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MAGNETIC GENERATOR, AND INSTRUMENT AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL MOTION

Patent code P05P001960
File No. RJ006P77
Posted date Apr 15, 2005
Application number P2003-326034
Publication number P2005-091203A
Patent number P4310159
Date of filing Sep 18, 2003
Date of publication of application Apr 7, 2005
Date of registration May 15, 2009
Inventor
  • (In Japanese)荒井 賢一
  • (In Japanese)薮上 信
  • (In Japanese)金高 弘恭
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title MAGNETIC GENERATOR, AND INSTRUMENT AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL MOTION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic generator, and an instrument and a method for measuring three-dimensional motion capable of measuring six-degree-of-freedom of motion for an object.
SOLUTION: Magnetic markers 16a-16d such as a permanent magnet are fixed on an upper face of a fixing member 13 with a distance d by an adhesive or the like, so as to constitute a magnetic generator 15 (15a, 15b). Then, a side face of the fixing member 13 is attached to a prescribed position of a measured person by the adhesive or the like. Since the distance d is fixed by fixing member 3, a relative motion (the six-degree-of-freedom of motion) between the upper jaw and the lower jaw of the measured person is measured by detecting magnetic fields of the magnetic markers 16a-16d by a magnetic sensor.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来から、物体の3次元運動を測定しようとする装置が市場に提供されている。例えば、人体の頭部と一体的に構成されている上顎に対する下顎の相対的な6自由度運動を測定するために、磁気式の3次元運動測定装置が用いられている(特許文献1参照)。

この測定装置においては、被測定者の上顎に界磁コイルが取り付けられ、下顎に取着部材を介してセンターコイルが取り付けられている。この場合、前記界磁コイルに交流電流を流して交流磁界を発生させた状態で、被測定者が顎運動を行うと、下顎の動きが前記取着部材を介して前記センターコイルに伝えられる。この下顎の動きによって、前記センターコイルに誘導信号が出力される。この測定装置では、この誘導信号を用いて上顎と下顎との相対位置を検出している。

しかしながら、上述した測定装置では、磁気マーカである界磁コイルに対して、リード線を介して交流電流を流すようにしているので、このリード線の存在によって被測定者の不快感が増大し、自然な状態での顎運動の計測を行うことが困難である。

他の3次元運動測定装置には、図14及び図15に示す3次元運動測定装置100がある(引用文献2参照)。この3次元運動測定装置100は、被測定者14の上顎22と一体であると考えられる額32に磁気マーカ16aを取り付けると共に、下顎24の代表点として下顎歯列のうち、切歯に磁気マーカ16bを取り付ける。磁気マーカ16a、16bは、その着磁方向J(磁気ダイポールモーメントの方向)が、それぞれ顔面の正面を向くように取り付けられている。磁気マーカ16a、16bの磁界を検出する複数の磁界センサ20i(磁気マーカの数×5個以上)を各磁気マーカ16a、16bに対向して配置する。顎運動に伴う磁気マーカ16a、16bの磁界の変化を磁界センサ20iにより検出し、固定座標(絶対座標系X0Y0Z0)からの磁気マーカ16a、16bの位置を検出し、顎形状に基づき、顎運動をディスプレイ214上に表示している。

【特許文献1】
特開2000-193409号公報
【特許文献2】
特開2002-355264号公報

Field of industrial application (In Japanese)

発明は、磁気マーカの位置を磁界センサにより検出することで、物体の3次元運動を測定する3次元運動測定装置及びその方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1及び第2の物体の相対的な運動を計測するために、2つの磁気マーカを所定距離だけ離した位置で、磁界発生源である前記各磁気マーカの相対的な磁界発生方向が既知となるように固定する固定部材を備え、且つ、前記第1及び第2の物体に取り付けられる第1及び第2の磁気発生器と、
前記第1の磁気発生器の前記磁気マーカから発生する磁界を、前記第1の物体の6自由度運動計測用として非接触で検出する少なくとも6つの第1の磁界センサと、
前記第2の磁気発生器の前記磁気マーカから発生する磁界を、前記第2の物体の6自由度運動計測用として非接触で検出する少なくとも6つの第2の磁界センサと、
前記第1の磁界センサにより検出した磁界から、前記磁気マーカの位置及び方向に関する第1の6自由度情報をそれぞれ求め、前記第2の磁界センサにより検出した磁界から、前記磁気マーカの位置及び方向に関する第2の6自由度情報をそれぞれ求め、求めた第1及び第2の6自由度情報と前記第1及び第2の物体の形状とに基づいて、前記第1及び第2の物体の相対的な運動を算出する信号処理手段と、
を備え、
前記第1の磁気発生器が取り付けられる前記第1の物体は、被測定者の頭蓋のうち、上顎と一体的に運動する部分であり、
前記第2の磁気発生器が取り付けられる前記第2の物体は、前記頭蓋のうち、下顎と一体的に運動する部分である
ことを特徴とする3次元運動測定装置。

【請求項2】
 
請求項1記載の3次元運動測定装置において、
前記上顎と一体的に運動する部分のうち、額に前記第1の磁気発生器が取り付けられ、
前記下顎と一体的に運動する部分のうち、下顎歯に前記第2の磁気発生器が取り付けられる
ことを特徴とする3次元運動測定装置。

【請求項3】
 
2つの磁気マーカを所定距離だけ離した位置で、磁界発生源である前記各磁気マーカの相対的な磁界発生方向が既知となるように固定する固定部材を備える第1及び第2の磁気発生器を、相対的に運動する第1及び第2の物体に対してそれぞれ取り付ける取付過程と、
前記第1の磁気発生器の前記磁気マーカから発生する磁界を、前記第1の物体の6自由度運動計測用として、少なくとも6つの第1の磁界センサにより非接触で検出し、且つ、前記第2の磁気発生器の前記磁気マーカから発生する磁界を、前記第2の物体の6自由度運動計測用として、少なくとも6つの第2の磁界センサにより非接触で検出する検出過程と、
前記第1の磁界センサにより検出した磁界から、前記磁気マーカの位置及び方向に関する第1の6自由度情報をそれぞれ求め、前記第2の磁界センサにより検出した磁界から、前記磁気マーカの位置及び方向に関する第2の6自由度情報をそれぞれ求め、求めた第1及び第2の6自由度情報と前記第1及び第2の物体の形状とに基づいて、前記第1及び第2の物体の相対的な運動を算出する信号処理過程と、
を有し、
前記相対的に運動する第1及び第2の物体は、被測定者の頭蓋のうち、上顎と一体的に運動する部分と、下顎と一体的に運動する部分とである
ことを特徴とする3次元運動測定方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003326034thum.jpg
State of application right Registered
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