顎運動の測定装置
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顎の動きを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【特許文献１】２００４−２２９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】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２】図１に示す測定装置の励磁コイルの拡大斜視図である。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】センサコイルの一例を示す拡大斜視図である。
【図１１】図１０に示すセンサコイルのＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】センサコイルの他の一例を示す断面図である。
【図１３】センサコイルの他の一例を示す斜視図である。
【図１４】センサコイルの他の一例を示す斜視図である。
【図１５】演算回路の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顎の動きを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【特許文献１】２００４−２２９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】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２】図１に示す測定装置の励磁コイルの拡大斜視図である。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】センサコイルの一例を示す拡大斜視図である。
【図１１】図１０に示すセンサコイルのＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】センサコイルの他の一例を示す断面図である。
【図１３】センサコイルの他の一例を示す斜視図である。
【図１４】センサコイルの他の一例を示す斜視図である。
【図１５】演算回路の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１８７７０９（Ｐ２０１０−１８７７０９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８９０（Ｐ２００８−４８９０）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（３０４０２０２９２）国立大学法人徳島大学 (307)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（３０４０２０２９２）国立大学法人徳島大学 (307)
【Ｆターム（参考）】
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