の測定装置は、センサコイルを上顎に剛体結合し、励磁コイルを下顎に剛体結合して、上顎と下顎の相対位置を検出している。   In the jaw movement measuring apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the excitation coil 1 is rigidly coupled to the upper jaw 11 and the sensor coil 2 is rigidly coupled to the lower jaw 12 to detect the relative positions of the upper jaw 11 and the lower jaw 12. . Further, in the jaw movement measuring apparatus according to claim 7 of the present invention, the sensor coil is rigidly coupled to the upper jaw, and the excitation coil is rigidly coupled to the lower jaw, thereby detecting the relative positions of the upper jaw and the lower jaw.

本発明の請求項8の顎運動の測定装置は、励磁コイル1を固定する固定台20を有し、この固定台20の定位置に、センサコイル2を歯に剛体結合してなる被験者を配置して、固定台20に対する歯の相対位置を検出して歯の位置を検出する。さらに、本発明の請求項9の顎運動の測定装置は、固定台20が、被験者の頭部を固定する頭部固定機構21を有し、センサコイル2を被験者の下顎12に剛体結合している。   The measuring device for jaw movement according to claim 8 of the present invention has a fixed base 20 for fixing the exciting coil 1, and a subject formed by rigidly connecting the sensor coil 2 to the teeth at a fixed position of the fixed base 20. Then, the tooth position is detected by detecting the relative position of the tooth with respect to the fixed base 20. Furthermore, in the jaw movement measuring device according to claim 9 of the present invention, the fixing base 20 has a head fixing mechanism 21 for fixing the head of the subject, and the sensor coil 2 is rigidly coupled to the lower jaw 12 of the subject. Yes.

本発明の請求項10の顎運動の測定装置は、センサコイル2を直接に歯に固定している。また、本発明の請求項11の顎運動の測定装置は、励磁コイル1を直接に歯に固定している。   In the jaw movement measuring apparatus according to the tenth aspect of the present invention, the sensor coil 2 is directly fixed to the teeth. In the jaw movement measuring apparatus according to claim 11 of the present invention, the exciting coil 1 is directly fixed to the teeth.

本発明の請求項12のセンサコイルの製造方法は、交流電源3に接続される励磁コイル1と、歯に剛体結合されて励磁コイル1から誘導される交流を検出するセンサコイル2と、このセンサコイル2に誘導される交流信号から、センサコイル2の励磁コイル1に対する相対位置を演算して、センサコイル2を剛体結合している歯の相対位置を検出する演算回路4とを備える顎運動の測定装置に使用されるセンサコイルの製造方法である。この測定装置は、励磁コイル1が、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cからなり、センサコイル2も、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cからなる。さらに、測定装置は、X軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cからなる励磁コイル1を交流電源3で励磁し、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号を演算回路4が演算して、センサコイル2を固定する歯のX軸、Y軸、Z軸における位置を立体的に演算する。さらに、センサコイルの製造方法は、導電性の線材をコイル状に巻いて3組のループコイル8とし、3組のループコイル8を、互いに直交する3つの直交面を有するコアー材7の直交面の表面に固定して、コアー材7でもって、3組のループコイル8を互いに直交する姿勢に固定する。   The method for manufacturing a sensor coil according to claim 12 of the present invention includes an exciting coil 1 connected to an AC power source 3, a sensor coil 2 that is rigidly coupled to a tooth and detects an alternating current induced from the exciting coil 1, and the sensor. Jaw movement provided with an arithmetic circuit 4 for calculating the relative position of the sensor coil 2 with respect to the exciting coil 1 from the alternating current signal induced in the coil 2 and detecting the relative position of the teeth that rigidly couple the sensor coil 2 It is a manufacturing method of the sensor coil used for a measuring device. This measuring apparatus includes an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c in which an exciting coil 1 is wound in a direction orthogonal to each other, and a sensor coil 2 is also wound in a direction orthogonal to each other. The X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c. Further, the measuring apparatus excites the exciting coil 1 composed of the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c with the AC power source 3, and the X-axis coil 2a of the sensor coil 2, the Y-axis coil 2b, The arithmetic circuit 4 calculates an AC signal induced in the Z-axis coil 2c, and three-dimensionally calculates the positions of the teeth that fix the sensor coil 2 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Further, in the method of manufacturing the sensor coil, a conductive wire is wound into a coil shape to form three sets of loop coils 8, and the three sets of loop coils 8 are orthogonal surfaces of the core material 7 having three orthogonal surfaces orthogonal to each other. The three loop coils 8 are fixed in a posture orthogonal to each other with the core material 7.

本発明は、簡単かつ容易に、しかも能率よく安価にセンサコイルを多量生産しながら、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルの中心軸を、互いに直角な姿勢に配置して、上顎と下顎の相対位置を正確に検出できる特徴がある。とくに、本発明は、センサコイルを極めて小さくしながら、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルを互いに正確に直交する姿勢に配置して、安価に多量生産できる特徴がある。それは、本発明が、あらかじめコイル状に巻かれたループコイルを、互いに直交する3つの平面を有するコアー材の直交する平面に固定して、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルからなるセンサコイルとしているからである。この構造のセンサコイルは、巻線機で多量生産される3組のループコイルを、成形などの方法で別に製作してなるコアー材の平面に固定して、安価に多量生産できる。とくに、この構造のセンサコイルは、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルとをコアー材の互いに直交する平面に固定して、互いに直交する姿勢とするので、コイルを巻く工程で、各々のコイルを互いに直交する姿勢に巻く必要がない。互いに直交する平面を有するコアー材の平面にコイルを固定して、コイルの中心線をX軸、Y軸、Z軸に配置できるからである。従来は、コイルを巻く工程で各々のコイルの中心線をX軸、Y軸、Z軸に配置するので、各々のコイルを互いに正確に直交する姿勢に配置するのが難しかった。これに対して、本発明は、コアー材の平面でコイルの直角姿勢が特定されることから、コアー材の平面を正確に直交する姿勢として、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルの中心線を正確に直交する姿勢にできる。コアー材は、成形や切削加工でもって、平面を正確に直交する姿勢にできる。また、ループコイルは、コアー材とは別に巻線機で安価に多量生産できるので、これを成形などの方法で安価に多量生産できるコアー材の表面に固定することで、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルとを正確に直交する姿勢に配置するセンサコイルを安価に多量生産できる特徴がある。   In the present invention, the central axes of the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil are arranged at right angles to each other, while mass-producing sensor coils in a simple, easy and efficient manner at low cost. There is a feature that can accurately detect the relative position of the lower jaw. In particular, the present invention is characterized in that the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil are arranged in a posture that is accurately orthogonal to each other while the sensor coil is extremely small, and can be mass-produced at low cost. In the present invention, a loop coil wound in a coil shape in advance is fixed to an orthogonal plane of a core material having three planes orthogonal to each other, and an X-axis coil, a Y-axis coil, and a Z-axis coil This is because the sensor coil becomes. The sensor coil having this structure can be mass-produced at low cost by fixing three sets of loop coils that are mass-produced by a winding machine to a flat surface of a core material separately produced by a method such as molding. In particular, the sensor coil of this structure is such that the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil are fixed to the mutually orthogonal planes of the core material so as to be orthogonal to each other. There is no need to wind each coil in a posture orthogonal to each other. This is because the coil can be fixed to the plane of the core material having planes orthogonal to each other, and the center line of the coil can be arranged on the X axis, Y axis, and Z axis. Conventionally, since the center line of each coil is arranged on the X axis, the Y axis, and the Z axis in the step of winding the coil, it is difficult to arrange each coil in a posture that is accurately orthogonal to each other. In contrast, in the present invention, since the right angle posture of the coil is specified by the plane of the core material, the X axis coil, the Y axis coil, and the Z axis coil are set as postures that are orthogonal to the plane of the core material accurately. The center line can be in a posture that is exactly orthogonal. The core material can be in a posture that is exactly perpendicular to the plane by molding or cutting. Moreover, since the loop coil can be mass-produced at low cost separately from the core material by a winding machine, by fixing it to the surface of the core material that can be mass-produced at low cost by a method such as molding, the X-axis coil and Y There is a feature that a sensor coil in which the axial coil and the Z-axis coil are arranged in an accurately orthogonal posture can be mass-produced inexpensively.

また、巻線機でループコイルを製作し、これをコアー材の平面に固定してセンサコイルを製造できることから、センサコイルを極めて小さくできる特徴がある。また、巻いたループコイルをコアー材の表面に固定することから、必要ならば、X軸コイルと、Y軸コイルと、Z軸コイルのインダクタンスを均等に揃えることも可能である。   Further, since the sensor coil can be manufactured by manufacturing a loop coil with a winding machine and fixing the loop coil to the plane of the core material, there is a feature that the sensor coil can be made extremely small. In addition, since the wound loop coil is fixed to the surface of the core material, the inductances of the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil can be evenly arranged if necessary.

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とこれに使用されるセンサコイルの製造方法を例示するものであって、本発明は顎運動の測定装置とセンサコイルの製造方法を以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a jaw movement measuring device for embodying the technical idea of the present invention and a method of manufacturing a sensor coil used therefor. The measuring device and the manufacturing method of the sensor coil are not specified as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、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」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。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図4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励磁コイル1及びセンサコイル2と、励磁コイル1に交流を流す交流電源3と、交流で励起される励磁コイル1からセンサコイル2に誘導される信号を演算して、励磁コイル1に対するセンサコイル2の相対的な位置から上顎11と下顎12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11の歯に励磁コイル1を剛体結合し、下顎12の歯にセンサコイル2を剛体結合している。ただし、顎運動の測定装置は、上顎の歯にセンサコイルを剛体結合して、下顎の歯に励磁コイルを剛体結合することもできる。励磁コイル1とセンサコイル2は、取付部材5、6を介して顎の歯に剛体結合している。ただ、励磁コイルとセンサコイルは、取付部材を介して歯茎に固定することもできる。   The jaw movement measuring device shown in FIG. 4 includes an excitation coil 1 and a sensor coil 2 rigidly coupled to upper and lower jaw teeth, an AC power source 3 for passing an alternating current to the excitation coil 1, and an excitation coil 1 excited by an alternating current. A calculation circuit 4 is provided that calculates a signal induced in the sensor coil 2 and detects the relative positions of the upper jaw 11 and the lower jaw 12 from the relative position of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1. In the illustrated measuring apparatus, the excitation coil 1 is rigidly coupled to the teeth of the upper jaw 11, and the sensor coil 2 is rigidly coupled to the teeth of the lower jaw 12. However, the jaw movement measuring device can also rigidly couple the sensor coil to the maxillary teeth and rigidly couple the excitation coil to the lower jaw teeth. Excitation coil 1 and sensor coil 2 are rigidly connected to the teeth of the jaw via attachment members 5 and 6. However, the excitation coil and the sensor coil can also be fixed to the gums via an attachment member.

図5は、図4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、励磁コイル1を、上顎11の取付部材5を介して上顎11の前方に配設し、センサコイル2を、下顎12の取付部材6を介して頬の外側に配設している。ただし、測定装置は、励磁コイルを頬の外側に配設し、センサ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、必ずしも励磁コイルとセンサ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。たとえば、本発明の測定装置は、図6に示すように、励磁コイル1とセンサコイル2の両方を口腔内に配置することもできる。口腔内に配置される励磁コイル1とセンサコイル2は、直接に歯に固定して上顎11や下顎12に剛体結合することができる。図6の励磁コイル1とセンサコイル2は、歯の表面に直接に接着して剛体結合している。とくに、口腔内に配置される励磁コイル1とセンサコイル2は、好ましくは、上下の顎の運動を測定しやすくするために、前歯の内側もしくは外側に配置される。図6に示す測定装置は、励磁コイル1を上顎11の前歯の外側に直接に剛体結合し、センサコイル2を下顎12の前歯の内側に直接に剛体結合している。図6の測定装置は、励磁コイル1とセンサコイル2の両方を口腔内に配置しているが、測定装置は、励磁コイルとセンサコイルのいずれか一方のみを口腔内に配置することもできる。   FIG. 5 shows a state where the measuring device shown in FIG. 4 is attached to the subject. In the measuring apparatus shown in this figure, the excitation coil 1 is disposed in front of the upper jaw 11 via the mounting member 5 of the upper jaw 11, and the sensor coil 2 is disposed outside the cheek via the mounting member 6 of the lower jaw 12. Has been established. However, in the measuring apparatus, the excitation coil can be disposed outside the cheek and the sensor coil can be disposed in front of the upper jaw. Furthermore, the measuring device of the present invention does not necessarily need to arrange the exciting coil and the sensor coil at these positions, and may be arranged at a position slightly deviated from the above positions or at positions facing each other. You can also. For example, as shown in FIG. 6, the measuring apparatus of the present invention can also arrange both the exciting coil 1 and the sensor coil 2 in the oral cavity. The exciting coil 1 and the sensor coil 2 arranged in the oral cavity can be directly fixed to teeth and rigidly coupled to the upper jaw 11 and the lower jaw 12. The exciting coil 1 and the sensor coil 2 in FIG. 6 are directly bonded and rigidly bonded to the tooth surface. In particular, the excitation coil 1 and the sensor coil 2 arranged in the oral cavity are preferably arranged inside or outside the front teeth in order to make it easy to measure the movement of the upper and lower jaws. In the measuring apparatus shown in FIG. 6, the exciting coil 1 is rigidly coupled directly to the outside of the front teeth of the upper jaw 11, and the sensor coil 2 is directly rigidly coupled to the inside of the front teeth of the lower jaw 12. In the measurement apparatus of FIG. 6, both the excitation coil 1 and the sensor coil 2 are arranged in the oral cavity, but the measurement apparatus can also arrange only one of the excitation coil and the sensor coil in the oral cavity.

さらに、図7に示すように、励磁コイル1を被験者の外側に配設して、センサコイル2を上顎11と下顎12の両方に剛体結合し、あるいは、図8に示すように、被験者を励磁コイル1に対して相対的に移動しないように固定して、下顎12にセンサコイル2を剛体結合して下顎12と上顎11との、X軸、Y軸、Z軸における相対位置を検出することもできる。図7の測定装置は、被験者の外側に励磁コイル1を固定する固定台20を備えており、センサコイル2を上顎11と下顎12の歯に剛体結合してなる被験者を固定台20の内部の定位置に配置して、固定台20に対する上顎11と下顎12の歯の相対位置を演算回路4で検出して、歯の位置を検出している。さらに、図8の測定装置は、固定台20が、被験者の頭部を定位置に固定する頭部固定機構21を備えている。この測定装置は、励磁コイル1を固定している固定台20の定位置に、頭部固定機構21を介して被験者の頭部を固定し、被験者の下顎12にセンサコイル2を剛体結合している。この測定装置は、被験者の頭部が固定される固定台20に対する下顎12の歯の相対位置を検出している。   Further, as shown in FIG. 7, the excitation coil 1 is disposed outside the subject, and the sensor coil 2 is rigidly coupled to both the upper jaw 11 and the lower jaw 12, or the subject is excited as shown in FIG. Fixing the sensor coil 2 so as not to move relative to the coil 1 and rigidly coupling the sensor coil 2 to the lower jaw 12 to detect the relative positions of the lower jaw 12 and the upper jaw 11 in the X, Y, and Z axes. You can also. The measuring apparatus of FIG. 7 includes a fixing base 20 that fixes the excitation coil 1 on the outside of the subject, and a subject formed by rigidly coupling the sensor coil 2 to the teeth of the upper jaw 11 and the lower jaw 12 is provided inside the fixing base 20. Arranged at fixed positions, the relative positions of the teeth of the upper jaw 11 and the lower jaw 12 with respect to the fixed base 20 are detected by the arithmetic circuit 4 to detect the position of the teeth. Further, in the measuring apparatus of FIG. 8, the fixing base 20 includes a head fixing mechanism 21 that fixes the subject's head in a fixed position. In this measuring apparatus, a subject's head is fixed to a fixed position of a fixing base 20 to which the excitation coil 1 is fixed via a head fixing mechanism 21, and the sensor coil 2 is rigidly coupled to the lower jaw 12 of the subject. Yes. This measuring apparatus detects the relative position of the teeth of the lower jaw 12 with respect to the fixed base 20 on which the subject's head is fixed.

さらに、励磁コイル1は、図9と図10に示すように、被験者の外側であって、その中心軸がX軸、Y軸、Z軸に位置するように、互いに直交する姿勢で配置することもできる。これらの図の励磁コイル1は、円形の空芯コイルを、被験者の後方の面と、右側の面と、上方の面とに配置して、X軸コイル1aとY軸コイル1bとZ軸コイル1cとしている。図9の励磁コイル1は、X軸コイル1aとY軸コイル1bとZ軸コイル1cとを、固定台20である直方体のボックスの背面と側面と天井面とに固定して、その中心軸がX軸、Y軸、Z軸に位置するようにしている。また、図10の励磁コイル1は、X軸コイル1aとY軸コイル1bとZ軸コイル1cとを、固定台20である被験者の後方の壁面20Aと右側の壁面20Bと上方の天板20Cの表面に固定して、その中心軸がX軸、Y軸、Z軸に位置するようにしている。この構造は、励磁コイル1の巻き径を大きくして、インダクタンスを大きくし、励磁コイル1から発生する磁界の強度を強くできる特徴がある。図10の励磁コイル1は、被験者の後方と右側と上方とに3枚の固定プレートを互いに直交する姿勢で配置して固定台20としている。この励磁コイル1は、大きな固定台20を、固定プレートごとに分解、運搬して移動できる。ただ、励磁コイルは、測定する室内の壁面や天井を固定台として、その表面にX軸コイルとY軸コイルとZ軸コイルとを固定することもできる。   Furthermore, as shown in FIGS. 9 and 10, the exciting coil 1 is arranged outside the subject and in a posture orthogonal to each other so that the central axes thereof are located on the X axis, the Y axis, and the Z axis. You can also. The excitation coil 1 shown in these figures includes a circular air-core coil arranged on the rear surface, right surface, and upper surface of the subject, and an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil. 1c. The exciting coil 1 shown in FIG. 9 has an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c fixed to the back surface, side surface, and ceiling surface of a rectangular parallelepiped box that is a fixed base 20, and its central axis is It is located on the X axis, Y axis, and Z axis. 10 has an X-axis coil 1a, a Y-axis coil 1b, and a Z-axis coil 1c, which are a fixed base 20, a rear wall surface 20A of the subject, a right wall surface 20B, and an upper top plate 20C. It is fixed to the surface so that its central axis is located on the X, Y, and Z axes. This structure is characterized in that the winding diameter of the exciting coil 1 can be increased, the inductance can be increased, and the strength of the magnetic field generated from the exciting coil 1 can be increased. The exciting coil 1 of FIG. 10 has a fixed base 20 in which three fixed plates are arranged in a posture orthogonal to each other at the rear, right side, and upper side of the subject. The exciting coil 1 can be moved by disassembling and transporting a large fixing base 20 for each fixing plate. However, the exciting coil can also fix the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil on the surface of the room wall or ceiling to be measured as a fixed base.

図9と図10に示す測定装置は、センサコイル2を上顎11と下顎12の歯に剛体結合してなる被験者を固定台20の内部の定位置に配置して、固定台20に対する上顎11と下顎12の歯の相対位置を演算回路4で検出して歯の位置を検出している。ただ、測定装置は、下顎の歯にセンサコイルを剛体結合している被験者を固定台の内部の定位置に配置すると共に、頭部固定機構を介して被験者の頭部を固定台に固定して、固定台に対する下顎の歯の相対位置を検出することもできる。   The measurement apparatus shown in FIGS. 9 and 10 has a subject formed by rigidly coupling the sensor coil 2 to the teeth of the upper jaw 11 and the lower jaw 12 at a fixed position inside the fixed base 20, and the upper jaw 11 with respect to the fixed base 20. The relative position of the teeth of the lower jaw 12 is detected by the arithmetic circuit 4 to detect the position of the teeth. However, the measuring device places the subject having the sensor coil rigidly connected to the lower jaw teeth at a fixed position inside the fixed base, and fixes the subject's head to the fixed base via the head fixing mechanism. It is also possible to detect the relative position of the lower jaw teeth with respect to the fixed base.

図7ないし図10に示す測定装置は、X軸コイル1aとY軸コイル1bとZ軸コイル1cとを、その中心軸が互いに直交する姿勢となるように励磁コイル1を配置している。ただ、測定装置は、励磁コイルのX軸コイルとY軸コイルとZ軸コイルの中心軸が、互いに直交する姿勢から多少ずれる姿勢であっても、被験者の顎運動を測定できる。また、図7ないし図10に示す測定装置は、X軸コイル1aとY軸コイル1bとZ軸コイル1cの中心軸が、1点で交差するように励磁コイル1を配置している。これらの測定装置は、励磁コイル1の中心軸の交差点の近傍にセンサコイル2が位置するように、固定台20の内部に被験者を配置して、最も理想的に顎運動を測定できる。ただ、測定装置は、被験者に固定されたセンサコイルの位置が、励磁コイルの中心軸の交差点から多少ずれる位置であっても、被験者の顎運動を測定できる。   In the measurement apparatus shown in FIGS. 7 to 10, the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c are arranged with the excitation coil 1 so that their center axes are orthogonal to each other. However, the measuring apparatus can measure the subject's jaw movement even when the central axes of the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil of the exciting coil are slightly deviated from each other. 7 to 10, the exciting coil 1 is arranged so that the central axes of the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c intersect at one point. These measuring devices can measure the jaw movement most ideally by placing the subject inside the fixed base 20 so that the sensor coil 2 is positioned in the vicinity of the intersection of the central axes of the exciting coils 1. However, the measuring device can measure the jaw movement of the subject even if the position of the sensor coil fixed to the subject is slightly deviated from the intersection of the central axes of the exciting coils.

図4ないし図6に示す顎運動の測定装置は、センサコイル2と励磁コイル1に同じものを使用している。これらの測定装置は、同じコイルを製作して励磁コイル1とセンサコイル2に使用できる。このため、能率よく安価に多量生産できる。また、センサコイルと励磁コイルは、線径や巻き数を変えることで最適化することもできる。たとえば、励磁コイルには、強い電流を流すために太い線材を使用し、センサコイルには、細い線材を使用して、巻き数を多くして感度を上げることもできる。これらのセンサコイル2と励磁コイル1は、図11と図12に示すように、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cを備える。X軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cは、巻線機で円形に巻かれたループコイル8からなり、このループコイル8をコアー材7の表面に固定して、センサコイル2と励磁コイル1としている。図7ないし図10に示すセンサコイル2も、図11と図12に示すセンサコイル2と同じ構造としている。ただ、測定装置は、励磁コイルやセンサコイルのX軸コイルとY軸コイルとZ軸コイルが、互いに直交する姿勢から多少ずれる姿勢であっても、被験者の顎運動を測定できる。ループコイル8は、表面を絶縁している導電線を円形に複数回巻いて接着剤で固定して製作される。ただし、ループコイルは、必ずしも円形に巻く必要はなく、たとえば、線材を多角形に複数回巻いて接着剤で固定することもできる。さらに、ループコイル8は、図13に示すように、磁性材からなるコア9の外周に巻いて製作することもできる。   In the jaw movement measuring apparatus shown in FIGS. 4 to 6, the same sensor coil 2 and exciting coil 1 are used. These measuring devices can be used for the exciting coil 1 and the sensor coil 2 by producing the same coil. For this reason, it can be mass-produced efficiently and inexpensively. Further, the sensor coil and the excitation coil can be optimized by changing the wire diameter and the number of turns. For example, a thick wire can be used for the exciting coil to pass a strong current, and a thin wire can be used for the sensor coil to increase the number of turns and increase the sensitivity. As shown in FIGS. 11 and 12, the sensor coil 2 and the excitation coil 1 are composed of X-axis coils 2a and 1a, Y-axis coils 2b and 1b, and Z-axis coil 2c wound in directions orthogonal to each other. 1c. The X-axis coils 2a and 1a, the Y-axis coils 2b and 1b, and the Z-axis coils 2c and 1c are composed of a loop coil 8 wound in a circle by a winding machine, and the loop coil 8 is placed on the surface of the core material 7 The sensor coil 2 and the exciting coil 1 are fixed. The sensor coil 2 shown in FIGS. 7 to 10 has the same structure as the sensor coil 2 shown in FIGS. However, the measuring device can measure the jaw movement of the subject even when the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil of the excitation coil and the sensor coil are slightly deviated from each other. The loop coil 8 is manufactured by winding a conductive wire having an insulated surface a plurality of times in a circular shape and fixing it with an adhesive. However, the loop coil does not necessarily have to be wound in a circular shape. For example, the wire may be wound into a polygon a plurality of times and fixed with an adhesive. Furthermore, as shown in FIG. 13, the loop coil 8 can be manufactured by winding it around the outer periphery of a core 9 made of a magnetic material.

X軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cは、ループコイル8の巻き数と巻き径でインダクタンスが特定される。X軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cは、ループコイル8の巻き数を多く、また巻き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1のループコイル8は、インダクタンスで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、X軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cから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1は、磁界強度を強くして、センサコイル2に誘導される交流電圧を大きくする。センサコイル2のループコイル8は、インダクタンスを大きくしてX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号の電圧レベルを大きくする。センサコイル2に誘導される交流信号の電圧レベルが高くなると、センサコイル2の位置を検出する測定精度を高くできる。したがって、X軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cとなるループコイル8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。   The X-axis coils 2a and 1a, the Y-axis coils 2b and 1b, and the Z-axis coils 2c and 1c have an inductance specified by the number of turns and the winding diameter of the loop coil 8. The X-axis coils 2a and 1a, the Y-axis coils 2b and 1b, and the Z-axis coils 2c and 1c can increase the number of turns of the loop coil 8 and increase the winding diameter to increase the inductance. The loop coil 8 of the exciting coil 1 determines the strength of the magnetic field generated by the inductance, and the strength of the magnetic field generated from the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c increases as the inductance increases. The exciting coil 1 having a large inductance increases the magnetic field strength and increases the AC voltage induced in the sensor coil 2. The loop coil 8 of the sensor coil 2 increases the inductance to increase the voltage level of the AC signal induced in the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c. When the voltage level of the AC signal induced in the sensor coil 2 is increased, the measurement accuracy for detecting the position of the sensor coil 2 can be increased. Therefore, increasing the inductance of the loop coil 8 serving as the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c is effective in increasing the measurement accuracy.

ただ、ループコイルのインダクタンスを大きくすることは、ループコイルを大きく、重くする。センサコイルと励磁コイルは、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。とくに、図6に示すように、被験者の口腔内で歯の表面に直接に接着して、上顎11や下顎12に剛体結合されるセンサコイル2や励磁コイル1は、とくに小さくすることが大切である。したがって、ループコイルのインダクタンス、すなわち巻き数と巻き径は、センサコイルと励磁コイルを剛体結合する位置、測定精度等を考慮して最適値に設定される。たとえば、ループコイル8は、口腔内に固定するセンサコイル2や励磁コイル1にあっては、たとえば巻き径を10mm以下、好ましくは5mm以下として、インダクタンスを約200μH以上、好ましくは500μH以上とする。   However, increasing the inductance of the loop coil makes the loop coil larger and heavier. The sensor coil and excitation coil should be small and light. This is because it can be easily attached to the patient and the patient can freely move the jaw in the attached state. In particular, as shown in FIG. 6, it is important that the sensor coil 2 and the excitation coil 1 that are directly bonded to the surface of the tooth in the oral cavity of the subject and are rigidly coupled to the upper jaw 11 and the lower jaw 12 are particularly small. is there. Therefore, the inductance of the loop coil, that is, the number of turns and the winding diameter are set to optimum values in consideration of the position where the sensor coil and the exciting coil are rigidly coupled, the measurement accuracy, and the like. For example, in the sensor coil 2 and the excitation coil 1 that are fixed in the oral cavity, the loop coil 8 has a winding diameter of 10 mm or less, preferably 5 mm or less, and an inductance of about 200 μH or more, preferably 500 μH or more.

コアー材7は、互いに直交する3つの平面を有し、3つの平面7Aにループコイル8を固定して、互いに直交するX軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cを設けている。図11のコアー材7は直方体で、直方体の互いに直交する3つの平面7Aにループコイル8を固定している。ループコイル8を定位置に固定するために、コアー材7は、図12の断面図に示すように、平面にループコイル8を入れる凹部7Bを設けている。凹部7Bは、その内形をループコイル8の外形として、ループコイル8を嵌着して定位置に固定する。また、凹部の深さをループコイルの厚さよりも深くして、ループコイルを凹部に入れてループコイルがコアー材から突出しない構造とすることもできる。突出しないようにループコイルを凹部に入れているコアー材は、ループコイルを入れる状態で表面をコーティングしてループコイルを保護できる構造にできる。   The core material 7 has three planes orthogonal to each other, the loop coil 8 is fixed to the three planes 7A, and the X axis coils 2a and 1a, the Y axis coils 2b and 1b, and the Z axis coil are orthogonal to each other. 2c and 1c are provided. The core material 7 of FIG. 11 is a rectangular parallelepiped, and the loop coil 8 is fixed to three planes 7A of the rectangular parallelepiped that are orthogonal to each other. In order to fix the loop coil 8 at a fixed position, the core material 7 is provided with a recess 7B for inserting the loop coil 8 in a plane as shown in the cross-sectional view of FIG. The recess 7B has the inner shape as the outer shape of the loop coil 8, and the loop coil 8 is fitted and fixed in place. Further, the depth of the recess can be made deeper than the thickness of the loop coil, and the loop coil can be put into the recess so that the loop coil does not protrude from the core material. The core material in which the loop coil is placed in the recess so as not to protrude can be structured to protect the loop coil by coating the surface with the loop coil inserted.

直方体のコアー材7にX軸コイル2a、1aと、Y軸コイル2b、1bと、Z軸コイル2c、1cとなるループコイル8を固定するセンサコイル2と励磁コイル1は、コアー材7を磁性材として、コアー材7でもってループコイル8のインダクタンスを大きくできる。ただし、コアー材は、必ずしも磁性材とする必要はなく、プラスチック等の非磁性材として、ループコイルを空芯コイルとして使用することもできる。   The sensor coil 2 and the excitation coil 1 that fix the X-axis coils 2a and 1a, the Y-axis coils 2b and 1b, and the loop coil 8 serving as the Z-axis coils 2c and 1c to the rectangular parallelepiped core material 7 make the core material 7 magnetic. As a material, the core material 7 can increase the inductance of the loop coil 8. However, the core material does not necessarily need to be a magnetic material, and a loop coil can be used as an air-core coil as a non-magnetic material such as plastic.

また、図13に示すように、コア9に巻いているループコイル8は、平面に設ける凹部7Bの内形をコア9を嵌着できる形状として、ループコイル8を定位置に固定できる。   Moreover, as shown in FIG. 13, the loop coil 8 wound around the core 9 can fix the loop coil 8 in a fixed position by making the inner shape of the recess 7B provided on the plane into a shape in which the core 9 can be fitted.

さらに、図14に示すコアー材7は、互いに直交する平面7AをX軸方向に並べて、この平面にループコイル8を固定している。この図のコアー材7は、3枚の板材10を互いに直交するように連結している。このコアー材7は、図において左から右に向かって、Z軸コイル2c、1c、X軸コイル2a、1a、Y軸コイル2b、1bとなるループコイル8をコアー材7に固定している。このコアー材7も、ループコイル8を固定する部分に凹部7Bを設け、この凹部7Bにループコイル8を入れて定位置に固定できる。   Furthermore, the core material 7 shown in FIG. 14 has planes 7A orthogonal to each other arranged in the X-axis direction, and the loop coil 8 is fixed to this plane. The core material 7 in this figure connects three plate materials 10 so as to be orthogonal to each other. The core material 7 fixes a loop coil 8 serving as a Z-axis coil 2c, 1c, X-axis coil 2a, 1a, Y-axis coil 2b, 1b to the core material 7 from left to right in the drawing. The core material 7 can also be provided with a recess 7B in a portion where the loop coil 8 is fixed, and the loop coil 8 can be inserted into the recess 7B and fixed in place.

交流電源3は、励磁コイル1のX軸コイル1aと、Y軸コイル1bと、Z軸コイル1cを異なる周波数の交流で励磁する。交流電源3は、X軸コイル1aを角速度ω1、Y軸コイル1bをω2、Z軸コイル1c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。   The AC power source 3 excites the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c of the excitation coil 1 with alternating currents having different frequencies. The AC power supply 3 has built-in oscillating means for exciting the X-axis coil 1a at an angular velocity ω1, the Y-axis coil 1b at ω2, and the Z-axis coil 1c at a frequency ω3. The AC power source 3 can generate alternating currents having different frequencies by a plurality of oscillation circuits, but can also generate sine waves having different frequencies by using a microcomputer and a D / A converter. This AC power supply generates a digital amount of a sine wave by a microcomputer and converts it into an analog amount by a D / A converter.

演算回路4は、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流から、励磁コイル1とセンサコイル2の相対位置と相対姿勢、すなわち、励磁コイル1とセンサコイル2を剛体結合している上顎11と下顎12の相対位置と相対姿勢とを演算する。演算回路4は、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号の振幅から、センサコイル2の励磁コイル1に対する距離と姿勢を演算する。センサコイル2が励磁コイル1から離れる程、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流の振幅が小さくなり、センサコイル2の励磁コイル1に対する姿勢により、各々のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2c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、センサコイル2の各々のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号の振幅の大きさから、センサコイル2の励磁コイル1に対する相対位置と相対姿勢とを演算できる。   The arithmetic circuit 4 calculates the relative position and orientation of the excitation coil 1 and the sensor coil 2 from the alternating current induced by the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, that is, the excitation coil. The relative positions and relative postures of the upper jaw 11 and the lower jaw 12 that rigidly connect the sensor coil 1 and the sensor coil 2 are calculated. The arithmetic circuit 4 calculates the distance and posture of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1 from the amplitude of the AC signal induced in the X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c of the sensor coil 2. The further away the sensor coil 2 is from the exciting coil 1, the smaller the amplitude of the alternating current induced in the X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b and Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, and the sensor coil 2 with respect to the exciting coil 1 This is because the ratio of the amplitude of alternating current induced in each X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c varies depending on the posture. Therefore, the arithmetic circuit 4 determines the magnitude of the amplitude of the AC signal induced in each X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1 of the sensor coil 2. The relative position and relative posture can be calculated.

演算回路4は、センサコイル2と励磁コイル1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、センサコイル2と励磁コイル1の位置を演算する。この演算回路4は、センサコイル2を励磁コイル1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センサコイル2の励磁コイル1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、センサコイル2の各々のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2c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、センサコイル2の各々のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号の振幅から、センサコイル2と励磁コイル1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、センサコイル2の励磁コイル1に対する相対位置と相対姿勢とを検出する。   The arithmetic circuit 4 calibrates the relative position and relative orientation of the sensor coil 2 and the excitation coil 1, stores the calibration result in the storage circuit, and stores the sensor coil 2 and the excitation coil 1 from the stored calibration data. The position of is calculated. The arithmetic circuit 4 changes the relative position by gradually separating the sensor coil 2 from the excitation coil 1, and further changes the relative posture of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1 at each relative position. In the posture, the amplitude of the alternating current induced in each X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 is stored in the storage circuit as calibration data. Based on the calibration data, the relative positions of the sensor coil 2 and the excitation coil 1 are determined from the amplitudes of the AC signals induced in the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of each sensor coil 2. And relative posture. Further, when an AC amplitude that is not stored in the calibration data is detected, the arithmetic circuit 4 interpolates the stored calibration data to determine the relative position and relative orientation of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1. To detect.

この演算回路4は、図示しないが、センサコイル2の各々のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2cに誘導される交流信号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、励磁コイル1とセンサコイル2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、X軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2c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。   Although not shown, the arithmetic circuit 4 includes an amplifier that amplifies an AC signal induced in each of the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 at a constant amplification factor, and an amplifier. An A / D converter that converts an analog signal output from the digital signal into a digital signal, an arithmetic unit that calculates a signal converted into a digital value by the A / D converter, and a storage circuit that stores calibration data . The memory circuit is guided to the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c by changing the relative positions of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 and further changing the relative postures at the respective relative positions. AC amplitude is detected, and the detected result is stored as calibration data.

この演算回路4は、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2c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励磁コイル1とセンサコイル2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励磁コイル1とセンサコイル2の相対位置と相対姿勢とを演算する測定装置は、励磁コイル1とセンサコイル2による誤差を補正しながら、すなわち製造工程における励磁コイル1とセンサコイル2の寸法誤差、形状の誤差、位置の誤差等を補正して、励磁コイル1とセンサコイル2の相対位置と相対姿勢、すなわち上顎11と下顎12の相対位置と相対姿勢を極めて高い精度で検出できる。   The arithmetic circuit 4 amplifies the alternating current induced in the X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 to a predetermined amplitude by an amplifier, and converts the amplified analog signal to A / A The digital value is converted by the D converter, and the digital value converted by the computing unit is compared with the calibration data stored in the storage circuit, and the relative position between the exciting coil 1 and the sensor coil 2 is calculated from the nearest calibration data. The relative position and relative attitude are calculated by specifying the relative attitude or interpolating the calibration data. A measuring device that stores calibration data in a storage circuit and calculates the relative position and orientation of the excitation coil 1 and the sensor coil 2 based on the calibration data corrects an error caused by the excitation coil 1 and the sensor coil 2. In other words, the dimensional error, shape error, position error, and the like of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 in the manufacturing process are corrected, and the relative position and relative posture of the exciting coil 1 and the sensor coil 2, that is, the upper jaw 11 and the lower jaw 12 are corrected. It is possible to detect the relative position and relative posture of the lens with extremely high accuracy.

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、センサコイル2のX軸コイル2aと、Y軸コイル2bと、Z軸コイル2c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、フーリエ級数からセンサコイル2と励磁コイル1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、励磁コイル1とセンサコイル2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励磁コイル1とセンサコイル2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。   However, the arithmetic circuit 4 uses a mathematical method such as FFT to convert the alternating current induced in the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 regardless of the calibration data. Thus, the relative position and the relative attitude of the sensor coil 2 and the exciting coil 1 can be calculated from the Fourier series. This jaw movement measuring device can detect the relative position and relative posture of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 without calibration. Furthermore, the relative position and the relative attitude of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 can be calculated by both calibration data and a mathematical method to detect the relative position and the relative attitude with higher accuracy.

本発明の顎運動の測定装置は、下顎と上顎の動きを正確に検出して、歯の噛み合わせなどを測定できることから、歯科補綴に有効に利用できる。 The jaw movement measuring device of the present invention can be effectively used for dental prosthesis because it can accurately detect the movement of the lower jaw and the upper jaw and measure the meshing of teeth.

本発明者が先に開発した顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of jaw movement which this inventor developed previously. 図1に示す測定装置の励磁コイルの拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the exciting coil of the measuring apparatus shown in FIG. 励磁コイルの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of an exciting coil. 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である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning one Example of this invention. 図4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である。It is a schematic perspective view which shows the state which mounts | wears a test subject with the measuring apparatus shown in FIG. 本発明の他の実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning the other Example of this invention. 本発明の他の実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning the other Example of this invention. 本発明の他の実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning the other Example of this invention. 本発明の他の実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning the other Example of this invention. 本発明の他の実施例にかかる顎運動の測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning the other Example of this invention. センサコイルの一例を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows an example of a sensor coil. 図11に示すセンサコイルのA−A線断面図である。It is AA sectional view taken on the line of the sensor coil shown in FIG. センサコイルの他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a sensor coil. センサコイルの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a sensor coil.

符号の説明Explanation of symbols

1…励磁コイル 1a…X軸コイル
1b…Y軸コイル
1c…Z軸コイル
2…センサコイル 2a…X軸コイル
2b…Y軸コイル
2c…Z軸コイル
3…交流電源
4…演算回路
5…取付部材
6…取付部材
7…コアー材 7A…平面
7B…凹部
8…ループコイル
9…コア
10…板材
11…上顎
12…下顎
20…固定台 20A…壁面
20B…壁面
20C…天板
21…頭部固定機構
91…励磁コイル 91a…コイル
91b…コイル
91c…コイル
92…センサコイル 92a…コイル
92b…コイル
92c…コイル
93…交流電源
94…演算回路
1 ... Excitation coil 1a ... X-axis coil
1b ... Y-axis coil
1c ... Z-axis coil 2 ... Sensor coil 2a ... X-axis coil
2b ... Y-axis coil
2c ... Z-axis coil 3 ... AC power supply 4 ... Arithmetic circuit 5 ... Mounting member 6 ... Mounting member 7 ... Core material 7A ... Flat surface
7B ... Recessed portion 8 ... Loop coil 9 ... Core 10 ... Plate material 11 ... Upper jaw 12 ... Lower jaw 20 ... Fixed base 20A ... Wall surface
20B ... Wall surface
20C ... Top plate 21 ... Head fixing mechanism 91 ... Excitation coil 91a ... Coil
91b ... Coil
91c ... Coil 92 ... Sensor coil 92a ... Coil
92b ... Coil
92c ... Coil 93 ... AC power supply 94 ... Arithmetic circuit

Claims (12)

交流電源(3)に接続される励磁コイル(1)と、歯に剛体結合されて励磁コイル(1)から誘導される交流を検出するセンサコイル(2)と、このセンサコイル(2)に誘導される交流信号から、センサコイル(2)の励磁コイル(1)に対する相対位置を演算して、センサコイル(2)を剛体結合している歯の相対位置を検出する演算回路(4)とを備え、
前記励磁コイル(1)が、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル(1a)と、Y軸コイル(1b)と、Z軸コイル(1c)とを備え、前記センサコイル(2)も、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル(2a)と、Y軸コイル(2b)と、Z軸コイル(2c)とを備え、
X軸コイル(1a)と、Y軸コイル(1b)と、Z軸コイル(1c)からなる前記励磁コイル(1)を交流電源(3)で励磁し、前記演算回路(4)が、センサコイル(2)のX軸コイル(2a)と、Y軸コイル(2b)と、Z軸コイル(2c)に誘導される交流信号を演算して、センサコイル(2)を固定する歯のX軸、Y軸、Z軸における位置を立体的に演算するようにしてなる顎運動の測定装置において、
X軸コイル(2a) と、Y軸コイル(2b)と、Z軸コイル(2c)からなる前記センサコイル(2)が、あらかじめコイル状に巻かれたループコイル(8)を、互いに直交する3つの平面を有するコアー材(7)の直交する平面(7A)に固定してなることを特徴とする顎運動の測定装置。
An excitation coil (1) connected to the AC power supply (3), a sensor coil (2) that is rigidly connected to the teeth and detects the AC induced from the excitation coil (1), and an induction to the sensor coil (2) An arithmetic circuit (4) for calculating the relative position of the sensor coil (2) with respect to the excitation coil (1) and detecting the relative position of the teeth that are rigidly coupled to the sensor coil (2) Prepared,
The excitation coil (1) includes an X-axis coil (1a), a Y-axis coil (1b), and a Z-axis coil (1c) wound in directions orthogonal to each other, and the sensor coil (2) is also provided. An X-axis coil (2a) wound in a direction orthogonal to each other, a Y-axis coil (2b), and a Z-axis coil (2c),
The excitation coil (1) composed of an X-axis coil (1a), a Y-axis coil (1b), and a Z-axis coil (1c) is excited by an AC power source (3), and the arithmetic circuit (4) The X-axis coil (2a) of (2), the Y-axis coil (2b), the X-axis of the teeth that fix the sensor coil (2) by calculating the AC signal induced in the Z-axis coil (2c), In a jaw movement measuring device that three-dimensionally calculates the position in the Y-axis and Z-axis,
The sensor coil (2) made up of an X-axis coil (2a), a Y-axis coil (2b), and a Z-axis coil (2c) is crossed perpendicularly to a loop coil (8) wound in a coil shape in advance 3 A jaw movement measuring device characterized by being fixed to a plane (7A) perpendicular to a core member (7) having two planes.
X軸コイル(1a)と、Y軸コイル(1b)と、Z軸コイル(1c)からなる前記励磁コイル(1)が、あらかじめコイル状に巻かれたループコイル(8)を、互いに直交する3つの平面を有するコアー材(7)の直交する平面(7A)に固定してなることを特徴とする請求項1に記載される顎運動の測定装置。   The exciting coil (1) composed of an X-axis coil (1a), a Y-axis coil (1b), and a Z-axis coil (1c) is crossed perpendicularly to a loop coil (8) wound in a coil shape in advance. The jaw movement measuring device according to claim 1, characterized in that it is fixed to an orthogonal plane (7A) of a core material (7) having two planes. 前記ループコイル(8)が、平面状に巻かれた平面コイルである請求項1または2に記載される顎運動の測定装置。   The jaw motion measuring device according to claim 1 or 2, wherein the loop coil (8) is a planar coil wound in a planar shape. 前記コアー材(7)が直方体である請求項1または2に記載される顎運動の測定装置。   The jaw movement measuring device according to claim 1 or 2, wherein the core material (7) is a rectangular parallelepiped. 前記ループコイル(8)が円形である請求項1または2に記載される顎運動の測定装置。   The jaw movement measuring device according to claim 1 or 2, wherein the loop coil (8) is circular. 前記励磁コイル(1)が上顎(11)に剛体結合されて、センサコイル(2)が下顎(12)に剛体結合されて、上顎(11)と下顎(12)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。   The excitation coil (1) is rigidly coupled to the upper jaw (11), and the sensor coil (2) is rigidly coupled to the lower jaw (12) to detect the relative positions of the upper jaw (11) and the lower jaw (12). The jaw movement measuring device according to claim 1. 前記センサコイルが上顎に剛体結合されて、励磁コイルが下顎に剛体結合されて、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。   The apparatus for measuring jaw movement according to claim 1, wherein the sensor coil is rigidly coupled to the upper jaw and the excitation coil is rigidly coupled to the lower jaw to detect a relative position between the upper jaw and the lower jaw. 前記励磁コイル(1)を固定する固定台(20)を有し、この固定台(20)の定位置に、センサコイル(2)を歯に剛体結合してなる被験者を配置して、固定台(20)に対する歯の相対位置を検出して歯の位置を検出する請求項1に記載される顎運動の測定装置。   A fixed base (20) for fixing the excitation coil (1) is provided, and a test subject formed by rigidly coupling the sensor coil (2) to a tooth is disposed at a fixed position of the fixed base (20), and the fixed base The jaw movement measuring device according to claim 1, wherein the tooth position is detected by detecting a relative position of the tooth with respect to (20). 前記固定台(20)が、被験者の頭部を固定する頭部固定機構(21)を有し、センサコイル(2)が被験者の下顎(12)に剛体結合される請求項8に記載される顎運動の測定装置。   The said fixing base (20) has a head fixing mechanism (21) which fixes a test subject's head, A sensor coil (2) is rigidly connected with the test subject's lower jaw (12). Jaw movement measuring device. 前記センサコイル(2)が直接に歯に固定される請求項1に記載される顎運動の測定装置。   The jaw movement measuring device according to claim 1, wherein the sensor coil (2) is directly fixed to a tooth. 前記励磁コイル(1)が直接に歯に固定される請求項1又は10に記載される顎運動の測定装置。   The jaw movement measuring device according to claim 1 or 10, wherein the exciting coil (1) is directly fixed to a tooth. 交流電源(3)に接続される励磁コイル(1)と、歯に剛体結合されて励磁コイル(1)から誘導される交流を検出するセンサコイル(2)と、このセンサコイル(2)に誘導される交流信号から、センサコイル(2)の励磁コイル(1)に対する相対位置を演算して、センサコイル(2)を剛体結合している歯の相対位置を検出する演算回路(4)とを備え、前記励磁コイル(1)が、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル(1a)と、Y軸コイル(1b)と、Z軸コイル(1c)からなり、前記センサコイル(2)も、互いに直交する方向に巻かれているX軸コイル(2a)と、Y軸コイル(2b)と、Z軸コイル(2c)からなり、X軸コイル(1a)と、Y軸コイル(1b)と、Z軸コイル(1c)からなる前記励磁コイル(1)を交流電源(3)で励磁し、前記演算回路(4)が、センサコイル(2)のX軸コイル(2a)と、Y軸コイル(2b)と、Z軸コイル(2c)に誘導される交流信号を演算して、センサコイル(2)を固定する歯のX軸、Y軸、Z軸における位置を立体的に演算するようにしてなる顎運動の測定装置に使用されるセンサコイルの製造方法であって、
導電性の線材をコイル状に巻いて3組のループコイル(8)とし、3組のループコイル(8)を、互いに直交する3つの直交面を有するコアー材(7)の直交面の表面に固定して、コアー材(7)でもって、3組のループコイル(8)を互いに直交する姿勢に固定することを特徴とする顎運動の測定装置に使用されるセンサコイルの製造方法。
An excitation coil (1) connected to the AC power supply (3), a sensor coil (2) that is rigidly connected to the teeth and detects the AC induced from the excitation coil (1), and an induction to the sensor coil (2) An arithmetic circuit (4) for calculating the relative position of the sensor coil (2) with respect to the excitation coil (1) and detecting the relative position of the teeth that are rigidly coupled to the sensor coil (2) The excitation coil (1) comprises an X-axis coil (1a), a Y-axis coil (1b), and a Z-axis coil (1c) wound in directions orthogonal to each other, and the sensor coil (2) The X-axis coil (2a), the Y-axis coil (2b), and the Z-axis coil (2c) are wound in directions orthogonal to each other. The X-axis coil (1a) and the Y-axis coil (1b) The excitation coil (1) composed of the Z-axis coil (1c) is excited by an AC power source (3), and the arithmetic circuit (4) is connected to the X-axis coil (2a) of the sensor coil (2) and the Y-axis. With coil (2b) An AC signal that is induced in the Z-axis coil (2c) is calculated, and the jaw movement of the tooth that fixes the sensor coil (2) on the X-axis, Y-axis, and Z-axis is calculated three-dimensionally. A method of manufacturing a sensor coil used in a measuring device,
Three sets of loop coils (8) are formed by winding conductive wire in a coil shape, and three sets of loop coils (8) are placed on the surfaces of the orthogonal surfaces of the core material (7) having three orthogonal surfaces orthogonal to each other. A method for producing a sensor coil for use in a jaw movement measuring device, comprising fixing and fixing three sets of loop coils (8) in a posture orthogonal to each other with a core material (7).
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