CN104270999B - 口腔卫生工具 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种口腔卫生工具。所述口腔卫生工具具有柄部(12)；头部(14)和设置在柄部(12)和头部(14)之间的颈部(16)。头部(14)具有多个接触元件(20)。指示元件(30)被定位在所述口腔卫生元件的颈部(16)和柄部(12)之间。传输元件(33)被定位在指示元件(30)和发光源(245)之间。发光源(245)向传输元件(33)提供电磁能。

Description

口腔卫生工具

技术领域

本发明涉及一种口腔卫生工具，更具体地涉及一种包括指示元件的口腔卫生工具。

背景技术

利用牙刷来清洁人的牙齿早已为人们所知。存在两种主要类型的可供使用者使用的牙刷，手动牙刷和电动牙刷。对于手动牙刷，使用者一般提供大部分的清洁运动。相比之下，对于电动牙刷，大部分的清洁运动由牙刷提供。电动牙刷一般包括用于驱动刷头的驱动机构。由于所述牙刷包括驱动机构，因此电动牙刷的生产成本一般高于手动牙刷。电动牙刷还可向使用者提供附加特征。例如，一些电动牙刷可跟踪刷头被使用的时间并且向使用者指示替换刷头的时间。又如，一些电动牙刷可在使用者刷洗了预定量的时间时向使用者提供指示。

这些指示部件习惯上被定位在牙刷的前面，具有刷毛的区域或侧面。然而，在使用期间，牙刷在许多方向上进行移动，使得定位在牙刷的仅一侧或区域中的指示部件对于使用者可能并非一直可见的。因此，存在着对于一种在使用期间可向使用者提供可见的指示部件的个人卫生工具的需求。

发明内容

本发明提供了一种口腔卫生工具，所述口腔卫生工具包括具有圆周的柄部、头部和设置在所述柄部和所述头部之间的颈部，所述头部包括多个接触元件，所述口腔卫生工具还包括指示元件，所述指示元件具有外侧表面；电磁能输出源；与输出源电磁能通信的传输元件；具有与传输元件电磁能通信的底部边缘的传输元件环；和设置在传输元件内的反射芯，其中所述反射芯将来自所述输出源的电磁能重新导向至指示元件。

本发明提供了一种口腔卫生工具，所述口腔卫生工具包括柄部、头部和设置在所述柄部和所述头部之间的颈部，所述头部包括多个接触元件，所述口腔卫生工具还包括指示元件，所述指示元件具有外侧表面；电磁能输出源；与输出源电磁能通信的传输元件；与传输元件电磁能通信的具有外周边的传输元件环；其中传输元件环将来自输出源的电磁能重新导向至指示元件。

本发明提供了一种指示器机构，所述指示器机构包括指示元件；电磁能输出源；与所述输出源电磁能通信的传输元件；传输元件环包括与传输元件电磁能通信的一个或多个表面轮廓；其中传输元件环将来自输出源的电磁能重新导向至指示元件。

附图说明

图1是示出了根据本发明构造的一种口腔卫生工具例如牙刷的侧视图。

图2是示出了根据本发明构造的一种口腔卫生工具例如牙刷的平面图。

图3A是示出了根据本发明的实施例的一种指示器机构的前视图。

图3B是根据本发明的实施例的一种指示器机构的剖面图。

图3C是根据本发明的实施例的一种指示器机构的剖面图。

图4A是示出了图3的一部分的近视图。

图4B是示出了图3的一部分的近视图。

图5是根据本发明的实施例的一种指示器机构的剖面图。

图6A-6F是示出了根据本发明的实施例的指示器机构的一部分的近视图。

图7是示出了根据本发明的实施例的指示器机构的一部分的近视图。

图7A是沿着剖线7A-7A的图7的指示器机构部分的剖面图。

图8是示出了根据本发明的实施例的指示器机构的一部分的近视图。

图8A是沿着剖面线8A-8A的图8的指示器机构部分的剖面图。

图9是根据本发明的实施例的指示器机构的透视图。

图9A是穿过剖面线9A-9A截取的图9的平面示例性视图。

图9B是示出了根据本发明的实施例的传输元件环的一部分的近视图。

图9C是示出了根据本发明的实施例的传输元件的一部分的近视图。

图9D是根据本发明的实施例的传输元件和传输元件环的侧视图。

图9E是根据本发明的实施例的传输元件和传输元件环的透视图。

图10是根据本发明的实施例的指示器机构的剖面图。

图11A-11D是适于与本发明的口腔卫生工具一起使用的示例性LED的剖视图。

具体实施方式

下文阐述本发明众多不同实施例的广泛说明。本说明应被视为仅是示例性说明，并未描述每一个可能的实施例，因为描述每一个可能的实施例即便是可能的话，也是不切实际的，并且应当理解，本文所述的任何特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法均可被删掉、整个或部分地与本文所述的任何其它特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法相组合或用后者取代。可使用当前技术或在本专利的提交日期之后开发的技术来实施众多可供选择的实施例，所述在本专利的提交日期之后开发的技术将仍然属于本权利要求的范围。

还应当理解，除非一个术语在本专利中使用句子“如本文所用，术语‘______’被定义为是指…”或一个类似的句子明确定义，否则并不意图将该术语的含义明确或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应当被解释为被限制在基于本专利的任一部分中所作出的任何语句(除了权利要求书的语言之外)的范围之内。没有任何术语对本发明而言是必不可少的，除非这样规定。当在本专利中以符合单一意义的方式来提及本专利最后的权利要求书中叙述的任一术语时，只是为了清晰起见以便不使读者感到困惑，并非旨在隐含地或换句话讲将这种权利要求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求要素是通过描述措辞“装置”和功能而没有描述任何结构来定义的，否则并不意图根据35U.S.C.§112第六段的应用来解释任一权利要求要素的范围。

如本文所用，“个人卫生工具”是指可用于个人卫生用途的任何工具。一些合适的例子包括口腔卫生工具诸如牙刷，手动或电动的；剃刀，手动或电动的；剃须刀，手动或电动的；修剪器等。

如本文所用，“口腔卫生工具”涉及可用于口腔卫生用途的任何装置。此类装置的一些合适的例子包括牙刷(手动及电动)、牙线(手动及电动)、洗牙器等。

为便于解释，下文所述的口腔卫生工具将为电动牙刷；然而，如上所述，根据本发明构造的口腔卫生工具不限于电动牙刷构造。此外，下文所述的实施例同样适用于刀片、剃刀、其它个人卫生工具等。

如图1所示，牙刷10包括柄部12、头部14和在所述柄部12与所述头部14之间延伸的颈部16。包括一个或多个接触元件的接触元件区20从头部14的第一表面14A延伸。刮舌器、软组织清洁器、按摩元件等可被设置在头部14的第二表面14B上。下文讨论了刮舌器、软组织清洁器、按摩元件等。

指示元件30可被设置在柄部12和颈部16之间，邻近近端90。指示元件30可向使用者提供对应于多种状况的可见信号。例如，当使用者已经刷洗适当量的时间例如两分钟时，当牙刷需要被替换时，或者当使用者刷洗太用力时(因为压力过大可能损坏牙龈)，可提供可见信号。

指示元件30可被定位在牙刷10上的任何合适的位置。例如，在一些实施例中，指示元件30可围绕颈部16或可围绕柄部12。又如，指示元件30可围绕柄部12的一部分、颈部16的一部分或两者。又如，指示元件30可被设置在柄部12、颈部16或两者的面向后表面40B上。又如，指示元件30可被设置在柄部12、颈部16或两者的面向前表面40A上。

参见图1和图2，接触区元件20可被安装在头部14上，使得它可围绕轴线31旋转。轴线31可垂直于颈部16的纵向轴线21。轴线31也可相对于颈部16的纵向轴线21成角度。柄部12包括形成柄部12的内部部分的外壳212，其中底座35设置在其中。固定到底座35上的是驱动马达36、电源诸如电池37和其它电子组件例如充电线圈38。此外，摇臂39可被安装在底座35上，使得它可围绕摇臂轴线40枢转。摇臂轴线40横向于柄部12的纵向轴线55延伸。摇臂39突出柄部12之外。颈部16可被可释放地附接到摇臂39的突出端。因此，颈部16可连同摇臂39一起围绕摇臂轴线40进行摇动。

摇臂39和柄部的外壳212之间的环形空间被密封元件270密封；从而降低渗漏进外壳212的腔体中的可能性。密封元件270可包括任何合适的密封特征结构。密封特征结构的一些例子包括可在外壳212的腔体内被压缩然后复原的可变形材料、O形环等。在一些实施例中，可将柔软材料重叠注塑到底座35上，并且在底座35和外壳212的组装期间，柔软材料可接合外壳212以形成密封。在其它实施例中，可将柔软材料重叠注塑到外壳212，并且随后可将底座35插入外壳212中并接合所述柔软材料。在其它实施例中，柔软材料可为如下离散元件，所述离散元件在底座35附接到外壳212被放置在底座35上之前或在底座35附接到外壳212之前被放置在外壳212上。在某些实施例中，指示元件30可密封摇臂39和外壳212之间的环形空间。

另外，在某些实施例中，提供给指示元件30的电磁能诸如光也可被提供给密封元件270。在密封元件270是透明的情况下，可通过指示元件30和密封元件270向使用者提供光。在密封元件270是半透明的情况下，光可具有介于密封元件270和指示元件30的光之间的强度或色彩对比度。在其中密封元件270为着色的且半透明或透明的情况下，提供给指示元件30的光可与密封元件270的颜料色共混以产生独特的视觉效应。因此，所提供的光可包括第一颜色，而着色的密封元件270可包括第二颜色。

第一驱动轴42被设置在摇臂39的内部。在具有可拆卸的头部14和颈部16的实施例中，当颈部16被附接到柄部12时，第一驱动轴42以旋转固定方式与第二驱动轴43接合。第二驱动轴43接着通过斜齿轮段44驱动接触区元件20围绕旋转轴线31进行旋转。第一驱动轴42的马达端部通过齿轮机构45被连接到驱动马达36。电动牙刷10还包括在柄部12内的从驱动马达36突出的马达轴46。马达轴46的连续旋转运动借助于齿轮机构45被转换成第一驱动轴42的旋转摆动运动。结果是，接触区元件20被驱动成以往复运动方式进行旋转。

在某些实施例中，接触区元件20沿着轴线31的平移行程或剔除运动可通过摇臂39的可枢转布置而产生。摇臂39坐置于可循环运动的驱动部件47(在这里，凸轮)上，其被设计成偏心的并且自身坐置于马达轴46上。摇臂39背离接触区元件20的端部形成从动件48。从动件48遵循凸轮47的曲面或循环运动，使得摇臂39执行往复摇摆运动。为此，预加应力装置49例如弹簧偏置摇臂39的从动件48抵靠凸轮47。偏置通过摇臂39迫使接触区元件20处于其操作侧的方向上，而凸轮47通过其相应的曲面迫使接触区元件20处于相反方向上。

可在外壳212内设置多种电子元件。例如，可在外壳212内封装定时电路、处理器240、印刷电路板(PCB)242、或电磁输出源(输出源)245，例如声源、光源、LED或它们的组合。外壳212可在需要附加电压的地方容纳多个电源，例如提供用于LED的阈值电压。

底座35可给处理器240或输出源245提供支撑。电源37可与处理器240、印刷电路板242或两者电连接，并且处理器240或印刷电路板242可与输出源245电连接。如图2和图3A所示，输出源245例如LED可与传输元件33电磁通信。传输元件33可将电磁能诸如来自输出源245的光传输到传输元件环65和指示元件30。

参见图3A，其示出了指示器机构61，在该实施例中，所述指示器机构包括传输元件33、传输元件环65和指示元件30。传输元件33被构造成将电磁能诸如光从输出源245传输到指示元件30。例如，如果输出源245为LED，则传输元件33可为光管、导光管、光纤等。传输元件33也可包括传输元件环65。传输元件环65从传输元件33侧向延伸，使得它部分地或完全地横贯牙刷柄部的圆周，以便使光的分布散布到整个指示元件30。所选择的用于传输元件33的材料可为透光材料、透明材料、半透明材料或它们的组合，所述材料从LED通过传输元件33将光传输至指示元件30。适用于传输元件33的材料的一些例子包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、共聚酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、有机硅、它们的组合，例如聚酯和聚碳酸酯等。

在一些实施例中，指示元件30和传输元件33可为一体的。例如，传输元件33和指示元件30可在注塑工艺期间由第一材料整体地构成。在一些实施例中，传输元件33可为与指示元件30分立的部件。在其中传输元件33和指示元件30是离散部件的那些实施例中，元件30、33可以按允许电磁能通过传输元件33从输出源245传输到指示元件30的任何方式相对于彼此进行定位。例如，如图3B所示，指示元件30可被定位在传输元件33之上，或者如图3C所示，传输元件33可被部分地嵌在指示元件30之内。重新参照图2，在一些实施例中，指示元件30、传输元件33和底座35可被一体形成。在一些实施例中，指示元件30和传输元件33可被一体形成并随后附接到底座35。在一些实施例中，指示元件30、传输元件33和外壳212可被一体形成。在一些实施例中，指示元件30和外壳212可被一体形成且传输元件33随后将被附接到外壳212。此类实施例的有益效果是，刷所需要的组件数目减少，这可降低装配的成本和/或时间。

传输元件33可经由内反射或外反射将电磁能例如光传输至指示元件30。外反射是其中光来源于低折射率的材料(例如空气)并且从具有较高折射率的材料(例如铝或银)反射的反射。普通的家用反射镜根据外反射工作。

内反射是其中光来源于较高折射率的材料(例如聚碳酸酯)并且从具有较低折射率的材料(例如空气或真空或水)反射的反射。光纤技术根据内反射的原理工作。折射率是任何材料的光学属性，其测量光通过所述材料时折射或弯曲的趋势。甚至不传导光的材料(诸如铝)也具有折射率。

通常，当光的入射角近似正交时(即，光接近垂直于所述表面)，外反射最有效率，并且随着入射角增大(以陡斜角度接近所述表面)而变差。相反，内反射在高入射角时最有效率，并且在低角度例如正交于所述表面时不能反射。为了获得内反射，入射角应当大于临界角。临界角是在该角度以下光在一对材料之间不再反射的角度。

重新参见图2，对于利用了外反射的本发明的那些实施例，可在外壳212、底座35或两者内利用金属薄片或一些其它高度反射材料。高度反射材料诸如金属薄片可被设置在外壳212的内表面375或底座35的内表面377上。在其它实施例中，高反射材料诸如金属薄片可围绕传输元件33进行缠绕。

对于利用内反射的那些实施例而言，可选择具有高折射率例如1.0以上的材料。例如，经选择用于传输元件33的材料可包括如下折射率：大于约1.4，大于约1.5，大于约1.6，或小于约1.7，小于约1.6，小于约1.5，或所提供值内的任何数值或所提供值内的任何范围。在一些实施例中，经选择用于传输元件33的材料具有介于约1.4至约1.6之间的折射率。

参见图4A至4B，在此类实施例中，可抛光传输元件33、233的外表面429、1429。传输元件33、233的抛光外表面429、1429可减小光从传输元件33、233渗漏的量。

在一些实施例中，如图4A所示，传输元件33可包括用于接收输出源245诸如LED的插孔453。插孔453可设置在传输元件33的端部455上。在传输元件33的端部455上设置插孔453的一种有益效果是，在制造期间，输出源245诸如LED可被插入到插孔453中，从而减小了输出源245相对于传输元件33不对准的可能性。这可帮助减少光在输出源245和传输元件33之间的泄漏量。

如先前所述，为实现内反射，冲击光可处在临界角上方。光冲击传输元件33时的角度可受到输出源245或1450(示出于图4B中)的分布角(下文讨论)的影响。对于具有小分布角的那些输出源，插孔453的设计例如具有垂直于面453C的侧面453A和453B可足以捕获从输出源245发射的大部分光以用于内反射。然而，未处在临界角上方的任何光一般均将不被内反射。因此，侧面453A、453B和/或面453C可被构造成增加处在临界角上方的光的量。例如，侧面453A、453B可朝向或背离面453C为渐缩的。相似地，面453C可包括成角表面、多角表面、弯曲表面例如透镜形的(凸或凹曲度)以增大处在临界角以上的发射光的量。

参见图4B，在一些实施例中，传输元件233可被构造成在端部1455上具有平坦表面，如图4B所示。在此类实施例中，输出源1450诸如LED可被定位远离端部1455距离1460。为了减少从输出源1450泄漏的光的量，距离B(1460)一般应当处在下列准则内。

$B\≤\frac{A}{\tan \left(\mathrm{\α}\right)}$

其中α为可得自制造商说明书的光输出源的半角α，并且其中A(1457)为传输元件233上的直角边投影。直角边投影1457为从投影到传输元件233上的输出源1450的中点至传输元件233的边缘1459的直线距离。

对于利用内反射的那些实施例而言，输出源245、1450诸如LED的分布角应当被考虑。如果分布角太宽，提供给传输元件33、233的光的一部分可不被内反射，相反将渗漏出传输元件33、233。可利用任何合适的分布角。合适的分布角的一些例子包括大于约0°，大于约1°，大于约2°，大于约5°，大于约6°，大于约8°，大于约10°，大于约12°，大于约14°，大于约16°，大于约18°，大于约20°，大于约22°，或小于约22°，小于约20°，小于约18°，小于约16°，小于约14°，小于约12°，小于约10°，小于约8°，或所提供值内的任何数值或所提供值内的任何范围。

参见图3A，如前所述，传输元件33可将电磁能诸如光从输出源245传输到指示元件30。为了减少通过传输元件33渗漏的能量，可利用设置在传输元件33中的反射芯461。反射芯461可减少通过传输元件33和传输元件环65而损失进入刷的柄部或颈部的光的量。另外，反射芯461可有助于通过指示元件30将光分配到指示元件30的外侧表面87。

如图5所示，反射芯461可包括一个或多个面467，所述面可被抛光，设置在传输元件33内部。面467可被构造成重新导向通过传输元件传输到指示元件30的光71。

反射芯461的面467可被构造成楔形形状或任何其它形状诸如圆锥形，其将有利于电磁能诸如光朝向指示元件30分散。反射芯461的面467可具有任何形状以有利于电磁能朝向指示元件30分散，例如，如图6A、6B、6C所示，沿着其长度的任何部分或沿着其正常长度，面467中的一个或多个可为曲面的、直的、有锯齿状的、U形的或它们的任何组合。除了有助于电磁能分散到指示元件之外，反射芯可具有任何数目的面，如图6D和6E所示。例如，如图6E所示，反射芯461具有七个面467A、467B、467C、467D、467E、467F、467G。另外，如图6F所示，传输元件33也可具有正面134和背面135，并且反射芯461在传输元件33的正面134上的形状可与反射芯461在传输元件33的背面135上的形状不同。在某些实施例中，反射芯461完全穿透传输元件33以形成从传输元件33的正面134到传输元件33的背面135的通道。在其它实施例中，反射芯461未完全穿透传输元件33。在仍然其它实施例中，反射芯461根本不穿过传输元件33，而是相反与传输元件33是一体的，例如反射芯461可包括嵌在传输元件33内的反射表面。另外，在横截面中，反射芯的面可为成角度的、曲面的或换句话讲异形的以朝向指示元件增大光的反射。例如，如图7和7A所示，反射芯461的面467在横截面上可为弯曲的，而图8和8A显示，面467朝向传输元件33的背面135背离传输元件33的正面134是成角度的。

重新参照图5，所示的反射芯461可为在最终产品中保持为空的凹陷部。在某些实施例中，反射芯461可部分地填充有材料。在反射芯461被部分地填充的情况下，可提供介于填充材料和面467之间的气隙。这种气隙的存在可确保在指示元件30内保持内反射。在一些实施例中，反射芯461可完全填充有如下材料，所述材料具有比反射芯的材料的折射率低的折射率。

据信在没有反射芯461的情况下，由输出源提供的光的小于约10％将由指示元件30发射。并且，据信在具有反射芯461的情况下，由输出源245提供的光的约90％或更多将由指示元件30发射。在某些实施例中，由指示元件30发射的光大于由输出源提供的光的约10％，大于约20％，大于约30％，大于约40％，大于约50％，大于约60％，大于约70％，大于约80％，大于约90％，小于约100％，小于约90％，小于约80％，小于约70％，小于约60％，小于约50％，小于约40％，小于约30％，小于约20％，或上列值内的任何数值或包括上述值和/或在上述值内的任何范围。下文讨论了用于测量发光效率的测试方法。

图9显示来自输出源245诸如LED的电磁能诸如光71沿着传输元件33朝向指示元件30行进。在某些实施例中，沿着传输元件33朝向指示元件30行进的光的至少一部分被反射出反射芯461的面467，朝向传输元件33反射回。该光被重新导向朝向传输元件65的底部边缘67。在指示元件30的圆周周围产生恒定光分布的某些实施例中，反射芯461通过传输元件33重新导向来自输出源245的光束71，按照这种方式在传输元件环65的底部边缘67上获得了恒定强度的光束71。通过选择反射芯的正确角度和形状(例如，曲面的)，可实现光的扩展–通过在底部边缘67上产生恒定的光密度。为说明起见，图9A(其为使侧向切过传输元件33的图9的描述并且所得的传输元件33和传输元件环65打开并变平)显示反射芯461如何围绕传输元件环65的圆周分布光束71。

传输元件环65的底部边缘67具有反射表面以进一步朝向指示元件30重新导向所述光。传输元件环的反射表面可被涂覆有反射材料或者如图9所示可由被形成的表面轮廓83构成，按照这种方式将所述光朝向指示元件30重新导向，或者可采用反射涂层和表面轮廓两者。

图9显示一系列的表面轮廓83，在此情况下，其呈反射齿状物的形状，所述反射齿状物包括两个成角度的侧面以产生三角形突起。在某些实施例中，如图9B所示，要基本上利用内反射，表面轮廓具有取向(角度α1和α2)，使得所述光接触表面轮廓83处于角度在临界角之下的表面。另外，在某些实施例中，角度(α1和α2)可根据表面轮廓在传输元件环65上的位置而变化，例如所述角度可根据距反射芯的距离而变化。α1和α2的角度可在0-45°的范围内。图9C显示，除了三角形表面轮廓之外，可使用拱形表面轮廓，其可使光展开以在指示元件上产生更均匀的光分布。在某些实施例中，表面轮廓可具有下列尺寸：高度(H)；宽度(W)；和相邻表面轮廓之间的距离(D)：

H≤W/2

D≥0

表面轮廓的高度H可为H≤3mm，例如在某些实施例中，0.5mm≤H≤1mm。另外，表面轮廓在传输元件环上的位置可影响H、W或D。

如图9所示，光由于传输元件环65的底部边缘67的表面轮廓83的缘故重新导向允许光从指示元件30的所有外侧表面87被射出，提供周围360°效果。在某些实施例中，靠近反射芯461(在此处光具有高强度)，可使用较小的表面轮廓83，而进一步远离反射芯461诸如处在背面101上(在此处光密度已经被降低)，可采用较大的表面轮廓83来沿着指示元件30获得类似的光强度。否则，指示元件30可显得靠近反射芯461/输出源245较亮以及在进一步远离反射芯461/输出源245之处暗的多。

在某些实施例中，如图9D和9E所示，传输元件33沿着其长度可为非线性的，使得传输元件33可包含一个或多个角度，或者如图9D和9E所示，一个或多个弯曲。在某些实施例中，传输元件33的这样一种取向是有益的，例如像在电动牙刷中之时，在输出源和指示元件之间可能存在障碍物诸如马达或电池。因此，传输元件33的非线性取向允许将光从输出源245传送到传输元件环65和指示元件30，甚至当直接通路受到阻挡之时。传输元件也可沿着传输元件环在允许将光从输出元件输出的任何点连接到传输元件环。此外，表面轮廓可呈现在传输元件环的任何表面上。例如，如图9E所示，表面轮廓83被定位在传输元件环65的内表面上，使得所述光被朝向指示元件30向外反射，其在该实施例中至少部分地沿着传输元件环65的外周边66定位。图9D和9E也展示，反射芯在某些实施例中并不存在，因为传输元件33和传输元件环65能够将光分布到指示元件。

重新参照图9，来自传输元件环65的底部边缘67的重新导向的光进入指示元件30，在此处它被引导朝向指示元件30的外侧表面87，或者在某些实施例中将被反射出指示元件30的表面例如顶部表面91或内表面93，它们可涂覆有反射材料。在某些实施例中，如图10所示，顶部表面91、内表面93或两者在某种程度上被成形以将光71朝向指示元件30的外侧表面87重新导向，例如顶部表面91或内表面93可为曲面的或者在图10所示实施例的情况下所述表面可为成角度的。

另外，还设想到了包括多个输出源的实施例。例如，插孔可被构造成使得两个LED可定位在其中。在其中LED提供信号的某些实施例中，第一LED可提供用于一种状况例如刷洗时间的第一输出信号，而第二LED可提供用于第二状况例如用于刷替换的时间的第二输出信号，其中第一输出信号和第二输出信号是不同的。相似地，在其中传输元件不包括插孔的实施例中，可利用多个输出源例如LED。

此外，也设想了其中输出源包括如美国专利申请公布2005/0053896A1所述的具有多个骰子的LED的某些实施例。如图11A所示，LED815可包括镜片830以及一个正极引线821和一个负极引线809。LED815可包括多于一个的光发射器和多于一个的半导体基底，并且可具有多于两个的引线。设想了其中LED包括两个骰子的实施例。另外，设想了其中LED包括多于两个的骰子的实施例。

例如，LED815可包括多个发光骰子805和817以及引线结合807和818。引线结合818可起到骰子805和817之间的连接作用。该连接可为并联连接或串联连接。

如图11B所示，LED815B(双线LED)可包括串联连接的多个骰子805和817。LED815B可包括一个正极引线809和一个负极引线827。如图所示，每个骰子805和817可具有单个基座837和839。这些骰子具有将骰子805的顶部连接到骰子817的底部的串联连接部811，并且引线结合813将骰子817的顶部连接到负极引线827。来自发光源的所有光可被组合以在LED815B的镜片830处产生单个光输出。

如图11C所示，LED815C可包括并联连接的多个骰子805和817。LED815C可包括单个光输出、镜片830、以及一个正极引线809和一个负极引线827。这些骰子可具有并联连接部、将骰子805的顶部连接到骰子817的顶部的引线结合837、以及将骰子817的顶部连接到共用负极引线827的顶部的引线结合807。可将来自发光源的所有光结合以在LED815C的镜片830处产生单个光输出。

如图11D所示，LED815D(三线LED)可包括多个骰子805和817。LED815D可包括镜片830、两个半导体基底、并联连接所显示的骰子805和817、引线结合819和821、一个正极引线833和两个负极引线831和835。该LED815D也从单个光输出、镜片830发射光。每个骰子可具有单个基座837和839。也设想到LED815D可包括两个正极引线和一个负极引线；并且骰子805和817可串联连接。

另外，LED可包含多个具有发光特性的半导体基质，而且LED可包含多个电极。LED可具有共用电极，或者每个具有发光特性的半导体基质具有单独的电极。另外，每个具有发光特性的半导体基质可由分离电源，例如电池，单独供电。

三线LED例如LED815D的一个优点是，骰子805和817可被独立地操作。例如，如果LED815D包括两个正极引线，则骰子可被独立地控制。因此，第一骰子805可被操作处于80％容量，同时第二骰子807被操作处于20％容量。又如，第一骰子805可被操作处于50％，同时第二骰子817被操作处于100％。对于第一骰子805和第二骰子817的操作水平具有无数的组合。据信此类组合可获得为使用者产生独特视觉效果的颜色混合。

对于双线LED，光混合也是可能的。例如，供电电压的极性可以足够高的速率例如高于70Hz进行转换，使得骰子可被驱动并且产生混合的色彩效果。当供电电压的极性处于第一状态时，第一骰子可被通电。当供电电压的极性处于第二状态时，第二骰子可被通电。如果供电电压的极性被转换得足够快，则使用者可察觉到颜色混合。供电电压极性的转换速率可大于约70Hz、大于约80Hz、大于约90Hz、大于约100Hz、大于约110Hz、大于约120Hz、大于约130Hz、小于约130Hz、小于约120Hz、小于约110Hz、小于约100Hz、小于约90Hz，或者在所提供值内的任何数值或包括所提供值的任何范围。

如上所述，可将这些骰子并联或串联电连接。当它们串联时，所有电流方面的考虑与单个小方块时相同。整个电压可通过以下公式粗略估算：

V＝V_f1+V_f2+…+V_fn

其中n等于骰子的数目，并且V_f＝特定骰子的正向电压。如果骰子被并联连接，则总电压大约为单个骰子的电压。

串联连接工作良好，因为它调节小方块之间的差别。当骰子被串联连接时，它们自动调节它们的正向电压并且它们的发光强度变得非常接近。在任一种布置方式中，两个骰子具有大约1.6×P_i的发光强度，其中P_i是单个骰子的光强度。三个骰子LED将可能具有约2.26×P_i的发光强度。(骰子之间的干涉作用可影响通过乘以骰子数来计算的发光强度。)这些骰子可递送相同颜色的光或者它们可具有不同颜色的光。然而，如果每个单个的光发射器发射相同的光，那么来自那一个单个LED的那种颜色光的发光强度大于发射一种颜色光的单个标准LED。

单个LED也可包含发射不同颜色光的两个骰子，例如波长的选择范围为大于约370、380、390、400、425、440、450、475、500、600、700、800、900或1,000纳米。也可选择骰子使得骰子发射具有相同颜色范围内的不同波长的光；例如骰子可发射具有不同波长的光，所述波长导致蓝颜色。另外，不同波长的光在LED单个光输出(透镜)中的组合可产生提供口腔护理有益效果的具体颜色组合。一些颜色难以通过单一波长的光来获得；本发明可用来产生具有这些独特颜色之一的光。因此，不同颜色在单个光输出中的组合可产生不能单独由一个小方块来实现的颜色。

就包括多个LED或者具有多个骰子的LED的那些实施例而言，本发明的口腔卫生工具可向使用者提供多个信号。例如，第一骰子可被通电从而向使用者提供第一视觉指示。第一视觉指示可与例如使用者刷洗的预定时间量相关联。第二骰子可被通电从而向使用者提供第二视觉指示。第二视觉指示可向使用者指示到了替换口腔护理装置的时间了。在此类实施例中，第一视觉指示可包括第一颜色，而第二视觉指示包括不同于第一颜色的第二颜色。可利用任何合适的颜色。

根据本发明构造的牙刷可经由指示元件向使用者提供对应于多种状况的反馈。例如，在某个刷洗时期中，当使用者已刷洗了他们的牙齿达预定时间例如两分钟、三分钟等时，可提供可见信号。又如，可向使用者提供关于何时应当替换刷的可见信号。又如，可向使用者提供关于使用者在一定数目的刷洗例程中的刷洗时间的可见信号。又如，当将太大的力施加到刷头时可给使用者提供可见信号，并且随后给出使用者会损坏其牙龈的可能性。在此类实施例中，可提供第一信号，其中使用者对于预定数目的刷洗例程已成功地刷洗了必需的时长，例如两分钟。可向使用者提供第二信号，其中使用者对于所述预定数目的刷洗例程中的每一刷洗例程未刷洗所述必需的时间。可例如通过利用红外光谱中的诸如波长约950纳米的光从牙刷中发送另外的信号。指示元件可在所有方向上分布红外信号以确保接收器可接收信号，即使牙刷被保持在各种位置。

提供给使用者的信号可恒定，例如，在整个刷牙例程期间向使用者提供信号。作为另外一种选择，提供给使用者的信号可在日常刷牙最后提供。例如，如果使用者在前次刷洗例程中未刷洗预定量的时间例如两分钟，则在后续的刷洗例程期间，提供给使用者的信号可闪烁红色或示出红色可见信号并持续预定时长。又如，如果使用者在前次刷洗例程期间已刷洗了预定量的时间，则提供给使用者的信号可闪烁绿色或示出绿色可见信号并持续预定时长。

在其它实施例中，信号可在例行刷洗期间间歇提供给使用者。例如，信号可以预定的时间间隔提供给使用者。例如，信号可每隔20秒钟提供给使用者。可选择任何适宜的时间间隔。例如，信号之间的时间间隔可大于约0.1秒，大于约0.2秒，大于约0.3秒，大于约0.4秒，大于约0.5秒，大于约0.6秒，大于约0.7秒，大于约0.8秒，大于约0.9秒，大于约1秒，大于约2秒，大于约3秒，大于约4秒，大于约5秒，大于约6秒，大于约10秒，大于约15秒，大于约20秒，大于约25秒，大于约30秒，大于约40秒，大于约50秒，大于约60秒，和/或小于约60秒，小于约50秒，小于约40秒，小于约30秒，小于约25秒，小于约20秒，小于约15秒，小于约10秒，小于约5秒，小于约4秒，小于约3秒，小于约2秒，小于约1.5秒，小于约1秒，小于约0.9秒，小于约0.8秒，小于约0.7秒，小于约0.6秒，小于约0.5秒，小于约0.4秒，小于约0.2秒，或者小于约0.1秒。

前面讨论了信号之间的时间间隔。在一些实施例中，处理器可被构造成调整提供给使用者的信号之间的时间间隔，所述调整发生在特定的刷洗例程期间或一系列刷洗例程期间。例如，在第一刷洗例程期间，如果使用者刷洗了预定量的时间例如两分钟，则提供给使用者的信号之间的间隔可为第一时间间隔。如果在第二刷洗例程中，使用者不刷洗所述预定量的时间，则提供给使用者的信号可以第二时间间隔来提供。在这种实施例中，第一时间间隔可大于第二时间间隔，从而向使用者提供更多的反馈。在一些实施例中，可切换时间间隔使得向使用者提供更多反馈以便刷洗所述预定量的时间。

关于构成牙刷的材料，外壳212可为任何合适的材料。合适的材料的一些例子包括聚丙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)、共聚酯、POM(聚甲醛)、它们的组合等。附加的合适材料包括聚丙烯、尼龙、高密度聚乙烯、其它可模塑的稳定聚合物等和/或它们的组合。在一些实施例中，柄部、颈部和/或头部可由第一材料形成并包括用于容纳不同于第一材料的第二材料的凹口、通道、沟槽。例如，柄部可包括一个弹性抓握部件或多个弹性抓握部件。所述多个弹性体抓握结构中的弹性体可为类似的材料或者可为不同的材料，所述不同例如颜色、硬度、它们的组合等。

密封元件270可包括任何合适的材料。合适的材料的一些例子包括热塑性弹性体、有机硅基材料、NBR(腈丁二烯橡胶)、EPDM(乙烯丙烯二烯单体)、Viton^TM等。

在一些实施例中，可利用回收利用的和/或源自植物的塑料。例如，在一些实施例中可利用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。所述PET可以是生物基的。例如，PET可包含约25重量％至约75重量％的对苯二酸酯组分以及约20重量％至约50重量％的二醇组分，其中至少约1％重量的对苯二酸酯组分和/或二醇组分中的至少一种源自至少一种生物基材料。类似地，对苯二酸酯组分可源自生物基材料。合适的生物基材料的一些例子包括但不限于玉米、甘蔗、甜菜、土豆、淀粉、柑橘类水果、木本植物、纤维素木质素、植物油、天然纤维、油性木材原料、以及它们的组合。

PET的一些特定组分可以是生物基的。例如，单乙烯基乙二醇和对苯二甲酸由生物基材料形成。生物基PET的形成和其制造描述于美国专利申请公布20090246430A1以及20100028512A1中。

如前所述，在某些实施例中，例如，如图1和2所示，牙刷10可包括可替换的头部14、颈部16或两者。具体地，头部14可从颈部16上去除和/或颈部16可从柄部12上去除。在本文中，无论是头部14可从颈部16上去除还是颈部16可从柄部12上去除，此类可替换元件将被称为“替换物”。在此类实施例中，处理器可被编程为具有多种算法以便建立特定替换物的累积使用时长和/或识别特定用途的时长。可识别特定替换物的口腔护理工具的一些合适的例子描述于美国专利公开7,086,111；7,207,080；和7,024,717中。

颈部16和柄部区域12之间的互连性可按任何合适的方式来提供。关于美国专利公开7,086,111、7207080和7,024,717讨论了一些合适的实施例。

本发明的牙刷还可包括如先前所讨论的电源。电源可为可向牙刷提供动力的任何合适的元件。一个合适的例子包括一个或多个电池可被设定尺寸以便最小化牙刷内部所需的基板面的量。例如，如果输出源由发光元件组成，则电源的尺寸可设定成相对小的，例如小于三A电池。电池可为再充电的，或者可为一次性的。在一些实施例中，电源可包括如由公用事业公司向住宅所提供的交流电源。其它合适的电源描述于2008年4月15日提交且名称为“PersonalCareProductsandMethods”的美国专利申请序列12/102881中。

在一些实施例中，可提供使用者操纵的开关，所述开关可允许使用者在定时指示开始时进行控制。开关可与电源及输出信号元件和/或定时器电通信。

柄部的弹性抓握结构可用于将定时器、输出信号元件、处理器、顶盖和/或电源的一部分至少部分地重叠注塑。在此类实施例中，这些组件可借助可类似重叠注塑的线路电通信。弹性抓握部件可包括定位用于使用者的手掌抓握的部分和/或定位用于使用者的拇指和食指抓握的部分。这些弹性抓握结构可由相同的材料组成或可能由不同的材料组成，所述不同为例如颜色、形状、组成、硬度等和/或它们的组合。

此外，如本文所用，术语“接触元件”用来指可被插进口腔中的任何合适的元件。一些合适的元件包括刷毛簇、弹性体按摩元件、弹性体清洁元件、按摩元件、刮舌器、软组织清洁器、硬表面清洁器、它们的组合等。所述头部可包括多种接触元件。例如，头部可包括刷毛、研磨弹性体元件、特定取向或布置的弹性体元件，例如枢转翅片、洁牙杯等。弹性体清洁元件和/或按摩元件的一些合适的例子描述于美国专利申请公布2007/0251040；2004/0154112；2006/0272112；和美国专利公开6,553,604；6,151,745。清洁元件可为渐缩的、切口的、卷曲的、凹陷的等。这些清洁元件和/或按摩元件的一些合适的例子描述于美国专利公开6,151,745；6,058,541；5,268,005；5,313,909；4,802,255；6,018,840；5,836,769；5,722,106；6,475,553；和美国专利申请公布2006/0080794中。

接触元件可按任何合适的方式附接到头部。常规的方法包括网装固定、无锚定簇绒和注塑簇绒。就包括弹性体的那些接触元件而言，这些元件可彼此一体形成，例如具有整体基座部分并由其向外延伸。

头部可包括由任何适宜的材料构成的软组织清洁器。合适的材料的一些例子包括弹性体材料；聚丙烯、聚乙烯等；和/或它们的组合。软组织清洁器可包括任何合适的软组织清洁元件。牙刷上的此类元件以及软组织清洁器的构型的一些例子描述于以下专利中：美国专利申请2006/0010628；2005/0166344；2005/0210612；2006/0195995；2008/0189888；2006/0052806；2004/0255416；2005/0000049；2005/0038461；2004/0134007；2006/0026784；20070049956；2008/0244849；2005/0000043；2007/140959；以及美国专利5,980,542；6,402,768；和6,102,923。

对于包括在头部的第一侧上的弹性体元件和在头部的第二侧(与第一侧相对)上的弹性体元件的那些实施例而言，弹性体元件可通过延伸穿过头部的材料的通道或间隙整体成型。这些通道或间隙可允许在注塑工艺期间弹性体材料流过头部，使得第一侧和第二侧的两个弹性体元件可在一个注塑步骤中成型。

用于确定光发射效率的测试方法

取得待测试的刷的三个样本和用于该刷的输出源的三个样本。输出源的样本应当与用于该刷中的输出源相同。将全部样本即三个刷样本和三个输出源样本拿到独立测试设备上。测试设备将在尺寸适当的积分球中测试三个刷样本中的每一个和输出源样本中的每一个。例如，12英寸积分球可适于配合刷样本。

测试设备将在测量任何样本前校准所有的设备。将在测试刷之前测试输出源的样本。测试设备将根据标准测试程序将输出源的一个样本放在积分球中。输出源将由与刷中提供的电压相同的电压供电。具体地，如果刷利用一个3.6伏特的锂铁电池，则输出源应当类似地用一个3.6伏特的锂铁电池供电。

输出源应当被通电，积分球闭合，并且应当测量从输出源发出的所有光。应当类似地测量余下的输出源样本中的每一个。输出源样本中的每一个的所有光输出将被记录下来并且由每个样本标注。

在测试样本刷之前从积分球中去除样本输出源。将样本刷放置在以这样一种方式构造的积分球中以启动刷的输出源而不阻碍从刷的指示元件发射的光。例如，如果指示元件提供正在施加的压力过高的视觉指示，则可利用带具来移动刷的头部/颈部以确保指示元件/输出源被启动。测量从样本刷发出的所有光。重复其余的刷样本。

将从样本输出源一发出的所有光除以从样本刷一发出的所有光。然后该商乘以100以确定百分比一。将从样本输出源二发出的所有光除以从样本刷二发出的所有光。然后该商乘以100以确定百分比二。将从样本输出源三发出的所有光除以从样本刷三发出的所有光。然后该商乘以100以确定百分比三。将百分比一、百分比二和百分比三平均以获得效率百分比。

本文所公开的量纲和值不可理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述的值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。

尽管举例说明和描述了本发明的具体实施例，但对本领域的技术人员来讲显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，所附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有此类改变和变型。

Claims (15)

1.一种口腔卫生工具，包括柄部、头部、和设置在所述柄部和所述头部之间的颈部，所述头部包括多个接触元件，所述口腔卫生工具还包括：

指示元件，所述指示元件具有外侧表面；

电磁能输出源；

与所述输出源电磁能通信的传输元件；

具有外周边并且与所述传输元件电磁能通信的传输元件环；

其中所述输出元件环将来自所述输出源的电磁能重新导向至所述指示元件，并且所述传输元件环从所述传输元件侧向延伸，使得它部分地或完全地横贯所述柄部的圆周，以便使光的分布散布到整个指示元件。

2.根据权利要求1所述的口腔卫生工具，其中所述传输元件包含至少一个弯曲或角度。

3.根据权利要求1或2所述的口腔卫生工具，所述口腔卫生工具具有设置在所述传输元件内的反射芯，其中所述反射芯将来自所述输出源的电磁能重新导向至所述指示元件。

4.根据权利要求3所述的口腔卫生工具，其中所述反射芯包括一个或多个反射面。

5.根据权利要求1或2所述的口腔卫生工具，其中所述传输元件环包括一个或多个表面轮廓。

6.根据权利要求5所述的口腔卫生工具，其中所述传输元件环包括至少三个表面轮廓并且所述表面轮廓之间的距离变化。

7.根据权利要求6所述的口腔卫生工具，其中表面轮廓距所述传输元件越远，所述表面轮廓之间的距离增大。

8.根据权利要求5所述的口腔卫生工具，其中所述一个或多个表面轮廓被定位在所述传输元件环的内表面上。

9.根据权利要求1或2所述的口腔卫生工具，其中所述传输元件环横贯所述柄部的圆周。

10.根据权利要求1或2所述的口腔卫生工具，其中所述指示元件沿着所述传输元件环的外周边定位。

11.一种指示器机构，包括：

指示元件；

电磁能输出源；

与所述输出源电磁能通信的传输元件；

包括与所述传输元件电磁能通信的一个或多个表面轮廓的传输元件环；

其中所述传输元件环将来自所述输出源的电磁能重新导向至所述指示元件，并且所述传输元件环从所述传输元件侧向延伸，使得它部分地或完全地横贯口腔卫生工具的柄部的圆周，以便使光的分布散布到整个指示元件。

12.根据权利要求11所述的指示器机构，包括反射芯。

13.根据权利要求11或12所述的指示器机构，其中所述传输元件环包括一个或多个表面轮廓。

14.根据权利要求13所述的指示器机构，其中所述传输元件环包括至少三个表面轮廓并且所述表面轮廓之间的距离变化。

15.根据权利要求14所述的指示器机构，其中表面轮廓距所述传输元件越远，所述表面轮廓之间的距离增大。