CN109688971B

CN109688971B - 牙垢检测装置和牙刷

Info

Publication number: CN109688971B
Application number: CN201780019220.0A
Authority: CN
Inventors: 山下英之; 阿部康辅; 吉田秀辉; 川端康大; 北村雅史
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd; Colgate Palmolive Co
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd; Colgate Palmolive Co
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: CN109688971A; JP2017176815A; JP6858588B2; US20190335890A1; US10743649B2; EP3424461A1; EP3424461A4

Abstract

本发明的牙垢检测装置具备：发光部(450)，其向牙表面(99a)照射紫外或者蓝色的激发光(L)；以及第1受光部和第2受光部(402)，其接受来自牙表面(99a)的辐射光(L′)。第1受光部取出辐射光(L′)中的包含牙垢固有的荧光的波长范围的第1波长范围的光谱成分，得到与其强度相应的第1输出值。第2受光部取出辐射光(L′)中的第2波长范围的光谱成分，得到与其强度相应的第2输出值，上述第2波长范围具有预先决定的比第1波长范围的下限波长小的下限波长，包含牙釉质固有的荧光的波长范围。进行第1输出值和第2输出值之比与第1阈值之间的大小的判断。进行第1输出值和上述第2输出值之差与第2阈值之间的大小的判断。

Description

牙垢检测装置和牙刷

技术领域

本发明涉及牙垢检测装置，更详细地说，涉及对牙的表面照射光，基于来自该牙表面或者牙垢的荧光判断有无牙垢的牙垢检测装置。

另外，本发明涉及装入有这种牙垢检测装置的牙刷。

背景技术

以往，作为这种牙垢检测装置，已知例如专利文献1(特表2002-515276号公报)公开的牙垢检测装置，其将来自实质上没有生物性沉积物(牙垢、细菌、牙石、结石等)的牙表面的荧光的强度与来自试验牙表面的荧光的强度进行比较，判断在试验牙表面有无生物性沉积物的存在。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2002-515276号公报

发明内容

发明要解决的问题

在使用上述专利文献1所述的装置的情况下，需要用户寻找作为比较基准的“无生物性沉积物的牙表面”，将来自该牙表面的荧光的强度保存为对照标准。然而，对于普通用户来说，难以找到“无生物性沉积物的牙表面”(通常无法确信)，而且需要保存对照标准的校正性操作，存在费事而麻烦的问题。

因此，本发明要解决的问题在于提供一种用户能以简单操作判断有无牙垢的牙垢检测装置。

另外，本发明要解决的问题在于提供一种装入有这种牙垢检测装置的牙刷。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的牙垢检测装置判断在牙表面有无牙垢，其特征在于，

具备：发光部，其向上述牙表面照射紫外或者蓝色的激发光；以及

第1受光部和第2受光部，其接受由上述激发光引起的来自上述牙表面的辐射光，

上述第1受光部取出上述辐射光中的第1波长范围的光谱成分，得到与该第1波长范围的光谱成分的强度相应的第1输出值，上述第1波长范围具有预先决定的下限波长，包含牙垢固有的荧光的波长范围，

上述第2受光部取出上述辐射光中的第2波长范围的光谱成分，得到与该第2波长范围的光谱成分的强度相应的第2输出值，上述第2波长范围具有预先决定的比上述第1波长范围的下限波长小的下限波长，包含牙釉质固有的荧光的波长范围，

上述牙垢检测装置具备：

第1判断部，其进行上述第1输出值和上述第2输出值之间的比与预先决定的第1阈值之间的大小的判断；以及

第2判断部，其进行上述第1输出值和上述第2输出值之间的差与预先决定的第2阈值之间的大小的判断。

众所周知，来自牙表面的辐射光中的“牙垢固有的荧光”的峰值波长为约630nm，其峰值的光谱成分分布在相对于其峰值波长约±10nm的范围。另外，“牙釉质固有的荧光”的峰值波长为约480nm。比该峰值靠长波长侧的光谱成分广泛分布于从该峰值波长到750nm程度为止的范围。

第1波长范围的上限波长可以不决定，也可以决定为例如为750nm以下。第2波长范围的上限波长可以不决定，也可以决定为例如为600nm以下。

第1波长范围、第2波长范围的光谱成分的“强度”对应于将所取出的波长范围的光谱成分在该波长范围中进行积分(或者累计)而得到的量。

上述第1输出值和上述第2输出值之间的“比”可以将第1输出值和第2输出值中的任意一个输出值作为分子(或者分母)。同样，上述第1输出值和上述第2输出值之间的“差”也可以将第1输出值和第2输出值中的任意一个输出值作为被减数侧(或者减数侧)。

在本发明的牙垢检测装置中，发光部向牙表面照射紫外或者蓝色的激发光。第1受光部、第2受光部分别接受由上述激发光引起的来自上述牙表面的辐射光。上述第1受光部取出上述辐射光中的第1波长范围的光谱成分，得到与该第1波长范围的光谱成分的强度相应的第1输出值，上述第1波长范围具有预先决定的下限波长，包含牙垢固有的荧光的波长范围。另一方面，上述第2受光部取出上述辐射光中的第2波长范围的光谱成分，得到与该第2波长范围的光谱成分的强度相应的第2输出值，上述第2波长范围具有预先决定的比上述第1波长范围的下限波长小的下限波长，包含牙釉质固有的荧光的波长范围。第1判断部进行上述第1输出值和上述第2输出值之间的比与预先决定的第1阈值之间的大小的判断。根据该第1判断部的判断结果，能区分识别可能存在于牙表面的物质(即牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢)中的包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括金属牙、牙石、牙垢的组(其依据在后面说明。)。第2判断部进行上述第1输出值和上述第2输出值之间的差与预先决定的第2阈值之间的大小的判断。根据该第2判断部的判断结果，能区分识别可能存在于牙表面的物质中的包括牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括牙石、牙垢的组。或者，能区分识别包括金属牙的组和包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的组(其依据在后面详细说明。)。因此，通过第1判断部的判断结果和第2判断部的判断结果的组合，能识别存在于牙表面的物质是否为牙垢(或者牙石)。

例如，在存在于牙表面的物质为牙垢(或者牙石)的情况下，例如，首先通过第1判断部的判断，识别出存在于牙表面的物质为属于包括金属牙、牙石、牙垢的组的物质。接下来，通过第2判断部的判断，识别出该物质不是金属牙，而是牙垢(或者牙石)。

这样，根据本牙垢检测装置，通过第1判断部的判断结果和第2判断部的判断结果的组合，能识别存在于牙表面的物质是否为牙垢(或者牙石)。

在此，在本牙垢检测装置中，与专利文献1记载的装置不同，用户不需要寻找作为比较基准的“无生物性沉积物的牙表面”，也不需要保存对照标准的校正性操作。因此，用户只需通过简单的操作，例如向牙表面配置发光部和受光部而指示本牙垢检测装置的动作开始(将开关开启)，就能得到有无牙垢(或者牙石)的判断结果。此外，牙石是牙垢逐渐变化而沉积在牙表面的，因此在物质上难以将两者完全区别。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，

具备第1零点校正部，上述第1零点校正部进行从上述第1输出值、上述第2输出值分别减去由上述牙表面周围的环境光所致的成分的校正，

上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第1零点校正部校正后的上述第1输出值、上述第2输出值。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，第1零点校正部进行从上述第1输出值、上述第2输出值分别减去由上述牙表面周围的环境光所致的成分的校正。上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第1零点校正部校正后的上述第1输出值、上述第2输出值。因此，能提高判断的精度。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，上述第1零点校正部在动作开始时或者动作中分别得到上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去作为由上述环境光所致的成分的上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，能适当消除由上述环境光所致的成分，能提高判断的精度。

此外，“动作开始时或者动作中”在本牙垢检测装置被装入牙刷的情况下相当于刷牙开始时或者刷牙中。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，具备信号处理部，上述信号处理部对上述第1输出值、上述第2输出值分别乘以相互不同的第1系数、第2系数后算出上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差，使得上述差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。

在本说明书中，“可能存在于牙表面的物质”假定为牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢。所谓“预先决定的种类相互不同的物质”，例如相对于金属牙、人工牙而言，牙石、牙垢可以说是种类不同的物质。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，信号处理部对上述第1输出值、上述第2输出值分别乘以相互不同的第1系数、第2系数后算出上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差，使得上述差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。由此，上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差成为在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同的状态。因此，根据本牙垢检测装置，通过第1判断部的判断结果和第2判断部的判断结果的组合，能容易地识别存在于牙表面的物质是否为牙垢(或者牙石)。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，上述信号处理部分别以相互不同的第1放大率、第2放大率对上述第1输出值、上述第2输出值进行放大，由此对上述第1输出值、上述第2输出值分别乘以上述第1系数、上述第2系数。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，上述信号处理部的处理被简化。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，上述第1受光部的受光面积和上述第2受光部的受光面积被设定为相互不同，使得上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，上述第1受光部的受光面积和上述第2受光部的受光面积被设定为相互不同，使得上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。由此，省略对上述第1输出值、上述第2输出值分别乘以相互不同的第1系数、第2系数的处理，仅取得上述第1输出值和上述第2输出值之间的差即可。因此，上述信号处理部的处理被简化。其结果是，上述第1输出值和上述第2输出值之间的上述差成为在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同的状态。

在一个实施方式的牙垢检测装置中，其特征在于，具备报知部，上述报知部报知在上述牙表面有无牙垢的判断结果。

在此，报知部的“报知”广泛包含蜂鸣音的鸣动、灯的点亮或者闪烁、显示画面的显示等。

在该一个实施方式的牙垢检测装置中，报知部报知在上述牙表面有无牙垢的判断结果。因此，用户能容易地得知牙表面有无牙垢。

在另一方面中，本发明的牙刷的特征在于，

具备主体，上述主体包括：头部，其具有竖立设置有毛的起毛面；供手握持的把手部；以及连结上述头部和上述把手部的颈部，

在上述主体装入有上述的牙垢检测装置。

本发明的牙刷在上述主体中装入有上述的牙垢检测装置。因此，用户能一边进行刷牙一边得知有无牙垢(或者牙石)的判断结果。由此，能省略从该牙刷向外部伸出的光纤、配线等。在这种情况下，用户在利用该牙刷进行刷牙时，能无障碍物地容易地进行刷牙。

一个实施方式的牙刷的特征在于，

上述发光部、上述第1受光部和上述第2受光部配置在上述头部的与上述起毛面中的特定区域对应的内部，

上述发光部包括通过上述特定区域向上述牙表面照射紫外或者蓝色的激发光的发光二极管，

上述第1受光部包括：第1光学滤光构件，其通过上述特定区域接受来自上述牙表面的上述辐射光，仅使上述辐射光中的上述第1波长范围的光谱成分透射过；以及第1光电二极管或者光电晶体管，其仅接受透射过该第1光学滤光构件的上述第1波长范围的光谱成分，

上述第2受光部包括：第2光学滤光构件，其通过上述特定区域接受来自上述牙表面的上述辐射光，仅使上述辐射光中的上述第2波长范围的光谱成分透射过；以及第2光电二极管或者光电晶体管，其仅接受透射过该第2光学滤光构件的上述第2波长范围的光谱成分。

在该一个实施方式的牙刷中，上述第1受光部、上述第2受光部能分别简单地构成。因此，该牙刷能以小型、低成本进行制造。

此外，希望在上述起毛面中的“特定区域”中省略毛。

一个实施方式的牙刷的特征在于，

具备第2零点校正部，上述第2零点校正部进行从上述第1输出值、上述第2输出值分别减去由上述头部的内部反射光所致的成分的校正，

上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第2零点校正部校正后的上述第1输出值、上述第2输出值。

在本说明书中，头部的“内部反射光”是指来自上述发光部的上述激发光中的被上述头部的构成要素反射，不到达上述牙表面而是入射到上述第1受光部、上述第2受光部的光。具体地说，上述内部反射光包括被上述起毛面中的上述特定区域的界面反射的光、被上述头部的内部(收纳上述发光部、上述第1受光部和上述第2受光部)的壁面反射的光、从上述头部的上述特定区域的界面向外射出却被上述毛反射而返回的光等。而且，上述内部反射光也可以包括从上述发光部直接进入上述第1光学滤光构件、上述第2光学滤光构件而入射到上述第1受光部、上述第2受光部的光。

在该一个实施方式的牙刷中，第2零点校正部进行从上述第1输出值、上述第2输出值分别减去由上述头部的内部反射光所致的成分的校正。上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第2零点校正部校正后的上述第1输出值、上述第2输出值。因此，能提高判断的精度。

一个实施方式的牙刷的特征在于，

具备遮光构件，上述遮光构件用于覆盖上述毛以及上述头部而遮挡上述头部周围的环境光，

上述第2零点校正部在由上述遮光构件遮挡了上述环境光的遮光状态下，在通过操作部输入了指示的定时或者预先在计时器中设定的定时，使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值之后，从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。

在该一个实施方式的牙刷中，上述第2零点校正部在由上述遮光构件遮挡了上述环境光的遮光状态下，在通过操作部输入了指示的定时或者预先在计时器中设定的定时，使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值。然后，上述第2零点校正部从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。因此，能在上述头部周围的环境光大致为零的状态下适当地得到由上述内部反射光所致的成分。

一个实施方式的牙刷的特征在于，

具备照度测定部，上述照度测定部测定上述主体周围的环境光的照度，

上述第2零点校正部将上述照度低于预先决定的照度阈值作为开始条件，使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值之后，从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。

在该一个实施方式的牙刷中，上述第2零点校正部将上述照度低于预先决定的照度阈值作为开始条件，使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值。然后，上述第2零点校正部从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。因此，能在上述头部周围的环境光少的状态下适当地得到由上述内部反射光所致的成分。而且，不会产生将上述遮光构件安装于上述头部的需要。由此，用户能无需为了取得校正数据而进行操作。

在一个实施方式的牙刷中，其特征在于，上述照度测定部包括上述第1受光部、上述第2受光部中的任意一者或者两者。

在该一个实施方式的牙刷中，上述照度测定部包括上述第1受光部、上述第2受光部中的任意一者或者两者。因此，不增加该牙刷的构成部件就能测定上述环境光的照度。

在一个实施方式的牙刷中，其特征在于，

上述第2零点校正部在预先在计时器中设定的相当于夜间的定时使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值之后，从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。

在该一个实施方式的牙刷中，上述第2零点校正部在预先在计时器中设定的相当于夜间的定时使上述发光部点亮而得到上述第1输出值、上述第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到上述第1输出值、上述第2输出值。然后，上述第2零点校正部从上述发光部点亮时的上述第1输出值、上述第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的上述第1输出值、上述第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。因此，能上述头部周围的环境光少的状态下适当地得到由上述内部反射光所致的成分。由此，用户能无需为了取得校正数据而进行操作。

发明效果

从以上内容可知，根据本发明的牙垢检测装置，用户能以简单操作判断有无牙垢。

另外，根据本发明的牙刷，用户能一边进行刷牙一边得知有无牙垢的判断结果。

附图说明

图1的(A)是示意性地示出本发明的一个实施方式的牙垢检测装置的概要构成的图。图1的(B)是示出该牙垢检测装置的控制系统的模块构成的图。

图2是示出上述牙垢检测装置的处理流程的图。

图3是示出牙石固有的荧光的光谱的图。

图4是示出牙垢固有的荧光的光谱的图。

图5是示出牙釉质固有的荧光的光谱的图。

图6是示出树脂、金属牙、人工牙(陶瓷)的辐射光的光谱的图。

图7是对于牙垢代替试料，示出在室内灯下使发光部点亮时的分光器输出的图。

图8是对于牙垢代替试料，示出在暗室中使发光部点亮时的分光器输出的图。

图9是举例示出通过第1零点校正处理得到的数据的图。

图10的(A)是示出关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的带通型时的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A的图。图10的(B)是示出关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的带通型时的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B的图。

图11的(A)、图11的(B)是示出基于比A和差B判断有无牙垢或者牙石的过程的图。

图12的(A)是示出关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的高通型时的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A′的图。图12的(B)是示出关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的高通型时的第2输出值ΔOUT2和第1输出值ΔOUT1之差B′的图。

图13的(A)、图13的(B)是示出基于比A′和差B′判断有无牙垢或者牙石的过程的图。

图14的(A)、图14的(B)是从相互相反侧斜向观察装入有本发明的牙垢检测装置的一个实施方式的电动牙刷的外观时的立体图。

图15的(A)是示出将上述电动牙刷沿着长边方向切断时的纵截面的图。图15的(B)是将刷牙中的头部放大表示的图。

图16是示出上述电动牙刷的控制系统的模块构成的图。

图17是示出用于评价上述电动牙刷的光电二极管输出的实验系统的构成的图。

图18是示出通过图17的实验系统得到的光电二极管输出的图。

图19是示出上述电动牙刷的第1受光部、第2受光部的分光灵敏度的图。

图20是示出存在于牙表面的物质为牙石(和牙垢)的情况下的上述第1受光部(第1波长范围为620nm以上)的分光输出的图。

图21是示出存在于牙表面的物质为牙垢的情况下的上述第1受光部(第1波长范围为620nm以上)的分光输出的图。

图22是示出存在于牙表面的物质为牙釉质的情况下的上述第1受光部(第1波长范围为620nm以上)的分光输出的图。

图23是示出存在于牙表面的物质为树脂、金属牙、人工牙(陶瓷)的情况下的上述第1受光部(第1波长范围为620nm以上)的分光输出的图。

图24是示出存在于牙表面的物质为牙石(和牙垢)的情况下的上述第2受光部(第2波长范围为550nm以上)的分光输出的图。

图25是示出存在于牙表面的物质为牙垢的情况下的上述第2受光部(第2波长范围为550nm以上)的分光输出的图。

图26是示出存在于牙表面的物质为牙釉质的情况下的上述第2受光部(第2波长范围为550nm以上)的分光输出的图。

图27是示出存在于牙表面的物质为树脂、金属牙、人工牙(陶瓷)的情况下的上述第2受光部(第2波长范围为550nm以上)的分光输出的图。

图28的(A)是示出未对上述头部的内部反射光采取对策时的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A′的图。图28的(B)是示出未对上述头部的内部反射光采取对策时的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第2输出值ΔOUT2和第1输出值ΔOUT1之差B′的图。

图29是对头部的内部反射光进行说明的图。

图30的(A)是示出遮光构件的图。图30的(B)、图30的(C)是示出用上述遮光构件覆盖上述头部的步骤的图。

图31的(A)是示出已对上述头部的内部反射光采取对策时的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A′的图。图31的(B)是示出已对上述头部的内部反射光采取对策时的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第2输出值ΔOUT2和第1输出值ΔOUT1之差B′的图。

图32的(A)是示出已对上述头部的内部反射光采取对策并且对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数后的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A″的图。图32的(B)是示出已对上述头部的内部反射光采取对策并且对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数后的关于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的第2输出值ΔOUT2和第1输出值ΔOUT1之差B″的图。

图33是示出控制部对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2的放大率均为35倍时，使卟啉溶液的浓度在1～10[mg/L]的浓度范围中可变时的以μA为单位示出第1输出值ΔOUT1×35、第2输出值ΔOUT2×35的图。

图34是示出控制部对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2的放大率分别为51倍、29倍时，使卟啉溶液的浓度在1～10[mg/L]的浓度范围中可变时的以μA为单位示出第1输出值ΔOUT1×51、第2输出值ΔOUT2×29的图。

图35是示出上述电动牙刷的处理流程的前半部分(主要是校正数据取得处理)的图。

图36是示出上述电动牙刷的处理流程的后半部分的图。

图37的(A)是在图32的(A)中追加了表示第1阈值α″的线的图。图37的(B)是在图32的(B)中追加了表示第2阈值β″的线的图。

图38的(A)、图38的(B)是示出基于比A″和差B″判断有无牙垢或者牙石的过程的图。

图39的(A)是示出将上述电动牙刷变形的变形例1的外观的图。图39的(B)是示出上述变形例1的进一步变形例的图。

图40是示出上述变形例1的控制系统的模块构成的图。

图41是示出上述变形例1的校正数据取得处理的流程的图。

图42的(A)是示出将上述电动牙刷变形的变形例2的外观的图。图42的(B)是示出上述变形例2的进一步变形例的图。

图43是示出上述变形例2的控制系统的模块构成的图。

图44是示出上述变形例2的校正数据取得处理的流程的图。

图45的(A)是示出将上述电动牙刷变形的变形例3的外观的图。图45的(B)是示出上述变形例3的进一步变形例的图。

图46是示出上述变形例3的控制系统的模块构成的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边详细说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

(构成)

图1的(A)示意性地示出本发明的一个实施方式的牙垢检测装置(用附图标记400表示整体。)的概要构成。另外，图1的(B)示出牙垢检测装置400的控制系统的模块构成。

如图1的(A)所示，本牙垢检测装置400包括：稳定电源480、作为发光部的LED(发光二极管；Light Emitting Diode)450、去路波导461、牙刷501、归路波导462、分光器402以及数据解析用计算机401。

稳定电源480为了使LED450发光而通过配线481向LED450供应在本例中为4.8V～5.0V的电压、10mA～15mA程度的直流电流。

LED450从稳定电源480接受直流电流的供应，产生具有相当于紫外或者蓝色的峰值波长的光(为图1的(B)中示出的激发光L)。在本例中，LED450为Bivar公司制造的炮弹型紫外线LED(型号为UV3TZ-405-15)，产生具有405nm的峰值波长的光L。

去路波导461包括光缆461A、塑料光纤461C以及将这些光缆461A和塑料光纤461C光学连结的贯通连接器461B。光缆461A的入口侧的端部461e与LED450的光放出面相对配置。从光缆461A的端部461e获取的光通过光缆461A、贯通连接器461B、塑料光纤461C到达塑料光纤461C的出口侧的端部461f。塑料光纤461C的端部461f贯通牙刷501的头部504，与受检者的牙99的表面99a相对配置。因此，如图1的(B)中所示，LED450产生的光作为激发光L照射到牙表面99a。

图1的(A)中示出的归路波导462包括：光缆462A、塑料光纤462C以及将这些光缆462A和塑料光纤462C光学连结的贯通连接器462B。塑料光纤462C的入口侧的端部462e与塑料光纤461C的端部461f并排而贯通牙刷501的头部504，与牙99的表面相对配置。从塑料光纤462C的端部462e获取的光(由于图1的(B)中示出的激发光L而牙表面99a产生的辐射光L′)通过塑料光纤462C、贯通连接器462B、光缆462A到达光缆462A的出口侧的端部462f，输入到分光器402。

在本例中，光缆461A、462A采用THORLABS日本株式会社制造的光纤跳线(阶跃型多模，内径1000μm，开口数NA0.48，连接器SMA-SMA，长度1m)。另外，塑料光纤461C、462C采用Edmund Optics日本株式会社制造的塑料光缆1000UM(外径2.2mm)。这样，去路波导461、归路波导462中的牙刷501侧的部分为较轻型的塑料光纤461C、462C，由此能避免觉得牙刷501沉重。

分光器402在本例中包括ALS公司制造的SEC2000光谱仪，输出表示所输入的光(辐射光L′)的每个波长的强度的信号。波长600nm～700nm附近的分辨率为约0.4nm。

如图1的(B)中所示，数据解析用计算机401具备控制部410、存储部415、数据输入部420、操作部430、显示部440以及电源部470。

控制部410包括利用软件进行动作的CPU(中央运算处理单元)，执行后述的各种处理。

数据输入部420包括公知的输入接口，输入分光器402的输出，即输入表示输入到分光器402的光(辐射光L′)的每个波长的强度的信号，并传递给控制部410。

操作部430包括公知的键盘和鼠标，为了输入来自用户的命令、各种信息而工作。命令包括指示处理开始的命令、指示记录运算结果的命令等。输入的信息包括用于识别受检者的信息(识别编号)等。

在本例中，存储部415包括能非暂时性地存储数据的硬盘驱动器或者EEPROM(电可改写非易失性存储器)。存储部415中保存有用于控制控制部410的控制程序。另外，存储部415存储从分光器402通过数据输入部420输入的表示辐射光L′的每个波长的强度的信号。

在本例中，显示部440包括LCD(液晶显示元件)，显示控制部410的运算结果等各种信息。

电源部470向计算机401内的各部供应电力。

(动作)

本牙垢检测装置400响应于用户(指操作该装置400的人)的操作，根据图2所示的整体处理流程进行动作。此外，用户可以与受检者为同一人，也可以是别人。

(1)首先，用户在使去路波导461的端部461f、归路波导462的端部462e与受检者的牙99的表面99a相对配置的状态下，如图2中的步骤S1所示，从稳定电源480供应直流电流，使作为发光部的LED450点亮。这样，如图1的(B)中所示，LED450产生的光(峰值波长405nm)作为激发光L照射到牙表面99a，与其相应，从牙表面99a辐射出辐射光L′。该辐射光L′与后述的牙表面99a周围的环境光Lb一起输入到分光器402。

该辐射光L′具有与激发光L所照射的物质相应的波长光谱。一般而言，在牙表面可能存在牙的牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢。如果激发光L所照射的物质为例如牙石，则如图3所示，在辐射光L′中除了包含激发光L散射而产生的峰值P0以外，还包含牙石固有的荧光的峰值波长P1(≈630nm，红色)。同样，如果激发光L所照射的物质为例如牙垢，则如图4所示，在辐射光L′中除了包含激发光L散射而产生的峰值P0以外，还包含牙垢固有的荧光的峰值波长P2(≈630nm，红色)。该峰值的光谱成分分布在相对于该峰值波长约±10nm的范围中。此外，牙石是牙垢逐渐变化而沉积在牙表面的，因此在物质上难以将两者完全区分。在图3中记为“牙石(和牙垢)”就是因为这个原因(在后述的图11～图14中也同样。)。

如果激发光L所照射的物质为牙的牙釉质，则如图5所示，在辐射光L′中除了包含激发光L散射而产生的峰值P0以外，还包含牙釉质固有的荧光的光谱成分P3(绿色)。详细地说，在图5中，牙釉质固有的荧光的峰值波长约为480nm，但隐藏在了激发光L散射而产生的峰值P0中。比该峰值靠长波长侧的光谱成分广泛分布在从该峰值波长到750nm程度为止的范围。

另外，如果激发光L所照射的物质是树脂、人工牙(陶瓷)，则如图6中所示，在辐射光L′中除了包含激发光L散射而产生的峰值P0以外，还分别包含固有的荧光的光谱成分P4、P6。另一方面，如果激发光L所照射的物质是金属牙，则在辐射光L′中仅包含激发光L反射或者散射而产生的峰值P0及其尾部P5。

图1的(B)中的分光器402输出表示辐射光L′的每个波长的强度的信号。该信号经数据输入部420输入到控制部410。在本例中，控制部410与分光器402一起作为第1受光部而工作，如图2中的步骤S2所示，取出辐射光L′中的预先决定的第1波长范围的光谱成分，取得与该第1波长范围的光谱成分的强度相应的第1输出值OUT1。另外，控制部410与分光器402一起作为第2受光部而工作，如图2中的步骤S3所示，取出辐射光L′中的预先决定的第2波长范围的光谱成分，取得与该第2波长范围的光谱成分的强度相应的第2输出值OUT2。此外，第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别对应于将各自的波长范围的光谱成分在其波长范围中进行积分(或者累计)得到的量(后述的第1输出值OUT1b、第2输出值OUT2b也同样。)。

在此，在本例中，第1波长范围设定为从下限波长620nm到上限波长750nm的波长范围。从图3、图4可知，第1波长范围的下限波长620nm设定为刚好低于牙垢(和牙石)固有的峰值波长约630nm的波长。第1波长范围的上限波长750nm是作为牙垢(和牙石)固有的峰值的长波长侧的尾部大致为零的波长而设定的。其结果是，第1波长范围包含牙垢固有的荧光的波长范围的大致整个区域。

另外，在本例中，第2波长范围设定为从下限波长550nm到上限波长600nm的波长范围。从图5可知，第2波长范围的下限波长550nm是作为高于牙釉质固有的荧光的峰值波长约480nm并且低于第1波长范围的下限波长620nm的波长而设定的。在本例中，第2波长范围的上限波长600nm是为使第2波长范围不与第1波长范围重叠而设定的。其结果是，第2波长范围不包含牙垢(和牙石)固有的荧光的波长范围，而是包含牙釉质固有的荧光的波长范围(比峰值波长靠长波长侧的一部分)。而且，从图6可知，该第2波长范围也包含树脂、人工牙(陶瓷)固有的荧光的波长范围(比峰值波长靠长波长侧的一部分)、来自金属牙的散射光的尾部。

(2)接下来，用户使控制部410进行图2中所示的第1零点校正处理SP1。

在此，第1零点校正处理SP1是本发明的发明人鉴于以下情况而引入的：例如对于牙垢代替试料(卟啉溶液)，将在室内灯下使发光部(LED450)点亮时的分光器输出(图7所示的光谱成分)和在暗室中使发光部(LED450)点亮时的分光器输出(图8所示的光谱成分)进行比较时，在室内灯下(图7)由牙表面99a周围的环境光Lb所致的成分B1～B4作为外部干扰而加入了进来。即，对于上述牙垢代替试料(卟啉溶液)，即使在相同的室内灯下，只要从将发光部(LED450)点亮时的分光器输出(图9的(A)所示的光谱成分)按每个波长减去将发光部(LED450)熄灭时的分光器输出(图9的(B)所示的光谱成分)，则如图9的(C)所示，就能除去牙表面99a周围的环境光Lb的成分。

具体地说，如图2中的步骤S4所示，用户使来自稳定电源480的直流电流停止，将作为发光部的LED450熄灭。这样，仅有图1的(B)中所示的牙表面99a周围的环境光Lb输入到分光器402。

此时，图1的(B)中的分光器402输出表示环境光Lb的每个波长的强度的信号。该信号经数据输入部420输入到控制部410。在本例中，控制部410与分光器402一起作为第1受光部而工作，如图2中的步骤S5所示，取出环境光Lb中的上述第1波长范围的光谱成分，取得与该第1波长范围的光谱成分的强度相应的第1输出值OUT1b。另外，控制部410与分光器402一起作为第2受光部而工作，如图2中的步骤S6所示，取出环境光Lb中的上述第2波长范围的光谱成分，取得与该第2波长范围的光谱成分的强度相应的第2输出值OUT2b。此外，由环境光Lb所致的成分(即，第1输出值OUT1b、第2输出值OUT2b)的取得在动作开始时或者动作中进行即可。

接着，控制部410作为第1零点校正部而工作，如图2中的步骤S7所示，进行从上述第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别减去由牙表面99a周围的环境光Lb所致的成分(即，OUT1b、OUT2b)的校正。具体地说，分别算出差值

ΔOUT1＝OUT1-OUT1b

ΔOUT2＝OUT2-OUT2b

作为校正后的第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2。此外，将图2中的步骤S4～S7的处理统称为第1零点校正处理SP1。通过进行该第1零点校正处理SP1，能适当地消除由环境光Lb所致的成分的影响，能提高后述的有无牙垢的判断精度。

(3)接下来，如图2中的步骤S8所示，控制部410算出上述校正后的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A。具体地说，在本例中算出

A＝ΔOUT1/ΔOUT2…(式1)。

然后，控制部410作为第1判断部而工作，如图2中的步骤S9所示，进行该比A与预先决定的第1阈值α之间的大小的判断。根据该判断结果，能区分识别可能存在于牙表面的物质(即牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢)中的包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括金属牙、牙石、牙垢的组。此外，如上所述，难以在物质上完全区别牙石和牙垢，因此在仅言及“牙石”时，严密地说是指“牙石(和牙垢)”。

详细地说，关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢，第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A为如图10的(A)所示的条形图那样。在图10的(A)中，在横方向上并排的各条块对应于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的各试料。在本例中，总试料数为98。图10的(A)的纵轴以无量纲的方式示出了比A。从图10的(A)可知，在包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组中，比A大体上小于0.5。另一方面，在包括金属牙、牙石、牙垢的组中，比A大体上大于0.5。因此，通过预先设定为第1阈值α＝0.5，能区分识别包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括金属牙、牙石、牙垢的组。

(4)另一方面，如图2中的步骤S10所示，控制部410算出上述校正后的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B。具体地说，在本例中，算出

B＝ΔOUT1-ΔOUT2…(式2)。

然后，控制部410作为第2判断部而工作，如图2中的步骤S11所示，进行该差B和预先决定的第2阈值β之间的大小的判断。根据该判断结果，能区分识别可能存在于牙表面的物质(即，牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢)中的包括牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括牙石、牙垢的组。

详细地说，关于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢，第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B为如图10的(B)所示的条形图那样。在图10的(B)中，在横方向上排列的各条块对应于牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的各试料。图10的(B)的纵轴以任意单位(a.u.)示出了差B。从图10的(B)可知，在包括牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的组中，差B大体上小于10,000(a.u.)。另一方面，在包括牙石、牙垢的组中，差B大体上大于10，000(a.u.)。因此，通过预先设定为第2阈值β＝10，000(a.u.)，能区分识别包括牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括牙石、牙垢的组。

此外，上述(3)的比A和第1阈值α之间的大小的判断以及上述(4)的差B和第2阈值β之间的大小的判断可以先执行其中任意一个，也可以并行执行。

(5)接下来，如图2中的步骤S12所示，控制部410根据上述(3)的比A和第1阈值α之间的大小的判断结果与上述(4)的差B和第2阈值β之间的大小的判断结果的组合，判断存在于牙表面99a的物质是否为牙垢(或者牙石)。

具体地说，在存在于牙表面99a的物质为牙垢(或者牙石)的情况下，例如，首先通过上述(3)的判断，如图11的(A)所示，识别出存在于牙表面99a的物质是属于包括金属牙、牙石、牙垢的组的物质。接下来，通过上述(4)的判断，如图11的(B)所示，识别出该物质不是金属牙，而是牙垢(或者牙石)。在本例中，牙垢/牙石判断率(作为牙垢或者牙石的50份试料中的正确判断为牙垢或者牙石的试料数的比例)为

(牙垢/牙石判断率)＝39试料/50试料＝79(％)。

另外，误判断率(作为牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的48份试料中的误判断为牙垢或者牙石的试料数的比例)为

(误判断率)＝0试料/48试料＝0(％)。

这样，能进行高精度的判断。

反之，在存在于牙表面99a的物质为牙垢(或者牙石)的情况下，在先于上述(3)的判断之前进行上述(4)的判断时，首先，通过上述(4)的判断，会立即识别出存在于牙表面的物质不是属于包括牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷或者塑料)的组，而是属于包括牙石、牙垢的组的物质。此时，不需要上述(3)的判断。

在此，在本牙垢检测装置400中，与专利文献1记载的装置不同，用户不需要寻找作为比较的基准的“无生物性沉积物的牙表面”，也不需要保存对照标准的校正性操作。因此，用户只需通过简单的操作，例如向牙表面99a配置发光部和受光部(包括去路波导461、归路波导462)而指示本牙垢检测装置400的工作开始(将开关开启)，就能得到有无牙垢(或者牙石)的判断结果。

(6)此后，控制部410作为报知部而工作，在本例中，使包括LCD的显示部440的显示画面显示有无牙垢(或者牙石)的判断结果。因此，用户能容易地得知在牙表面有无牙垢(或者牙石)。

此外，也可以代替显示画面的显示或者在显示的基础上，通过蜂鸣音的鸣动、灯的点亮或者闪烁来报知牙垢(或者牙石)的有无。

(变形例)

在上个例子中，如将第1波长范围设为从下限波长620nm到上限波长750nm，将第2波长范围设为从下限波长550nm到上限波长600nm这样，分别设定为带通(band-pass)型，但是不限于此。也可以针对第1波长范围、第2波长范围分别仅设定下限波长，不设定上限波长(无上限)，即，也可以是高通(high-pass)型。

图12的(A)与图10的(A)对应地示出关于第1波长范围、第2波长范围分别仅将下限波长设定为620nm、550nm，不设定上限波长(无上限)的情况下，通过图2中的步骤S8得到的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A′。此外，在本例中，与前面的例子同样地如下定义比A′：

A′＝ΔOUT1/ΔOUT2…(式3)。

从图12的(A)可知，在包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组中，比A′大体上小于0.35。另一方面，在包括金属牙、牙石、牙垢的组中，比A′大体上大于0.35。因此，通过预先设定为第1阈值α′＝0.35，能区分识别包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)的组和包括金属牙、牙石、牙垢的组。

同样，图12的(B)与图10的(B)对应地示出关于第1波长范围、第2波长范围分别仅将下限波长设定为620nm、550nm，不设定上限波长(无上限)的情况下，通过图2中的步骤S10得到的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B′。此外，在本例中，将差B′设为：

B′＝ΔOUT2-ΔOUT1…(式4)，

与前面的例子相比，将被减数侧和减数侧进行了调换。从图12的(B)可知，在包括金属牙的组中，差B′大体上小于100，000(a.u.)。另一方面，在包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的组中，差B′大体上大于100，000(a.u.)。因此，通过预先设定为第2阈值β′＝100，000(a.u.)，能区分识别包括金属牙的组和包括牙釉质、树脂、人工牙(陶瓷或者塑料)、牙石、牙垢的组。

因此，在图2中的步骤S12中，根据图12的(A)的比A′和第1阈值α′之间的大小的判断结果与图12的(B)的差B′和第2阈值β′之间的大小的判断结果的组合，能判断存在于牙表面99a的物质是否为牙垢(或者牙石)。

具体地说，在存在于牙表面99a的物质为牙垢(或者牙石)的情况下，例如，首先通过图12的(A)的判断，如图13的(A)所示，识别出存在于牙表面99a的物质是属于包括金属牙、牙石、牙垢的组的物质。接下来，通过图12的(B)的判断，如图13的(B)所示，识别出该物质不是金属牙，而是牙垢(或者牙石)。在本例中，牙垢/牙石判断率(作为牙垢或者牙石的50份试料中的正确判断为牙垢或者牙石的试料数的比例)为

(牙垢/牙石判断率)＝44份试料/50份试料＝88(％)。

(误判断率)＝3份试料/48份试料＝6(％)。

这样，在第1波长范围、第2波长范围为高通型的情况下，与带通型的情况同样，也能进行高精度的判断。

(第2实施方式)

(构成)

图14的(A)、图14的(B)表示从相互相反侧斜向观察装入有本发明的牙垢检测装置的一个实施方式的电动牙刷(用附图标记90表示整体)的外观时的情况。该电动牙刷90具备：竖立设置有毛210的头部4；供手握持的把手部5；以及将头部4和把手部5连结的颈部3。头部4和颈部3作为相对于把手部5可装卸的刷构件2而构成为一体。将头部4、颈部3、把手部5并称为主体1。为了便于刷牙，主体1具有在一个方向上细长的形状。此外，在图14的(A)中图示了充电器100。

图15的(A)示出沿着长边方向将电动牙刷90切断时的纵截面。把手部5具有从该把手部5的外壳体向颈部3侧突出设置的杆6。杆6具有顶端封闭的筒状的形状。在本例中，上述刷构件2的颈部3以覆盖该杆6的方式嵌合安装。刷构件2是消耗部件，因此，为了能更换为新品，而构成为相对于把手部5装卸自如。在本例中，在刷构件2的头部4的单侧的面(起毛面)4a上，通过植毛而以从起毛面4a突出10mm～12mm程度的方式竖立设置有毛(刷)210。此外，毛210也可以不通过植毛，而是被熔接或者粘接。

在主体1的把手部5的外表面设有用于进行电源的开/关的滑动式开关SW1、用于取得后述的校正数据的推压式开关SW2、以及LED灯140A、140B。另外，在把手部5的内部设有作为驱动源的马达10、驱动电路12、作为电源部的充电电池13以及充电用的线圈14等。在对充电电池13进行充电时，只要将主体1载置于图14的(A)中所示的充电器100，就能通过电磁感应以非接触的方式进行充电。

如图15的(A)中所示，在杆6的内部设有轴承203。与马达10的旋转轴11连结的偏心轴30的顶端插入于该轴承203。偏心轴30在轴承203的附近具有配重件300，使得偏心轴30的重心从其旋转中心偏离。当驱动电路12将与工作模式相应的驱动信号(例如脉冲宽度调制信号)供应给马达10，使马达10的旋转轴11旋转时，偏心轴30也会随着旋转轴11的旋转而旋转。偏心轴30由于重心从其旋转中心偏离而会进行绕着旋转中心转动的运动。因此，偏心轴30的顶端会反复与轴承203的内壁碰撞，使毛210高速振动(运动)。

在头部4的起毛面4a中的大致中央的特定区域4c中省略了毛。在头部4的与特定区域4c对应的内部排列配置有发光部50、第1受光部51以及第2受光部52。头部4的起毛面4a中的至少包含特定区域4c的部分(外壳体)包括厚度0.5mm～3mm程度的透明的树脂材料(例如丙烯酸树脂)。

如图15的(B)中所示，发光部50包括：发光二极管，其通过特定区域4c向牙表面99a照射具有相当于紫外或者蓝色的峰值波长的激发光L。该发光二极管在本例中为Bivar公司制造的LED(型号为SM0603UV-405)，产生具有405nm的峰值波长的光L。

第1受光部51包括：第1光学滤光构件51F，其通过特定区域4c接受来自牙表面99a的辐射光L′，仅使辐射光L′中的第1波长范围的光谱成分透射过；以及第1光电二极管51D，其仅接受透射过该第1光学滤光构件51F的上述第1波长范围的光谱成分。第1光学滤光构件51F在本例中为朝日分光株式会社制造的长通滤光片(型号为LV0610)，使作为上述第1波长范围的波长为610nm以上的光通过，另一方面，遮挡波长不到610nm的光(高通型)。第1光电二极管51D在本例中包括新日本无线株式会社制造的PD(Photo Diode：光电二极管)(型号为NJL6401R-3)。此外，也可以将第1光学滤光构件51F定制为使作为上述第1波长范围的波长为620nm以上的光通过，另一方面遮挡波长不到620nm的波长的光。在以下的说明中，假设第1光学滤光构件51F适当使用该定制的构件。

第2受光部52包括：第2光学滤光构件52F，其通过特定区域4c接受来自牙表面99a的辐射光L′，仅使辐射光L′中的第2波长范围的光谱成分透射过；以及第2光电二极管52D，其仅接受透射过该第2光学滤光构件52F的上述第2波长范围的光谱成分。第2光学滤光构件52F在本例中为朝日分光株式会社制造的长通滤光片(型号为LV0550)，使作为上述第2波长范围的波长为550nm以上的光通过，另一方面，遮挡波长不到550nm的波长的光(高通型)。在本例中，第2光电二极管52D与第1光电二极管51D同样包括新日本无线株式会社制造的PD(Photo Diode：光电二极管)(型号为NJL6401R-3)。

此外，这些发光部50、第1受光部51、第2受光部52分别通过图15的(A)中所示的导线31、接点端子32以及弹簧状端子33与驱动电路12电连接。

第1受光部51、第2受光部52也可以不是光电二极管，而是分别包括光电晶体管。

另外，也可以在头部4的特定区域4c的外表面，沿着毛210在与发光部50、第1受光部、第2受光部51、52对应的部分分别竖立设置用于导光的塑料光纤(POF)。在这种情况下，为了不妨碍刷牙，希望使POF的顶端比毛210的顶端后退例如1.5mm程度。

图16示出电动牙刷90的控制系统的模块构成。该电动牙刷90在把手部5的内部具备：构成上述驱动电路12的控制部110、存储部115、操作部130、报知部140以及电源部170。此外，驱动部101表示已述的马达10、旋转轴11、偏心轴30、轴承203以及配重件300。

控制部110包括利用软件进行动作的CPU(中央运算处理单元)，除了执行马达10的驱动以外，还执行用于判断在牙表面99a有无牙垢(或者牙石)的处理、其它各种处理。

操作部130包括已述的开关SW1、SW2，为了让用户进行该电动牙刷90的电源的开/关而进行工作。

在本例中，存储部115包括能非暂时性地存储数据的EEPROM(电可改写非易失性存储器)。在存储部115中保存有用于对控制部110进行控制的控制程序。

报知部140在本例中包括蜂鸣器，通过蜂鸣音的鸣动来报知有无牙垢(或者牙石)。此外，也可以代替蜂鸣器或者在蜂鸣器的基础上，通过LED灯140A、140B的点亮或者闪烁来报知有无牙垢(或者牙石)。

电源部170包括已述的充电电池13，向该电动牙刷90内的各部供应电力(在本例中为DC2.4V)。

(分光灵敏度)

在图19中，用虚线示出该电动牙刷90的头部4中的第1受光部51的(第1波长范围为620nm以上)的分光灵敏度，另外，用实线示出第2受光部52的(第2波长范围为550nm以上)的分光灵敏度。在图19中，横轴表示波长(单位为nm)，纵轴表示将最大灵敏度设为100％时的相对光灵敏度(单位为％)。这些分光灵敏度与第1实施方式中的分光器402的情况不同，低波长侧分别被第1光学滤光构件51F、第2光学滤光构件52F阻截，另外，高波长侧根据第1光电二极管51D、第2光电二极管52D的特性而灵敏度逐渐降低。其结果是，第1受光部51、第2受光部52分别在波长730nm附近表现出最大灵敏度。

另外，图20～图23示出存在于牙表面99a的物质分别为牙石(和牙垢)、牙垢、牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷)的情况下的第1受光部51的(第1波长范围为620nm以上)的分光输出。同样，图24～图27示出存在于牙表面99a的物质分别为牙石(和牙垢)、牙垢、牙釉质、树脂、金属牙、人工牙(陶瓷)的情况下的第2受光部52的(第2波长范围为550nm以上)的分光输出。在图20～图27中，横轴表示波长(单位为nm)，纵轴以任意单位(a.u.)示出输出的强度。在该电动牙刷90中，基于这种输出，判断在牙表面99a有无牙垢。

(第1受光部、第2受光部的输出水平的评价)

本发明的发明人使用图17所示的实验系统对上述电动牙刷90的第1受光部51、第2受光部52的输出水平进行评价。

该图17所示的实验系统包括发光二极管150、牙垢代替试料(卟啉溶液)91、光学滤光构件155以及光电二极管151。

在此，发光二极管150包括LED(Bivarr公司制造的SM0603UV-405)。发光二极管150向牙垢代替试料91照射激发光L。

牙垢代替试料(卟啉溶液)91的浓度设定为在1～10[mg/L]可变。该浓度范围从荧光产生的观点出发涵盖了与牙表面99a的牙垢(或者牙石)相当的2～4[mg/L]的浓度范围。

作为光学滤光构件155，分别切换使用与构成第1受光部51、第2受光部52的滤光片相同的朝日分光株式会社制造的长通滤光片LV0610、长通滤光片LV0550。

光电二极管151包括新日本无线株式会社制造的PD(型号为NJL6401R-3)。光电二极管151通过光学滤光构件155接受来自牙垢代替试料91的辐射光L″(包含荧光)。

另外，在该图17所示的实验系统中，将发光二极管150与牙垢代替试料91之间的距离设定为15mm。牙垢代替试料91和光学滤光构件155配置为相接触。光学滤光构件155与光电二极管151之间的距离也设定为15mm。这些距离设定对应于图15的(B)中所示的头部4的构成(毛210从起毛面4a突出10mm～12mm程度，并且特定区域4c的外壳体的厚度为0.5mm～3mm程度的构成)。

在图17所示的实验系统中，在发光二极管150流过通电电流20mA时，得到如图18中所示的光电二极管151的输出。在图18中，横轴表示牙垢代替试料(卟啉溶液)91的浓度，纵轴表示光电二极管151的输出。另外，□状标记表示光学滤光构件155包括长通滤光片LV0610，第1波长范围为610nm以上时的数据。◇状标记表示光学滤光构件155包括长通滤光片LV0550，第2波长范围为550nm以上时的数据。另外，C1、C2分别表示为与□状标记的数据、◇状标记的数据拟合的直线。根据该图18可知，在相当于牙垢(或者牙石)的2～4[mg/L]的浓度范围中，能得到约0.59μA～0.63μA程度的光电二极管输出。若使该光电二极管输出通过例如100kΩ的电阻，则会得到59mV～63mV的电压降。这是能用一般的CPU进行评价的输出水平。

(内部反射光的存在和对策)

本发明的发明人基于上述电动牙刷90的第1受光部51(第1波长范围为620nm以上)、第2受光部52(第2波长范围为550nm以上)的输出，通过已述的(式3)求出比A′＝ΔOUT1/ΔOUT2，并且通过(式4)求出差B′＝ΔOUT2-ΔOUT1。这样，得到了如图28的(A)、图28的(B)所示的结果。在图28的(A)、图28的(B)中，在横方向上排列的各条块对应于牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的各试料。图28的(A)的纵轴以无量纲的方式表示比A′，另外，图28的(B)的纵轴以μA为单位表示差B′(在后述的图31的(A)、图31的(B)中也同样)。从图28的(A)可知，在本例中，任意一种试料的比A′都在1附近。即，第1受光部51的输出ΔOUT1和第2受光部52的输出ΔOUT2几乎是相同的。另外，从图28的(B)可知，在分别包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组彼此之间，差B′也以大致相同程度重叠分布。根据这种结果，难以区分识别存在于牙表面99a的物质。

认为成为这种结果的原因是由于头部4的内部反射光的存在。头部4的“内部反射光”是指：如图29所示，来自发光部50的激发光L中的被头部4的构成要素反射，没有到达牙表面而是入射到第1受光部51、第2受光部52的光。具体地说，内部反射光包含：被起毛面4a中的特定区域4c的界面反射的光Li2、被头部4的内部(收纳有发光部50、第1受光部51和第2受光部52)的壁面反射的光Li3、以及从头部4的特定区域4c的界面向外射出却被毛210反射而返回的光Li4等。而且，内部反射光也可以包含从发光部50直接进入第1光学滤光构件51F、第2光学滤光构件52F而入射到第1受光部51、第2受光部52的光Li1。以下将这些光Li1～Li4通称为内部反射光Li。

因此，本发明的发明人为了提高判断的精度而想到了进行从第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别减去由头部4的内部反射光Li所致的成分(用附图标记ΔOUT1z、ΔOUT2z表示)的校正。

具体地说，例如图30的(A)所示，准备用于遮挡头部4的周围的环境光Lb的遮光构件80。在本例中，遮光构件80构成为包括黑色的塑料材料的可开闭的箱状的顶盖。详细地说，遮光构件80是使图中左侧的半箱部分81和右侧的半箱部分82通过一条边83一体成型而构成的。左侧的半箱部分81包括主壁81b和相对于该主壁81b的边缘垂直连续的环状的周壁81s。同样，右侧的半箱部分82包括主壁82b和相对于该主壁82b的边缘垂直连续的环状的周壁82s。左侧的半箱部分81和右侧的半箱部分82绕着一条边83相对转动，由此，该遮光构件80能进行开闭。另外，如图30的(B)所示，在遮光构件80的周壁81s、82s中的相互对应的部分(在本例中为底部的中央)分别设有在该遮光构件80被闭合时刚好使电动牙刷90的颈部3通过的半圆状的切口81c、82c。因此，如图30的(C)所示，在遮光构件80将头部4与毛210一起覆盖而闭合时，实质上成为头部4周围的环境光Lb被遮挡住的遮光状态。

在这样由遮光构件80遮挡了环境光Lb的遮光状态下，使发光部50点亮而得到第1输出值、第2输出值(分别用附图标记OUT1x、OUT2x表示)，并且使发光部50熄灭而得到第1输出值、第2输出值(分别用附图标记OUT1y、OUT2y表示)。然后，从发光部50点亮时的第1输出值OUT1x、第2输出值OUT2x分别减去发光部50熄灭时的第1输出值OUT1y、第2输出值OUT2y，求出内部反射光Li的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。

详细地说，如下表1所示，在“遮光状态、发光部熄灭”的状态A1下，第1输出值OUT1V、第2输出值OUT2y没有信号光成分，仅包含环境光Lb中的从遮光构件80漏过而到达头部4的光(将其用附图标记Lb0表示)所致的噪声光成分。在“遮光状态、发光部点亮”的状态A2下，第1输出值OUT1x、第2输出值OUT2x没有信号光成分，包含环境光Lb中的从遮光构件80漏过而到达头部4的光Lb0以及内部反射光Li作为噪声光成分。因此，能通过

ΔOUT1z＝OUT1x-OUT1y

ΔOUT2z＝OUT2x-OUT2y…(式5)

求出内部反射光Li的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。

(表1)

在此，环境光Lb中的从遮光构件80漏过而到达头部4的光Lb0的量远远少于不遮光的状态例如“刷牙中、发光部熄灭”的状态A3或者“刷牙中、发光部点亮”的状态A4下的环境光Lb的量，大致为零。因此，能适当地得到内部反射光Li的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。其结果是，通过如后述的动作流程那样，进行从第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别减去由头部4的内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z的减数校正，能提高判断的精度。

此外，遮光构件80可以从主体1和充电器100分离而独立设置，也可以为了防止丢失而例如通过绳带(未图示)等与充电器100连结。另外，遮光构件80也可以不是仅覆盖电动牙刷90的头部4，而是构成为覆盖例如主体1的整体或者主体1和充电器100的整体。

(取得第1输出值和第2输出值之间的比、差时的系数)

本发明的发明人在从第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别减去由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z后，通过已述的(式3)求出比A′＝ΔOUT1/ΔOUT2，并且通过(式4)求出差B′＝ΔOUT2-ΔOUT1。这样，得到了如图31的(A)、图31的(B)所示的结果。从图31的(A)可知，在本例中，牙釉质的组的比A′为0.3～0.5，而包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组的比A′大体上大于0.5。因此，能区分识别包括牙釉质的组和包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组。另一方面，从图31的(B)可知，在分别包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组彼此之间，差B′以大致相同程度重叠分布。根据这种结果，难以区分识别存在于牙表面99a的物质。

认为出现这种结果的原因在于，在通过(式4)求出差B′＝ΔOUT2-ΔOUT1时，ΔOUT1的系数和ΔOUT2的系数相互相同。实际上，在上个例子中，控制部110对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2的放大率均为35倍。控制部110分别求出了放大为35倍的第1输出值ΔOUT1和放大为35倍的第2输出值ΔOUT2之间的差值。

在此，例如，希望对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数来算出第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之间的上述差B′，使得上述差B′在可能存在于牙表面99a的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。具体地说，在图31的(B)的例子中，希望能相对于包括金属牙、人工牙的组而区分识别出包括牙石(和牙垢)、牙垢的组。

因此，控制部110作为信号处理部而工作，作为对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数的处理而将第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别以相互不同的第1放大率、第2放大率进行放大。由此，将乘以相互不同的系数的信号处理简化。在本例中，分别将对第1输出值ΔOUT1的第1放大率设为51倍，将对第2输出值ΔOUT2的第2放大率设为29倍。由此，代替已述的(式3)的比A′、(式4)的差B′而分别算出如下(式6)的比A″、(式7)的差B″。

A″＝(ΔOUT1×51)/(ΔOUT2×29)…(式6)

B″＝(ΔOUT2×29)-(ΔOUT1×51)…(式7)

图32的(A)、图32的(B)分别关于与图31的(A)、图31的(B)相同的试料，示出通过(式6)得到的比A″、通过(式7)得到的差B″。图32的(A)的纵轴以无量纲的方式示出比A″，另外，图32的(B)的纵轴以μA为单位示出差B″(在后述的图37的(A)、图37的(B)和图38的(A)、图38的(B)中也同样)。从图32的(A)可知，包括牙釉质的组的比A″为0.5～0.7，而包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组的比A″大体上大于0.9。因此，例如图37的(A)中所示，通过预先设定为第1阈值α″＝0.9，能区分识别包括牙釉质的组和包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组。另外，从图32的(B)可知，包括牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)的组的差B″大于-0.07[μA]，而包括牙石(和牙垢)、牙垢的组的差B″大体上小于-0.07[μA]。因此，例如图37的(B)中所示，通过预先设定为第2阈值β″＝-0.07[μA]，能区分识别包括牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)的组和包括牙石(和牙垢)、牙垢的组。

此外，在图33中，以μA为单位示出了控制部110对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2的放大率均为35倍时，使卟啉溶液的浓度在1～10[mg/L]的浓度范围中可变时的第1输出值ΔOUT1×35、第2输出值ΔOUT2×35。在该图33中，第1输出值ΔOUT1×35用□状标记表示，第2输出值ΔOUT2×35用◇状标记表示。另外，C3、C4分别表示与□状标记的数据、◇状标记的数据拟合的直线。直线C3的斜率为0.27μA/dec，直线C4的斜率为0.36μA/dec(此外，dec表示浓度以10倍不同)。另外，在图34中，以μA为单位示出了控制部110对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2的放大率分别为51倍、29倍时，使卟啉溶液的浓度在1～10[mg/L]的浓度范围中可变时的第1输出值ΔOUT1×51、第2输出值ΔOUT2×29。在该图34中，第1输出值ΔOUT1×51用□状标记表示，第2输出值ΔOUT2×29用◇状标记表示。另外，C5、C6分别表示与□状标记的数据、◇状标记的数据拟合的直线。直线C5的斜率为0.47μA/dec，直线C6的斜率为0.34μA/dec。从这些图33、图34可知，相对于卟啉溶液的浓度在10倍范围的变化，使放大率为不同的51倍、29倍所带来的效果得到了维持。

(动作)

该电动牙刷90响应于用户的操作而整体上按照图35～图36所示的处理流程进行动作。

(1)首先，如图35的步骤S51所示，用户如图30的(C)所示的那样将遮光构件80安装于电动牙刷90的头部4而形成遮光状态。在该遮光状态下，当用户将用于取得校正数据的开关SW2开启(图35的步骤S52)时，在通过该开关SW2输入了指示的定时，控制部110作为第2零点校正部而工作，取得第1输出值OUT1、第2输出值OUT2中包含的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z(图35的步骤S53～S59)。

具体地说，首先，控制部110使发光部50点亮(图35的步骤S53)，从第1受光部51、第2受光部52得到第1输出值OUT1x、第2输出值OUT2x(图35的步骤S54，S55)。接着，控制部110使发光部50熄灭(图35的步骤S56)，从第1受光部51、第2受光部52得到第1输出值OUT1y、第2输出值OUT2y(图35的步骤S57，S58)。然后，如已述的(式5)所示，从发光部50点亮时的第1输出值OUT1x、第2输出值OUT2x分别减去发光部50的熄灭时的第1输出值OUT1y、第2输出值OUT2y，求出内部反射光Li的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z(图35的步骤S59)。即，求出

ΔOUT1z＝OUT1x-OUT1y

ΔOUT2z＝OUT2x-OUT2y。

由此，能在头部4周围的环境光Lb大致为零的状态下适当地得到由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。控制部110将求出的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z存储于存储部115。此外，图35的步骤S51～S59整体上表示出用于求出由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z的校正数据取得处理SP2。

然后，控制部110进行待机(图35的步骤S60)，等待用户将动作开始用的开关SW1开启。

(2)在此，如图15的(B)中所示，当用户将电动牙刷90的头部4的毛210抵接于牙表面99a，将动作开始用的开关SW1开启时(图35的步骤S61)，控制部110使马达10旋转，使毛210高速振动(运动)(开始刷牙)。然后，控制部110如后面说明的那样执行用于判断在牙表面99a有无牙垢(或者牙石)的处理。

(3)具体地说，控制部110使发光部50点亮(图36的步骤S101)、如图15的(B)中所示的那样从发光部50通过特定区域4c向牙表面99a照射激发光L。与此相应，从牙表面99a辐射出辐射光L′。该辐射光L′通过特定区域4c而由第1受光部51、第2受光部52接受。由此，如图36中的步骤S102，S103所示，控制部110从第1受光部51、第2受光部52分别取得第1输出值OUT1、第2输出值OUT2。如已述的表1的“刷牙中、发光部熄灭”的状态A4所示，该第1输出值OUT1、第2输出值OUT2除了包含辐射光L′的信号光成分以外，还包含作为噪声光成分的由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分。

(4)接着，控制部110使发光部50熄灭(图36中的步骤S104)。这样，如表1的“刷牙中、发光部熄灭”的状态A3所示，第1受光部51、第2受光部52仅接受牙表面99a(或者头部4)周围的环境光Lb。由此，如图36中的步骤S105，S106所示，控制部110从第1受光部51、第2受光部52分别取得表示由环境光Lb所致的成分的第1输出值OUT1b、第2输出值OUT2b。此外，这些环境光Lb的成分的取得只要在刷牙开始时或者刷牙中进行即可。

(5)接下来，控制部110作为第1和第2零点校正部而工作，如图36中的步骤S107所示，进行从上述第1输出值OUT1、第2输出值OUT2分别减去牙表面99a周围的环境光Lb的成分(即，OUT1b、OUT2b)和内部反射光Li的成分(即，ΔOUT1z、ΔOUT2z)的校正。具体地说，分别算出差值

ΔOUT1＝OUT1-OUT1b-ΔOUT1z…(式8)

ΔOUT2＝OUT2-OUT2b-ΔOUT2z…(式9)

作为校正后的第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2。此外，将图36中的步骤S104～S107的处理统称为零点校正处理SP3。通过进行该零点校正处理SP3，能适当地消除由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分的影响，能提高后述的有无牙垢的判断精度。

(6)接下来，如图36中的步骤S108所示，控制部110对上述校正后的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数(即，在本例中，用相互不同的第1放大率(51倍)、第2放大率(29倍)分别将第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2进行放大)后，算出它们之间的比A″。具体地说，根据已述的(式6)如下算出比A″。

A″＝(ΔOUT1×51)/(ΔOUT2×29)

进而，控制部110作为第1判断部而工作，如图36中的步骤S109所示，进行该比A″和预先决定的第1阈值α″之间的大小的判断。

详细地说，在本例中，第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之比A″为如图37的(A)所示的条形图那样。如上所述，在图37的(A)的例子中，包括牙釉质的组的比A″为0.5～0.7，而包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组的比A″大体上大于0.9。因此，通过预先设定为第1阈值α″＝0.9，能区分识别包括牙釉质的组和包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组。

(7)接下来，如图36中的步骤S110所示，控制部110对上述校正后的第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2乘以相互不同的系数(即，在本例中，以相互不同的第1放大率(51倍)、第2放大率(29倍)将第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2进行放大)后，算出它们之间的差B″。具体地说，根据已述的(式7)，如下算出差B″。

B″＝(ΔOUT2×29)-(ΔOUT1×51)

进而，控制部110作为第2判断部而工作，如图36中的步骤S111所示，判断该差B″和预先决定的第2阈值β″之间的大小。

详细地说，在本例中，第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B″为如图37的(B)所示的条形图那样。如上所述，在图37的(B)的例子中，包括牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)的组的差B″大于-0.07[μA]，而包括牙石(和牙垢)、牙垢的组的差B″大体上小于-0.07[μA]。因此，通过预先设定为第2阈值β″＝-0.07[μA]，能区分识别包括牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)的组和包括牙石(和牙垢)、牙垢的组。

此外，上述(6)的比A″和第1阈值α″之间的大小的判断以及上述(7)的差B″和第2阈值β″之间的大小的判断可以先执行其中任意一个，也可以并行执行。

(8)接下来，控制部110作为组合判断部而工作，如图36中的步骤S112所示，根据上述(6)的比A″和第1阈值α″之间的大小的判断结果与上述(7)的差B″和第2阈值β″之间的大小的判断结果的组合，判断存在于牙表面99a的物质是否为牙垢(或者牙石)。

具体地说，在存在于牙表面99a的物质为牙垢(或者牙石)的情况下，例如，首先，如图38的(A)所示，通过上述(6)的判断，识别出存在于牙表面99a的物质为属于包括金属牙、人工牙(陶瓷)、牙石(和牙垢)、牙垢的组的物质。接下来，通过上述(7)的判断，如图38的(B)所示，识别出该物质不是金属牙、人工牙(陶瓷)，而是牙石(和牙垢)、牙垢。在本例中，牙垢/牙石判断率(作为牙垢或者牙石的16份试料中的正确判断为牙垢或者牙石的试料数的比例)为

(牙垢/牙石判断率)＝11试料/16试料＝69(％)。

另外，误判断率(作为牙釉质、金属牙、人工牙(陶瓷)的31份试料中的误判断为牙垢或者牙石的试料数的比例)为

(误判断率)＝0试料/31试料＝0(％)。

这样，通过进行图36中的零点校正处理SP3(步骤S104～S107)，能适当地消除由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分的影响，能提高有无牙垢的判断精度。

(9)其后，如图36的步骤S113所示，控制部110在本例中通过报知部140的蜂鸣音的鸣动来报知有无牙垢(或者牙石)。此外，也可以代替蜂鸣音的鸣动或者在此基础上，通过LED灯140A、140B的点亮或者闪烁来报知有无牙垢(或者牙石)。

因此，用户能一边进行刷牙一边得知有无牙垢(或者牙石)的判断结果。由此，能省略从该电动牙刷90向外部伸出的光纤、配线等。在这种情况下，用户在利用该电动牙刷90进行刷牙时，能无障碍物地容易地进行刷牙。

另外，在该电动牙刷90中，第1受光部51、第2受光部52能不使用分光器等而分别简单地构成。因此，该电动牙刷90能以小型、低成本进行制造。

在上个例子中，作为在(式6)、(式7)中对第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2分别乘以相互不同的第1系数、第2系数的处理，控制部110是以相互不同的第1放大率、第2放大率将第1输出值ΔOUT1、第2输出值ΔOUT2进行放大。然而，不限于此。也可以设定为使第1受光部51的受光面积和第2受光部52的受光面积相互不同，从而使得第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B″在可能存在于牙表面99a的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。由此，控制部110只要代替(式6)的比A″、(式7)的差B″而仅求出(式3)的比A′、(式4)的差B′即可，能使信号处理简化。其结果是，与上个例子同样，第1输出值ΔOUT1和第2输出值ΔOUT2之差B″成为在可能存在于牙表面99a的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同的状态。

(变形例1)

图39的(A)示出了将上述电动牙刷90变形的电动牙刷90A的外观。另外，图40示出了该电动牙刷90A的控制系统的模块构成。

如图39的(A)中所示，该电动牙刷90A在把手部5的表面具备用于显示当前时刻的时钟显示部(在本例中包括LCD)141(也示出于图40中)。如图40中所示，控制部110包括对当前时刻进行计数的时钟111。时钟显示部141中显示时钟111所计数的当前时刻。在该电动牙刷90A中，用户能通过操作部130设定要进行校正数据取得处理的定时(时刻)t的计时器设定。

在该电动牙刷90A中，按照图41所示的处理流程进行校正数据取得处理(用附图标记SP2′表示)。此外，在图41中，对与图35中的步骤相同的步骤标注了相同的步骤编号。

详细地说，首先，如图41的步骤S51所示，用户如图39的(A)所示的那样将遮光构件80安装于电动牙刷90A的头部4而形成遮光状态。接下来，用户设定要进行校正数据取得的定时(时刻)t(图41的步骤S52A)。然后，控制部110基于时钟111的输出，等待当前时刻到达时刻t(图41的步骤S52B)。

在当前时刻到达了时刻t时(图41的步骤S52B中为“是”)，控制部110作为第2零点校正部而工作，进行图41的步骤S53～S59的处理，取得第1输出值OUT1、第2输出值OUT2中包含的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。即，求出

ΔOUT1z＝OUT1x-OUT1y

ΔOUT2z＝OUT2x-OUT2y。

由此，能在头部4周围的环境光Lb大致为零的状态下适当地得到由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。控制部110将求出的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z存储于存储部115。

然后，控制部110进行待机(图41的步骤S60)，等待用户将工作开始用的开关SW1开启。

然后，如图15的(B)中所示，当用户将电动牙刷90A的头部4的毛210抵接于牙表面99a，将工作开始用的开关SW1开启时(图41的步骤S61)，控制部110进行图36的步骤S101～S112的处理，判断在牙表面99a有无牙垢(或者牙石)。然后，如图36的步骤S113所示，控制部110在本例中通过报知部140的蜂鸣音的鸣动报知有无牙垢(或者牙石)。

在该电动牙刷90A中，与上述电动牙刷90同样，通过进行图36中的零点校正处理SP3(步骤S104～S107)，能适当地消除由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分的影响，能提高有无牙垢的判断精度。

此外，如果在计时器中设定的要进行校正数据取得处理的时刻t为夜间(例如凌晨4点)，则可期待设置有该电动牙刷90A和充电器100的室内暗，环境光Lb少。在这种情况下，用户能省略将遮光构件80安装于头部4的周围而形成遮光状态的处理(图41的步骤S51)。

另外，关于要进行校正数据取得处理的时刻，也可以不是用户在计时器中进行设定，而是默认地预先设定为夜间(例如凌晨4点)。由此，能使用户无需为了取得校正数据而进行操作。

另外，时钟显示部141不需要设于把手部5的表面。例如也可以是如图39的(B)所示的电动牙刷90A′那样，将时钟显示部141′设置在充电器100的表面。

(变形例2)

图42的(A)示出将上述电动牙刷90变形的电动牙刷90B的外观。另外，图43示出该电动牙刷90B的控制系统的模块构成。

如图42的(A)中所示，该电动牙刷90B在把手部5的表面具备照度测定部(在本例中包括光电二极管)142(也示出于图43中)。照度测定部142测定并输出主体1周围的环境光Lb的照度(表示该照度的输出用附图标记OUT0表示)。控制部110判断照度测定部142的输出OUT0是否低于预先决定的照度阈值Lα。在本例中，假设照度阈值Lα设定为设置有该电动牙刷90B和充电器100的室内暗，环境光Lb少的水平(例如，Lα＝125勒克斯)。

在该电动牙刷90B中，按照图44所示的处理流程，以主体1周围的环境光Lb的照度低于预先决定的照度阈值Lα为开始条件，进行校正数据取得处理(用附图标记SP2″表示)。此外，在图44中，对与图35中的步骤相同的步骤标注相同的步骤编号。

详细地说，首先，如图44的步骤S51′所示，控制部110取得照度测定部142的输出OUT0。接下来，控制部110判断照度测定部142的输出OUT0是否低于预先决定的照度阈值Lα(图44的步骤S52″)。在此，如果表示照度的输出OUT0为照度阈值Lα以上(图44的步骤S52″中为否)，则等待至输出OUT0低于照度阈值Lα为止。

当照度测定部142的输出OUT0低于照度阈值Lα时(图44的步骤S52″中为“是”)，控制部110作为第2零点校正部而工作，进行图44的步骤S53～S59的处理，取得第1输出值OUT1、第2输出值OUT2中包含的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。即，求出

ΔOUT1z＝OUT1x-OUT1y

ΔOUT2z＝OUT2x-OUT2y。

由此，能在头部4周围的环境光Lb少的状态下适当地得到由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。控制部110将求出的由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z存储于存储部115。

然后，控制部110进行待机(图44的步骤S60)，等待用户将工作开始用的开关SW1开启。

然后，如图15的(B)中所示，当用户将电动牙刷90B的头部4的毛210抵接于牙表面99a，将工作开始用的开关SW1开启时(图44的步骤S61)，控制部110进行图36的步骤S101～S112的处理，判断在牙表面99a有无牙垢(或者牙石)。然后，如图36的步骤S113所示，控制部110在本例中通过报知部140的蜂鸣音的鸣动来报知有无牙垢(或者牙石)。

在该电动牙刷90B中，与上述电动牙刷90同样，通过进行图36中的零点校正处理SP3(步骤S104～S107)，能适当地消除由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分的影响，能提高有无牙垢的判断精度。而且，与上述电动牙刷90A不同，能无需将遮光构件80安装于头部4。

此外，照度测定部142不需要设于把手部5的表面。例如也可以是如图42的(B)所示的电动牙刷90B′那样，将照度测定部142′设置在充电器100的表面。

另外，照度测定部142也可以不与第1受光部51、第2受光部52分开设置，而是包括第1受光部51、第2受光部52中的任意一者或者两者。在这种情况下，不增加电动牙刷的构成部件就能测定环境光Lb的照度。

(变形例3)

图45的(A)示出将上述电动牙刷90变形的电动牙刷90C的外观。另外，图46示出该电动牙刷90C的控制系统的模块构成。

如图45的(A)中所示，该电动牙刷90C在把手部5的表面具备图39的(A)中所示的时钟显示部141和图42的(A)中所示的照度测定部142(也示出于图46中)。另外，如图46中所示，控制部110包括图40中所示的时钟111。

在该电动牙刷90C中，控制部110基于时钟111的输出，判断当前时刻是否到达了要进行校正数据取得处理的时刻t。并且，控制部110判断照度测定部142的输出OUT0是否低于预先决定的照度阈值Lα。然后，控制部110以当前时刻到达了时刻t并且主体1周围的环境光Lb的照度低于预先决定的照度阈值Lα为开始条件，进行校正数据取得处理。即，取得由头部4的内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。

由此，能在头部4周围的环境光Lb可靠地减少的状态下适当地得到由内部反射光Li所致的成分ΔOUT1z、ΔOUT2z。

在该电动牙刷90C中，与上述电动牙刷90同样，通过进行图36中的零点校正处理SP3(步骤S104～S107)，能适当地消除由环境光Lb所致的成分和由内部反射光Li所致的成分的影响，能提高有无牙垢的判断精度。而且，与上述电动牙刷90B同样，能无需将遮光构件80安装于头部4。由此，能使用户无需为了校正数据取得而进行操作。

此外，时钟显示部141、照度测定部142不需要设于把手部5的表面。例如也可以是如图45的(B)所示的电动牙刷90C′那样，将时钟显示部141′、照度测定部142′设置在充电器100的表面。

上述电动牙刷是利用搭载于主体1的报知部140向用户报知有无牙垢的检测结果，但是不限于此。也可以在主体1具备例如能进行无线或者有线通信的通信部，将表示有无牙垢的检测结果的数据通过该通信部向外部的智能电话等实质上的计算机装置进行输出。在这种情况下，能在该计算机装置的显示画面中显示有无牙垢的检测结果。

另外，在以上实施方式中，对电动牙刷进行了说明，但是不限于此。本发明的牙垢检测装置也能装入手动式的牙刷。

以上实施方式为例示，能不脱离本发明的范围地进行各种变形。上述多个实施方式能分别单独成立，但是也能将实施方式彼此组合。另外，不同的实施方式中的各种特征也能分别单独成立，但是也能将不同实施方式中的特征彼此组合。

附图标记说明

50 发光部

51 第1受光部

52 第2受光部

80 遮光构件

90、90A、90A′、90B、90B′、90C、90C′ 电动牙刷

110、410 控制部

141、141′ 时钟显示部

142、142″ 照度测定部

170、470 电源部

400 牙垢检测装置

402 分光器

480 稳定电源。

Claims

1.一种牙垢检测装置，判断在牙表面有无牙垢，其特征在于，

上述第1受光部取出上述辐射光中的第1波长范围的光谱成分，得到与该第1波长范围的光谱成分的强度相应的第1输出值，上述第1波长范围具有预先决定的下限波长，上述第1波长范围包含牙垢固有的荧光的波长范围，

上述第2受光部取出上述辐射光中的第2波长范围的光谱成分，得到与该第2波长范围的光谱成分的强度相应的第2输出值，上述第2波长范围具有预先决定的比上述第1波长范围的下限波长小的下限波长，上述第2波长范围包含牙釉质固有的荧光的波长范围，

上述牙垢检测装置还具备：

2.根据权利要求1所述的牙垢检测装置，其特征在于，

上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第1零点校正部校正后的第1输出值、第2输出值。

3.根据权利要求2所述的牙垢检测装置，其特征在于，

上述第1零点校正部在动作开始时或者动作中分别得到上述发光部熄灭时的第1输出值、第2输出值，从上述发光部点亮时的第1输出值、第2输出值分别减去作为由上述环境光所致的成分的上述发光部熄灭时的第1输出值、第2输出值。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的牙垢检测装置，其特征在于，

具备信号处理部，上述信号处理部对第1输出值、第2输出值分别乘以相互不同的第1系数、第2系数后算出两者之间的差，使得该两者之间的差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。

5.根据权利要求4所述的牙垢检测装置，其特征在于，

对第1输出值、第2输出值分别乘以上述第1系数、上述第2系数，从而将上述信号处理部分别以相互不同的第1放大率、第2放大率对第1输出值、第2输出值进行放大。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的牙垢检测装置，其特征在于，

上述第1受光部的受光面积和上述第2受光部的受光面积被设定为相互不同，使得第1输出值和第2输出值之间的差在可能存在于上述牙表面的物质中的预先决定的种类相互不同的物质之间不同。

7.根据权利要求1所述的牙垢检测装置，其特征在于，

具备报知部，上述报知部报知在上述牙表面有无牙垢的判断结果。

8.一种牙刷，其特征在于，

在上述主体装入有权利要求1至7中的任意一项所述的牙垢检测装置。

9.根据权利要求8所述的牙刷，其特征在于，

10.根据权利要求8或9所述的牙刷，其特征在于，

具备第2零点校正部，上述第2零点校正部进行从第1输出值、第2输出值分别减去由上述头部的内部反射光所致的成分的校正，

上述第1判断部、上述第2判断部在上述判断中分别使用由上述第2零点校正部校正后的第1输出值、第2输出值。

11.根据权利要求10所述的牙刷，其特征在于，

上述第2零点校正部在由上述遮光构件遮挡了头部周围的环境光的遮光状态下，在通过操作部输入了指示的定时或者预先在计时器中设定的定时，使上述发光部点亮而得到第1输出值、第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到第1输出值、第2输出值之后，从上述发光部点亮时的第1输出值、第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的第1输出值、第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。

12.根据权利要求10所述的牙刷，其特征在于，

上述第2零点校正部将上述照度低于预先决定的照度阈值作为开始条件，使上述发光部点亮而得到第1输出值、第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到第1输出值、第2输出值之后，从上述发光部点亮时的第1输出值、第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的第1输出值、第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。

13.根据权利要求12所述的牙刷，其特征在于，

上述照度测定部包括上述第1受光部、上述第2受光部中的任意一者或者两者。

14.根据权利要求10所述的牙刷，其特征在于，

上述第2零点校正部在预先在计时器中设定的相当于夜间的定时使上述发光部点亮而得到第1输出值、第2输出值，并且使上述发光部熄灭而得到第1输出值、第2输出值之后，从上述发光部点亮时的第1输出值、第2输出值分别减去上述发光部熄灭时的第1输出值、第2输出值，得到由上述内部反射光所致的成分。