FR2832298A1

FR2832298A1 - Toothbrush with means for analysis of tooth brushing action has an accelerometer linked to a control unit that communicates with an external electronic control unit, so that statistical values can be determined

Info

Publication number: FR2832298A1
Application number: FR0012005A
Authority: FR
Inventors: Maurice Milgram
Original assignee: AUDIANS
Current assignee: AUDIANS
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2003-05-23
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: FR2832298B1

Abstract

Toothbrush has an accelerometer adapted for continuous measurement of the accelerations to which the toothbrush is subjected. The signals from the accelerometers are linked to a central electronic unit that processes the signals and generates statistical values from them.

Description

Dispositif de brossage des dents. Teeth brushing device.

La présente invention est relative aux dispositifs de brossage des dents et des gencives. The present invention relates to devices for brushing teeth and gums.

Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de brossage des dents comportant une brosse à dents qui comprend d'une part, un manche s'étendant dans une direction longitudinale et d'autre part, un organe de brossage porté par le manche et destiné à être appliqué sur les dents d'un utilisateur selon une direction d'appui perpendiculaire à la direction longitudinale, cette brosse à dents étant pourvue d'un dispositif électronique de contrôle comprenant au moins un capteur de mouvement adapté pour communiquer avec au moins une première unité centrale électronique (c'est à dire un circuit électronique à un ou plusieurs composants capables de recevoir et de mémoriser et/ou de traiter l'information provenant du capteur de mouvement). Ceci permet d'évaluer l'efficacité du brossage des dents et des gencives par un utilisateur, afin de détecter et de pouvoir corriger un mauvais emploi de la brosse à dents. Ce problème est bien connu chez les enfants, qui ont tendance à ne pas respecter les consignes de brossage édictées par les praticiens, mais il est également rencontré fréquemment chez l'adulte. Ces défauts d'utilisation de la brosse à dents ont des conséquences parfois graves sur la santé de l'utilisateur et conduisent ultérieurement à des dépenses importantes pour en corriger les effets négatifs. More particularly, the invention relates to a toothbrushing device comprising a toothbrush which comprises on the one hand, a handle extending in a longitudinal direction and on the other hand, a brushing member carried by the handle and intended to be applied to the teeth of a user in a bearing direction perpendicular to the longitudinal direction, this toothbrush being provided with an electronic control device comprising at least one movement sensor adapted to communicate with at least one first electronic central unit (ie an electronic circuit with one or more components capable of receiving and memorizing and / or processing information coming from the motion sensor). This makes it possible to evaluate the effectiveness of the brushing of the teeth and the gums by a user, in order to detect and be able to correct a misuse of the toothbrush. This problem is well known in children, who tend to disregard the brushing instructions issued by practitioners, but it is also frequently encountered in adults. These faults in the use of the toothbrush sometimes have serious consequences on the health of the user and subsequently lead to significant expenditure to correct the negative effects.

Un tel dispositif de brossage des dents est divulgué notamment dans le document US-A-5 924 159, où le manche de la brosse à dents intègre un capteur simplifié relié à une unité centrale électronique. Le capteur simplifié est uniquement adapté pour détecter un mouvement prédéterminé de la brosse à dents, et l'unité centrale électronique est adaptée pour faire émettre une mélodie Such a toothbrushing device is disclosed in particular in document US-A-5,924,159, where the handle of the toothbrush incorporates a simplified sensor connected to an electronic central unit. The simplified sensor is only adapted to detect a predetermined movement of the toothbrush, and the electronic central unit is adapted to make emit a melody

particulière lorsqu'elle détecte un rythme de brossage de dents compris dans une plage prédéterminée. particular when it detects a toothbrushing rhythm within a predetermined range.

Ce dispositif connu présente toutefois l'inconvénient que les informations données par le capteur sont très pauvres, de sorte que l'unité centrale électronique n'est pas à même de déterminer avec une précision suffisante si le brossage des dents est effectué convenablement. This known device has the drawback, however, that the information given by the sensor is very poor, so that the electronic central unit is not able to determine with sufficient precision whether brushing of the teeth is carried out properly.

La présente invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient. The object of the present invention is in particular to overcome this drawback.

A cet effet, selon l'invention, un dispositif de brossage des dents du genre en question est caractérisé en ce que le capteur de mouvement est un premier accéléromètre adapté pour mesurer de façon sensiblement continue (en pratique, avec une fréquence d'échantillonnage élevée par rapport à la fréquence du mouvement de brossage des dents) des valeurs d'accélérations subies par la brosse à dents selon au moins une première direction d'accélération, la première unité centrale électronique étant adaptée pour recevoir les valeurs d'accélérations successives mesurées par le premier accéléromètre, et le dispositif de brossage des dents comportant en outre des moyens de traitement d'information (en pratique, la première unité centrale électronique, ou le cas échéant une deuxième unité centrale électronique communiquant avec cette première unité centrale électronique) adaptés pour élaborer des grandeurs statistiques à partir des valeurs d'accélérations successives reçues du premier accéléromètre (ces grandeurs statistiques représentant un volume de données inférieur au volume de données représenté par lesdites valeurs d'accélération successives au bout d'un temps d'utilisation suffisant de la brosse à dents). To this end, according to the invention, a device for brushing teeth of the kind in question is characterized in that the movement sensor is a first accelerometer adapted to measure in a substantially continuous manner (in practice, with a high sampling frequency with respect to the frequency of the toothbrushing movement) of the acceleration values undergone by the toothbrush in at least a first direction of acceleration, the first electronic central unit being adapted to receive the successive acceleration values measured by the first accelerometer, and the toothbrushing device further comprising information processing means (in practice, the first electronic central unit, or if necessary a second electronic central unit communicating with this first electronic central unit) adapted for develop statistical quantities from the acceleration values successive waves received from the first accelerometer (these statistical quantities representing a data volume less than the data volume represented by said successive acceleration values after a sufficient time of use of the toothbrush).

On dispose ainsi d'une information riche sur la cinématique du brossage des dents de l'utilisateur, ce qui permet ensuite à la première unité centrale électronique This provides rich information on the kinematics of brushing the user's teeth, which then allows the first electronic central unit

(ou le cas échéant à une deuxième unité centrale électronique communiquant avec ladite première unité centrale) d'évaluer avec précision l'efficacité du brossage de dents effectué par l'utilisateur. (or if necessary to a second electronic central unit communicating with said first central unit) to evaluate with precision the effectiveness of the toothbrushing carried out by the user.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la première direction d'accélération est disposée sensiblement perpendiculairement à la direction d'appui et à la direction longitudinale ; - le dispositif électronique de contrôle porté par la brosse à dents comporte en outre un capteur supplémentaire adapté pour communiquer à la première unité centrale électronique des informations supplémentaires relatives à l'utilisation de la brosse à dents, et les moyens de traitement d'information sont adaptés pour corréler lesdites informations supplémentaires avec les valeurs d'accélérations successives reçues du premier accéléromètre ; - le capteur supplémentaire est un deuxième accéléromètre (formant éventuellement un seul capteur à deux sorties avec le premier accéléromètre) adapté pour mesurer de façon sensiblement continue des valeurs d'accélérations subies par la brosse à dents selon une deuxième direction d'accélération perpendiculaire à la première direction d'accélération ; - le capteur supplémentaire est un capteur d'inclinaison adapté pour discriminer entre des orientations droite et gauche de la brosse à dents, lorsque la direction longitudinale et la direction d'appui sont disposées sensiblement horizontalement ; - le capteur supplémentaire est disposé dans le manche et est adapté pour détecter une préhension de la brosse à dents par un utilisateur ; - le capteur supplémentaire est un capteur de In preferred embodiments of the invention, it is optionally possible to have recourse to one and / or the other of the following arrangements: the first direction of acceleration is disposed substantially perpendicular to the direction of support and in the longitudinal direction; the electronic control device carried by the toothbrush further comprises an additional sensor adapted to communicate to the first electronic central unit additional information relating to the use of the toothbrush, and the information processing means are adapted to correlate said additional information with the successive acceleration values received from the first accelerometer; the additional sensor is a second accelerometer (possibly forming a single sensor with two outputs with the first accelerometer) adapted to measure in a substantially continuous manner values of acceleration undergone by the toothbrush in a second direction of acceleration perpendicular to the first direction of acceleration; - The additional sensor is an inclination sensor adapted to discriminate between right and left orientations of the toothbrush, when the longitudinal direction and the support direction are arranged substantially horizontally; - The additional sensor is arranged in the handle and is adapted to detect a grip of the toothbrush by a user; - the additional sensor is a

force adapté pour détecter un effort d'appui exercé sur l'organe de brossage au moins selon la direction d'appui ; - le capteur supplémentaire est disposé près de l'organe de brossage et est adapté pour détecter une insertion dudit organe de brossage dans la bouche d'un utilisateur ; - la première unité centrale électronique appartient au dispositif électronique de contrôle porté par la brosse à dents et est reliée en permanence au moins audit premier accéléromètre ; - le manche de la brosse à dents comporte un dispositif d'affichage électronique relié à la première unité centrale électronique ; - l'organe de brossage est porté par un embout fixé de façon amovible sur le manche de la brosse à dents, le dispositif électronique de contrôle étant entièrement compris dans le manche ; - le manche comporte un détecteur de changement d'embout adapté pour signaler à la première unité centrale électronique le remplacement d'un embout usagé par un embout neuf ; les moyens de traitement d'information comprennent la première unité centrale électronique ; - le dispositif de brossage comporte en outre une deuxième unité centrale électronique n'appartenant pas à la brosse à dents, et la brosse à dents comporte une interface de communication reliée à la première unité centrale électronique et adaptée pour communiquer avec la deuxième unité centrale électronique ; les moyens de traitement d'information comprennent la deuxième unité centrale électronique ; les moyens de traitement de l'information sont en outre adaptés pour mémoriser lesdites grandeurs statistiques avec des données temporelles relatives à ces grandeurs statistiques (dates et heures d'utilisation, force adapted to detect a bearing force exerted on the brushing member at least in the direction of support; - The additional sensor is disposed near the brushing member and is adapted to detect an insertion of said brushing member into the mouth of a user; - The first electronic central unit belongs to the electronic control device carried by the toothbrush and is permanently connected at least to said first accelerometer; - The handle of the toothbrush includes an electronic display device connected to the first electronic central unit; - The brushing member is carried by a tip removably attached to the handle of the toothbrush, the electronic control device being entirely included in the handle; - The handle includes a tip change detector adapted to signal to the first electronic central unit the replacement of a used tip with a new tip; the information processing means comprise the first electronic central unit; the brushing device also comprises a second electronic central unit which does not belong to the toothbrush, and the toothbrush comprises a communication interface connected to the first electronic central unit and suitable for communicating with the second electronic central unit ; the information processing means comprise the second electronic central unit; the information processing means are further adapted to store said statistical quantities with temporal data relating to these statistical quantities (dates and times of use,

durée d'utilisation, etc.). duration of use, etc.).

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Other characteristics and advantages of the invention will appear during the following description of one of its embodiments, given by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings.

Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de brossage des dents selon une forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un schéma bloc du dispositif de brossage des dents de la figure 1, et la figure 3 est une vue de détail représentant un embout amovible ainsi que l'extrémité du manche de la brosse à dents de la figure 1. In the drawings: - Figure 1 is a schematic view of a toothbrushing device according to an embodiment of the invention, - Figure 2 is a block diagram of the toothbrushing device of Figure 1, and FIG. 3 is a detail view showing a removable tip and the end of the handle of the toothbrush of FIG. 1.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. In the various figures, the same references designate identical or similar elements.

La figure 1 représente un dispositif de brossage des dents selon une forme de réalisation de l'invention, qui comporte une brosse à dents 1 comprenant elle-même : un manche 2 qui s'étend selon une direction longitudinale X et qui inclut un dispositif électronique de contrôle 3, un embout amovible 4 qui est fixé à une extrémité du manche et qui porte un organe de brossage 5 constitué par exemple par un ensemble de poils, cet organe de brossage s'étendant sensiblement dans une direction Y perpendiculaire à la direction X, à partir de l'embout (éventuellement, les poils 5 pourraient être portés directement par le manche 2, auquel cas l'embout 4 serait supprimé), et le cas échéant un boîtier électronique externe 6 communiquant avec le dispositif électronique de contrôle 3 de la brosse à dents par l'intermédiaire d'une interface de communication 7 (COM) appartenant audit dispositif de contrôle 3. FIG. 1 represents a toothbrushing device according to an embodiment of the invention, which comprises a toothbrush 1 itself comprising: a handle 2 which extends in a longitudinal direction X and which includes an electronic device control 3, a removable tip 4 which is fixed to one end of the handle and which carries a brushing member 5 constituted for example by a set of bristles, this brushing member extending substantially in a direction Y perpendicular to the direction X , from the tip (possibly, the bristles 5 could be carried directly by the handle 2, in which case the tip 4 would be removed), and if necessary an external electronic unit 6 communicating with the electronic control device 3 of the toothbrush via a communication interface 7 (COM) belonging to said control device 3.

L'interface de communication 7 peut être par exemple : un connecteur fonctionnant par contact galvanique,

ou un dispositif optique émettant et recevant dans le spectre visible ou dans l'infrarouge, ou un dispositif électromagnétique communicant par voie hertzienne, ou un dispositif acoustique émettant et recevant des sons audibles ou non, par exemple des fréquences vocales utilisées en téléphonie. The communication interface 7 can be for example: a connector operating by galvanic contact,

or an optical device emitting and receiving in the visible spectrum or in the infrared, or an electromagnetic device communicating by hertzian way, or an acoustic device emitting and receiving audible sounds or not, for example of the vocal frequencies used in telephony.

Comme représenté sur la figure 2, le dispositif électronique de contrôle 3 intégré dans la brosse à dents comporte en outre une première unité centrale électronique 8 ou unité de calcul (UC) constituée par exemple par : un microprocesseur, ou un microcontrôleur, ou un DSP ("Digital Signal Processor"tel le circuit commercialisé sous la référence TMS320F240 par Texas Instrument), ou un ASIC (circuit spécialement conçu) ou d'un FPGA (circuit comportant des portes logiques prédéfinies connectables à la demande, comme ceux de la société ALTERA). As shown in FIG. 2, the electronic control device 3 integrated in the toothbrush further comprises a first electronic central unit 8 or calculation unit (UC) constituted for example by: a microprocessor, or a microcontroller, or a DSP ("Digital Signal Processor" such as the circuit marketed under the reference TMS320F240 by Texas Instrument), or an ASIC (specially designed circuit) or an FPGA (circuit comprising predefined logic gates connectable on demand, like those of the company ALTERA ).

L'unité centrale peut être choisie parmi les composants de faible consommation et de bonne puissance de calcul, comme ceux que l'on trouve dans les cartes à puce et autres objets nomades tels que les téléphones mobiles. De tels composants, qui sont fabriqués notamment par Texas Instrument, Motorola, Atmel, Gemplus et autres, peuvent par exemple effectuer des traitements du signal tels que : filtrages, transformées de Fourier, détection, corrélation. Ces fonctions sont souvent accomplies par des DSP déjà cités plus haut qui de plus sont souvent dotés de convertisseurs analogique-numérique (CAN) nécessaires pour The central unit can be chosen from components with low consumption and good computing power, such as those found in smart cards and other nomadic objects such as mobile phones. Such components, which are manufactured in particular by Texas Instrument, Motorola, Atmel, Gemplus and others, can for example carry out signal processing such as: filtering, Fourier transforms, detection, correlation. These functions are often performed by the DSP already mentioned above, which moreover are often provided with analog-digital converters (ADC) necessary for

transformer les tensions variables issues des capteurs en une suite de valeurs numériques. transform the variable voltages from the sensors into a series of digital values.

L'unité centrale 8 est capable de numériser et de traiter les signaux issus des capteurs décrits plus loin, d'en extraire certaines informations pertinentes et de les mémoriser. A cet effet, l'unité centrale est dotée d'une mémoire non-volatile, par exemple de type EEPROM ou FLASH. La quantité de mémoire nécessaire à l'invention est assez faible, notamment si l'on prend soin de synthétiser les signaux avant de les mémoriser. The central unit 8 is capable of digitizing and processing the signals from the sensors described below, of extracting certain relevant information therefrom and storing them. For this purpose, the central unit is provided with a non-volatile memory, for example of the EEPROM or FLASH type. The amount of memory necessary for the invention is quite low, in particular if care is taken to synthesize the signals before memorizing them.

De plus, l'unité centrale 8 est capable de mesurer des intervalles de temps et est renseignée sur l'heure et la date par une horloge 9 (H) qui fournit la date, l'heure (à la seconde près par exemple). In addition, the central unit 8 is capable of measuring time intervals and is informed of the time and date by a clock 9 (H) which provides the date, the hour (to the nearest second for example).

L'ensemble du circuit électronique de contrôle 3 est par ailleurs alimenté par une source d'énergie électrique autonome 8a (par exemple, micro-pile comme celles de chez Maxell-Hitachi, micro-batterie, etc.) assurant une autonomie assez longue au dispositif. The entire electronic control circuit 3 is also powered by an autonomous electrical energy source 8a (for example, micro-battery like those from Maxell-Hitachi, micro-battery, etc.) ensuring a fairly long autonomy at device.

Le dispositif électronique de contrôle 3 comporte en outre un ou plusieurs accéléromètres 10, 10a, éventuellement regroupés en un seul capteur, comme par exemple le modèle 1010 de la société Silicon Designs. Ces accéléromètres mesurent en continu des valeurs d'accélérations subies par la brosse à dents selon au moins une direction perpendiculaire à la direction d'appui Y, par exemple selon la direction longitudinale X et selon la direction Z perpendiculaire aux directions X et Y (voir figure 1). The electronic control device 3 also comprises one or more accelerometers 10, 10a, possibly grouped together in a single sensor, such as for example the model 1010 from the company Silicon Designs. These accelerometers continuously measure acceleration values undergone by the toothbrush in at least one direction perpendicular to the support direction Y, for example in the longitudinal direction X and in the direction Z perpendicular to the directions X and Y (see figure 1).

De tels accéléromètres extrêmement intégrés et bon marché sont couramment utilisés dans les stabilisateurs de caméscopes ou dans les coussins gonflables de sécurité des voitures. On peut aussi utiliser des systèmes plus rudimentaires basés sur des micro-masses dont on mesure le déplacement par des capteurs adéquats comme des jauges de Such inexpensive, highly integrated accelerometers are commonly used in camcorder stabilizers or in car airbags. We can also use more rudimentary systems based on micro-masses whose displacement is measured by suitable sensors such as gauges of

contraintes ou par effet capacitif. Ces systèmes peuvent par exemple être basés sur une mesure capacitive entre deux peignes conducteurs miniaturisés qui font partie d'un circuit intégré à semi-conducteurs et qui sont imbriqués l'un dans l'autre, l'un des peignes étant mobiles par rapport au circuit intégré. constraints or by capacitive effect. These systems can for example be based on a capacitive measurement between two miniaturized conductive combs which are part of an integrated semiconductor circuit and which are nested one inside the other, one of the combs being movable relative to the integrated circuit.

De plus, le dispositif électronique de contrôle 3 peut comporter également un ou plusieurs capteurs de force 11 mesurant la force exercée par la brosse sur les dents ou les gencives, par exemple en utilisant une ou plusieurs jauges de contrainte (telle le modèle ESB-020-350 de la société Entran) placées sur une tige métallique souple 12 (voir figure 3) solidaire du manche 2 et portant l'embout amovible 4 : une pression sur les dents conduit à une légère déformation de la tige, mesurable par la ou les jauges. In addition, the electronic control device 3 can also include one or more force sensors 11 measuring the force exerted by the brush on the teeth or the gums, for example by using one or more strain gauges (such as the ESB-020 model. -350 from the company Entran) placed on a flexible metal rod 12 (see Figure 3) secured to the handle 2 and carrying the removable endpiece 4: pressure on the teeth leads to a slight deformation of the rod, measurable by the or the gauges.

Le dispositif de contrôle 3 peut encore comporter un ou plusieurs capteurs 13 adaptés pour détecter la préhension du manche 2 par un utilisateur, par exemple : un ou plusieurs capteurs de force mesurant la force exercée par la main sur le manche, par exemple des matériaux comme les FSR dont la résistivité varie en fonction de la pression qu'on leur applique, un ou plusieurs capteurs de température situés dans le manche (par exemple à sa surface) pour détecter la présence d'une main ; ces capteurs peuvent être des thermocouples comme ceux utilisés dans les thermomètres digitaux, un ou plusieurs capteurs de variation de champ électrique situés dans le manche pour détecter la présence d'une main, un'ou plusieurs capteurs de lumière (phototransistor par exemple) situés à la surface du manche pour détecter la présence d'une main ; on peut associer à ces capteurs des sources de lumière modulée (infrarouge en The control device 3 may also include one or more sensors 13 adapted to detect the grip of the handle 2 by a user, for example: one or more force sensors measuring the force exerted by the hand on the handle, for example materials such as FSRs whose resistivity varies depending on the pressure applied to them, one or more temperature sensors located in the handle (for example on its surface) to detect the presence of a hand; these sensors can be thermocouples like those used in digital thermometers, one or more electric field variation sensors located in the handle to detect the presence of a hand, one or more light sensors (phototransistor for example) located at the surface of the handle for detecting the presence of a hand; we can associate with these sensors modulated light sources (infrared in

général) et détecter la proximité de la main ou de la bouche par réflexion et détection synchrone, ce type de capteur proximétrique présentant un faible coût et de une grande robustesse ; ce couple source-détecteur IR pourrait assurer aussi la fonction de communication (COM), un ou plusieurs capteurs capacitifs situés par exemple à la surface du manche pour détecter la présence d'une main ; un tel capteur est constitué d'une surface conductrice appelée armature, par exemple métallique, soumise à une tension alternative ; si une autre surface conductrice (la peau par exemple) est proche de cette armature, il se crée une capacité qui peut être détecté par un montage électronique très simple. general) and detect the proximity of the hand or the mouth by reflection and synchronous detection, this type of proximetric sensor having a low cost and a great robustness; this IR source-detector couple could also provide the communication function (COM), one or more capacitive sensors located for example on the surface of the handle to detect the presence of a hand; such a sensor consists of a conductive surface called armature, for example metallic, subjected to an alternating voltage; if another conductive surface (the skin for example) is close to this reinforcement, a capacity is created which can be detected by a very simple electronic assembly.

Le dispositif de contrôle 3 peut aussi comporter un ou plusieurs capteurs 14 disposés dans la manche 2 près de l'embout 4 (ou le cas échéant dans l'embout 4 lui-même) et adaptés pour détecter l'insertion dudit embout dans la bouche de l'utilisateur, par exemple : un ou plusieurs capteurs de température, un ou plusieurs capteurs d'humidité, un ou plusieurs capteurs de PH dont les mesures peuvent en outre éventuellement être utilisés ultérieurement à titre d'information médicale, un ou plusieurs capteurs de variation du champ électrique ; ces capteurs sont formés par exemple de deux plaques coplanaires soumises à une tension alternative ; la présence d'un corps conducteur ou de perméabilité différente de l'air en leur voisinage immédiat agit sur l'amplitude du signal et peut être détectée ; la société japonaise NEC a développé de tels dispositifs, un ou plusieurs capteurs de lumière (phototransistor par exemple) ; on peut associer à ces capteurs des sources de lumière modulée (infrarouge en général) et détecter la proximité de la bouche par réflexion et détection synchrone, comme explicité ci-dessus The monitoring device 3 can also include one or more sensors 14 arranged in the sleeve 2 near the end piece 4 (or if necessary in the end piece 4 itself) and adapted to detect the insertion of said end piece into the mouth of the user, for example: one or more temperature sensors, one or more humidity sensors, one or more PH sensors, the measurements of which may furthermore possibly be used subsequently for medical information, one or more sensors variation of the electric field; these sensors are formed for example of two coplanar plates subjected to an alternating voltage; the presence of a conductive body or of different air permeability in their immediate vicinity acts on the amplitude of the signal and can be detected; the Japanese company NEC has developed such devices, one or more light sensors (phototransistor for example); we can associate with these sensors modulated light sources (infrared in general) and detect the proximity of the mouth by reflection and synchronous detection, as explained above

pour la détection de la main de l'utilisateur, un ou plusieurs capteurs de lumière : l'insertion dans la bouche provoque une diminution importante de la lumière reçue par un tel photocapteur par rapport à la luminosité ambiante d'une pièce, même mal éclairée ; ces capteurs pourraient être traités de manière différentielle en liaison avec d'autres capteurs de lumière situés dans d'autres zones comme le manche, un ou plusieurs capteurs capacitifs. for the detection of the user's hand, one or more light sensors: insertion into the mouth causes a significant reduction in the light received by such a photosensor compared to the ambient brightness of a room, even when it is poorly lit ; these sensors could be treated differently in conjunction with other light sensors located in other areas such as the handle, one or more capacitive sensors.

Le dispositif de contrôle 3 peut de plus comporter un capteur 15 indiquant l'angle entre le manche de la brosse à dent (considéré comme un vecteur orienté de la partie brossante vers la partie tenue par la main) et la verticale (orientée vers le bas) ; par exemple avec un capteur de force par jauge de contrainte pour déterminer la direction du poids d'une masselotte assujettie au support de la jauge de contrainte ; ce capteur permet de connaître l'orientation de la brosse à dent (gauche ou droite) et ainsi savoir quel est le côté de la bouche qui est soumis au brossage. Ce type de capteurs existe pour constituer des inclinomètres. The control device 3 may furthermore include a sensor 15 indicating the angle between the handle of the toothbrush (considered as a vector oriented from the brushing part towards the part held by the hand) and the vertical (oriented downwards ); for example with a force sensor by strain gauge to determine the direction of the weight of a counterweight subject to the support of the strain gauge; this sensor makes it possible to know the orientation of the toothbrush (left or right) and thus to know which side of the mouth is subjected to brushing. This type of sensor exists to constitute inclinometers.

Un afficheur 16 (AFF), par exemple de type LCD, peut en outre être prévu dans le manche 2 avec les composants électroniques de pilotage nécessaires, cet afficheur permettant de rendre la brosse à dent autonome et de se passer éventuellement d'interface de communication 7 et de boîtier externe 6. A display 16 (AFF), for example of the LCD type, may also be provided in the handle 2 with the necessary electronic control components, this display making it possible to make the toothbrush autonomous and possibly to dispense with a communication interface 7 and external housing 6.

Un ou plusieurs boutons (ou touches) miniatures 17 peuvent aussi être prévus sur le manche 2 pour communiquer manuellement des informations ou instructions à l'unité centrale 8 comme par exemple la remise à zéro, la remise à l'heure, le choix d'un mode d'enregistrement. Ces boutons pourraient être remplacés par des cavités miniatures, l'usager utilisant alors la pointe d'un stylo pour activer ces boutons , comme parfois les touches reset de One or more miniature buttons (or keys) 17 can also be provided on the handle 2 for manually communicating information or instructions to the central unit 8 such as, for example, resetting, resetting the time, a recording mode. These buttons could be replaced by miniature cavities, the user then using the tip of a pen to activate these buttons, as sometimes the reset keys of

certains agendas électroniques ou de certaines montres. certain electronic diaries or certain watches.

Un dispositif 18 situé dans le manche peut être prévu pour renseigner l'unité centrale sur les changements d'embouts 4 (au cas où cette fonctionnalité serait possible). Par exemple, ce dispositif pourrait être constitué par un contact électrique à poussoir qui est disposé à l'extrémité de la tige 12 susmentionnée. On peut notamment prévoir un opercule 19 disposé dans une cavité 4a de l'embout 4 neuf qui est destinée à recevoir la tige 12 par exemple par vissage : lorsqu'on met en place l'embout 4 neuf sur le manche 2, le poussoir 18 est actionné par l'opercule 19 avant que cet opercule ne soit déchiré par la tige 12, ce qui permet de signaler le changement d'embout à l'unité centrale 8. A device 18 located in the handle can be provided to inform the central unit about the changes of end pieces 4 (in case this functionality is possible). For example, this device could consist of an electrical push-button contact which is arranged at the end of the above-mentioned rod 12. One can in particular provide a cover 19 disposed in a cavity 4a of the new endpiece 4 which is intended to receive the rod 12 for example by screwing: when the new endpiece 4 is placed on the handle 2, the pusher 18 is actuated by the cover 19 before this cover is torn by the rod 12, which allows the tip change to be reported to the central unit 8.

Le boîtier extérieur 6, quant à lui, peut inclure par exemple une unité centrale 20 (UC) qui communique avec l'unité centrale 8 susmentionnée au moyen de l'interface 7 et d'une interface complémentaire (non représentée) appartenant au boîtier 6, cette unité centrale pouvant commander en outre un écran d'affichage 21 (dans ce cas, l'affichage 16 de la brosse à dents peut éventuellement être supprimé). The external unit 6, for its part, may include for example a central unit 20 (UC) which communicates with the above-mentioned central unit 8 by means of the interface 7 and an additional interface (not shown) belonging to the unit 6 , this central unit being able to further control a display screen 21 (in this case, the display 16 of the toothbrush can possibly be suppressed).

Le boîtier 6 extérieur peut accueillir par exemple les fonctions d'affichage et de communication avec l'extérieur et avec les usagers. Ce boîtier peut être constitué par exemple par un micro-ordinateur, ou encore par un simple téléphone ou modem si son rôle est limité aux communications à distance, par exemple pour permettre au praticien de collecter les données de brossage des dents à distance. The exterior box 6 can accommodate, for example, the display and communication functions with the exterior and with the users. This box can be constituted for example by a microcomputer, or even by a simple telephone or modem if its role is limited to remote communications, for example to allow the practitioner to collect toothbrushing data remotely.

Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. The device which has just been described operates as follows.

Certains des capteurs décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour vérifier que la brosse à dent est effectivement utilisée et non simplement mise en route à Some of the sensors described above can be used to verify that the toothbrush is actually used and not just started up at

vide . empty.

Ainsi, la mesure du temps de brossage pourra être limitée aux instants où certaines conditions sont vérifiées comme par exemple mais de manière non exclusive : - corrélations entre certaines mesures, notamment entre accélération horizontale et/ou verticale et force exercée sur la brosse, ce qui permet de vérifier que les mouvements et la pression ont lieu simultanément ; - force exercée par la brosse sur les dents supérieure à un seuil ; - force exercée par la main sur le manche supérieure à un seuil ; - accélération supérieure à un seuil. Thus, the measurement of the brushing time may be limited to the times when certain conditions are verified, for example, but not exclusively: - correlations between certain measurements, in particular between horizontal and / or vertical acceleration and force exerted on the brush, which makes it possible to verify that the movements and the pressure take place simultaneously; - force exerted by the brush on the teeth above a threshold; - force exerted by the hand on the handle above a threshold; - acceleration above a threshold.

Lorsque l'unité centrale 8 a vérifié que la brosse à dents est effectivement utilisée, elle recueille les informations provenant des différents capteurs, et notamment les valeurs d'accélérations mesurées par les accéléromètres 10, 10a, échantillonnés par exemple à la fréquence de IkHz sur 8 bits. When the central processing unit 8 has verified that the toothbrush is actually used, it collects the information coming from the various sensors, and in particular the values of accelerations measured by the accelerometers 10, 10a, sampled for example at the frequency of IkHz on 8 bits.

De plus, l'unité centrale 8 extrait de ces mesures un ensemble restreint de données synthétiques. A titre d'exemple mais de manière non exclusive, l'unité centrale 8 pourra accomplir les algorithmes suivants : - réduction du bruit par filtrage des signaux provenant des différents capteurs, par exemple en éliminant les signaux d'intensité inférieure à un seuil (clipping) en réalisant des filtrages passe-bas ou passe-bande de type Chebishev, des filtres récursifs, des filtres non linéaires comme des filtres médians, des filtrages fréquentiels comme des FFT glissantes ; - détermination de la vitesse selon chacune des directions par intégration numérique du signal d'accélération, par exemple par la méthode des trapèzes ; - détermination du déplacement selon chacune des directions par intégration numérique du signal de vitesse, In addition, the central processing unit 8 extracts from these measurements a limited set of synthetic data. By way of example, but not exclusively, the central unit 8 can perform the following algorithms: - noise reduction by filtering the signals from the various sensors, for example by eliminating the signals of intensity below a threshold (clipping ) by performing low-pass or band-pass filtering of the Chebishev type, recursive filters, non-linear filters such as median filters, frequency filters such as sliding FFTs; - determination of the speed in each direction by digital integration of the acceleration signal, for example by the trapezoid method; - determination of the displacement in each direction by digital integration of the speed signal,

par exemple par la méthode des trapèzes ; - détermination de la direction de déplacement de la brosse, par exemple en utilisant le rapport entre les composantes horizontales et verticales (dans un plan vertical parallèle au visage de l'usager) de la vitesse estimée comme ci-dessus ; - détermination de la nature générale du mouvement de la brosse : translation horizontale, translation verticale, rotation en analysant sur une fenêtre temporelle glissante (typiquement de 0.25sec) la répartition des directions estimées comme ci-dessus, par exemple en examinant l'histogramme de ces directions selon l'algorithme Slope Density Function utilisé en reconnaissance de formes. En cas de mouvement de rotation, l'histogramme sera plutôt plat. En cas de mouvement vertical ou horizontal, cet histogramme présentera un pic dans la direction majoritaire du déplacement ; - corrélation statistique (c'est-à-dire valeur moyenne du produit après centrage) entre plusieurs signaux ; par exemple entre la vitesse (filtrée comme cidessus) de la brosse et la force exercée sur les dents (éventuellement filtrée comme ci-dessus). Cette corrélation renseigne sur l'efficacité globale du brossage, une forte pression avec la brosse quasi immobile étant inefficace de même qu'une pression quasi nulle avec un mouvement rapide, il faut avoir simultanément de bonnes valeurs pour ces deux grandeurs ; - calcul de l'orientation gauche ou droite de la brosse en analysant le signal délivré par le capteur décrit au point 18 ; cette orientation devant varier que rarement (typiquement, un usager brosse un côté puis l'autre), l'UC implémentera un algorithme de type vote (pour une des 2 orientations) sur une fenêtre temporelle glissante de grande étendue (typiquement 10 s). for example by the trapezoid method; determination of the direction of movement of the brush, for example by using the ratio between the horizontal and vertical components (in a vertical plane parallel to the face of the user) of the speed estimated as above; - determination of the general nature of the brush movement: horizontal translation, vertical translation, rotation by analyzing over a sliding time window (typically 0.25sec) the distribution of the directions estimated as above, for example by examining the histogram of these directions according to the Slope Density Function algorithm used in pattern recognition. In case of rotational movement, the histogram will be rather flat. In the event of vertical or horizontal movement, this histogram will present a peak in the majority direction of movement; - statistical correlation (ie average value of the product after centering) between several signals; for example between the speed (filtered as above) of the brush and the force exerted on the teeth (possibly filtered as above). This correlation provides information on the overall effectiveness of brushing, a strong pressure with the almost immobile brush being ineffective as well as an almost zero pressure with a rapid movement, it is necessary to have good values for these two quantities simultaneously; - calculation of the left or right orientation of the brush by analyzing the signal delivered by the sensor described in point 18; this orientation having to vary only rarely (typically, a user brushes one side then the other), the CPU will implement a voting type algorithm (for one of the 2 orientations) over a sliding time window of large extent (typically 10 s).

La force moyenne exercée sur le manche sera traitée The average force exerted on the handle will be treated

comme les autres signaux en terme de filtrage et de corrélation avec les autres grandeurs comme force sur les dents ou accélérations. like the other signals in terms of filtering and correlation with the other quantities like force on the teeth or accelerations.

On notera que certains traitements comme le filtrage passe-bas peuvent être réalisés de manière analogique (par un filtre RC ou à capacités commutées). De même le redresseur (prise de la valeur absolue) et l'intégration (sommation dans le temps) pourraient être réalisés de manière analogique. Ces réalisations sont connues de tout électronicien et permettent de simplifier les montages au prix d'une certaine perte de précision et d'un risque de dérive des composants. Ces montages ainsi que les amplis et autres composants utiles à la réalisation de notre invention ne sont pas spécifiques et sont déjà connus. It will be noted that certain processing operations such as low-pass filtering can be carried out analogically (by an RC filter or with switched capacities). Likewise, the rectifier (taking the absolute value) and the integration (summation over time) could be carried out analogically. These achievements are known to any electronics engineer and make it possible to simplify assemblies at the cost of a certain loss of precision and of a risk of component drift. These assemblies as well as the amplifiers and other components useful for carrying out our invention are not specific and are already known.

Au final, la quantité de données à stocker sera assez petite car se ramenant à des grandeurs statistiques (moyennes, variance, etc. ) et à une durée et une date, soit environ une vingtaine d'octets par brossage. In the end, the amount of data to be stored will be quite small because it boils down to statistical quantities (means, variance, etc.) and to a duration and a date, that is to say about twenty bytes per brushing.

Ces données servent éventuellement à donner des indications à l'utilisateur (par l'intermédiaire de l'affichage 16 ou de l'affichage 21) sur l'efficacité de son brossage. Elles peuvent en outre être collectées dans le boîtier 6 ou à distance pour être analysées ultérieurement par un praticien ou autre. This data may be used to give indications to the user (via display 16 or display 21) on the effectiveness of his brushing. They can also be collected in the housing 6 or remotely for later analysis by a practitioner or the like.

Le choix des grandeurs à conserver, de leur précision, et de tous les paramètres de ce processus de sauvegarde peuvent être introduits dans l'unité centrale 8 via les touches 17 ou de préférence via l'interface de communication 7, notamment au moyen du boîtier 6 communiquant avec cette interface (si le boîtier 6 est pourvu d'un clavier, notamment s'il s'agit d'un microordinateur). De même, il est possible de programmer des alertes (visuelles utilisant l'affichage 16 ou éventuellement sonores). Il est même possible, si The choice of the quantities to be kept, their precision, and all the parameters of this backup process can be introduced into the central unit 8 via the keys 17 or preferably via the communication interface 7, in particular by means of the box. 6 communicating with this interface (if the housing 6 is provided with a keyboard, in particular if it is a microcomputer). Similarly, it is possible to program alerts (visual using display 16 or possibly audible). It is even possible, if

l'interface de communication le permet, de télécharger dans l'unité centrale 8 le programme exécutable de pilotage de celle-ci, par exemple à partir d'un micro-ordinateur via une liaison IRDA (infrarouge). Cette dernière solution offre un maximum d'évolutivité au produit. the communication interface allows it, to download to the central unit 8 the executable program for controlling the latter, for example from a microcomputer via an IRDA (infrared) link. The latter solution offers maximum scalability to the product.

Dans une forme de réalisation, l'unité centrale 8 pourrait être réduite au rôle d'un simple séquenceur chargé d'orchestrer la mémorisation des signaux issus de tous les capteurs. Lors de la remise en place de la brosse, le boîtier extérieur 6 pourrait alors se comporter comme une station d'accueil communiquant avec l'unité centrale 8 et récupérant ainsi toutes les données pour accomplir leur traitement, leur synthèse et le cas échéant dialoguer avec un ordinateur ou tout autre système intelligent. Ce boîtier étant plus volumineux que la brosse pourrait plus facilement et à moindre coût assurer certaines fonctions. In one embodiment, the central unit 8 could be reduced to the role of a simple sequencer responsible for orchestrating the memorization of the signals coming from all the sensors. When replacing the brush, the external housing 6 could then behave like a docking station communicating with the central unit 8 and thus recovering all the data to accomplish their processing, their synthesis and, if necessary, dialogue with a computer or any other intelligent system. This housing being larger than the brush could more easily and cheaply perform certain functions.

De plus, plusieurs brosses à dent pourraient se partager le même boîtier 6 doté éventuellement de plusieurs lieux de contact, par exemple des cavités où chaque brosse serait insérée. In addition, several toothbrushes could share the same housing 6 possibly having several places of contact, for example cavities where each brush would be inserted.

On notera que l'horloge 9 pourra être mise à l'heure et à la date au départ et l'on doit aussi pouvoir la remettre à la bonne heure et date à la demande. Ceci peut être réalisé via l'interface de communication 7 ou via les touches miniatures 17 citées plus haut. Néanmoins cette remise à l'heure devra pouvoir être inhibée ou requérir l'entrée d'un code préalable pour éviter une falsification des données. Par ailleurs, il est possible de ne pas entrer la vraie date et heure lors de la mise ou remise en service de notre système. En effet, si l'horloge prend à ce moment la valeur 0000'pour le numéro du jour et'00 : 00' pour les heures et minutes, les mesures effectuées et mémorisées seront datées à partir de cette origine des temps interne (OTI), fournissant bien des durées d'usage et des intervalles entre usages corrects. De plus, lors d'un Note that the clock 9 can be set to the time and date on departure and it must also be possible to reset it to the correct time and date on request. This can be done via the communication interface 7 or via the miniature keys 17 mentioned above. However, this time-setting must be able to be inhibited or require the entry of a prior code to avoid falsification of the data. Furthermore, it is possible not to enter the real date and time when putting our system into service or putting it back into service. Indeed, if the clock takes at this time the value 0000 'for the day number and '00: 00' for the hours and minutes, the measurements made and stored will be dated from this internal time origin (OTI) , providing many times of use and intervals between correct uses. In addition, during a

dialogue avec un ordinateur qui connaît lui la date et l'heure actuelle, il est possible de recadrer toutes les dates et heures enregistrées avec cette origine OTI en comparant à cet instant la date et heure de notre système avec la date et heure réelle. dialogue with a computer which knows the current date and time, it is possible to crop all the dates and times recorded with this OTI origin by comparing at this instant the date and time of our system with the actual date and time.

Claims

1. A toothbrushing device comprising a toothbrush (1) which comprises on the one hand, a handle (2) extending in a longitudinal direction (X) and on the other hand, a brushing member (5) carried by the handle and intended to be applied to the teeth of a user in a support direction (Y) perpendicular to the longitudinal direction, this toothbrush being provided with an electronic control device (3) comprising at least a motion sensor (10) adapted to communicate with at least a first electronic central unit (8), characterized in that the motion sensor (10) is a first accelerometer adapted to measure substantially acceleration values undergone by the toothbrush (1) in at least a first direction of acceleration (X, Z), the first electronic central unit (8) being adapted to receive the values of successive accelerations measured by the first access lerometer (10), and the toothbrushing device further comprising information processing means (8,20) adapted to develop statistical quantities from the values of successive accelerations received from the first accelerometer (10).

2. Device according to claim 1, in which the first direction of acceleration (Z) is arranged substantially perpendicular to the direction of support (Y) and to the longitudinal direction (X).

3. Device according to claim 1 or claim 2, wherein the electronic control device (3) carried by the toothbrush further comprises an additional sensor (10a, 11, 13,14, 15, 18) adapted to communicate to the first electronic central unit (8) additional information relating to the use of the toothbrush, and the means of

information processing (8,20) are adapted to correlate said additional information with the values of successive accelerations received from the first accelerometer.

4. Device according to claim 3, wherein the additional sensor is a second accelerometer (10a) adapted to measure substantially continuously values of acceleration undergone by the toothbrush in a second direction of acceleration (X, Z) perpendicular to the first direction of acceleration.

5. Device according to claim 3, wherein the additional sensor is a tilt sensor (15) adapted to discriminate between right and left orientations of the toothbrush (1), when the longitudinal direction (X) and the direction support (Z) are arranged substantially horizontally.

6. Device according to claim 3, wherein the additional sensor (13) is disposed in the handle (2) and is adapted to detect a grip of the toothbrush by a user.

7. Device according to claim 3, wherein the additional sensor (11) is a force sensor adapted to detect a pressing force exerted on the brushing member at least in the direction of support.

8. Device according to claim 3, in which the additional sensor (14) is disposed near the brushing member (5) and is adapted to detect an insertion of said brushing member in the mouth of a user.

9. Device according to any one of the preceding claims, in which the first electronic central unit (8) belongs to the electronic control device (3) carried by the toothbrush (1) and is permanently connected at least to said first accelerometer. (10).

10. Device according to claim 9, in

which the handle (2) of the toothbrush comprises an electronic display device (16) connected to the first electronic central unit (8).

11. Device according to claim 9 or claim 10, wherein the brushing member (5) is carried by a tip (4) removably attached to the handle (2) of the toothbrush, the electronic device of control (3) being fully included in the handle.

12. Device according to claim 11, wherein the handle comprises a tip change detector (18) adapted to signal to the first electronic central unit (8) the replacement of a used tip (4) with a new tip.

13. Device according to any one of the preceding claims, in which the information processing means comprise the first electronic central unit (8).

14. Device according to any one of claims 9 to 12, the brushing device further comprises a second electronic central unit (20) not belonging to the toothbrush (1), and the toothbrush has an interface communication (7) connected to the first electronic central unit (8) and adapted to communicate with the second electronic central unit (20).

15. Device according to claim 14, in which the information processing means comprise the second electronic central unit (20).

16. Device according to any one of the preceding claims, in which the information processing means are further adapted to store said statistical quantities with temporal data relating to these statistical quantities.