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JPH0346138B2 - - Google Patents
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JPH0346138B2 - - Google Patents

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JPH0346138B2
JPH0346138B2 JP1171697A JP17169789A JPH0346138B2 JP H0346138 B2 JPH0346138 B2 JP H0346138B2 JP 1171697 A JP1171697 A JP 1171697A JP 17169789 A JP17169789 A JP 17169789A JP H0346138 B2 JPH0346138 B2 JP H0346138B2
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JP
Japan
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signal
supplied
phase detection
head
subject
Prior art date
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JP1171697A
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JPH0337047A (en
Inventor
Hiroyuki Sasaki
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SANEI MEDEISU KK
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SANEI MEDEISU KK
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人間の平衡状態を測定する頭部動揺計
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a head sway meter for measuring the balance state of a human being.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、医学、心理学等の分野において、人間の
平衡状態を計測することが行われている。従来
は、重心測定装置によつて、人間の重心の移動を
連続的に計測して、人間の平衡状態を計測するよ
うにしていた。即ち、この重心測定装置は、計測
台に多数の圧力センサをマトリツクス状に配して
構成し、その測定台上に人間が直立したときの、
その体重に基づいて、その両足から各圧力センサ
が受ける圧力検出出力を演算処理して、人間の重
心の移動を連続的に測定するようにしたものであ
る。そして、かかる演算処理の結果に基づいて、
モニタ受像機のCRTの管面上に、人間の両足の
裏の映像と、計測台上における人間の重心の投影
点の移動を映出するようにしていた。
BACKGROUND ART Conventionally, human equilibrium state has been measured in fields such as medicine and psychology. Conventionally, a center of gravity measuring device has been used to continuously measure the movement of a person's center of gravity to measure the balance state of the person. That is, this center of gravity measuring device is constructed by arranging a large number of pressure sensors in a matrix on a measuring table, and when a person stands upright on the measuring table,
Based on the person's weight, the pressure detection outputs received by each pressure sensor from both feet are processed to continuously measure the movement of the person's center of gravity. Then, based on the results of such arithmetic processing,
On the CRT screen of the monitor receiver, images of the soles of the human's feet and the movement of the projected point of the human's center of gravity on the measuring table were projected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、かかる重心測定装置による人間の平
衡状態の計測は、平衡状態の大まかな変化は測定
できても、平衡状態の細かな変化を測定すること
は困難であつた。
By the way, when measuring a human's equilibrium state using such a center of gravity measuring device, although it is possible to measure rough changes in the equilibrium state, it is difficult to measure minute changes in the equilibrium state.

かかる点に鑑み、本発明は人間の平衡状態を、
高精度に測定することのできる計測装置を提供し
ようとするものである。
In view of this, the present invention aims to improve the human equilibrium state by
The purpose is to provide a measuring device that can perform measurements with high precision.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による頭部動揺計は、被検者の頭部Mの
所定部位に取り付けられて使用され、複数の方向
に超音波を放射する送波器1{4x,4y}と、
この送波器1{4x,4y}から放射された各方
向の超音波を受波すべく、固定部に取り付けられ
た複数の受波器5x,5yと、複数の受波器5
x,5yからの各受波信号の共通基準時点におけ
る各基準受波信号に対する位相差を、各別に検出
する複数の位相検出回路10x,10yとを有
し、複数の位相検出回路10x,10yからの位
相検出出力によつて、被検者の頭部動揺状態を測
定するようにしたものである。
The head motion meter according to the present invention is used by being attached to a predetermined part of the head M of a subject, and includes a transmitter 1 {4x, 4y} that emits ultrasonic waves in a plurality of directions;
In order to receive the ultrasonic waves in each direction emitted from the transmitter 1 {4x, 4y}, a plurality of receivers 5x, 5y and a plurality of receivers 5 are attached to a fixed part.
It has a plurality of phase detection circuits 10x, 10y that separately detect the phase difference of each received signal from x, 5y with respect to each reference received signal at a common reference time, and from the plurality of phase detection circuits 10x, 10y. The state of head movement of the subject is measured based on the phase detection output.

〔作用〕 上述せる本発明によれば、被検者の頭部Mの所
定部位に取り付けた複数の方向に超音波を放射す
る送波器4x,4yから複数の方向に放射された
超音波を、固定部に取り付けられた複数の受波器
5x,5yで受波し、複数の受波器5x,5yか
らの各受波信号の共通基準時点における、各基準
受波信号に対する位相差を、複数の位相検出回路
10x,10yによつて各別に検出し、これによ
つて、被検者の頭部動揺状態を測定するようにし
たものである。
[Operation] According to the present invention described above, ultrasonic waves emitted in a plurality of directions from the transmitters 4x and 4y that emit ultrasonic waves in a plurality of directions are attached to a predetermined part of the head M of the subject. , are received by a plurality of receivers 5x and 5y attached to a fixed part, and the phase difference of each received signal from the plurality of receivers 5x and 5y with respect to each reference received signal at a common reference time is calculated as follows: A plurality of phase detection circuits 10x and 10y detect each phase separately, thereby measuring the state of head movement of the subject.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、第1図を参照して、本発明の一実施例
を説明しよう。Mは被検者たる人間の頭部を示
し、これを頭部を上から見たものである。1は超
音波送波器で、これは夫々単一指向性を有する一
対の超音波送波器5x,5yから構成され、この
送波器1{5x,5y}を頭部Mの例えば額の中
心に取り付ける。そして、この額の中心を含む水
平面内の固定直交座標系を空間に設定し、送波器
5x,5yの指向方向が例えば夫々+x軸(右耳
の方向)、+y軸方向(鼻の方向)と一致するよう
に、これら送波器5x,5yを配する。尚、送波
器5x,5yの取り付け位置は直交座標系の略原
点と成るが、必ずしもこれに限られるものではな
い。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. M indicates the head of a human subject, viewed from above. Reference numeral 1 denotes an ultrasonic transmitter, which is composed of a pair of ultrasonic transmitters 5x and 5y each having unidirectionality. Attach it to the center. Then, a fixed orthogonal coordinate system in a horizontal plane including the center of the forehead is set in space, and the directivity directions of the transmitters 5x and 5y are, for example, the +x axis (direction of the right ear) and the +y axis direction (direction of the nose), respectively. These transmitters 5x and 5y are arranged so that they match. Note that the mounting positions of the transmitters 5x and 5y are approximately the origin of the orthogonal coordinate system, but are not necessarily limited to this.

そして、この直交座標系の+x軸上及び+y軸
上に、夫々原点から任意の距離の固定位置に、
夫々X軸受波器5x及びY軸受波器5yを配し
て、上述の送波器4x,4yから夫々送波される
超音波を受波させるようにする。
Then, on the +x axis and +y axis of this orthogonal coordinate system, respectively, at fixed positions at arbitrary distances from the origin,
An X-axis receiver 5x and a Y-axis receiver 5y are arranged to receive the ultrasonic waves transmitted from the above-mentioned transmitters 4x and 4y, respectively.

2はクロツク発生回路で、これは第2図に示す
ように、例えば12.8MHzの発振周波数を有する水
晶発振器2aより発生するクロツク信号φ0(第
4図A参照)を分周期2bで1/16に分周して、周
波数が800kHzで、0°の位相を有するクロツク信号
φ1(第4図B参照)を得ると共に、分周器2c
で1/16に分周して、同様に周波数が800kHzで、
クロツク信号φ1より90°位相の進んだクロツク
信号φ2(第4図C参照)を得る。そして更に、
クロツク信号φ1を分周器2dで1/20に分周し
て、40kHzのクロツク信号F(第4図D参照)を
得る。そして、このクロツク信号Fを第1図の超
音波振動子ドライバー3を通じて超音波送波器4
x,4yに供給する。尚、クロツク信号φ0,φ
1,φ2は後述するX位相検出回路10x及びY
位相検出回路10yに夫々供給される。
2 is a clock generation circuit, which, as shown in FIG. 2, divides the clock signal φ0 (see FIG. 4A) generated from a crystal oscillator 2a having an oscillation frequency of 12.8 MHz to 1/16 by dividing period 2b. By dividing the frequency, a clock signal φ1 (see FIG. 4B) having a frequency of 800 kHz and a phase of 0° is obtained, and the frequency divider 2c
Divide the frequency to 1/16, and similarly, the frequency is 800kHz,
A clock signal φ2 (see FIG. 4C) whose phase is 90° ahead of the clock signal φ1 is obtained. And furthermore,
The frequency of the clock signal φ1 is divided by 1/20 by a frequency divider 2d to obtain a 40 kHz clock signal F (see FIG. 4D). This clock signal F is then passed through the ultrasonic transducer driver 3 shown in FIG. 1 to the ultrasonic transmitter 4.
Supply to x, 4y. In addition, the clock signals φ0, φ
1 and φ2 are the X phase detection circuit 10x and Y
The signals are respectively supplied to the phase detection circuit 10y.

X及びY軸受波器5x,5yからの受波信号
(正弦波信号)は、夫々入力増幅器6x,6yを
通じて、パルス化回路7x,7yに供給されてパ
ルス信号に成されると共に、低入力レベル検出回
路8に供給される。
Received signals (sine wave signals) from the X- and Y-axis receivers 5x and 5y are supplied to pulse generators 7x and 7y through input amplifiers 6x and 6y, respectively, where they are converted into pulse signals and have a low input level. The signal is supplied to the detection circuit 8.

そして、パルス化回路7x,7yからの受波パ
ルス信号Px,Pyは夫々X及びY位相検出回路1
0x,10yに供給される。
Then, the received pulse signals Px and Py from the pulse generators 7x and 7y are transmitted to the X and Y phase detection circuits 1, respectively.
Supplied to 0x, 10y.

x位相検出回路10x及びY位相検出回路10
yは夫々第3図に示す様な、位相を高精度に検出
することのできる回路で構成されている。尚、重
複説明を避けるため、Y位相検出回路10yにつ
いての図示及び説明は省略する。
x phase detection circuit 10x and Y phase detection circuit 10
y are each constructed of a circuit as shown in FIG. 3, which can detect the phase with high precision. Incidentally, to avoid redundant explanation, illustration and explanation of the Y phase detection circuit 10y will be omitted.

X位相検出回路10xは、頭部の左右の動揺量
を検出する〔Y位相検出回路10yは頭部の前後
の動揺量を検出する〕。以下、第3図に従つて、
X方向検出回路10xを説明する。
The X phase detection circuit 10x detects the amount of movement of the head in the left and right directions [the Y phase detection circuit 10y detects the amount of movement in the front and back of the head]. Below, according to Figure 3,
The X direction detection circuit 10x will be explained.

10aは単安定マルツバイブレータで、パルス
化回路7xから供給される受波パルス信号Px(第
41図F参照)をトリガーとして、クロツク発生
回路2から供給されるクロツク信号φ0を8個計
数して、クロツク信号φ0の8周期分のパルス幅
を有するワンシヨツトパルスPs(第4図G参照)
を発生させる。尚、受波パルス信号Pxは、受波
信号(第4図E及び第5図C参照)のゼロクロス
点に同期して発生する様になされている。
Reference numeral 10a designates a monostable multivibrator which, using the received pulse signal Px (see FIG. 41F) supplied from the pulse generation circuit 7x as a trigger, counts eight clock signals φ0 supplied from the clock generation circuit 2. One-shot pulse Ps having a pulse width of 8 cycles of clock signal φ0 (see Figure 4G)
to occur. The received pulse signal Px is generated in synchronization with the zero-crossing point of the received signal (see FIG. 4E and FIG. 5C).

10b及び10cは夫々AND回路で、第6図
に示すように、AND回路10bではクロツク信
号φ1とワンシヨツトパルスPsが乗算され、更
にこの乗算結果とクロツク信号φ0とが乗算され
てクロツク信号φ1′(第41図H参照)が発生
するように成され、AND回路10cではクロツ
ク信号φ2とワンシヨツトパルスPsが乗算され、
更にこの乗算結果とクロツク信号φ0とが乗算さ
れて、クロツク信号φ2′(第41図I参照)が
発生するように成されている。そして、第5図A
に示すように、X軸受波器5xに対する送波器4
xの位置がある位置Rのときの受波信号の波形
が、第5図Cの実線S0と成るものとする。そし
て、第5図Aに示すように送波器4xが受波器5
xに近づく(第1図において被検者の頭部が右に
動く)と、第5図Cの破線S1で示すように受波信
号S0に対し、左方向に移動し、遠ざかる(第1図
において被検者の頭部が左に動く)と、第5図C
に破線S2で示すように受波信号S0に対し、右方向
に移動する。そして、受波パルス信号Pxはこの
受波信号のゼロクロス位置で発生する正パルスで
ある。そしてワンシヨツトパルスPsは、受波パ
ルス信号の立ち下がりに同期して発生する正パル
スである。従つて、カウンタ10d及び10eに
夫々供給されるクロツク信号φ1′及びφ2′の数
は、受波器5xに対し、送波器4xが遠ざかる場
合は、第7図A〜Dに示す如く変化する(距離が
短くなつた場合については図示を省略する)。そ
して、AND回路10b,10cからのクロツク
信号φ1′及びφ2′は夫々カウンタ10d及び1
0eのクロツク信号入力端子CKに夫々供給され
る。そして、カウンタ10d及び10eはリセツ
ト端子Rに供給される受波パルス信号Pxが“H”
に成ると夫々リセツトされ、その後クロツク信号
φ1′及びφ2′を夫々計数すると共に、計数値
(第4図J及びK参照)を比較器10h,10i
及び比較器10j,10kの入力端子Aに夫々供
給する。
10b and 10c are AND circuits, respectively. As shown in FIG. 6, the AND circuit 10b multiplies the clock signal φ1 and the one shot pulse Ps, and further multiplies this multiplication result by the clock signal φ0 to generate the clock signal φ1'. (see FIG. 41H) is generated, and the AND circuit 10c multiplies the clock signal φ2 and the one shot pulse Ps,
Further, this multiplication result is multiplied by the clock signal φ0 to generate the clock signal φ2' (see FIG. 41I). And Figure 5A
As shown in FIG.
It is assumed that the waveform of the received signal when the position x is at a certain position R is the solid line S 0 in FIG. 5C. Then, as shown in FIG. 5A, the transmitter 4x is connected to the receiver 5.
x (the subject's head moves to the right in Figure 1), the subject's head moves to the left with respect to the received signal S0 , as shown by the broken line S1 in Figure 5C, and moves away (the subject's head moves to the right). The subject's head moves to the left in Figure 1) and Figure 5C.
As shown by the broken line S 2 , it moves to the right with respect to the received signal S 0 . The received pulse signal Px is a positive pulse generated at the zero cross position of this received signal. The one-shot pulse Ps is a positive pulse generated in synchronization with the falling edge of the received pulse signal. Therefore, the numbers of clock signals φ1' and φ2' supplied to the counters 10d and 10e, respectively, change as shown in FIGS. 7A to D when the transmitter 4x moves away from the receiver 5x. (Illustration of cases where the distance is short is omitted). The clock signals φ1' and φ2' from the AND circuits 10b and 10c are applied to the counters 10d and 1, respectively.
They are respectively supplied to clock signal input terminals CK of 0e. Then, the counters 10d and 10e are set when the received pulse signal Px supplied to the reset terminal R is "H".
Then, the clock signals φ1' and φ2' are counted respectively, and the counted values (see J and K in FIG. 4) are sent to the comparators 10h and 10i.
and input terminals A of comparators 10j and 10k, respectively.

比較器10h,10jは、計数値が、入力端子
Bに夫々供給されるスイツチ10gによつて設定
された基準値“2”より大きいか否かを比較し、
この比較結果を“A>B”端子より夫々出力〔第
4図L参照、但し、比較器10jについて図示せ
ず〕し、比較器10i,10kは計数値が、入力
端子Bに夫々供給されるスイツチ10fによつ設
定された基準値“4”より小さいか否かを比較
し、この比較結果を“A<B”端子より夫々出力
(いずれも図示せず)する。そして、比較器10
h及び10jの“A>B”端子から夫々出力され
た比較結果は、フリツプフロツプ回路10p,1
0qの入力端子Dに夫々供給されると共に、
AND回路10l,10nを介して比較器10i
及び10kの“A<B”の端子から夫々出力され
た比較結果と夫々乗算される。即ち、AND回路
10l,10nから“H”レベルの信号が出力さ
れない場合は、カウンタ10d,10eの計数値
が“3”(=4>A>2)の場合である。そして、
これら乗算結果がAND回路10m,10oを介
して、受波パルス信号Pxと夫々乗算され、フリ
ツプフロツプ回路10p,10qのクロツク入力
端子CKに夫々供給され、上述した如く、カウン
タ10d,10eの計数値が“3”の場合を除い
て、その各出力端子Qから方向信号P1(第4図M
参照)及び速度信号P2(第4図では図示を省略す
るも、“L”レベルとなる)が夫々出力される。
尚、カウンタ10d,10eのカウンタ値が
“3”の場合には、方向信号P1及び速度信号P2
出力されない。即ち、ヒステリシスの幅を設ける
ことにより、ノイズ等に対しては、これが不感域
を与え、検出動作を安定化している。
Comparators 10h and 10j compare whether or not the count value is greater than a reference value "2" set by switch 10g supplied to input terminal B, respectively.
The comparison results are outputted from the "A>B" terminals (see FIG. 4L, however, the comparator 10j is not shown), and the count values of the comparators 10i and 10k are supplied to the input terminals B, respectively. A comparison is made to see if it is smaller than a reference value "4" set by the switch 10f, and the comparison results are output from the "A<B" terminals (none of which are shown). And comparator 10
The comparison results output from the “A>B” terminals of h and 10j, respectively, are sent to flip-flop circuits 10p and 10j.
are respectively supplied to the input terminal D of 0q, and
Comparator 10i via AND circuits 10l and 10n
and the comparison results output from the "A<B" terminals of 10k, respectively. That is, when the AND circuits 10l, 10n do not output a signal at the "H" level, the count values of the counters 10d, 10e are "3"(=4>A>2). and,
These multiplication results are multiplied by the received pulse signal Px via AND circuits 10m and 10o, respectively, and supplied to the clock input terminals CK of flip-flop circuits 10p and 10q, so that the counted values of counters 10d and 10e are calculated as described above. Except for the case of “3”, the direction signal P 1 (Fig. 4 M
) and a speed signal P 2 (not shown in FIG. 4, but at "L" level) are output, respectively.
Note that when the counter values of the counters 10d and 10e are "3", the direction signal P1 and the speed signal P2 are not output. That is, by providing a hysteresis width, this provides an insensitive area to noise and the like, thereby stabilizing the detection operation.

従つて、第7図Aにおいては、クロツク信号φ
1′を計数する事によつて、カウンた10dの計
数値は“6”と成り、クロツク信号φ2′を計数
する事によつて、カウンタ10eの計数値は
“2”と成り、この場合の出力端子out1に発生す
る方向信号P1は“H”レベルと成り、出力端子
out2に発生する速度信号P2は“L”レベルと成
る。尚、第7図B,Cの場合もカウンタ10d,
10eの計数値は第7図Aの場合とは異なるが、
やはり方向信号P1は“H”レベルと成り、速度
信号P2は“L”レベルと成る。そして、第6図
に示されているワンシヨツトパルスPsが更に右
にずれて〔更に送波器4xと受波器5xとの距離
が離れ〕、第7図Dの様に成つた場合、クロツク
信号φ1′を計数する事によつて、カウンタ10
dの計数値は“7”と成り、クロツク信号φ2′
を計数する事によつて、カウンタ10eの計数値
は“5”と成り、この場合の出力端子out1に発生
する方向信号P1は“H”レベルと成り、出力端
子out2に発生する方向信号P2は“H”レベルと
成る。
Therefore, in FIG. 7A, the clock signal φ
By counting 1', the count value of the counter 10d becomes "6", and by counting the clock signal φ2', the count value of the counter 10e becomes "2". The direction signal P1 generated at the output terminal out1 becomes “H” level, and the output terminal
The speed signal P2 generated at out2 becomes "L" level. In addition, in the case of FIG. 7B and C, the counter 10d,
Although the count value of 10e is different from that of Fig. 7A,
Again, the direction signal P 1 becomes "H" level, and the speed signal P 2 becomes "L" level. If the one-shot pulse Ps shown in Fig. 6 is further shifted to the right [the distance between the transmitter 4x and the receiver 5x is further increased] and becomes as shown in Fig. 7D, the clock pulse By counting the signal φ1', the counter 10
The count value of d becomes "7", and the clock signal φ2'
By counting , the count value of the counter 10e becomes "5", and in this case, the direction signal P1 generated at the output terminal out1 becomes "H" level, and the direction signal P generated at the output terminal out2 becomes "H" level. 2 becomes "H" level.

そして、超音波送波器4xとX軸受波器5xと
の距離が徐々に短くなる、第6図に示す様に、ワ
ンシヨツトパルスPsが徐々に左にずれ、クロツ
ク信号φ1′の数が減り、その計数値が“2”よ
り小さく成ると、出力端子out1に発生する方向信
号P1は“L”レベルと成る。従つて、被検者の
頭部Mが動揺し、超音波送波器4x,4yと受波
器5x,5yの距離が基準位置における距離より
長く成つた場合、位相検出回路10x,10yか
ら“H”レベルの方向信号P1が、第1図の移動
量カウンタ11x,11yに夫々供給され、その
距離が短く成つた場合は、位相検出回路10x,
10yから“H”レベルの方向信号P1が、第1
図の移動量カウンタ11x,11yに夫々供給さ
れる。
Then, as the distance between the ultrasonic transmitter 4x and the X-axis receiver 5x gradually decreases, the one-shot pulse Ps gradually shifts to the left and the number of clock signals φ1' decreases, as shown in FIG. , when the count value becomes smaller than "2", the direction signal P1 generated at the output terminal out1 becomes "L" level. Therefore, when the subject's head M moves and the distance between the ultrasonic transmitters 4x, 4y and the receivers 5x, 5y becomes longer than the distance at the reference position, " The H" level direction signal P1 is supplied to the movement amount counters 11x and 11y in FIG. 1, respectively, and when the distance becomes short, the phase detection circuits 10x,
Direction signal P 1 of "H" level from 10y
The data are supplied to movement amount counters 11x and 11y in the figure, respectively.

そして、移動量カウンタ11x,11yはカウ
ンタリセツトスイツチ13を閉成する事によつて
リセツトされた後、位相検出回路10x,10y
から供給される方向信号P1が“H”レベルの時
はカウントアツプモードと成り、位相検出回路1
0x,10yから供給される速度信号P2を夫々
アツプカウントし、位相検出回路10x,10y
から供給される方向信号P1が“L”レベルの時
はカウントダウンモードと成り、位相検出回路1
0x,10yから供給される速度信号P2を夫々
ダウンカウントする。
Then, the movement amount counters 11x, 11y are reset by closing the counter reset switch 13, and then the phase detection circuits 10x, 10y are reset.
When the direction signal P1 supplied from the
The speed signals P2 supplied from 0x and 10y are counted up, respectively, and the phase detection circuits 10x and 10y
When the direction signal P1 supplied from the
The speed signals P2 supplied from 0x and 10y are counted down respectively.

第1図において、低入力レベル検出回路8は、
送波器4x,4yの位置が、直交座標系の原点か
ら大幅にずれたり、或はその各超音波送波方向が
夫々x軸及びy軸に対する大幅な角度ずれが生じ
た場合には、X入力増幅器6x及びY入力増幅器
6yから夫々供給される受波信号の振幅が所定レ
ベル以下と成つたことを検出して、後述する移動
量カウンタ11x及びY移動量カウンタ11yに
カウント禁止信号NCを夫々供給すると共に、受
信不能表示器(例えばLED)9に表示信号を供
給する。
In FIG. 1, the low input level detection circuit 8 is
If the positions of the transmitters 4x and 4y deviate significantly from the origin of the orthogonal coordinate system, or if their ultrasonic wave transmission directions have a significant angular deviation from the x-axis and y-axis, respectively, It is detected that the amplitudes of the received signals supplied from the input amplifier 6x and the Y input amplifier 6y are below a predetermined level, and a count prohibition signal NC is sent to the movement amount counter 11x and the Y movement amount counter 11y, which will be described later, respectively. At the same time, an indication signal is supplied to a reception failure indicator (for example, an LED) 9.

又、X及びY移動量カウンタ11x,11yの
計数出力は、D/Aコンバータ12x,12yへ
夫々供給され、出力端子outx及びoutyから夫々
アナログ信号に変換された動揺量出力が得られ
る。尚、クロツク信号のFの周波数40kHzである
から、従つて、送波器4x,4yから送波される
超音波の波長は、略9mmと成る。そして、このク
ロツク信号Fの20倍の周波数を有する800kHzの
クロツク信号φ1,φ2の半分の波長毎に位相の
変化を検出するので、移動量カウンタ11x,1
1yの1カウントが、0.225mmに対応する様に成
されている。従つて、被検者の頭部Mの動揺量を
0.225mmの分解能をもつて測定できる。そして、
この移動量カウンタ11x,11yのビツト数を
変える事により、最大測定範囲を可変する事が出
来る。
Further, the count outputs of the X and Y movement amount counters 11x and 11y are supplied to D/A converters 12x and 12y, respectively, and oscillation amount outputs converted into analog signals are obtained from output terminals outx and outy, respectively. Since the frequency of the clock signal F is 40 kHz, the wavelength of the ultrasonic waves transmitted from the transmitters 4x and 4y is approximately 9 mm. Since a change in phase is detected for each half wavelength of the 800 kHz clock signals φ1 and φ2, which have a frequency 20 times that of this clock signal F, the movement counters 11x and 1
One count of 1y corresponds to 0.225mm. Therefore, the amount of movement of the subject's head M is
It can measure with a resolution of 0.225mm. and,
By changing the number of bits in the movement counters 11x and 11y, the maximum measurement range can be varied.

さて、上述した頭部動揺装置を使用して、被検
者の頭部Mの動揺を計測するには、先ず、超音波
振動子ドライバー3がクロツク信号F(40kHz)
をクロツク信号発生回路2から供給されると共に
これを増幅し、この増幅したクロツク信号Fを被
検者の頭部Mに固定されている超音波送波器4
x,4yに供給して励振し、これら送波器4x,
4yから送波される超音波を、夫々固定部に取り
付けられた受波器5x,5yに向つて放射する。
そして、任意時点でカウンターリセツトスイツチ
13を閉成する事によつて、移動量カウンタ11
x,11yのカウント値を初期化、即ち、ゼロに
する。この時の送波器4x,4yの一を基準位置
とする。そして、固定部に取り付けられた受波器
6x,6yが夫々超音波を受波し、この受波され
た超音波は受波信号として、入力増幅器6x,6
yを介してパルス化回路7x,7y及び低入レベ
ル検出回路8に夫々供給される。そして、低入力
レベル検出回路8は基準値に達しない振幅の受波
信号を排除すべく、移動量カウンタ11x,11
yのカウント禁止信号を供給すると共に、受信不
能信号を受信不能表示器9に供給して受信不能状
態を表示させる。
Now, in order to measure the movement of the subject's head M using the above-mentioned head movement device, first, the ultrasonic transducer driver 3 receives a clock signal F (40kHz).
is supplied from the clock signal generation circuit 2 and amplified, and the amplified clock signal F is sent to the ultrasonic transmitter 4 fixed to the head M of the subject.
x, 4y to excite these transmitters 4x, 4y.
The ultrasonic wave transmitted from 4y is radiated toward receivers 5x and 5y respectively attached to the fixed part.
By closing the counter reset switch 13 at any time, the movement amount counter 11 is reset.
Initialize the count values of x and 11y, that is, set them to zero. At this time, one of the transmitters 4x and 4y is set as a reference position. Then, the receivers 6x and 6y attached to the fixed part receive the ultrasonic waves, respectively, and the received ultrasonic waves are sent to the input amplifiers 6x and 6 as reception signals.
The signals are supplied to the pulse forming circuits 7x, 7y and the low input level detection circuit 8 via the signal line y. Then, the low input level detection circuit 8 detects movement counters 11x and 11 in order to eliminate received signals with amplitudes that do not reach the reference value.
y count prohibition signal is supplied, and a reception impossible signal is supplied to the reception impossible display 9 to display the reception impossible state.

パルス化回路7x,7yを介して夫々パルス化
された受波パルス信号Px,Pyは、位相検出回路
10x,10yに夫々供給される。
The received pulse signals Px and Py, which have been pulsed through the pulse generators 7x and 7y, are supplied to phase detection circuits 10x and 10y, respectively.

そして、位相検出回路10x,10yは、受波
パルス信号Px,Pyに同期してワンシヨツトパル
スPsを夫々発生すると共にクロツク発生回路2
から供給されるクロツクφ0,φ1,φ2と乗算
及び計数処理する事によつて、移動方向と速度を
夫々検出し、方向信号P1及び速度信号P2として、
移動量カウンタ11x,11yに夫々供給する。
そして、この移動量カウンタ11x,11yのデ
ジタル計数信号は、D/Aコンバータ12x,1
2yに供給された夫々アナログ信号に変換され
る。
The phase detection circuits 10x and 10y generate one-shot pulses Ps in synchronization with the received pulse signals Px and Py, respectively, and the clock generation circuit 2
By multiplying and counting the clocks φ0, φ1, and φ2 supplied from φ0, φ1, and φ2, the moving direction and speed are respectively detected, and as a direction signal P1 and a speed signal P2 ,
It is supplied to movement amount counters 11x and 11y, respectively.
The digital count signals of the movement amount counters 11x, 11y are then converted into digital count signals of the D/A converters 12x, 1
2y are respectively converted into analog signals.

又、D/Aコンバータ12x,12yから夫々
出力されるアナログ計数信号を例えばプロツタに
供給する事により、動揺量を描出させる事がで
き、又、移動量カウンタ11x,11yのデイジ
タル計数信号を、D/Aコンバータ12x,12
yを通さずに、RS−232Cインターフエース等を
介してコンピユータ等に伝送して被検者の診断処
理を行う事もできる。
Furthermore, by supplying the analog counting signals output from the D/A converters 12x and 12y, respectively, to a plotter, the amount of oscillation can be depicted, and the digital counting signals of the movement amount counters 11x and 11y can be /A converter 12x, 12
It is also possible to perform diagnostic processing on the subject by transmitting the data to a computer or the like via an RS-232C interface, etc., without passing through the y.

尚、第1図においては、頭部動揺量を二次元的
に設定した場合であるが、第8図に示す如く第1
図の実施例において、x,y直交座標系に対しZ
軸を追加してx,y及びzの3軸直交座標系を設
け、z軸方向に指向方向を有する超音波送波器4
z,を追加すると共に、z軸の延長線上の固定部
にZ軸受波器5zを追加する事により、三次元の
測定をする事も可能である。
In addition, in Fig. 1, the amount of head movement is set two-dimensionally, but as shown in Fig. 8, the amount of head movement is set two-dimensionally.
In the illustrated embodiment, Z
An ultrasonic transmitter 4 with additional axes to provide a three-axis orthogonal coordinate system of x, y, and z, and having a directivity direction in the z-axis direction.
It is also possible to perform three-dimensional measurements by adding a Z-axis wave receiver 5z to a fixed part on an extension of the Z-axis.

又、被検者は立つていてもいすに座つていても
良い。
Furthermore, the subject may be standing or sitting on a chair.

又、超音波送波器及びその受波器は夫々4個以
上設けても良い。
Furthermore, four or more ultrasonic transmitters and four or more ultrasonic receivers may be provided.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述せる本発明によれば、被検者の動揺状態を
測定する際、被検者の頭部Mに、複数の方向に超
音波を放射する送波器を取り付け、この送波器か
ら複数方向に放射された超音波を受波すべく、固
定部に取り付けられた複数の受波器を配し、複数
の受波器からの各受波信号の共通基準時点におけ
る、各基準受波信号に対する位相差を、複数の位
相検出回路によつて各別に検出する事によつて、
被検者の頭部動揺状態を高精度に測定することが
できる。
According to the present invention described above, when measuring the agitation state of a subject, a transmitter that emits ultrasonic waves in multiple directions is attached to the head M of the subject, and the transmitter emits ultrasonic waves in multiple directions. In order to receive the ultrasonic waves emitted from the By separately detecting the phase difference using multiple phase detection circuits,
The state of head movement of the subject can be measured with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図、第2図はそのクロツク発生回路を示すブロツ
ク線図、第3図はその位置検出回路を示すブロツ
ク線図、第4図、第6図及び第7図は夫々その実
施例の説明に供するタイミングチヤート、第5図
はその実施例の動作説明に供する線図、第8図は
本発明の他の実施例の一部を示す線図である。 1は超音波送波器、2はクロツク発生回路、3
は超音波振動子ドライバー、4x,4y,4zは
超音波送波器、5xはX軸受波器、5yはY軸受
波器、5zはZ軸受波器、6xはX入力増幅器、
6yはY入力増幅器、7x,7yはパルス化回
路、8は低入力レベル検出回路、9は受信不能表
示器、10xはX位相検出回路、10yはY位相
検出回路、11xはX移動量カウンタ、11yは
Y移動量カウンタ、12x,12yはD/Aコン
バータ、13はカウンタリセツトスイツチ、2a
は水晶発振器、2b及び2cは1/16分周器、2
dは1/20分周器、10aは単安定マルチバイブレ
ータ、10b,10c,10l,10m,10n
及び10oはAND回路、10d及び10eはカ
ウンタ、10f及び10gはスイツチ、10h,
10i,10j及び10kは比較器、10p及び
10qはフリツプフロツプ回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing its clock generation circuit, FIG. 3 is a block diagram showing its position detection circuit, and FIGS. 7 and 7 are timing charts for explaining the embodiment, FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing a part of another embodiment of the present invention. It is. 1 is an ultrasonic transmitter, 2 is a clock generation circuit, 3
is an ultrasonic transducer driver, 4x, 4y, 4z are ultrasonic transmitters, 5x is an X-axis receiver, 5y is a Y-axis receiver, 5z is a Z-axis receiver, 6x is an X-input amplifier,
6y is a Y input amplifier, 7x and 7y are pulsing circuits, 8 is a low input level detection circuit, 9 is a reception failure indicator, 10x is an X phase detection circuit, 10y is a Y phase detection circuit, 11x is an X movement amount counter, 11y is a Y movement amount counter, 12x and 12y are D/A converters, 13 is a counter reset switch, 2a
is a crystal oscillator, 2b and 2c are 1/16 frequency dividers, 2
d is a 1/20 frequency divider, 10a is a monostable multivibrator, 10b, 10c, 10l, 10m, 10n
and 10o are AND circuits, 10d and 10e are counters, 10f and 10g are switches, 10h,
10i, 10j and 10k are comparators, and 10p and 10q are flip-flop circuits.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検者の頭部の所定部位に取り付けられて使
用され、複数の方向に超音波を放射する送波器
と、 該送波器から放射された各方向の超音波を受波
すべく、固定部に取り付けられた複数の受波器
と、 該複数の受波器からの各受波信号の共通基準時
点における各基準受波信号に対する位相差を、各
別に検出する複数の位相検出回路とを有し、 該複数の位相検出回路からの位相検出出力によ
つて、上記被検者の頭部動揺状態を測定するよう
にしたことを特徴とする頭部動揺計。
[Scope of Claims] 1. A transmitter that is used by being attached to a predetermined part of the subject's head and emits ultrasonic waves in multiple directions; and ultrasonic waves that are emitted from the transmitter in each direction. a plurality of receivers attached to a fixed part in order to receive the signal; and detecting the phase difference of each received signal from the plurality of receivers with respect to each reference received signal at a common reference time point. A head motion meter comprising: a plurality of phase detection circuits; and a head motion state of the subject is measured by phase detection outputs from the plurality of phase detection circuits.
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