WO2009087781A1 - 顎運動の測定装置 - Google Patents

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WO2009087781A1
WO2009087781A1 PCT/JP2008/055787 JP2008055787W WO2009087781A1 WO 2009087781 A1 WO2009087781 A1 WO 2009087781A1 JP 2008055787 W JP2008055787 W JP 2008055787W WO 2009087781 A1 WO2009087781 A1 WO 2009087781A1
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coil
axis
sensor
axis coil
sensor coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/055787
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English (en)
French (fr)
Inventor
Eiichi Bando
Shuji Shigemoto
Toyoko Satsuma
Teruaki Ishikawa
Original Assignee
The University Of Tokushima
Kabushikikaisha Shofu
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Publication date
Application filed by The University Of Tokushima, Kabushikikaisha Shofu filed Critical The University Of Tokushima
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
    • A61B5/4542—Evaluating the mouth, e.g. the jaw

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring jaw movement.
  • the present 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • the above jaw movement measuring apparatus excites the exciting coil 91 with alternating current, and detects the relative position of the sensor coil 92 with respect to the exciting coil 91 from the alternating current signal induced in the sensor coil 92.
  • the exciting coil 91 and the sensor coil 92 include X-axis coils 91a and 92a, Y-axis coils 91b and 92b, and Z-axis coils 91c and 92c that are arranged so as to be orthogonal to each other.
  • An AC signal induced in the X-axis coil 92a of the sensor coil 92 by exciting the X-axis coil 91a of the excitation coil 91 and a Y-axis coil 91b of the excitation coil 91 are excited in the Y-axis coil 92b of the sensor coil 92.
  • the position of is detected.
  • the X-axis coil 91a, the Y-axis coil 91b, and the Z-axis coil 91c, which are the excitation coils 91 are excited by alternating current of different frequencies, or are switched in order in time division.
  • the jaw movement measuring device that excites the X-axis coil, Y-axis coil, and Z-axis coil of the excitation coil with different frequencies excites the X-axis coil of the excitation coil at the X-axis frequency ( ⁇ X ) and leads it to the sensor coil.
  • detecting an alternating current signal of X-axis frequency (omega X) which is an AC signal of a Y-axis frequency induced a Y-axis coil of the exciting coil in the sensor coil is excited by the Y-axis the frequency ( ⁇ Y) ( ⁇ Y) It was detected, to detect the AC signal of the Z-axis coil of the excitation coil is induced in the sensor coil is excited by the Z-axis frequency (omega Z) is the Z-axis frequency (omega Z), the voltage level of the AC signal detected From this, the position of the sensor coil relative to the excitation coil can be calculated. This is because as the sensor coil approaches the excitation coil, the voltage level of the AC signal induced in the sensor coil increases.
  • the AC signal derived from the X-axis coil of the excitation coil is a vector synthesis of the signals induced in the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil of the sensor coil.
  • the AC signal derived from is a vector composition of the signals induced in the X-axis coil, Y-axis coil, and Z-axis coil of the sensor coil, and the AC signal derived from the Z-axis coil of the excitation coil is
  • the signals induced in the X-axis coil, Y-axis coil, and Z-axis coil of the sensor coil are vector-synthesized, and the arithmetic circuit 94 calculates the position of the sensor coil 92 from these signals.
  • the X-axis coil 92a, the Y-axis coil 92b, and the Z-axis coil 92c are arranged in a posture that is exactly orthogonal to each other, and the X-axis coil 92a, the Y-axis coil 92b,
  • the position of the sensor coil 92 can be detected with high accuracy by arranging the central axes of the axial coils 92c so as to intersect at one point.
  • the sensor coils cannot be arranged in an ideal state, and an error occurs in detection of the position of the sensor coil due to crosstalk generated between the coils.
  • the alternating current of the X-axis frequency that excites the X-axis coil of the excitation coil is mainly the X-axis coil of the sensor coil.
  • the signals induced in the Y-axis coil and the Z-axis coil of the sensor coil are excited by the X-axis coil.
  • the crosstalk generated between the coils due to this phenomenon is that the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil of the sensor coil are arranged at right angles and the center line of each coil is at one point.
  • the present invention has been developed with the object of solving such drawbacks, and an important object of the present invention is to reduce errors caused by crosstalk generated between the coils and reduce the X axis of the sensor coil.
  • An object of the present invention is to provide a jaw movement measuring device capable of accurately detecting the Y-axis and Z-axis positions.
  • the jaw movement measuring apparatus of the present invention has the following configuration.
  • 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 supply 3, and an arithmetic circuit 4 is connected to the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 and the Y-axis.
  • the AC signal induced by the coil 2b and the Z-axis coil 2c is calculated, and the positions of the teeth that fix the sensor coil 2 on the X-axis, Y-axis, and Z-axis are calculated three-dimensionally. Further, the arithmetic circuit 4 corrects the AC signal induced in the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 with a crosstalk signal induced from the Y-axis coil 2b and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, and the sensor coil 2 AC signal induced in the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2 is corrected with a crosstalk signal derived from the X-axis coil 2a and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, and the AC signal induced in the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 The signal is corrected with a crosstalk signal derived from the X-axis coil 2a and the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2, and the X-axis of the tooth that fixes the sensor coil
  • the arithmetic circuit 4 induces an AC signal induced in the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 from the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 to the Y-axis coil 2b. Further, the crosstalk signal induced from the Y-axis coil 2b to the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2 is induced to the Z-axis coil 2c, and further induced from the Z-axis coil 2c to the X-axis coil 2a.
  • the AC signal induced in the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2 is corrected from the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 to the Z-axis coil 2c, and further from the Z-axis coil 2c to the Y-axis.
  • the crosstalk signal induced in the axial coil 2b and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 are induced to the X-axis coil 2a, and further from the X-axis coil 2a to the Y-axis coil 2b.
  • Correction is performed using the crosstalk signal that is introduced, and an AC signal that is induced in the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 is induced from the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 to the Y-axis coil 2b.
  • the jaw movement measuring apparatus is configured such that a sensor coil 2 composed of an X-axis coil 2a, a Y-axis coil 2b, and a Z-axis coil 2c 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.
  • the jaw movement measuring device 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.
  • the loop coil 2 is a planar coil wound in a planar shape. Furthermore, in the jaw movement measuring apparatus according to claim 6 of the present invention, the core material 7 is a rectangular parallelepiped. Furthermore, in the jaw movement measuring apparatus according to claim 7 of the present invention, the loop coil 2 is circular.
  • 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 sensor coil is rigidly coupled to the upper jaw
  • the excitation coil is rigidly coupled to the lower jaw to detect the relative positions of the upper jaw and the lower jaw.
  • the measuring apparatus for jaw movement according to claim 10 of the present invention has a fixed base 20 for fixing the exciting coil 1, and a subject formed by rigidly coupling 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 motion measuring apparatus according to claim 11 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 11 of the subject. Yes.
  • the sensor coil 2 is directly fixed to the teeth. Furthermore, in the jaw movement measuring apparatus according to claim 13 of the present invention, the exciting coil 1 is directly fixed to the teeth.
  • the jaw movement measuring apparatus reduces the error due to crosstalk generated between the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis positions of the sensor coil. There is a feature that can be detected accurately.
  • the jaw movement measuring device of the present invention corrects the AC signal induced in the X-axis coil of the sensor coil with the crosstalk signal induced from the Y-axis coil and the Z-axis coil of the sensor coil.
  • the AC signal induced in the Y-axis coil is corrected by a crosstalk signal induced from the X-axis coil and the Z-axis coil of the sensor coil, and the AC signal induced in the Z-axis coil of the sensor coil is corrected by the X of the sensor coil.
  • the position of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the tooth that fixes the sensor coil is calculated using the AC signal corrected by the crosstalk signal, corrected by the crosstalk signal derived from the axial coil and the Y-axis coil. Because.
  • the jaw movement measuring device is configured so that, in addition to the configuration of claim 1, an AC signal induced in the X-axis coil of the sensor coil is transmitted from the Z-axis coil of the sensor coil to the Y-axis coil.
  • Crosstalk signal that is induced and further induced from the Y-axis coil to the X-axis coil
  • the crosstalk signal that is induced from the Y-axis coil of the sensor coil to the Z-axis coil and further induced from the Z-axis coil to the X-axis coil.
  • a crosstalk signal that is corrected and induced to the Y-axis coil of the sensor coil is induced from the X-axis coil of the sensor coil to the Z-axis coil, and further induced from the Z-axis coil to the Y-axis coil, and the sensor coil
  • the Z-axis coil of the sensor coil is corrected by a crosstalk signal that is induced from the Z-axis coil to the X-axis coil and then from the X-axis coil to the Y-axis coil.
  • a signal is induced from the X-axis coil of the sensor coil to the Y-axis coil and further from the Y-axis coil to the Z-axis coil, and from the Y-axis coil of the sensor coil to the X-axis coil.
  • a jaw movement measuring device in addition to the configuration of the first aspect, a loop in which a sensor coil including an X-axis coil, a Y-axis coil, and a Z-axis coil is previously wound in a coil shape.
  • the coil is fixed to an orthogonal plane of a core material having three planes orthogonal to each other.
  • a jaw movement measuring apparatus in which an excitation coil comprising an X-axis coil, a Y-axis coil, and a Z-axis coil, and a loop coil previously wound in a coil shape are orthogonal to each other.
  • This structure has a feature that the position of the sensor coil can be accurately detected while mass-producing sensor coils and exciting coils easily and inexpensively.
  • the X-axis coil, Y-axis coil, and Z-axis coil are placed in a posture that is exactly perpendicular to each other while the sensor coil and excitation coil are extremely small. Can be detected.
  • Sensor coils and exciting coils can be mass-produced at low cost by fixing a loop coil wound in advance in a coil shape to an orthogonal plane of a core material having three orthogonal planes, an X-axis coil, This is because the sensor coil is composed of an axial coil and a Z-axis coil.
  • the sensor coil having this structure can be mass-produced at low cost by fixing three sets of loop coils mass-produced by a winding machine to a flat surface of a core material separately produced by a method such as molding.
  • 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.
  • the core material can be in a posture that is exactly perpendicular to the plane by molding or cutting.
  • the loop coil can be mass-produced at low cost separately from the core material by a winding machine, by fixing it on the surface of the core material that can be mass-produced at low cost by a method such as molding,
  • 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.
  • a loop coil is manufactured with a winding machine and this is fixed to the plane of the core material to manufacture the sensor coil, the sensor coil can be made extremely small.
  • the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil that are fixed to the surface of the core material cannot have a single intersection at the center line, and the crosstalk between the coils increases. Can correct the position of the sensor coil by correcting the crosstalk between the coils. Therefore, the jaw movement measuring apparatus according to claims 3 and 4 of the present invention is characterized in that the detection accuracy can be increased while mass-producing coils at low cost.
  • the jaw movement measuring device shown in FIG. 3 includes an excitation coil 1 and a sensor coil 2 rigidly coupled to the teeth of the upper and lower jaws, 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.
  • the excitation coil 1 is rigidly coupled to the teeth of the upper jaw 11
  • the sensor coil 2 is rigidly coupled to the teeth of the lower jaw 12.
  • 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.
  • the excitation coil and the sensor coil can also be fixed to the gums via an attachment member.
  • a tooth is used in a broad sense including a denture.
  • FIG. 4 shows a state in which the measurement apparatus shown in FIG. 3 is attached to the subject.
  • 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.
  • the excitation coil can be disposed outside the cheek and the sensor coil can be disposed in front of the upper jaw.
  • 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.
  • 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. 5 are directly bonded to the tooth surface and are rigidly coupled.
  • 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.
  • 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 rigidly coupled directly to the inside of the front teeth of the lower jaw 12.
  • 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.
  • the exciting 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. 6 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.
  • the fixing base 20 includes a head fixing mechanism 21 that fixes the subject's head in a fixed position.
  • 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.
  • the exciting coil 1 is disposed 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 of FIG. 9 includes 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, a right wall surface 20B, and an upper top plate 20C.
  • the exciting coil 1 shown in FIG. 9 has a fixed base 20 in which three fixed plates are arranged in a posture orthogonal to each other at the rear, right and upper sides of the subject.
  • the exciting coil 1 can be moved by disassembling and transporting a large fixing base 20 for each fixing plate.
  • 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.
  • the measuring apparatus shown in FIGS. 8 and 9 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.
  • 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.
  • the X-axis coil 1a, the Y-axis coil 1b, and the Z-axis coil 1c are arranged with the exciting coil 1 so that their center axes are orthogonal to each other.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the jaw movement measuring device shown in FIGS. 3 to 5 uses the same sensor coil 2 and exciting coil 1. 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.
  • the sensor coil 2 and the excitation coil 1 include an X-axis coil 2a, 1a, a Y-axis coil 2b, 1b, and a 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. 6 to 9 has the same structure as the sensor coil 2 shown in FIGS.
  • 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.
  • the loop coil does not necessarily have to be wound in a circular shape.
  • the wire may be wound into a polygon a plurality of times and fixed with an adhesive.
  • the loop coil 8 can be manufactured by winding it around the outer periphery of a core 9 made of a magnetic material.
  • the inductances of the X-axis coils 2a and 1a, the Y-axis coils 2b and 1b, and the Z-axis coils 2c and 1c are 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.
  • the inductance of the loop coil makes the loop coil larger and heavier.
  • the excitation coil and sensor 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.
  • the loop coil 8 has a winding diameter of 10 mm or less, preferably 5 mm or less, and an inductance of about 200 ⁇ H or more, preferably 500 ⁇ H or more.
  • 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. 10 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.
  • 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.
  • 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.
  • the core material 7 can increase the inductance of the loop coil 8.
  • 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.
  • the loop coil 8 wound around the core 9 can fix the loop coil 8 at a fixed position by making the inner shape of the recess 7B provided on the plane into a shape that allows the core 9 to be fitted.
  • planes 7A orthogonal to each other are 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.
  • the above sensor coil 2 has a loop coil 8 fixed to a plane 7A of the core material 7 orthogonal to each other.
  • the measuring device of the present invention does not necessarily specify the structure of the sensor coil as described above.
  • the sensor coil 2 can also be wound with three coils including an X-axis coil 2a, a Y-axis coil 2b, and a Z-axis coil 2c in directions orthogonal to each other.
  • the sensor coil 2 shown in FIG. 1 winds an X-axis coil 2a, a Y-axis coil 2b, and a Z-axis coil 2c in directions orthogonal to each other so as to surround a sphere that is a specific solid.
  • the sensor coil may be a rectangular solid with a specific solid wound around the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil.
  • 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 frequencies of different frequencies.
  • the AC power supply 3 has built-in oscillating means for exciting the X-axis coil 1a at an angular velocity ⁇ 1, the Y-axis coil 1b at ⁇ 2, and the Z-axis coil 1c at a frequency ⁇ 3.
  • 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.
  • 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 attitude 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 arithmetic circuit 4 determines the relative position of the sensor coil 2 with respect to the excitation coil 1 from the signal level 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. And relative posture can be calculated.
  • the arithmetic circuit 4 shown in FIG. 15 includes an amplifier 31 that amplifies an AC signal induced in the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 with a constant amplification factor.
  • An A / D converter 32 that converts an analog signal to be output into a digital signal; an arithmetic unit 33 that calculates an AC signal converted into a digital signal by the A / D converter 32; an X-axis coil 2a that is a sensor coil 2; , A Y-axis coil 2b, and a crosstalk inspection circuit 34 for inputting a crosstalk inspection signal to the Z-axis coil 2c.
  • the arithmetic circuit 4 amplifies the output signals of the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2 to a predetermined amplitude by an amplifier 31 and converts the amplified analog signal into A / D
  • the signal is converted into a digital signal by the converter 32, and the calculation unit 33 calculates the converted digital signal to detect the positions of the excitation coil 1 and the sensor coil 2.
  • the arithmetic circuit 4 converts an AC signal induced in the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, that is, a digital signal output from the A / D converter 32 into a mathematical expression such as FFT.
  • the signal level of the X-axis frequency, the Y-axis frequency, and the Z-axis frequency, that is, the amplitude is detected as a digital value.
  • the signal level of each frequency decreases as the distance between the excitation coil 1 and the sensor coil 2 increases. Therefore, the distance between the X-axis coil 1a of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 can be calculated from the signal level of the X-axis frequency, and the Y-axis coil 1b of the exciting coil 1 and the sensor coil can be calculated from the signal level of the Y-axis frequency. The distance between the Z-axis coil 1c of the exciting coil 1 and the sensor coil 2 can be calculated from the signal level of the Z-axis frequency.
  • the signal level of each frequency includes an error due to crosstalk.
  • the arithmetic circuit 4 induces an AC signal induced in the X-axis coil 2a of the sensor coil 2 from the Y-axis coil 2b and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2.
  • the AC signal that is corrected by the crosstalk signal and is induced in the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2 is corrected by the crosstalk signal that is induced from the X-axis coil 2a and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2, and the sensor coil
  • the AC signal induced in the Z-axis coil 2c of 2 is corrected with the crosstalk signal induced from the X-axis coil 2a and the Y-axis coil 2b of the sensor coil 2
  • the AC signal corrected with the crosstalk signal is The position of the sensor coil 2 is calculated.
  • the crosstalk between each coil is a characteristic unique to the coil and does not become a constant value for all the coils. Further, the crosstalk between the coils is not constant. Crosstalk occurs between the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c of the sensor coil 2.
  • the arithmetic circuit 4 calculates the position based on the signal level of the AC signal induced from the excitation coil 1 to the sensor coil 2.
  • the AC signal induced to each sensor coil 2 includes not only the excitation coil 1 but also another AC signals derived from the sensor coil 2 are also included. This is because there is no crosstalk between the X-axis coil 2a, the Y-axis coil 2b, and the Z-axis coil 2c.
  • a sensor coil having a crosstalk of ⁇ 40 dB (1/100) between an X-axis coil, a Y-axis coil, and a Z-axis coil can be compared with another sensor coil by an AC signal induced by itself. / 100 voltage is induced. Therefore, if the excitation coil is excited at the X axis frequency, the X axis frequency signal level of the X axis coil is 100 mV, the X axis frequency signal level of the Y axis coil is 2 mV, and the X axis frequency signal of the Z axis coil.
  • the crosstalk from the Y-axis coil to the X-axis coil is ⁇ 40 dB, and the crosstalk from the Z-axis coil to the X-axis coil is also ⁇ 40 dB, then 2 mV ⁇ 1 from the Y-axis coil to the X-axis coil. / 100 crosstalk signal is induced, and 3 mV ⁇ 1/100 crosstalk signal is induced from the Z-axis coil. Therefore, the accurate AC signal induced from the exciting coil to the X-axis coil of the sensor coil is a value corrected so as to subtract the crosstalk signal from the Y-axis coil and the crosstalk signal from the Z-axis coil. Therefore, the corrected AC signal of the X-axis coil is [100 ⁇ (2/100) ⁇ (3/100)].
  • the arithmetic circuit 4 shown in FIG. 15 includes a crosstalk inspection circuit 34 that inputs a crosstalk inspection signal to each coil in order to detect crosstalk between the coils of the sensor coil 2.
  • the crosstalk inspection circuit 34 shown in FIG. 15 shows an example of a circuit that excites each coil in order to detect crosstalk between the coils of the sensor coil 2.
  • the crosstalk inspection circuit is not specified to the circuit configuration shown in the figure.
  • various sensors that can excite each coil of the sensor coil can be used.
  • the crosstalk inspection circuit 34 shown in FIG. 15 includes an oscillation circuit 35 for a crosstalk inspection signal and an input circuit 36 for inputting the crosstalk inspection signal output from the oscillation circuit 35 to each coil.
  • the oscillation circuit 35 of the crosstalk inspection circuit 34 can be used in combination with an oscillation circuit of an AC power supply.
  • a dedicated oscillation circuit can be provided in the crosstalk inspection circuit.
  • a dedicated oscillation circuit provided separately from the AC power supply oscillates AC having a frequency equal to or approximately equal to the oscillation frequency of the AC power supply. This is to prevent the crosstalk from changing due to a change in frequency.
  • the input circuit 36 shown in the figure includes an input transformer 37 that transmits a signal output from the oscillation circuit 35 without connecting a ground line, a current limiting resistor 38 and a switching element 39 connected to the secondary side of the input transformer 37.
  • the series circuit is provided.
  • the current limiting resistor 38 and the switching element 39 are connected to the output sides of the input transformer 37, and input the output of the input transformer 37 to each coil of the sensor coil 2 through a pair of series circuits.
  • the switching element 39 is an element capable of flowing a current bidirectionally in an on state, for example, a relay or an FET.
  • the input circuit 36 switches on the pair of switching elements 39 when detecting AC crosstalk, and outputs the output of the oscillation circuit 35 to each sensor coil 2, that is, the X-axis coil 2a and the Y-axis coil 2b. , Input to the Z-axis coil 2c.
  • the arithmetic circuit 4 controls the crosstalk inspection circuit 34 as follows to detect crosstalk between the sensor coils 2. [Operation for detecting crosstalk from X-axis coil to Y-axis coil and Z-axis coil] (1) The oscillation circuit 35 of the crosstalk inspection circuit 34 connected to the X-axis coil 2a is set in an operating state. (2) The switching element 39 connected to the input side of the X-axis coil 2a is switched on. (3) The excitation coil 1 is not excited. (4) The signal level of the crosstalk inspection signal input to the X-axis coil 2a is detected, and the signal level of the AC signal induced in the Y-axis coil 2b and the Z-axis coil 2c is detected.
  • the signal level of each coil is detected by amplifying output signals of the X-axis coil 2a, Y-axis coil 2b, and Z-axis coil 2c by an amplifier 31 and converting them into digital signals by an A / D converter 32.
  • the signal level of the Y-axis coil 2b with respect to the signal level of the X-axis coil 2a is calculated, and the crosstalk from the X-axis coil 2a to the Y-axis coil 2b is calculated.
  • the crosstalk from the X-axis coil 2a to the Y-axis coil 2b is 1/100, that is, ⁇ 40 dB.
  • the signal level of the Z-axis coil 2c with respect to the signal level of the X-axis coil 2a is calculated, and the crosstalk from the X-axis coil 2a to the Z-axis coil 2c is calculated.
  • the signal level of the X-axis coil 2a with respect to the signal level of the Y-axis coil 2b is calculated, and the crosstalk from the Y-axis coil 2b to the X-axis coil 2c is calculated.
  • the signal level of the Z-axis coil 2c with respect to the signal level of the Y-axis coil 2b is calculated, and the crosstalk from the Y-axis coil 2b to the Z-axis coil 2c is calculated.
  • the signal level of the X-axis coil 2a with respect to the signal level of the Z-axis coil 2c is calculated, and the crosstalk from the Z-axis coil 2c to the X-axis coil 2a is calculated.
  • the signal level of the Y-axis coil 2b with respect to the signal level of the Z-axis coil 2c is calculated, and the crosstalk from the Z-axis coil 2c to the Y-axis coil 2b is calculated.
  • the arithmetic circuit Since the crosstalk between each coil of the sensor coil varies depending on the sensor coil, the arithmetic circuit detects the crosstalk and changes the signal level of the AC signal induced in each coil every time the sensor coil is changed. to correct.
  • the arithmetic circuit 4 corrects not only the AC signal induced from the excitation coil 1 as described above, but also the crosstalk from the signal induced in each sensor coil 2, so that the X-axis coil 2a and the Y-axis coil are corrected. 2b and the signal level of the AC signal induced from the exciting coil 1 to the Z-axis coil 2c are accurately detected, and the position of the sensor coil 2 is calculated from this signal level.
  • 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.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of jaw movement which this inventor developed previously. It is an expansion perspective view of the exciting coil of the measuring apparatus shown in FIG. It is a schematic block diagram of the measuring apparatus of the jaw movement concerning one Example of this invention. It is a schematic perspective view which shows the state which mounts
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the sensor coil shown in FIG. 10 taken along line AA. It is sectional drawing which shows another example of a sensor coil. It is a perspective view which shows another example of a sensor coil. It is a perspective view which shows another example of a sensor coil. It is a schematic block diagram which shows an example of an arithmetic circuit.
  • SYMBOLS 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 ... Recess 8 ... Loop coil 9 ... Core 10 ... Plate material 11 ... Upper jaw 12 ... Lower jaw 20 ... Fixing base 20A ... Wall surface 20B ... Wall surface 20C ... Top plate 21 ... Head fixing mechanism DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ...
  • Amplifier 32 ... A / D converter 33 ... Operation part 34 ... Crosstalk inspection circuit 35 ... Oscillation circuit 36 ... Input circuit 37 ... Input transformer 38 ... Current limiting resistor 39 ... Switching element 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

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Abstract

【課題】各々のコイル間に発生するクロストークによる誤差を少なくして、センサコイルの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からセンサコイル２に誘導される交流信号から、励磁コイル１に対するセンサコイル２の相対位置を検出する。測定装置は、センサコイル２のＸ軸コイル２ａに誘導される交流信号を、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイル２のＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＹ軸コイル２ｂから誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号でもって、センサコイル２を固定する歯の位置を演算する。

Description

顎運動の測定装置
　本発明は、顎の動きを測定する装置に関する。
　本発明者は、励磁コイルからセンサー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）。
　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
　以上の顎運動の測定装置は、励磁コイル９１を交流で励磁して、センサコイル９２に誘導される交流信号からセンサコイル９２の励磁コイル９１に対する相対位置を検出する。励磁コイル９１とセンサコイル９２は、互いに直交するように配設しているＸ軸コイル９１ａ、９２ａと、Ｙ軸コイル９１ｂ、９２ｂと、Ｚ軸コイル９１ｃ、９２ｃを備える。励磁コイル９１のＸ軸コイル９１ａを励磁してセンサコイル９２のＸ軸コイル９２ａに誘導される交流信号と、励磁コイル９１のＹ軸コイル９１ｂを励磁してセンサコイル９２のＹ軸コイル９２ｂに誘導される交流信号と、励磁コイル９１のＺ軸コイル９１ｃを励磁してセンサコイル９２のＺ軸コイル９２ｃに誘導される交流信号から、センサコイル９２の励磁コイル９１に対するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を検出する。励磁コイル９１であるＸ軸コイル９１ａと、Ｙ軸コイル９１ｂと、Ｚ軸コイル９１ｃは、異なる周波数の交流で励磁され、あるいは時分割に順番に切り換えて励磁される。
　励磁コイルのＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルとを異なる周波数で励磁する顎運動の測定装置は、励磁コイルのＸ軸コイルをＸ軸周波数（ωＸ）で励磁してセンサコイルに誘導されるＸ軸周波数（ωＸ）の交流信号を検出し、励磁コイルのＹ軸コイルをＹ軸周波数（ωＹ）で励磁してセンサコイルに誘導されるＹ軸周波数（ωＹ）の交流信号を検出し、励磁コイルのＺ軸コイルをＺ軸周波数（ωＺ）で励磁してセンサコイルに誘導されるＺ軸周波数（ωＺ）の交流信号を検出し、検出される交流信号の電圧レベルからセンサコイルの励磁コイルに対する位置を演算できる。センサコイルが励磁コイルに接近するにしたがって、センサコイルに誘導される交流信号の電圧レベルが大きくなるからである。
　このとき、励磁コイルのＸ軸コイルから誘導される交流信号は、センサコイルのＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルに誘導された信号をベクトル合成したものであり、励磁コイルのＹ軸コイルから誘導される交流信号は、センサコイルのＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルに誘導された信号をベクトル合成したものであり、さらに、励磁コイルのＺ軸コイルから誘導される交流信号は、センサコイルのＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルに誘導された信号をベクトル合成したものであり、演算回路９４は、これらの信号からセンサコイル９２の位置を演算している。この方法は、図２に示すように、Ｘ軸コイル９２ａとＹ軸コイル９２ｂとＺ軸コイル９２ｃを互いに正確に直交する姿勢で配置し、かつＸ軸コイル９２ａと、Ｙ軸コイル９２ｂと、Ｚ軸コイル９２ｃの中心軸を一点で交差するように配列して高精度にセンサコイル９２の位置を検出できる。しかしながら、現実には、センサコイルを理想的な状態では配置できず、各々のコイル間に発生するクロストークによってセンサコイルの位置検出に誤差が発生する。たとえば、センサコイルのＸ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイルが正確な位置に配置できないと、励磁コイルのＸ軸コイルを励磁するＸ軸周波数の交流は、主としてセンサコイルのＸ軸コイルに誘導されるが、姿勢や位置がずれたセンサコイルのＹ軸コイルとＺ軸コイルにも誘導され、センサコイルのＹ軸コイルとＺ軸コイルに誘導される信号がＸ軸コイルを励磁してクロストークの原因となる。この現象によって各々のコイル間に発生するクロストークは、センサコイルのＸ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイルを正確に直角な姿勢で配置し、かつ各々のコイルの中心線が一点で交差するように配置して少なくできるが、現実に製作されるセンサコイルは、必ずしも各々のコイルを理想的な状態に配置できず、クロストークが位置検出の精度を低下させる。
　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、各々のコイル間に発生するクロストークによる誤差を少なくして、センサコイルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸位置を正確に検出できる顎運動の測定装置を提供することにある。
　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、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している。さらに、演算回路４は、センサコイル２のＸ軸コイル２ａに誘導される交流信号を、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイル２のＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＹ軸コイル２ｂから誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号でもって、センサコイル２を固定する歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を演算している。
　本発明の請求項２の顎運動の測定装置は、演算回路４が、センサコイル２のＸ軸コイル２ａに誘導される交流信号を、センサコイル２のＺ軸コイル２ｃからＹ軸コイル２ｂに誘導され、さらにＹ軸コイル２ｂからＸ軸コイル２ａに誘導されるクロストーク信号と、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂからＺ軸コイル２ｃに誘導され、さらにＺ軸コイル２ｃからＸ軸コイル２ａに誘導されるクロストーク信号で補正すると共に、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａからＺ軸コイル２ｃに誘導され、さらにＺ軸コイル２ｃからＹ軸コイル２ｂに誘導されるクロストーク信号と、センサコイル２のＺ軸コイル２ｃからＸ軸コイル２ａに誘導され、さらにＸ軸コイル２ａからＹ軸コイル２ｂに誘導されるクロストーク信号で補正し、さらに、センサコイル２のＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａからＹ軸コイル２ｂに誘導され、さらにＹ軸コイル２ｂからＺ軸コイル２ｃに誘導されるクロストーク信号と、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂからＸ軸コイル２ａに誘導され、さらにＸ軸コイル２ａからＺ軸コイル２ｃに誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号で、センサコイル２を固定している歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を検出している。
　本発明の請求項３の顎運動の測定装置は、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。
　本発明の請求項４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。
　本発明の請求項５の顎運動の測定装置は、ループコイル２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６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７の顎運動の測定装置は、ループコイル２を円形としている。
　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９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。
　本発明の請求項１０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している。さらに、本発明の請求項１１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１１に剛体結合している。
　本発明の請求項１２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。さらに、本発明の請求項１３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。
　本発明の顎運動の測定装置は、Ｘ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイルの間に発生するクロストークによる誤差を少なくして、センサコイルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸位置を正確に検出できる特徴がある。それは、本発明の顎運動の測定装置が、センサコイルのＸ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＹ軸コイルとＺ軸コイルから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイルのＹ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＸ軸コイルとＺ軸コイルから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイルのＺ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＸ軸コイルとＹ軸コイルから誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号でもって、センサコイルを固定する歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を演算するからである。
　さらに、本発明の請求項２の顎運動の測定装置は、請求項１の構成に加えて、センサコイルのＸ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＺ軸コイルからＹ軸コイルに誘導され、さらにＹ軸コイルからＸ軸コイルに誘導されるクロストーク信号と、センサコイルのＹ軸コイルからＺ軸コイルに誘導され、さらにＺ軸コイルからＸ軸コイルに誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイルのＹ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＸ軸コイルからＺ軸コイルに誘導され、さらにＺ軸コイルからＹ軸コイルに誘導されるクロストーク信号と、センサコイルのＺ軸コイルからＸ軸コイルに誘導され、さらにＸ軸コイルからＹ軸コイルに誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイルのＺ軸コイルに誘導される交流信号を、センサコイルのＸ軸コイルからＹ軸コイルに誘導され、さらにＹ軸コイルからＺ軸コイルに誘導されるクロストーク信号と、センサコイルのＹ軸コイルからＸ軸コイルに誘導され、さらにＸ軸コイルからＺ軸コイルに誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号で、センサコイルを固定している歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を検出する。この顎運動の測定装置は、二次的に発生するクロストークをも補正してセンサコイルの位置を検出するので、さらに高精度に位置を検出できる。
　本発明の請求項３の顎運動の測定装置は、請求項１の構成に加えて、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を、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いる。また、本発明の請求項４の顎運動の測定装置は、Ｘ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイルからなる励磁コイルを、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いる。この構造は、センサコイルや励磁コイルを簡単かつ安価に多量生産しながら、センサコイルの位置を正確に検出できる特徴がある。さらに、センサコイルや励磁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、安価に多量生産しなが、高精度に位置を検出できる。センサコイルや励磁コイルを安価に多量生産できるのは、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。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。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ので、センサコイルを極めて小さくできる。
　とくに、コアー材の表面に固定されるＸ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイルは、中心線の交点を一点にはできずに、互いにコイル間のクロストークが大きくなるが、本発明はコイル間のクロストークを補正してセンサコイルの位置を正確に演算できる。したがって、本発明の請求項３と４の顎運動の測定装置は、コイルを安価に多量生産しながら検出精度を高くできる特徴がある。
　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以下のものに特定しない。
　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。
　図３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。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。
　図４は、図３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５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５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５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５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。
　さらに、図６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７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６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７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。
　さらに、励磁コイル１は、図８と図９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８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９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。
　図８と図９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。
　図６ないし図９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６ないし図９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。
　図３ないし図５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１０と図１１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６ないし図９に示すセンサコイル２も、図１０と図１１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１２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。
　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。
　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。励磁コイルとセンサコイルは、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５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。
　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１０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１１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。
　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。
　また、図１２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。
　さらに、図１３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。
　以上のセンサコイル２は、コアー材７の互いに直交する平面７Ａに、ループコイル８を固定している。ただ、本発明の測定装置は、センサコイルの構造を、必ずしも以上の構造に特定しない。センサコイル２は、図１４に示すように、Ｘ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃとからなる３個のコイルを、互いに直交する方向に巻くこともできる。図のセンサコイル２は、特定立体である球体を囲むように、Ｘ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃとを、互いに直交する方向に巻いている。さらに、図示しないが、センサコイルは、Ｘ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルを巻く特定立体を、直方体とすることもできる。
　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。
　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信号レベルから、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。
　図１５に示す演算回路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を一定の増幅率で増幅するアンプ３１と、アンプ３１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３２と、Ａ／Ｄコンバータ３２でデジタル信号に変換された交流信号を演算する演算部３３と、センサコイル２であるＸ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃにクロストーク検査信号を入力するクロストーク検査回路３４とを備える。
　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の出力信号を、アンプ３１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３２でデジタル信号に変換し、演算部３３が変換されたデジタル信号を演算して、励磁コイル１とセンサコイル２の位置を検出する。
　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、すなわちＡ／Ｄコンバータ３２から出力されるデジタル信号を、ＦＦＴ等の数学的な手法を用いてフーリエ級数に展開して、Ｘ軸周波数と、Ｙ軸周波数と、Ｚ軸周波数の信号レベル、すなわち振幅をデジタル値として検出する。
　各々の周波数の信号レベルは、励磁コイル１とセンサコイル２の距離が長くなると小さくなる。したがって、Ｘ軸周波数の信号レベルからは、励磁コイル１のＸ軸コイル１ａとセンサコイル２との間隔が演算でき、Ｙ軸周波数の信号レベルからは、励磁コイル１のＹ軸コイル１ｂとセンサコイル２との間隔が演算でき、Ｚ軸周波数の信号レベルからは、励磁コイル１のＺ軸コイル１ｃとセンサコイル２との間隔が演算できる。
　ただ、各々の周波数の信号レベルには、クロストークによる誤差が含まれている。この誤差による精度の低下を防止するために、演算回路４は、センサコイル２のＸ軸コイル２ａに誘導される交流信号を、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、センサコイル２のＹ軸コイル２ｂに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＺ軸コイル２ｃから誘導されるクロストーク信号で補正し、さらにセンサコイル２のＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号を、センサコイル２のＸ軸コイル２ａとＹ軸コイル２ｂから誘導されるクロストーク信号で補正して、クロストーク信号で補正された交流信号で、センサコイル２の位置を演算する。
　各々のコイル間のクロストークは、コイルに固有の特性であって、全てのコイルに一定な値とはならない。また、各々のコイル間のクロストークは一定ではない。クロストークは、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との間で発生する。演算回路４は、励磁コイル１からセンサコイル２に誘導される交流信号の信号レベルで位置を演算するが、各々のセンサコイル２に誘導される交流信号には、励磁コイル１のみでなく、別のセンサコイル２から誘導される交流信号も含まれている。Ｘ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃ間におけるクロストークを皆無にはできないからである。
　たとえば、Ｘ軸コイルと、Ｙ軸コイルと、Ｚ軸コイル間のクロストークが－４０ｄＢ（１／１００）であるセンサコイルは、それ自体に誘導される交流信号でもって、別のセンサコイルに１／１００の電圧を誘導する。したがって、仮に、励磁コイルをＸ軸周波数で励磁する状態でＸ軸コイルのＸ軸周波数の信号レベルが１００ｍＶ、Ｙ軸コイルのＸ軸周波数の信号レベルが２ｍＶ、Ｚ軸コイルのＸ軸周波数の信号レベルが３ｍＶとし、Ｙ軸コイルからＸ軸コイルへのクロストークが－４０ｄＢ、Ｚ軸コイルからＸ軸コイルへのクロストークも－４０ｄＢとすれば、Ｙ軸コイルからＸ軸コイルには２ｍＶ×１／１００のクロストーク信号が誘導され、Ｚ軸コイルからは３ｍＶ×１／１００のクロストーク信号が誘導される。したがって、センサコイルのＸ軸コイルに励磁コイルから誘導される正確な交流信号は、Ｙ軸コイルからのクロストーク信号と、Ｚ軸コイルからのクロストーク信号を減算するように補正した値となる。したがって、Ｘ軸コイルの補正された交流信号は、［１００－（２／１００）－（３／１００）］となる。
　図１５に示す演算回路４は、センサコイル２の各々のコイル間のクロストークを検出するために、各々のコイルにクロストーク検査信号を入力するクロストーク検査回路３４を備える。なお、図１５に示すクロストーク検査回路３４は、センサコイル２の各々のコイル間のクロストークを検出するために、各々のコイルを励起する回路の一例を示すものであって、本発明は、クロストーク検査回路を、図に示す回路構成に特定するものではない。クロストーク検査回路には、センサコイルの各々のコイルを励起できる種々のものが使用できる。図１５に示すクロストーク検査回路３４は、クロストーク検査信号の発振回路３５と、この発振回路３５から出力されるクロストーク検査信号を各々のコイルに入力する入力回路３６とを備える。クロストーク検査回路３４の発振回路３５は、交流電源の発振回路を併用できる。ただし、クロストーク検査回路に専用の発振回路を設けることもできる。交流電源と別に設けた専用の発振回路は、交流電源の発振周波数に等しく、あるいはほぼ等しい周波数の交流を発振する。周波数が変化してクロストークが変化するのを防止するためである。
　図の入力回路３６は、発振回路３５から出力される信号をアースラインを接続しないで伝送する入力トランス３７と、入力トランス３７の二次側に接続している電流制限抵抗３８とスイッチング素子３９との直列回路を備える。電流制限抵抗３８とスイッチング素子３９は、入力トランス３７の各々の出力側に接続されて、入力トランス３７の出力を一対の直列回路を介してセンサコイル２の各々のコイルに入力する。スイッチング素子３９は、オン状態で双方向に電流を流すことができる素子、たとえばリレーやＦＥＴである。この入力回路３６は、交流のクロストークを検出するときに一対のスイッチング素子３９をオンに切り換えて、発振回路３５の出力を各々のセンサコイル２、すなわちＸ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃに入力する。
　演算回路４は、クロストーク検査回路３４を以下のように制御して、各々のセンサコイル２間のクロストークを検出する。
［Ｘ軸コイルから、Ｙ軸コイルとＺ軸コイルへのクロストークを検出する動作］
（１）Ｘ軸コイル２ａに接続しているクロストーク検査回路３４の発振回路３５を動作状態とする。
（２）Ｘ軸コイル２ａの入力側に接続しているスイッチング素子３９をオンに切り換える。
（３）励磁コイル１を励磁しない状態とする。
（４）Ｘ軸コイル２ａに入力されるクロストーク検査信号の信号レベルを検出すると共に、Ｙ軸コイル２ｂとＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号の信号レベルを検出する。各々のコイルの信号レベルは、Ｘ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃの出力信号を、アンプ３１で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ３２でデジタル信号に変換して検出する。
（５）Ｘ軸コイル２ａの信号レベルに対するＹ軸コイル２ｂの信号レベルを演算して、Ｘ軸コイル２ａからＹ軸コイル２ｂへのクロストークを演算する。たとえば、Ｘ軸コイル２ａの信号レベルが１００ｍＶであって、Ｙ軸コイル２ｂの信号レベルが１ｍＶであると、Ｘ軸コイル２ａからＹ軸コイル２ｂへのクロストークは１／１００、すなわち－４０ｄＢと演算する。
（６）同じように、Ｘ軸コイル２ａの信号レベルに対するＺ軸コイル２ｃの信号レベルを演算して、Ｘ軸コイル２ａからＺ軸コイル２ｃへのクロストークを演算する。
［Ｙ軸コイルから、Ｘ軸コイルとＺ軸コイルへのクロストークを検出する動作］
（１）Ｙ軸コイル２ｂに接続しているクロストーク検査回路３４の発振回路３５を動作状態とする。
（２）Ｙ軸コイル２ｂの入力側に接続しているスイッチング素子３９をオンに切り換える。
（３）励磁コイル１を励磁しない状態とする。
（４）Ｙ軸コイル２ｂに入力されるクロストーク検査信号の信号レベルを検出すると共に、Ｘ軸コイル２ａとＺ軸コイル２ｃに誘導される交流信号の信号レベルを検出する。
（５）Ｙ軸コイル２ｂの信号レベルに対するＸ軸コイル２ａの信号レベルを演算して、Ｙ軸コイル２ｂからＸ軸コイル２ｃへのクロストークを演算する。
（６）同じように、Ｙ軸コイル２ｂの信号レベルに対するＺ軸コイル２ｃの信号レベルを演算して、Ｙ軸コイル２ｂからＺ軸コイル２ｃへのクロストークを演算する。
［Ｚ軸コイルから、Ｘ軸コイルとＹ軸コイルへのクロストークを検出する動作］
（１）Ｚ軸コイル２ｃに接続しているクロストーク検査回路３４の発振回路３５を動作状態とする。
（２）Ｚ軸コイル２ｃの入力側に接続しているスイッチング素子３９をオンに切り換える。
（３）励磁コイル１を励磁しない状態とする。
（４）Ｚ軸コイル２ｃに入力されるクロストーク検査信号の信号レベルを検出すると共に、Ｘ軸コイル２ａとＹ軸コイル２ｂに誘導される交流信号の信号レベルを検出する。
（５）Ｚ軸コイル２ｃの信号レベルに対するＸ軸コイル２ａの信号レベルを演算して、Ｚ軸コイル２ｃからＸ軸コイル２ａへのクロストークを演算する。
（６）同じように、Ｚ軸コイル２ｃの信号レベルに対するＹ軸コイル２ｂの信号レベルを演算して、Ｚ軸コイル２ｃからＹ軸コイル２ｂへのクロストークを演算する。
　センサコイルの各々のコイル間のクロストークは、センサコイルにより変化するので、演算回路は、センサコイルを変更する毎に、クロストークを検出して各々のコイルに誘導される交流信号の信号レベルを補正する。
　演算回路４は、以上のように励磁コイル１から誘導される交流信号のみでなく、各々のセンサコイル２に誘導される信号からのクロストークを補正して、Ｘ軸コイル２ａと、Ｙ軸コイル２ｂと、Ｚ軸コイル２ｃに励磁コイル１から誘導される交流信号の信号レベルを正確に検出し、この信号レベルからセンサコイル２の位置を演算する。
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。
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。 図１に示す測定装置の励磁コイルの拡大斜視図である。 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。 図３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。 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。 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。 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。 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。 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。 センサコイルの一例を示す拡大斜視図である。 図１０に示すセンサコイルのＡ－Ａ線断面図である。 センサコイルの他の一例を示す断面図である。 センサコイルの他の一例を示す斜視図である。 センサコイルの他の一例を示す斜視図である。 演算回路の一例を示す概略構成図である。
符号の説明
　　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
　３１…アンプ
　３２…Ａ／Ｄコンバータ
　３３…演算部
　３４…クロストーク検査回路
　３５…発振回路
　３６…入力回路
　３７…入力トランス
　３８…電流制限抵抗
　３９…スイッチング素子
　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

Claims (13)

  1. 　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軸コイルと(1c)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、
    　演算回路(4)が、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＹ軸コイル(2b)とＺ軸コイル(2c)から誘導されるクロストーク信号で補正し、
    　センサコイル(2)のＹ軸コイル(2b)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)とＺ軸コイル(2c)から誘導されるクロストーク信号で補正し、
    　センサコイル(2)のＺ軸コイル(2c)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)とＹ軸コイル(2b)から誘導されるクロストーク信号で補正して、
    　クロストーク信号で補正された交流信号でもって、センサコイル(2)を固定する歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を演算するようにしてなることを特徴とする顎運動の測定装置。
  2. 　前記演算回路(4)が、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＺ軸コイル(2c)からＹ軸コイル(2b)に誘導され、さらにＹ軸コイル(2b)からＸ軸コイル(2a)に誘導されるクロストーク信号と、センサコイル(2)のＹ軸コイル(2b)からＺ軸コイル(2c)に誘導され、さらにＺ軸コイル(2c)からＸ軸コイル(2a)に誘導されるクロストーク信号で補正し、
    　センサコイル(2)のＹ軸コイル(2b)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)からＺ軸コイル(2c)に誘導され、さらにＺ軸コイル(2c)からＹ軸コイル(2b)に誘導されるクロストーク信号と、センサコイル(2)のＺ軸コイル(2c)からＸ軸コイル(2a)に誘導され、さらにＸ軸コイル(2a)からＹ軸コイル(2b)に誘導されるクロストーク信号で補正し、
    　センサコイル(2)のＺ軸コイル(2c)に誘導される交流信号を、センサコイル(2)のＸ軸コイル(2a)からＹ軸コイル(2b)に誘導され、さらにＹ軸コイル(2b)からＺ軸コイル(2c)に誘導されるクロストーク信号と、センサコイル(2)のＹ軸コイル(2b)からＸ軸コイル(2a)に誘導され、さらにＸ軸コイル(2a)からＺ軸コイル(2c)に誘導されるクロストーク信号で補正して、
    　クロストーク信号で補正された交流信号で、センサコイル(2)を固定している歯のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置を検出するようにしてなることを特徴とする顎運動の測定装置。
  3. 　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請求項１に記載される顎運動の測定装置。
  4. 　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または３に記載される顎運動の測定装置。
  5. 　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３または４に記載される顎運動の測定装置。
  6. 　前記コアー材(7)が直方体である請求項３または４に記載される顎運動の測定装置。
  7. 　前記ループコイル(8)が円形である請求項３または４に記載される顎運動の測定装置。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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１０に記載される顎運動の測定装置。
  12. 　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。
  13. 　前記励磁コイル(1)が直接に歯に固定される請求項１または１２に記載される顎運動の測定装置。
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