CN106562558A - 一种具有摄像功能的智能牙刷 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有摄像功能的智能牙刷，包括刷头和刷柄，其中：所述刷头上设置有摄像头和光源，所述摄像头用于拍摄口腔内的图像，所述光源用于为所述摄像头补光；所述刷柄为中空结构，其内设置有控制板、电池、充电模块和无线通信模块；所述电池和所述充电模块均与所述控制板相连，用于为所述智能牙刷提供电能；所述无线通信模块和所述控制板相连，用于通过无线通信方式将口腔内的图像传输至外部无线接收装置；所述控制板同时连接所述摄像头和所述光源。

Description

一种具有摄像功能的智能牙刷
技术领域
本发明涉及一种具有摄像功能的智能牙刷，具体为一种可以拍摄口腔内影像，并将图像传输到智能设备的智能牙刷，所配套的应用程序具有影像存储、识别、发送等功能。此智能牙刷用于日常牙齿状态监测、刷牙状态监测。
背景技术
龋病和牙周病是口腔两大类主要疾病，在世界范围内有较高的发病率，在我国其发病率远高于欧美发达国家。根据全国第三次口腔疾病调查(2008年)，我国35岁以上人群龋病患病率为61-75.2％，牙周健康率仅为14％。龋病和牙周病的最终结局是牙体的坏死崩解以及牙齿脱落。此过程中牙齿剧烈的疼痛和失牙将严重影响到患者的生活质量及面部美观。并且近年来随着对牙周医学认识的深入，已有大量证据表明牙周病作为慢性感染性病灶可以危害全身健康，乃至增加心血管疾病、呼吸系统疾病、早产低出生体重儿及类风湿性关节炎等全身系统性疾病的患病危险度。
所幸龋病和牙周病都是可防、可控的感染性疾病，对附着于牙面的食物残渣及牙菌斑进行及时有效的清除是对疾病最好的控制，其中日常的刷牙便是最重要和最行之有效的方法，口腔科医生也一直在追求能将牙齿刷的干净彻底的方法。传统的刷牙(特别是牙齿的舌腭侧及后牙)基本都是在盲视下进行的，这很难保证刷牙的质量。恐怕最有效的方法莫过于让人们在直视下进行刷牙，可视刷牙对人群口腔卫生状况的改善，特别是对牙周病患者的治疗将具有重要意义。
专利CN102036581B提出了一种具有加速度计的智能型牙刷，且具有示教模式。加速度计用于测试牙刷使用过程中的倾斜度数据。示教模式用生成个体参考数据。在刷牙过程中，通过比较牙刷状态和个体参考数据，监测使用者是否过度刷牙，并通过状态指标灯指示。
专利CN204048584U设计了一种智能牙刷系统，具有计时器、加速度、陀螺仪、压力传感器、陀螺仪，以识别使用者刷牙动作、刷牙力度，向智能设备输出牙刷使用时间、刷牙时长、部位等信息。
然而，上述现有技术中提供的智能牙刷功能仍然比较单一，难以满足全面、高效的清洁牙齿的要求。
发明内容
本发明的目的是为使用者提供一种具有摄像功能的智能牙刷，提供日常及刷牙时的口腔内影像，用于使用者观察牙齿是否完全清洗、牙齿是否健康。所配套的应用软件能够生成、记录使用者刷牙状态、刷牙视频、全齿图像。使用者可全面了解牙齿状态，预防牙齿疾病。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有摄像功能的智能牙刷，包括刷头和刷柄，其中：
所述刷头上设置有摄像头和光源，所述摄像头用于拍摄口腔内的图像，所述光源用于为所述摄像头补光；
所述刷柄为中空结构，其内设置有控制板、电池、充电模块和无线通信模块；所述电池和所述充电模块均与所述控制板相连，用于为所述智能牙刷提供电能；所述无线通信模块和所述控制板相连，用于通过无线通信方式将口腔内的图像传输至外部无线接收装置；所述控制板同时连接所述摄像头和所述光源。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述刷头上还设置有压力传感器，通过设置在所述刷柄内部的传感器接口模块与所述控制板相连，用于感测刷牙时所述刷头的压力。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述控制板将所述摄像头拍摄的多张口腔内的图像进行拼接整理生成全齿照片，并根据所述全齿照片提醒用户漏刷区域及从不同角度查看全口牙齿和牙周情况。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述摄像头具有微距拍摄功能，并具备大景深特点和焦距调节功能。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述控制板能够根据环境自动调节所述光源的亮度。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，还包括一充电底座，用于当所述智能牙刷的刷柄端部插入所述充电底座时进行充电。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述刷头上还设置有运动传感器，通过设置在所述刷柄内部的传感器接口模块与所述控制板相连，用于感测刷牙时所述刷头的运动加速度和旋转角速度。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述控制板根据所述压力传感器感测到的压力和所述运动传感器感测到的运动加速度和旋转角速度来判断当前的刷牙动作是否在正常范围内并提醒用户。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述刷头和刷柄为可拆卸结构，供所述刷头随时进行更换。
根据本发明提出的智能牙刷，其中，所述刷柄外部由具防滑功能的软性塑料构成，所述刷柄上还设置有功能按键和状态指示灯，用于控制照片拍摄和图像传输，并显示开关机状态和电池电量的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，智能牙刷由摄像头采集口腔影像，由运动状态传感器测量牙刷运动状态，由控制板处理输入传感器输入信息，并通过无线通信模块将使用者刷牙信息发送到智能设备。智能设备中运行应用软件，具有数据、影像生成、存储、图像识别、全齿照片生成功能。此智能牙刷采用内置电池供电，具有无线充电功能，且具有防水功能。
附图说明
图1为本发明的智能牙刷一具体实施例的外观示意图；
图2为本发明的智能牙刷一具体实施例的内部电路结构示意图；
图3为本发明的智能牙刷中运动状态传感器滤波后得到的信号波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1本发明的智能牙刷一具体实施例的外观示意图。此智能牙刷4具有牙刷刷头1，光源2，摄像头3，按键5，指示灯6，底座7。此智能牙刷可与智能设备8(如手机、电视盒子、电脑等)连接，在智能设备上运行应用程序9。
牙刷刷头1可更换，通过卡扣固定在智能牙刷4上。
光源2在口腔环境中为摄像头3提供照明，以拍摄清晰的图像。光源2具有亮度调节功能，根据摄像头3拍摄影像的明亮、清晰度调节亮度。
摄像头3具有大景深、自动对焦特点，能够在刷牙和日常拍摄口腔内影像。并且为了保护用户隐私，限制了摄像头的对焦范围。
按键5为智能牙刷4的开关功能键，具有智能牙刷开机、关机功能，并且具有工作模式控制功能，如拍照功能。
指示灯6通过改变颜色和闪烁状态指示智能牙刷4的工作状态，包括开机、电池电量低、电池电量充足、电池充电状态等。
底座7为智能牙刷4的提供存放支架，且为智能牙刷4的无线充电底座，将家用电源调理为智能牙刷4的充电电源。
智能设备8通过无线方式与智能牙刷4连接，在智能设备8中运行应用程序9。应用程序具有生成、显示、存储、发送智能牙刷4拍摄的影像功能，具有智能牙刷4的控制工作状态指示和的控制功能。
应用程序9具有图像处理、图像识别、图像拼接功能。图像处理功能是通过滤波算法处理图像，得到在口腔复杂环境中(水滴、水雾)出清晰的图像。图像识别功能使用图像处理、图像识别算法，识别牙齿的龋洞，以提示使用者牙齿是否健康。图像拼接功能使用图像处理、图像识别算法拼接多张扫描拍摄的牙齿照片，生成全齿图像。
应用程序9显示各部分牙齿的刷牙时长、刷牙动作。
图2是本发明的智能牙刷一具体实施例的内部电路结构示意图。
图2中控制板10是此智能牙刷的控制核心，控制光源2、摄像头3、指示灯6、无线通信模块11、无线充电模块13，采集按键5、运动状态及压力传感器14、无线通信模块11、无线充电模块13的输入数据。智能牙刷4的电气系统由电池12供电。
图2中智能牙刷底座的主要部分为无线充电模块15。
控制板10采用高性能微控制器，具有图像输入接口，模拟信号、开关信号采集接口，脉宽调制信号输出接口。
控制板10通过脉宽调制信号控制光源2，控制其亮度。
控制板10通过数字输出和脉宽调制信号控制指示灯6，使其显示不同颜色、不同亮度，用以指标智能牙刷4的工作状态。
控制板10通过无线通信模块11与智能设备8通信，发送拍摄的影像，接收控制命令。一种优选的无线通信模块11方案是采用WiFi通信协议与智能设备8通信。
控制板10控制无线充电模块13，无线充电模块13为电池12充电。
控制板10采集运动状态及压力传感器14的轴向、径向加速度，并根据运动状态信息辨识牙刷的运动状态、刷牙位置。结合应用程序9的图像处理功能，计算牙齿各部分的刷牙方式和刷牙时长，提示用户漏刷区域。控制板10对刷牙过程中运动传感器14信号进行采集和滤波之后的运动状态信号如图3所示。
控制板10采集运动状态及压力传感器14的压力，计算用户刷牙压力，经过信号处理之后，计算用户刷牙强度，用于向用户提示刷牙强度。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有摄像功能的智能牙刷，包括刷头和刷柄，其特征在于：
所述刷头上设置有摄像头和光源，所述摄像头用于拍摄口腔内的图像，所述光源用于为所述摄像头补光；
所述刷柄为中空结构，其内设置有控制板、电池、充电模块和无线通信模块；所述电池和所述充电模块均与所述控制板相连，用于为所述智能牙刷提供电能；所述无线通信模块和所述控制板相连，用于通过无线通信方式将口腔内的图像传输至外部无线接收装置；所述控制板同时连接所述摄像头和所述光源。
2.根据权利要求1所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷头上还设置有压力传感器，通过设置在所述刷柄内部的传感器接口模块与所述控制板相连，用于感测刷牙时所述刷头的压力。
3.根据权利要求1或2所述的智能牙刷，其特征在于，所述控制板将所述摄像头拍摄的多张口腔内的图像进行拼接整理生成全齿照片，并根据所述全齿照片提醒用户漏刷区域及从不同角度查看全口牙齿和牙周情况。
4.根据权利要求3所述的智能牙刷，其特征在于，所述摄像头具有微距拍摄功能，并具备大景深特点和焦距调节功能。
5.根据权利要求3所述的智能牙刷，其特征在于，所述控制板能够根据环境自动调节所述光源的亮度。
6.根据权利要求3所述的智能牙刷，其特征在于，还包括一充电底座，用于当所述智能牙刷的刷柄端部插入所述充电底座时进行充电。
7.根据权利要求2所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷头上还设置有运动传感器，通过设置在所述刷柄内部的传感器接口模块与所述控制板相连，用于感测刷牙时所述刷头的运动加速度和旋转角速度。
8.根据权利要求7所述的智能牙刷，其特征在于，所述控制板根据所述压力传感器感测到的压力和所述运动传感器感测到的运动加速度和旋转角速度来判断当前的刷牙动作是否在正常范围内并提醒用户。
9.根据权利要求1所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷头和刷柄为可拆卸结构，供所述刷头随时进行更换。
10.根据权利要求1所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷柄外部由具防滑功能的软性塑料构成，所述刷柄上还设置有功能按键和状态指示灯，用于控制照片拍摄和图像传输，并显示开关机状态和电池电量的信息。
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