CN115003245A - 清洁器具 - Google Patents

Abstract

牙齿处理器具向口腔发射脉冲光信号，并从从口腔返回的光中捕获口腔的图像。控制器根据捕获的图像启动对使用者口腔的处理。

Description

清洁器具

技术领域

本发明涉及一种处理器具。处理器具优选为手持式处理器具，并且优选为表面处理器具。在本发明的优选实施例中，器具是牙齿处理器具。在优选实施例中，器具是电动牙刷，其具有用于将流体输送到使用者口腔的流体输送系统。这种流体可以是牙膏，或用于改善邻间清洁的流体。可替代地，器具可以不包括任何刷毛或用于刷牙的其他元件，并且可以是专用口腔处理器具的形式。

背景技术

电动牙刷通常包括连接到手柄的工具。该工具包括杆部和刷头，该刷头带有用于刷牙的刷毛。刷头包括连接到杆部的静止部分，以及可相对于静止部分移动的至少一个活动部分，例如以往复、振荡、振动、枢转或旋转运动之一，以将刷扫运动传递给安装在其上的刷毛。杆部容纳驱动轴，该驱动轴与手柄内的传动单元联接。传动单元又连接到马达，该马达由容纳在手柄内的电池驱动。驱动轴和传动单元将马达的旋转或振动运动转换成刷头的活动部分相对于刷头的静止部分的所需运动。

众所周知，将流体输送系统结合到电动牙刷中，以产生用于邻间清洁的工作流体射流。例如，WO2016/185154描述了一种牙刷，其具有手柄、刷头及在刷头和手柄之间延伸的杆部。刷头包括喷嘴和刷单元，工作流体从喷嘴输送到使用者的口腔，刷单元相对于喷嘴移动以刷扫使用者的牙齿。当器具沿着使用者的牙齿移动时，喷嘴可相对于手柄移动。牙刷可在两种不同模式中选择的一种模式下操作。在第一模式中，使用者按下按钮以启动从喷嘴输送工作流体。在第二模式中，控制器根据从传感器接收的信号自动启动工作流体向喷嘴的输送。传感器位于牙刷的手柄中。位于杆部内的枢转臂将喷嘴连接到位于传感器附近的磁体，并且当喷嘴相对于手柄移动时，例如当喷嘴移入或移出使用者牙齿的邻间间隙时，磁体相对于传感器移动。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

光学系统，包括用于照明使用者口腔的照明装置，以及用于捕获被照明口腔的图像的图像捕获装置；

牙齿处理系统，用于向口腔提供处理；以及

用于相对于手柄移动照明装置的移动装置；

其中，移动装置配置为以第一频率F1相对于手柄移动照明装置，并且照明装置配置为以第二频率F2照明口腔以每秒产生多个照明事件。

与WO2016/185154中描述的器具不同，根据口腔的捕获图像中包含的一个或多个特征来启动对使用者口腔的处理。例如，捕获的图像可以包括口腔中的牙斑区域、口腔中相邻牙齿之间的邻间区域或者将牙齿与牙龈分开的牙龈线。牙齿处理系统优选地包括控制器，该控制器根据捕获的图像确定是否需要口腔处理，例如使用存储在其存储器中的神经网络模型。口腔的处理可以由控制器启动，并且可以包括例如将流体喷射到邻间区域中以去除位于其中的物质，从使用者的牙齿上去除牙斑，或者适当地冲洗牙龈线。

在口腔治疗期间，光学系统的照明装置相对于手柄移动。照明装置可以相对于手柄沿着任何所需形状的路径移动。在优选实施例中，移动装置布置成相对于手柄往复移动照明装置，优选地沿着弯曲路径，更优选地沿着弓形路径。移动装置优选布置成沿着基本垂直于手柄纵向轴线布置的路径相对于手柄移动照明装置。在优选实施例中，照明装置围绕手柄的纵向轴线往复扫过10至30°范围内的角度，优选以200至300Hz范围内的频率F1。在优选实施例中，照明装置的振荡频率F1是250Hz。

照明装置优选包括一个或多个发光二极管(LED)。照明装置优选选择成发射可见光，更优选选择成发射白光，优选色温在3000到7000K范围内。

光学系统包括用于接收来自口腔的光的窗口，并且光从该窗口传送到图像捕获装置。光学系统的窗口优选布置成与照明装置一起移动。该窗口优选位于LED附近。LED可以绕窗口布置。窗口可以是由玻璃或塑料材料形成的平坦透明面板的形式，或者它可以是弯曲透明构件的形式，以便提供光学系统的透镜。

图像捕获装置可以布置成与照明装置一起相对于手柄移动。例如，器具可以包括在头部和手柄之间延伸的杆部，并且图像捕获装置可以位于器具的杆部或头部中，以便与照明装置和窗口一起相对于手柄移动。可替代地，图像捕获装置可以位于手柄中，光从窗口传送通过器具的杆部到图像捕获装置。

图像捕获装置优选地配置成每秒捕获N个图像或帧。例如，图像捕获装置可以布置成每秒捕获20至30幅图像或帧，每帧的曝光时间在30至40毫秒的范围内。如果口腔被连续照明，在图像捕获期间照明装置相对于手柄以200至300Hz范围内的频率运动将导致模糊图像的产生。这种图像可能对控制器在捕获的图像内识别诸如牙斑或邻间间隙的特征的精度有害，因此对通过器具处理口腔的精度有害。

通过以频率F2脉动光学腔的照明，发现与照明装置连续照明口腔的情况相比，可以提高捕获图像的清晰度，这可以提高口腔处理的精度。

照明装置可以在每个振荡循环启动一次。换句话说，照明装置可以配置成以频率F2照明光学腔，其中F2＝F1。在一实施例中，照明装置以250Hz的频率F2照明光学腔，因此每秒钟有250次口腔脉冲照明，或“照明事件”。照明装置优选在前述参考位置被启动。

每个照明事件的强度或持续时间可以根据环境光强度而变化。例如，器具可以包括用于测量环境光强度的传感器，并且其中控制器可以布置成例如根据所测量的环境光强度来改变每个照明事件的强度和持续时间中的至少一个，使得口腔的照明强度相对恒定。

移动装置优选地布置成朝向和远离至少一个参考位置移动照明装置。例如，在照明装置沿着弯曲路径以往复扫掠运动移动的情况下，参考位置可以位于该路径的中心。可替代地或另外，参考位置可以位于该路径的中心和末端之间的中间。

图像捕获装置可以是全局快门相机的形式，其中在捕获图像所花费的时间期间，相机的传感器的所有像素被同时曝光且达相同的时间段，例如当相机以每秒40帧的图像捕获速率操作时，曝光25毫秒。然而，在优选实施例中，图像捕获装置是卷帘快门相机的形式，其中相机的传感器以渐进的方式曝光以捕获图像。众所周知，传感器被分成许多行和列的像素。在图像捕获期间，每行(或每列)像素被曝光相同的时间段，并且每行内的所有像素被曝光相同的时间段。在这种类型的相机中，多行像素的曝光是连续的，因为曝光开始和结束的时刻对于每行都略有不同。

条带效应是由交替的暗和亮行像素组形成的。已经发现，如果频率F2是相机帧速率的整数倍，则在图像序列的采集期间，条带保持在相同的位置。为了抑制在口腔的捕获图像中形成条带效应，每行像素优选曝光于相同数量的照明事件。每行像素被曝光的开始时间优选地被选择为使得每行像素被曝光于相同数量的照明事件以抑制条带效应。

在第二方面，本发明提供了一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

光学系统，包括用于照明使用者口腔的照明装置，以及用于捕获被照明口腔的图像的图像捕获装置；

牙齿处理系统，用于向口腔提供处理；以及

用于相对于手柄移动照明装置的移动装置；

其中，移动装置配置为以第一频率F1相对于手柄移动照明装置，并且照明装置配置为以第二频率F2照明口腔以每秒产生多个照明事件，并且其中，图像捕获装置包括具有传感器的卷帘快门相机，传感器包括多行像素，多行像素被顺序曝光，并且其中每行像素被曝光于相同数量的照明事件。

当使用者将器具的手柄保持在相对于口腔的固定位置时，当光学腔的照明频率F2与照明装置相对于手柄的运动频率F1相同时，由相机捕获的图像看起来随时间静止不动。根据相机和由光学系统成像的牙齿之间的距离，这可能导致相机的视场相对较窄，根据口腔内器具的位置，这可能会妨碍捕获口腔的一些可处理特征。

作为使口腔照明与照明装置的运动同步的替代方案，器具可以配置成使得光学腔照明的频率F2不同于照明装置相对于手柄运动的频率F1。通过使光学腔的照明与照明装置的移动不同步，即使当使用者将器具的手柄保持在相对于口腔的固定位置时，由相机捕获的图像也可以看起来相对于手柄并因此相对于口腔以慢动作移动。这可以增加相机的有效视场，从而增加从相机捕获的图像中检测口腔内任何可处理特征的可能性。

频率F2优选地被选择成使得0<|F1–nF2|<N，其中N是图像捕获装置每秒捕获的图像数量，n是被选择成使得|F1–nF2|具有最小值的正整数。例如，在F1＝250Hz并且N＝25帧每秒的情况下，在n＝1的情况下，可以从225和275Hz之间的值中选择F2。

在第三方面，本发明提供了一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

光学系统，包括用于照明使用者口腔的照明装置，以及用于捕获被照明口腔的图像的图像捕获装置；

牙齿处理系统，用于向口腔提供处理；以及

用于相对于手柄移动照明装置的移动装置；

其中，移动装置配置为以第一频率F1相对于手柄移动照明装置，并且照明装置配置为以第二频率F2照明口腔，第二频率F2被选择成使得0<|F1–nF2|<N，其中N是图像捕获装置每秒捕获的图像数量，n是被选择成使得|F1–nF2|具有最小值的正整数。

器具可以是用于处理使用者口腔状况的器具的形式。例如，器具可以是用于清洁使用者牙齿间隙的专用邻间清洁器具的形式。处理系统可以包括用于将工作流体输送到使用者口腔的流体输送系统。根据由光学系统捕获的图像，处理系统启动工作流体向口腔的输送，以去除位于使用者牙齿之间的间隙内的物质。照明装置相对于手柄的运动能够在流体输送系统位于将工作流体输送到间隙中的最佳位置之前检测到这种间隙。一旦检测到间隙，这可以使流体输送系统能够被处理系统的控制器“灌注”,例如通过将流体从流体储存器吸入泵的流体室，从而一旦流体输送系统处于最佳位置，就准备好将工作流体输送到间隙中。与例如在工作流体已经从泵的流体室排出之后立即灌注流体输送系统的布置相比，这可以最小化流体输送系统保持在灌注位置的时间长度，如果在器具关闭之前没有检测到进一步的间隙，这可能导致流体输送系统保持在灌注位置。

在这种情况下，移动装置可以布置成相对于用于将工作流体输送到口腔的喷嘴移动照明装置。喷嘴优选沿喷嘴轴线延伸，该喷嘴轴线穿过位于喷嘴尖端的流体出口。喷嘴轴线可以大致垂直于手柄的纵向轴线对准。移动装置可以包括用于驱动照明装置相对于喷嘴移动的驱动机构。驱动机构优选地包括连接到照明装置的传动单元和用于驱动传动单元以相对于喷嘴移动照明装置的驱动单元。驱动单元优选位于手柄中，并且优选包括马达。传动单元可以包括在马达和照明装置之间延伸的驱动轴。驱动轴可以容纳在手柄和照明装置之间延伸的杆部内。杆部可以形成可拆卸地连接到手柄的清洁工具的一部分。喷嘴可以安装在杆部上，使得照明装置相对于喷嘴移动。

可替代地，器具可以是牙刷的形式，其具有通过将工作流体喷射到邻间间隙中来改善邻间清洁的附加功能。在器具为牙刷形式的情况下，清洁工具或杆部优选包括多个刷毛。刷毛优选围绕喷嘴布置，并且可以围绕喷嘴周向布置。多个刷毛可以附接到清洁工具的静止部分，该静止部分相对于手柄是不可移动的。可替代地或另外，多个刷毛可以附接到清洁工具的活动部分，该活动部分可相对于手柄移动。

在优选实施例中，器具包括刷单元，该刷单元包括刷毛载体和安装在刷毛载体上的多个刷毛，刷毛载体可相对于手柄移动。刷毛载体优选位于器具的头部。器具包括用于驱动刷毛载体相对于手柄运动的驱动机构。驱动机构优选包括连接到刷毛载体的传动单元，以及用于驱动传动单元以相对于手柄移动刷毛载体的驱动单元。驱动单元优选位于手柄中。

驱动机构优选布置成驱动照明装置相对于手柄的运动。因此，照明装置优选布置成与刷毛载体一起相对于手柄移动。照明装置可布置成以与刷毛载体相同或不同的运动模式相对于手柄移动。例如，照明装置、窗口和刷毛载体可以布置成相对于手柄以扫掠运动的方式往复移动。照明装置和窗口可以与刷毛载体间隔开，或者照明装置和窗口中的至少一个可以安装在刷毛载体上。例如，驱动机构可以布置成相对于手柄移动杆部，以便相对于手柄同时移动刷单元、照明装置和窗口。

喷嘴优选地布置成与照明装置一起相对于手柄移动。例如，照明装置和喷嘴可安装在刷毛载体上或附近，使得驱动机构相对于手柄同时移动刷毛载体、喷嘴、照明装置和窗口。

照明装置和窗口优选布置成邻近喷嘴，使得信号传输到的口腔区域与随后由处理系统处理的区域基本相同。照明装置和喷嘴可以并排放置在清洁工具上。

控制器优选位于器具的手柄中。虽然信号可以在光学系统和控制器之间无线传输，但优选地，信号沿着位于器具内的物理传输路径在光学系统和控制器之间传输。优选地，传输路径沿着驱动机构的一部分延伸。这可以使器具的部件数量最少。

如上所述，驱动机构优选位于手柄中，并且优选包括连接到刷毛载体的传动单元，以及用于驱动传动单元以相对于手柄移动刷毛载体的驱动单元。传动单元优选为轴的形式，其通过马达相对于手柄移动。轴的振动频率优选在200至300Hz的范围内。马达优选地围绕轴延伸，使得轴在马达激励时相对于手柄旋转或振动。清洁工具的杆部安装在轴上。

传输路径优选沿着传动单元延伸，更优选沿着轴的外表面延伸。例如，用于向控制器传送信号的导电轨道可以形成在轴的外表面上。轨道优选地连接到手柄触点，用于当清洁工具附接到手柄时接合清洁工具触点。手柄触点优选为围绕轴的端部延伸的环形触点。清洁工具优选包括用于容纳轴的该部分的凹部，以将清洁工具连接到手柄。清洁工具触点优选位于凹部内，并且优选从凹部的内周表面向内突出，以在清洁工具附接到手柄时接合手柄触点。电线、轨道或其他导电构件在清洁工具触点和检测装置之间延伸，以将信号从检测装置传送到清洁工具触点。

除了沿着传动单元的一部分延伸之外，传输路径优选地还沿着驱动单元的一部分延伸。驱动单元优选地包括用于接合轴的装置，并且接合装置优选地布置成向控制器传送信号。驱动单元优选地布置成将轴移动远离平衡位置，更优选地旋转远离，以克服接合装置的力相对于手柄移动清洁工具。接合装置布置成当驱动单元的驱动力被移除时将轴推回其平衡位置。接合装置可以包括弹簧构件，并且在优选实施例中包括扭转弹簧。电线、轨道或其他导电构件在弹簧构件和控制器之间延伸，以将信号从弹簧构件传送到控制器。

如上所述，牙齿处理系统优选包括用于将工作流体输送至使用者口腔的流体输送系统。流体输送系统优选地包括流体储存器和泵，控制器布置成启动泵以从流体储存器中抽取工作流体并向喷嘴喷射工作流体。控制器优选地布置成启动泵以向喷嘴喷射工作流体射流。由流体输送系统产生的每个工作流体射流的体积优选小于1ml，更优选小于0.5ml。在优选实施例中，由流体输送系统产生的工作流体射流的体积在0.05至0.4ml的范围内。流体输送系统优选地配置成以3至10巴范围内的静压将工作流体射流输送到喷嘴。

传动单元优选地限定流体输送系统的一部分。该轴优选包括限定流体输送系统的一部分的孔。

器具优选地包括使用者界面，用于使使用者能够在处理过程开始之前选择器具的操作模式。使用者界面可以位于器具的手柄上，并且优选地包括至少一个使用者可操作的开关或按钮。使用者界面可以包括位于手柄上的显示器，用于显示关于所选操作模式的信息。可替代地，器具可以无线连接到具有用于显示该信息的显示器的远程设备。远程设备可以是专用显示器或个人设备的形式。远程设备还可以包括使用者界面，例如触敏显示器，用于使使用者能够选择器具的操作模式。

结合本发明的第一方面描述的特征同样适用于本发明的第二或第三方面，反之亦然。

附图说明

现在将参考附图，仅通过示例的方式描述本发明的优选特征，其中：

图1(a)是从前面看的牙齿清洁器具的透视图，图1(b)是从后面看的图1(a)器具的透视图；

图2(a)是图1(a)的器具的刷单元的侧视图，图2(b)是刷单元的透视图，其中省略了一些刷毛以显示刷单元的传感器和喷嘴，图2(c)是沿着图2(a)中的线A-A截取的剖视图；以及

图3是器具的流体输送系统的示意图；

图4(a)是图1(a)的器具的一部分的前视图，其中移除了流体储存器和手柄的一部分，图4(b)是图4(a)的器具的一部分的侧视图，图4(c)是图4(a)的器具的一部分的俯视透视图；

图5是沿着图4(a)中的线B-B截取的剖视图；

图6是图5的一部分的特写；

图7是沿图5中线C-C截取的剖视图；以及

图8(a)示出了当处于相对于手柄的不同角度位置时，器具的光学系统的相机的视场，图8(b)示出了作为正弦波的相机的角度运动，以及图8(c)示出了在正弦波的过零点处光学系统的LED的脉冲同步。

具体实施方式

图1(a)和1(b)示出了牙齿清洁器具10的实施例的外部视图。在该实施例中，器具为手持器具的形式，其为电动牙刷的形式，具有用于分配工作流体以改善邻间清洁的集成组件。

器具10包括手柄12和清洁工具14。手柄12包括优选由塑料材料制成的外部主体16。主体16通常是圆柱形的。手柄12包括使用者界面。使用者界面包括使用者可操作按钮18，该按钮位于主体16中形成的孔内，从而可由抓住手柄12的主体16的手的拇指按压。可选地，手柄12可以包括显示器，其定位成在器具的使用过程中对使用者可见。器具10可以连接到远程显示器，例如个人设备或移动电话的显示器，以使使用者能够使用按钮18和/或远程显示器来选择器具10的操作模式或参数，如下面更详细描述。

清洁工具14包括杆部20和头部22。杆部20的形状是细长的，用于将头部22与手柄12隔开，以便于使用者操作器具10。在该实施例中，清洁工具14的头部22包括刷单元24，其包括刷毛载体26和安装在刷毛载体26上的多组刷毛28。在该实施例中，刷单元24刚性连接到杆部20。然而，在其他实施例中，清洁工具14可以不具有刷单元24，使得器具为专用口腔处理器具的形式，例如用于清洁使用者牙齿之间的间隙，或者用于将清洁或增白介质输送到使用者的牙齿。在其他实施例中，刷单元24可以是可更换的。

器具10包括用于对口腔进行处理的牙齿处理系统。在该实施例中，牙齿处理系统布置成向口腔输送工作流体射流，以去除位于邻间间隙中的物质。然而，牙齿处理系统可以配置成输送增白流体，或者从使用者的牙齿上去除牙斑。牙齿处理系统还可以配置成将工作流体射流输送到牙龈线，以处理牙龈的炎症或感染，例如牙龈炎。还参照图2(a)至2(c),清洁工具14还包括用于储存工作流体的流体储存器30，以及用于在使用器具10期间将工作流体输送到使用者口腔的喷嘴32。工作流体优选为液体工作流体，在该实施例中为水。流体储存器32安装在手柄12上，以便围绕手柄12的一端延伸。喷嘴32安装在清洁工具14的头部22上。在包括刷单元24的该实施例中，刷毛28至少部分地围绕喷嘴32布置。喷嘴32沿着喷嘴轴线A延伸，如图2(c)所示，该轴线基本垂直于手柄12的纵向轴线Z。

喷嘴32形成流体输送系统34的一部分，该流体输送系统34用于从流体储存器30接收工作流体，并且用于在器具10的使用期间将工作流体射流输送到使用者的口腔。每次工作流体射流优选具有小于1ml的体积，更优选小于0.5ml。流体输送系统34示意性地显示在图3中。总的来说，喷嘴32的尖端包括流体出口36，工作流体射流通过该流体出口36被输送到使用者的口腔。流体输送系统34包括用于从流体储存器30接收工作流体的流体入口36。在该实施例中，工作流体是液体工作流体，优选为水。流体入口36位于手柄12上，优选位于手柄12的主体16的端部上，并且布置成当流体储存器30连接到手柄12时连接到流体储存器30的流体端口。如下所述，清洁工具14可从手柄12上拆下，并且一旦清洁工具14从手柄12上拆下，流体储存器30可拉离手柄12以进行补充。

流体输送系统34包括泵组件，用于通过流体入口36从流体储存器30中抽取工作流体，并且用于将工作流体射流输送到喷嘴32。泵组件位于手柄12的主体16内，并包括正排量泵38和用于驱动泵38的驱动器。驱动器优选包括泵马达40。用于向泵马达40供电的电池42也位于手柄12中。电池42优选为可再充电电池。

第一导管44将流体输送系统34的流体入口36连接到泵38的流体入口46。第一单向阀48位于流体入口36和泵38之间，以防止水从泵38返回流体储存器30。第二导管50将泵38的流体出口52连接到喷嘴32。第二单向阀54位于泵38和喷嘴32之间，以防止水返回泵38。控制电路56控制泵马达40的致动，因此泵马达40和控制电路56提供用于驱动泵38的驱动。电池42向控制电路56供电。控制电路56包括向泵马达40供电的马达控制器。

控制电路56接收当使用者按下使用者界面的按钮18时产生的信号。控制电路56可以向远程设备(例如显示器或个人设备)发送信号并从其接收信号。在该实施例中，控制电路56还向光学系统发送信号并从其接收信号。参照图2(b)和2(c),光学系统的至少一部分安装在器具10的头部22上，优选安装在刷单元24的刷毛载体26上。在该实施例中，喷嘴32也安装在刷单元24的刷毛载体26上。光学系统包括用于照明口腔的多个LED65和用于接收来自口腔的光的窗口66。所接收的光被传送到相机67，用于捕获被照明口腔的图像。窗口66位于头部22上，使得它位于喷嘴32附近。在该实施例中，窗口66位于喷嘴32下方，并且LED65围绕窗口66布置。相机67可以位于器具10的头部22中，以便最小化窗口66和相机67之间的光路长度。可替代地，相机67可以位于手柄12中，并且光通过位于窗口66和相机67之间的成像光学器件从窗口66传送到相机67。由相机67产生的图像被传输到控制电路56。根据图像的一个或多个特征，控制电路56启动泵组件以将一个或多个工作流体射流输送到口腔。例如，由相机67产生的图像可以指示牙斑或邻间间隙或牙龈线的存在，响应于此，控制电路可以启动牙齿处理系统来处理口腔。

清洁工具14可拆卸地连接到手柄12。还参照图4(a)至6，手柄12包括优选为插头68形式的阳连接器，其由清洁工具14的杆部20的优选为凹陷连接器70形式的互补阴连接器接收。插头68从手柄12的端部向外突出，并且优选地在平行于手柄12的纵向轴线Z的方向上，更优选地与其共线。

器具10包括驱动机构，用于驱动杆部20的运动，从而驱动刷毛载体26相对于手柄12的运动。参照图4(a)至7，驱动机构包括传动单元和用于驱动传动单元以相对于手柄12移动杆部20的驱动单元。驱动单元包括位于手柄12的主体16内的驱动马达72。控制电路56包括向驱动马达72供电的马达控制器。按钮18也可用于启动和停止驱动马达72，例如通过在预设时间段内按下按钮18预定次数，以开始并随后停止清洁过程。可替代地，可以提供单独的按钮(未示出)来启动和停止驱动马达72。

传动单元包括轴74，该轴74由驱动单元驱动以相对于手柄12振荡。插头68连接到轴74，并且优选地与轴74成一体。驱动单元优选地布置成使轴74振荡，使得它围绕手柄12的纵向轴线Z振荡，优选地以200至300Hz范围内的第一频率F1振荡。在这个实施例中，频率F1是250Hz。驱动马达72布置成使轴74绕纵向轴线远离中心位置旋转角度α。角度α优选地在从5°到15°的范围内，并且在该实施例中为5°。驱动单元还可以包括弹簧构件76，用于接合驱动轴74，以将轴74返回到其中心位置。弹簧构件76包括位于驱动轴74相对侧的一对扭转弹簧78、80，每个扭转弹簧具有接合驱动轴74的第一端和附接到支撑环82的第二端，支撑环82连接到手柄12或者相对于手柄12保持在固定位置。

参照图8(a)至8(c),轴74相对于手柄12的这种运动导致刷毛载体26且因此喷嘴32和安装在刷毛载体26上的光学系统部分沿着各自的弯曲路径前后移动。参考图8(a),在该实施例中，刷毛载体26围绕手柄12的纵向轴线Z在图8(a)中R处所示的第一角度位置和图8(a)中L处所示的第二角度位置之间移动，这两个角度位置均与图8(a)中M处所示的中心参考位置成角度间隔开角度α。刷毛载体26相对于手柄12的运动可以表示为正弦波S，如图8(b)所示，其中当时间t＝0、t2、t4、t6等时，刷毛载体26位于位置M，当t＝t1、t5等时位于位置R，以及当t＝t3、t7等时位于位置L。

在器具10的使用过程中，驱动信号从控制电路56传输到LED65，以启动光学系统对口腔的照明。表示随后通过口腔反射返回到窗口66的光的光信号从窗口66传送到相机67。相机67根据接收到的光信号生成口腔的图像，并将生成的图像传输到控制电路56，控制电路56根据该图像来启动来自喷嘴32的工作流体的输送。

控制电路56位于手柄12的主体16中，同时至少光学系统的LED65位于清洁工具14的刷载体26上。在该实施例中，用于在控制电路56和光学系统之间传输的电信号的传输路径沿着驱动单元延伸。参照图6和7，每个扭转弹簧78、80的第二端连接到形成在支撑环82上的相应电路触点84、86。电线(未示出)从每个电路触点84、86延伸到控制电路56。每个扭转弹簧78、80的第一端连接到形成在轴74上的相应轴触点88、90。第一绝缘套筒92位于轴74和轴触点88、90之间，以使轴触点88、90与轴74电绝缘。每个轴触点88、90通过沿着第一绝缘套筒92延伸的导电轨道98、100连接到相应的手柄触点94、96。每个手柄触点94、96位于插头68上。第二绝缘套管102位于导电轨道98、100上，使得只有手柄12的各种不同的电触点沿着传输路径暴露。清洁工具14的凹陷连接器70包括一对清洁工具触点(其中一个在图6中用104表示),用于在清洁工具14附接到手柄12时接合各自的手柄触点94、96。每个清洁工具触点104从凹陷连接器70的内周表面向内突出，并且触点104通过电线连接到LED65，并且在相机67位于刷头26中的情况下连接到相机67。

将泵38连接到喷嘴32的第二导管50包括位于手柄12内的手柄导管部分和位于清洁工具14内的清洁工具导管部分。手柄导管部分从泵38的流体出口52延伸到位于插头68端部的手柄流体出口106。手柄导管部分包括由轴74的孔限定的出口部分108。清洁工具导管部分包括在杆部22的孔110内延伸到喷嘴32的导管(未示出)。

为了操作器具10，使用者通过按下按钮18打开器具10，按钮18的动作由控制电路56检测。在使用器具10开始处理过程之前，使用者可以使用按钮18、远程显示器或者按钮18和远程显示器的组合来选择器具10的操作模式。在该实施例中，器具10具有第一操作模式和第二操作模式。

在第一操作模式中，驱动机构相对于手柄12移动刷毛载体26。在这种模式下，控制电路56不启动LED65来照明口腔，因此没有基于光学系统捕获的图像向使用者的口腔自动输送工作流体。在该第一操作模式期间，使用者可以通过按下按钮18少于预设的时间段来启动从喷嘴32输送单次工作流体射流。该时间段优选地在从0.5秒到2秒的范围内，并且在该实施例中是1秒。响应于按钮18的这种按下，控制电路56启动泵38，以将一定量的水从泵38的流体室推进到喷嘴32，并且通过从流体储存器30中抽取一定量的水来补充流体室。

在第二操作模式中，除了第一操作模式的功能之外，控制电路56还启动LED65将光信号从刷毛载体26传送出去，并因此传送到使用者的口腔。由口腔返回的光信号被窗口66接收，并被传送到相机67。相机67可以是全局快门相机的形式，其中相机的传感器的所有像素同时曝光并持续相同的时间段，例如30至40毫秒，以捕获图像。相机67因此可以每秒捕获大约25到30幅图像。然而，在该实施例中，相机67是卷帘快门相机的形式，其中相机67的传感器以渐进的方式曝光以捕获图像。传感器被分成许多行和列的像素。在图像捕获期间，每行(或每列)像素被曝光相同的时间段，并且每行内的所有像素被曝光相同的时间段。在该实施例中，相机67每秒捕获25幅图像或帧，每行像素的照明是交错的，使得像素行在大约40毫秒的时间内顺序曝光。

因此，在形成单个图像的过程中，刷毛载体26以及LED65和窗口66进行多次振荡。如果LED65在图像捕获期间被连续照明，这将导致产生口腔的模糊图像，控制电路56将难以从该模糊图像中识别需要处理的口腔特征。

鉴于此，控制电路56布置成致动LED65以第二频率F2照明口腔，从而每秒产生多个照明事件。在第一示例中，频率F2与F1相同，在这个实施例中是250Hz。如图8(c)中的轨迹P所示，当刷毛载体26处于位置M时，因此在时间t＝t2、t6等时，LED65被启动。因此，考虑到环境光水平，当刷毛载体26以及因此当LED65和窗口66相对于手柄12处于单一位置时，由光学系统捕获绝大部分光。允许手柄12在图像捕获期间相对于口腔轻微移动，这具有由光学系统捕获口腔的相对静态图像的效果。由相机67捕获的图像被传输到控制电路56，控制电路56根据捕获的图像确定是否需要口腔处理，例如通过将捕获的图像与存储在其存储器中的图像进行比较。例如，当从捕获的图像确定喷嘴32定位成将工作流体射流喷射到邻间间隙中时，控制电路56可以启动口腔的处理。当需要处理时，控制电路56布置成通过流体处理系统34以与在第一操作模式期间使用者按下按钮18时相同的方式启动口腔处理。随着当刷毛载体26处于位置M时口腔的图像被捕获，控制电路56优选地布置成启动口腔的处理，使得当刷毛载体26处于位置M时，即处于与光学系统捕获口腔图像时相同的位置时，工作流体射流从喷嘴32的喷射发生，从而优化从间隙中去除碎屑或其他物质。

在第二示例中，控制电路56布置成启动LED65以第二频率F2照明口腔，该第二频率不同于刷毛载体26相对于手柄12移动的第一频率F1，并且优选地由方程0<|F1–nF2|<N给出，其中N是相机67每秒捕获的图像数量，并且n是被选择成使得|F1–nF2|具有最小值的正整数。例如，在F1＝250Hz并且N＝25帧/秒的情况下，在n＝1的情况下，可以从225和275Hz之间的值中选择F2。通过使光学腔的照明与LED65的移动不同步，由相机67捕获的图像可以看起来相对于手柄12并因此相对于口腔以慢动作移动，即使当使用者将器具10的手柄12保持在相对于口腔的固定位置时。这可以增加相机67的有效视场，并因此增加从相机67捕获的图像中检测口腔内任何可处理特征的可能性。

在上述每个示例中，在传感器的一行像素曝光期间，以第二频率F2照明口腔，以每秒产生多个“照明事件”,在上面提供的具体示例中，其可以在每秒225至275个照明事件的范围内。这意味着在相机67的传感器的一行像素曝光于从口腔接收的光期间，该相机布置成每秒捕获25帧，每行像素曝光于多个照明事件。由于相邻像素行被曝光的照明事件的数量的任何变化都可能导致在捕获的图像上形成条带，所以相机67优选地布置成使得每行像素被曝光相同数量的照明事件。这可以通过选择每行像素曝光的开始时间来实现，或者通过选择每行像素曝光的持续时间来实现，使得每行像素曝光于相同数量的照明事件。

Claims (15)

1.一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

光学系统，包括用于照明使用者口腔的照明装置，以及用于接收来自被照明口腔的光的窗口，并且所接收的光从该窗口被传送到用于捕获被照明口腔的图像的图像捕获装置；

牙齿处理系统，用于根据包含在所捕获的图像中的一个或多个特征向口腔提供处理；以及

移动装置，用于相对于手柄移动照明装置和窗口；

其中，移动装置配置为以第一频率F1相对于手柄移动照明装置和窗口，并且照明装置配置为以第二频率F2照明口腔以每秒产生多个照明事件。

2.根据权利要求1所述的器具，其中，所述照明装置包括多个LED。

3.根据权利要求1或2所述的器具，其中，所述窗口位于所述照明装置附近。

4.根据前述权利要求中任一项所述的器具，包括头部及在所述头部和手柄之间延伸的杆部，并且其中，所述移动装置布置为相对于手柄移动杆部和头部。

5.根据权利要求4所述的器具，其中，所述照明装置和窗口位于所述器具的头部上。

6.根据权利要求4或5所述的器具，其中，所述器具的头部包括多个刷毛。

7.根据前述权利要求中任一项所述的器具，其中，所述牙齿治疗系统包括用于向口腔喷射工作流体的喷嘴。

8.根据从属于权利要求4的权利要求7所述的器具，其中，所述喷嘴位于所述器具的头部上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的器具，其中，所述图像捕获装置包括卷帘快门相机。

10.根据权利要求9所述的器具，其中，所述相机包括传感器，所述传感器包括多行像素，所述多行像素被顺序曝光，并且其中每行像素被曝光于相同数量的照明事件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的器具，其中，F1＝F2。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的器具，其中，选择第二频率F2，使得0<|F1–nF2|<N，其中，N是图像捕获装置每秒捕获的图像数量，n是被选择成使得|F1–nF2|具有最小值的正整数。

13.根据前述权利要求中任一项所述的器具，包括用于测量环境光强度的传感器，以及控制器，该控制器布置成根据所测量的环境光强度来改变每个照明事件的强度和持续时间中的至少一个。

14.根据前述权利要求中任一项所述的器具，其中，所述移动装置布置成沿垂直于所述手柄的纵向轴线布置的路径相对于手柄移动所述照明装置和窗口。

15.根据权利要求14所述的器具，其中，所述移动装置布置成沿弯曲路径优选弓形路径相对于所述手柄往复移动所述照明装置和窗口。

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