JP2014204789A - 歯ブラシの位置姿勢計測方法、歯ブラシの位置姿勢伝達方法、歯ブラシの位置姿勢計測システム、および歯ブラシの位置姿勢伝達システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブラッシング時において、歯列の位置および姿勢が変化した場合であっても、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢を精度よく計測する歯ブラシの位置姿勢計測方法、およびその計測システムを提供することを目的とする。
【解決手段】トランスミッターにより磁界を発生させる行程と、前記磁界内に設置されたレシーバーによって、前記トランスミッターに対する歯列の相対的な位置および姿勢に関する第１情報と、前記トランスミッターに対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第２情報と、を検出する行程と、検出した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第３情報を算出する行程と、を含む歯ブラシの位置姿勢計測方法。
【選択図】図１

Description

この発明は、歯ブラシの位置姿勢計測方法、歯ブラシの位置姿勢伝達方法、歯ブラシの位置姿勢計測システム、および歯ブラシの位置姿勢伝達システムに関する。

歯垢の除去は、う蝕予防、歯周病予防には必須である。しかし、口腔内は狭いため、歯ブラシによって口腔内の隅々まで適切にブラッシングできているかどうかは、使用者自らの感覚によっては判断しにくく、その結果、不適切なブラッシングによって、歯垢が十分に除去されない場合があった。

これに対して、ブラッシングしている間の歯ブラシの角度情報を計測し、その角度情報に基づいて、使用者が歯列のどの部位をブラッシングしているかを推定するものが提案されている（たとえば、特許文献１）。

特開２００９−２４０７６０号公報

しかし、歯ブラシの角度情報のみから歯列のどの部位をブラッシングしているかを推定する方法では、歯ブラシの絶対的な姿勢に関する情報のみに基づいているため、歯列の位置および姿勢が変化するような場合では、ブラッシングしている箇所を正確に特定することが困難であった。これにより、たとえば、奥歯の奥まで歯ブラシが到達しているかどうかを判断できず、ブラッシングが不適切となってしまう場合があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、ブラッシング時において、歯列の位置および姿勢が変化した場合であっても、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢を精度よく計測する歯ブラシの位置姿勢計測方法、およびその計測システムを提供することを目的とする。また、これらにより計測した歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢を伝達することにより、使用者の適切なブラッシングの実現に寄与できる歯ブラシの位置姿勢伝達方法、およびその伝達システムを提供することを目的とする。

本発明の歯ブラシの位置姿勢計測方法は、トランスミッターにより磁界を発生させる行程と、前記磁界内に設置されたレシーバーによって、前記トランスミッターに対する歯列の相対的な位置および姿勢に関する第１情報と、前記トランスミッターに対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第２情報と、を検出する行程と、検出した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第３情報を算出する行程と、を含む。

この方法によれば、トランスミッターによって発生された磁界内に設置されたレシーバーによって、トランスミッターに対する、歯列の相対的な位置および姿勢に関する第１情報および歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第２情報を検出する。そして、検出したこれらの情報に基づいて、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第３情報を算出する。したがって、歯列の位置および姿勢が変化する場合であっても、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記第１情報は、上顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第１位置に設けた第１レシーバーと、下顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第２位置に設けた第２レシーバーと、の少なくとも一方で検出してもよい。
この方法によれば、第１レシーバーによって第１情報を検出することによって、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を得ることができ、第２レシーバーによって第１情報を検出することによって、下顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を得ることができる。

前記第１位置は、こめかみよりも上側であってもよい。
この方法によれば、第１レシーバーが設けられる第１位置がこめかみよりも上側であるため、第１位置と上顎歯列との相対的位置関係が精度よく保持され、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記第１位置は、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所であってもよい。
この方法によれば、第１レシーバーが設けられる第１位置が、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所であるため、第１位置と上顎歯列との相対的位置関係がより精度よく保持され、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。また、第１レシーバーの設置が容易である。

前記第２位置は、頤部であってもよい。
この方法によれば、第２レシーバーが設けられる第２位置が頤部であるため、第２位置と下顎歯列との相対的位置関係がより精度よく保持され、下顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記第２情報は、前記歯ブラシの把持側の端部に設けた第３レシーバーで検出してもよい。
この方法によれば、第２情報を検出する第３レシーバーは、歯ブラシの把持側の端部に設けられているため、第３レシーバーが歯ブラシに設置されることによる、ブラッシングの阻害を抑制できる。そのため、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記第３情報は、前記歯ブラシの前記把持側と逆側の端部における、前記歯列に対する相対的な位置および姿勢を含んでもよい。
この方法によれば、歯ブラシの把持側と逆側の端部（先端部）の位置姿勢情報を精度よく計測できる。

本発明の歯ブラシの位置姿勢伝達方法は、本発明の歯ブラシの位置姿勢計測方法によって、前記第３情報を計測する行程と、前記第３情報のうち少なくとも前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置に関する情報を伝達する行程と、を含む。

この方法によれば、本発明の歯ブラシの位置姿勢計測方法によって、精度よく計測された歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報のうち、少なくとも位置に関する情報について伝達することで、使用者の適切なブラッシングの実現に寄与できる。

前記伝達する行程において、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な姿勢に関する情報を伝達してもよい。
この方法によれば、精度よく計測された歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報の両方が伝達されるため、使用者の適切なブラッシングの実現により寄与できる。

前記伝達する行程は、前記計測する行程に対してリアルタイムに行われてもよい。
この方法によれば、ブラッシング時にリアルタイムで、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報が伝達されるため、使用者の適切なブラッシングの実現により寄与できる。

本発明の歯ブラシの位置姿勢計測システムは、歯ブラシと、磁界を発生させるトランスミッターと、歯列と所定の相対的位置関係を保持する位置と、前記歯ブラシと、に設けられ、前記磁界内において、前記トランスミッターに対する相対的な位置および姿勢に関する情報を検出可能なレシーバーと、前記レシーバーによって検出した情報に基づいて、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を算出する演算装置と、を備える。

この構成によれば、歯列と所定の相対的位置関係を保持する位置と、歯ブラシと、に設けられたレシーバーによって、それぞれのトランスミッターに対する相対的な位置および姿勢に関する情報を検出できる。そして、その検出された情報に基づいて、演算装置によって、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報が算出される。したがって、歯列の位置および姿勢が変化する場合であっても、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記歯列と所定の相対的位置関係を保持する位置に設けられる前記レシーバーは、上顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第１位置に設けた第１レシーバーと、下顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第２位置に設けた第２レシーバーと、のうち少なくとも一方を備えていてもよい。
この構成によれば、第１レシーバーによって、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を得ることができ、第２レシーバーによって、下顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を得ることができる。

前記第１位置は、こめかみよりも上側であってもよい。
この構成によれば、第１レシーバーが設けられる第１位置がこめかみよりも上側であるため、第１位置と上顎歯列との相対的位置関係が精度よく保持され、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記第１位置は、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所であってもよい。
この構成によれば、第１レシーバーが設けられる第１位置が、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所であるため、第１位置と上顎歯列との相対的位置関係がより精度よく保持され、上顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。また、第１レシーバーの設置が容易である。

前記第２位置は、頤部であってもよい。
この構成によれば、第２レシーバーが設けられる第２位置が頤部であるため、第２位置と下顎歯列との相対的位置関係がより精度よく保持され、下顎歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記歯ブラシに設けられる前記レシーバーは、前記歯ブラシの把持側の端部に設けられた第３レシーバーであってもよい。
この構成によれば、歯ブラシの把持側の端部に第３レシーバーが設けられているため、第３レシーバーが歯ブラシに設置されることによる、ブラッシングの阻害を抑制できる。そのため、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

前記演算装置によって算出される、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報は、前記歯ブラシの前記把持側と逆側の端部における、前記歯列に対する相対的な位置および姿勢を含んでもよい。
この構成によれば、歯ブラシの先端部における、歯列に対して相対的な位置および姿勢に関する情報を精度よく計測できる。

本発明の歯ブラシの位置姿勢伝達システムは、本発明の歯ブラシの位置姿勢計測システムと、前記演算装置に接続され、少なくとも前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置に関する情報を伝達する伝達装置と、を備える。

この構成によれば、本発明の歯ブラシの位置姿勢計測システムによって、精度よく計測された歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報のうち、少なくとも位置に関する情報について伝達することで、使用者の適切なブラッシングの実現に寄与できる。

前記伝達装置は、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な姿勢に関する情報を伝達してもよい。
この構成によれば、精度よく計測された歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報の両方が伝達されるため、使用者の適切なブラッシングの実現により寄与できる。

前記伝達装置は、前記歯ブラシの位置姿勢計測システムによって計測された情報をリアルタイムに伝達してもよい。
この構成によれば、ブラッシング時にリアルタイムで、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報が伝達されるため、使用者の適切なブラッシングの実現により寄与できる。

本発明によれば、ブラッシング時において、歯列の位置および姿勢が変化した場合であっても、歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢を精度よく計測する歯ブラシの位置姿勢計測方法、およびその計測システムが得られる。また、これらにより計測した歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢を伝達することにより、使用者の適切なブラッシングに寄与できる歯ブラシの位置姿勢伝達方法、およびその伝達システムが得られる。

本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システムを模式的に示す概略図である。 本実施形態のトランスミッターとレシーバーの関係を示す説明図である。 頭部および下顎部におけるレシーバーの設置位置を示す説明図である。 本実施形態の歯ブラシと下顎部との関係を示した説明図である。 本実施例の計測結果を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る歯ブラシの位置姿勢伝達システムおよび歯ブラシの位置姿勢伝達方法について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

まず、本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１の各部について説明する。
図１は、本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１を模式的に示した概略図である。
本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１は、図１に示すように、歯ブラシの位置姿勢計測システム２と、表示装置（伝達装置）１５と、を備えている。
歯ブラシの位置姿勢計測システム２は、トランスミッター１０と、制御装置１１と、ブラッシング装置１３と、上顎歯列情報検出装置１４と、下顎歯列情報検出装置１７と、演算装置１８と、を備えている。

トランスミッター１０は、磁界を発生する装置である。トランスミッター１０の設置位置は、トランスミッター１０が発生させる磁界内に、ブラッシング装置１３と、上顎歯列情報検出装置１４と、下顎歯列情報検出装置１７と、が入る範囲内において、特に限定されない（図では、ブラッシング装置１３を使用する使用者の後方）。それぞれの装置に設けられた、後述するレシーバーが、磁界内に入っていることにより、各レシーバーの位置および姿勢が検出できる。

図２は、トランスミッター１０と、レシーバーとの関係を示した説明図である。
レシーバーは、内部にコイルが備えられており、レシーバーがトランスミッター１０の発生する磁界内に入ることによってコイルに誘導電流が発生する。この発生した誘導電流を検知することによって、トランスミッター１０の中心を原点Ｏとした、レシーバーのＸＹＺ座標、およびそれぞれの軸回りの回転角度θ_Ｘ，θ_Ｙ，θ_Ｚを検出できる。

たとえば、図２に示すように、トランスミッター１０の磁界内に、レシーバー１２ａ，１２ｂが含まれるような場合、レシーバー１２ａの位置姿勢パラメータ（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１，θ_Ｘ１，θ_Ｙ１，θ_Ｚ１）と、レシーバー１２ｂの位置姿勢パラメータ（Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２，θ_Ｘ２，θ_Ｙ２，θ_Ｚ２）と、が検出できる。これらの情報に基づいてレシーバー１２ａとレシーバー１２ｂとの相対的な位置関係および姿勢を算出できる。

上顎歯列情報検出装置１４は、図１に示すように、ヘッドホン１４ａと、レシーバー（第１レシーバー）１２Ｕと、を備えている。
図３は、使用者の頭部および下顎部におけるレシーバーの設置位置を示した説明図である。図３では、説明のため、頭蓋骨を示している。なお、本明細書において、頭部とは、頭蓋骨の下顎骨を除く部分に対応する部分を意味し、下顎部とは、下顎骨に対応する部分を意味する。

レシーバー１２Ｕは、上顎歯列情報検出装置１４を使用者が装着した際に、上顎歯列と相対的位置関係が保持される位置として、図３に示す頭部３１の上頭部領域３１ａ内における任意の位置Ｐ_Ｕ（図３では側頭部）に位置するようにして、ヘッドホン１４ａに設置されている。上頭部領域３１ａは、頭部３１における、こめかみより上側の領域である。

下顎歯列情報検出装置１７は、図１に示すように、サポーター１７ａと、レシーバー（第２レシーバー）１２Ｌと、を備えている。
サポーター１７ａは、使用者の下顎部３２に装着される、装着具である。サポーター１７ａは、内側に軟質樹脂を備えている。これにより、サポーター１７ａがずれることによる、サポーター１７ａと使用者の下顎部３２との相対的な位置関係が変化することを抑制できる。

レシーバー１２Ｌは、サポーター１７ａに対する相対的な位置関係が変化しないようにして、サポーター１７ａに固定されている。レシーバー１２Ｌが固定されているサポーター１７ａにおける位置は、下顎歯列情報検出装置１７を使用者が装着した際に、レシーバー１２Ｌが、下顎歯列と相対的位置関係が保持される下顎部３２の頤部３２ａにおける任意の位置Ｐ_Ｌ（図３参照）となるような位置である。
レシーバー１２Ｕと、レシーバー１２Ｌと、によって、トランスミッター１０に対する歯列の相対的な位置および姿勢に関する情報（第１情報）が検出される。

図４は、ブラッシング装置１３と、下顎部３２と、の位置関係を示した説明図である。
ブラッシング装置１３は、図４に示すように、歯ブラシ４１と、取付具４０と、レシーバー（第３レシーバー）１２Ｔと、を備えている。
歯ブラシ４１は、特に限定されず、いかなる公知の歯ブラシであってもよい。

取付具４０は、基部４０ａと、円筒部４０ｂと、を備えている。
基部４０ａには、レシーバー１２Ｔが設置されている。基部４０ａの形状は、レシーバー１２Ｔが設置できる範囲内において、特に限定されない（図では立方体形状）。基部４０ａの大きさは、ブラッシングの際、邪魔にならないように小さい方が好ましい。
円筒部４０ｂの穴部には、歯ブラシ４１の把持する側の端部が挿入され、着脱可能とされている。円筒部４０ｂの穴部の形状および大きさは、歯ブラシ４１を着脱可能に設けられる範囲内において特に限定されない。
レシーバー１２Ｔによって、トランスミッター１０に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報（第２情報）が検出される。

制御装置１１は、図１に示すように、トランスミッター１０と、レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔと、演算装置１８と、に接続されている。
制御装置１１は、トランスミッター１０を制御して、磁界の発生を制御している。制御装置１１には、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔ内のコイルに磁界によって発生した誘導電流の情報が入力される。制御装置１１は、入力された誘導電療の情報を、トランスミッター１０に対する各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔの相対的な位置および姿勢の情報に変換して、演算装置１８に出力している。
なお、制御装置１１と、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔと、の接続は、有線による接続であっても、無線による接続であってもよい。

演算装置１８は、制御装置１１と、表示装置１５と、に接続されている。
演算装置１８には、レシーバー１２Ｕの設置位置と上顎歯列の基準位置との相対的な位置関係情報、レシーバー１２Ｌの設置位置と下顎歯列の基準位置との相対的な位置関係情報、およびレシーバー１２Ｔの設置位置と歯ブラシ４１の基準位置（たとえば、先端部）との相対的な位置関係情報が入力されている。
演算装置１８は、制御装置１１から入力された、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔの位置および姿勢の情報に基づいて、使用者の歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報（第３情報）を算出する。

表示装置１５は、演算装置１８に接続され、演算装置１８から入力された使用者の歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報を表示画像１６として、リアルタイムに表示する。表示される情報としては、たとえば、上顎歯列と歯ブラシ４１との相対位置関係および相対姿勢、下顎歯列と歯ブラシ４１との相対位置関係および相対姿勢、ブラッシングのストローク量、ブラッシングの速度、等がある。これらの情報を表示する表示画像１６は、２次元コンピュータグラフィックス（２ＤＣＧ）であっても、３次元コンピュータグラフィックス（３ＤＣＧ）であっても、数値情報のみを表示するものであってもよい（図１では、上顎歯列Ｔに対する歯ブラシ４１の位置Ｐを、２ＤＣＧによって表示している）。たとえば、３ＤＣＧとしては、図４に示すようにして、歯ブラシ４１と歯列（図では下顎歯列）とを立体的に表示したものが挙げられる。

次に、本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１を用いた、歯ブラシの位置姿勢伝達方法について説明する。
本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達方法は、トランスミッター１０によって磁界を発生させる磁界発生行程と、各レシーバーの位置姿勢情報を検出する検出行程と、各レシーバーによって得られた情報に基づいて、歯列に対する歯ブラシ４１の位置および姿勢に関する情報を算出する算出行程と、算出した情報を表示する表示行程と、を有する。

まず、ブラッシング装置１３の使用者に、図１に示すようにして、上顎歯列情報検出装置１４と、下顎歯列情報検出装置１７と、を装着させる。そして、トランスミッター１０を、トランスミッター１０が発生する磁界内に、レシーバー１２Ｕ（上顎歯列情報検出装置１４）と、レシーバー１２Ｌ（下顎歯列情報検出装置１７）と、レシーバー１２Ｔ（ブラッシング装置１３）と、が含まれるようにして設置する。
そして、制御装置１１によって、トランスミッター１０に信号を送り、磁界を発生させる（磁界発生行程）。磁界が発生した状態において、使用者にブラッシング装置１３を用いてブラッシングを行わせる。

次に、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔのトランスミッター１０に対する位置および姿勢情報を検出する。
磁界内に各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔが配置されていることにより、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔ内のコイルに誘導電流が生じる。この誘導電流に基づいて、図３に示す、レシーバー１２Ｕの設置された位置Ｐ_Ｕの位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｕ，Ｙ_Ｕ，Ｚ_Ｕ，θ_ＸＵ，θ_ＹＵ，θ_ＺＵ）、レシーバー１２Ｌの設置された位置Ｐ_Ｌの位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｌ，Ｙ_Ｌ，Ｚ_Ｌ，θ_ＸＬ，θ_ＹＬ，θ_ＺＬ）、および図４に示す、レシーバー１２Ｔが設置された位置Ｐ_Ｔの位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｔ，Ｙ_Ｔ，Ｚ_Ｔ，θ_ＸＴ，θ_ＹＴ，θ_ＺＴ）が得られる（検出行程）。得られた各位置姿勢情報は、制御装置１１から演算装置１８に出力される。

次に、演算装置１８によって、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔから得られた情報から、歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢を算出する。

レシーバー１２Ｕ，１２Ｌに対する上顎歯列および下顎歯列の基準となる位置は、歯列におけるどの位置としてもよい。たとえば、図３に示す、最後臼歯の位置Ｐ_Ｕ１，Ｐ_Ｌ１とできる。
また、レシーバー１２Ｔに対する歯ブラシ４１の基準となる位置は、歯ブラシ４１上のどの位置としてもよい。たとえば、歯ブラシ４１の先端部の位置Ｐ_Ｔ１（図４参照）とできる。

演算装置１８によって、上記相対的な位置関係情報と、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔから得られた各位置Ｐ_Ｕ，Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｔの位置姿勢情報と、に基づいて、上顎歯列の基準位置（最後臼歯の位置）Ｐ_Ｕ１の位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｕ１，Ｙ_Ｕ１，Ｚ_Ｕ１，θ_ＸＵ１，θ_ＹＵ１，θ_ＺＵ１）、下顎歯列の基準位置（最後臼歯の位置）Ｐ_Ｌ１の位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｌ１，Ｙ_Ｌ１，Ｚ_Ｌ１，θ_ＸＬ１，θ_ＹＬ１，θ_ＺＬ１）、および歯ブラシ４１における先端部の位置Ｐ_Ｔ１の位置姿勢パラメータ（Ｘ_Ｔ１，Ｙ_Ｔ１，Ｚ_Ｔ１，θ_ＸＴ１，θ_ＹＴ１，θ_ＺＴ１）が、算出される。
そして、これらの位置姿勢パラメータを用いて、上顎歯列および下顎歯列に対する歯ブラシ４１の先端位置Ｐ_Ｔ１の相対的な位置および姿勢に関する情報を算出する（算出行程）。

次に、演算装置１８によって算出された、上顎歯列および下顎歯列に対する歯ブラシ４１における先端部の位置Ｐ_Ｔ１の相対的な位置および姿勢に関する情報を、表示装置１５によって表示する（表示行程）。表示画像１６は、リアルタイムで表示され、たとえば、図１に示すような、上顎歯列Ｔと、歯ブラシ４１の先端位置Ｐ_Ｔ１の、ＸＹ平面上における、上顎歯列Ｔに対する位置Ｐと、を表示する画像とできる。上顎歯列Ｔは、使用者の上顎歯列における基準位置Ｐ_Ｕ１に対する他の位置（他の歯の位置関係）を予め計測し、演算装置１８に入力しておくことによって、表示が可能である。

以上の行程によって、ブラッシングをしている使用者の歯列に対する歯ブラシ４１の相対位置および姿勢に関する情報を表示することができる。

以上に詳細に説明した本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１によれば、レシーバー１２Ｕが使用者の上頭部領域３１ａに設けられており、レシーバー１２Ｌが頤部３２ａに設けられている。そして、ブラッシング装置１３における取付具４０の基部４０ａにはレシーバー１２Ｔが設けられている。これにより、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔから得られる位置姿勢情報と、予め演算装置１８に入力された、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔと計測したい箇所（たとえば、歯列および歯ブラシの先端部）との相対的な位置関係情報と、によって、使用者の上顎歯列および下顎歯列に対する、歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢について算出することが可能である。そのため、使用者がブラッシング時に、上顎歯列および下顎歯列の位置姿勢を変化させた場合であっても、歯ブラシ４１の各歯列に対する相対的な位置および姿勢を精度よく計測できる。

また、計測された歯ブラシ４１の各歯列に対する相対的な位置および姿勢に関する情報を示す表示画像１６が、表示装置１５にリアルタイムで表示される。これにより、ブラッシングの際に、表示画像１６を使用者が見ることによって、ブラッシングを支援することができる。また、表示画像１６を歯科衛生士が見ることによって、使用者に対して適切なブラッシング指導を行うこともできる。これらにより、使用者の適切なブラッシングの実現に寄与できる。

また、本実施形態によれば、レシーバー１２Ｕは、上頭部領域３１ａに設けられている。上頭部領域３１ａは、頭部３１におけるこめかみよりも上側の部分であり、上顎歯列に対して相対的な位置および姿勢が保持されやすい。そのため、レシーバー１２Ｕによって検出された設置位置Ｐ_Ｕの位置姿勢情報から、上顎歯列の位置姿勢情報を精度よく算出できる。

また、図３に示すようにして、レシーバー１２Ｕを設置する位置Ｐ_Ｕを側頭部とすることにより、位置Ｐ_Ｕの上顎歯列に対する相対的な位置および姿勢がより保持されやすく、レシーバー１２Ｕによって検出された位置Ｐ_Ｕの位置姿勢情報から、上顎歯列の位置姿勢情報をより精度よく算出できる。
また、側頭部を位置Ｐ_Ｕとする場合には、本実施形態のヘッドホン１４ａのような装着具を介して、レシーバー１２Ｕの設置ができ、簡便である。

また、本実施形態によれば、レシーバー１２Ｌは、頤部３２ａに設けられている。頤部３２ａは、下顎歯列に対して相対的な位置および姿勢が保持されやすい。そのため、レシーバー１２Ｌによって検出された設置位置Ｐ_Ｌの位置姿勢情報から、下顎歯列の位置姿勢情報を精度よく算出できる。

また、レシーバー１２Ｔは、歯ブラシ４１の端部に接続された取付具４０の基部４０ａに設置されている。そのため、歯ブラシ４１によってブラッシングする際に、レシーバー１２Ｔが邪魔になりにくく、ブラッシングを阻害しにくい。

また、本実施形態においては、歯ブラシ４１の先端部の位置Ｐ_Ｔ１の位置姿勢情報を計測できるため、歯ブラシ４１の先端の歯列に対する相対的な位置および姿勢を計測可能である。これにより、本実施形態の歯ブラシの位置姿勢伝達システム１は、歯ブラシ４１が、最後臼歯に到達しているかどうかの判別に、特に効果的である。

また、本実施形態によれば、表示装置１５に、歯ブラシ４１の歯列に対する角度を表示することもできる。そのため、歯列に対して垂直に歯ブラシを当てるスクラッビング法や、歯列に対して４５°の角度で歯ブラシを当てるバス法等のブラッシング法の支援に有効である。

また、本実施形態によれば、表示装置１５に、歯ブラシ４１の速度やストローク量を表示することもできる。そのため、スクラッビング法やバス法といった、歯ブラシを小刻みに動かして磨くブラッシング法の支援に有効である。

また、本実施形態によれば、上顎歯列情報検出装置１４は、ヘッドホン１４ａにレシーバー１２Ｕが取り付けられた構成であるため、装着が容易である。

また、本実施形態によれば、下顎歯列情報検出装置１７は、サポーター１７ａにレシーバー１２Ｌが取り付けられた構成であるため、装着が容易である。

次に、実施例について説明する。
使用者の１回分のブラッシングにおける、使用者の歯列に対する歯ブラシの相対的な位置および姿勢の計測および表示を行った。

トランスミッターおよびレシーバーとしては、ＰＯＬＨＥＭＵＳ社製の磁気センサーＦＡＳＴＲＡＫを使用した。磁気センサーの分解能は、位置０．００５ｍｍ、角度０．００２５°（トランスミッターとレシーバー間３０ｃｍにおける値）であり、測定範囲は、トランスミッターの周囲約７６ｃｍである。また、応答速度は、４ｍｓである。

座った使用者の後方、約２０ｃｍの位置にトランスミッターを配置し、使用者のブラッシングの計測を行った。
図５は、その計測結果の表示画像１６を示した図である。
図５には、１回分のブラッシングにおける、上顎歯列Ｔに対する歯ブラシ位置の軌跡Ｐ_Ｃ１が、ＸＹ平面上に示されている。これより、上顎歯列Ｔに対する歯ブラシの相対的な位置が計測でき、表示できることが確かめられた。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

上顎歯列情報検出装置１４は、ヘッドホン１４ａの代わりに、その他の装着具、たとえば、帽子等を用いてもよい。
また、上顎歯列情報検出装置１４は、レシーバー１２Ｕのみから構成されていてもよい。この場合においては、レシーバー１２Ｕは、直接使用者の頭部３１にテープ等により取り付けることができる。

下顎歯列情報検出装置１７は、レシーバー１２Ｌのみから構成されていてもよい。この場合においては、レシーバー１２Ｌは、直接使用者の下顎部３２にテープ等により取り付けることができる。

レシーバー１２Ｕが設置される箇所は、上頭部領域３１ａにおける、側頭部以外の箇所、たとえば、前頭部、頭頂部、後頭部および額のいずれかの箇所であってもよい。これらの位置においても、上顎歯列に対して相対的な位置および姿勢が保持されやすく、上顎歯列の位置姿勢情報を精度よく算出できる。

レシーバー１２Ｕが設置される箇所は、上頭部領域３１ａ以外の頭部３１における位置であってもよい。

レシーバー１２Ｌが設置される箇所は、頤部３２ａ以外の下顎部３２における位置であってもよい。

上顎歯列情報検出装置１４と、下顎歯列情報検出装置１７と、はどちらか一方だけでもよい。その場合には、上顎歯列と下顎歯列とのうちどちらか一方に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報が得られる。

表示装置１５と、演算装置１８と、は一体化していてもよい。たとえば、表示装置１５と、演算装置１８と、が一体化した装置として、パーソナルコンピュータを用いることができる。

本実施形態においては、表示装置１５を用いて、使用者あるいは歯科衛生士に、歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報を視覚的に伝達したが、これに限られない。たとえば、歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報が、聴覚的、触覚的に、伝達される構成としてもよい。具体的には、歯ブラシ４１が最後臼歯に到達しているかを判断して、音を鳴らす、歯ブラシ４１を振動させる、等が挙げられる。
また、視覚的、聴覚的、触覚的、な伝達方法のうちいずれか２つ以上の伝達方法を組み合わせて、歯列に対する歯ブラシ４１の相対的な位置および姿勢に関する情報を伝達する構成としてもよい。

演算装置１８に入力されている、各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔの設置位置と、各計測対象部位における基準位置と、の相対的な位置関係情報の計測方法は、特に限定されない。たとえば、メジャー等を用いて、位置Ｐ_Ｕと位置Ｐ_Ｕ１と、位置Ｐ_Ｌと位置Ｐ_Ｌ１と、位置Ｐ_Ｔと位置Ｐ_Ｔ１と、のそれぞれのＸＹＺ軸方向の距離を計測してもよい。また、たとえば、本実施形態において用いている各レシーバー１２Ｕ，１２Ｌ，１２Ｔと同様のレシーバーを設けたスタイラスによって、各位置をポインティングすることによって、各位置同士の相対的な位置関係を計測してもよい。

１…歯ブラシの位置姿勢伝達システム、２…歯ブラシの位置姿勢計測システム、１０…トランスミッター、１２Ｕ…レシーバー（第１レシーバー）、１２Ｌ…レシーバー（第２レシーバー）、１２Ｔ…レシーバー（第３レシーバー）、１５…表示装置（伝達装置）、１８…演算装置、４１…歯ブラシ

Claims (20)

1. トランスミッターにより磁界を発生させる行程と、
   前記磁界内に設置されたレシーバーによって、前記トランスミッターに対する歯列の相対的な位置および姿勢に関する第１情報と、前記トランスミッターに対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第２情報と、を検出する行程と、
   検出した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する第３情報を算出する行程と、
   を含む歯ブラシの位置姿勢計測方法。
2. 前記第１情報は、上顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第１位置に設けた第１レシーバーと、下顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第２位置に設けた第２レシーバーと、の少なくとも一方で検出する、請求項１に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
3. 前記第１位置は、こめかみよりも上側である、請求項２に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
4. 前記第１位置は、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所である、請求項３に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
5. 前記第２位置は、頤部である、請求項２から４のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
6. 前記第２情報は、前記歯ブラシの把持側の端部に設けた第３レシーバーで検出する、請求項１から５のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
7. 前記第３情報は、前記歯ブラシの前記把持側と逆側の端部における、前記歯列に対する相対的な位置および姿勢を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測方法によって、前記第３情報を計測する行程と、
   前記第３情報のうち少なくとも前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置に関する情報を伝達する行程と、
   を含む歯ブラシの位置姿勢伝達方法。
9. 前記伝達する行程において、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な姿勢に関する情報を伝達する、請求項８に記載の歯ブラシの位置姿勢伝達方法。
10. 前記伝達する行程は、前記計測する行程に対してリアルタイムに行われる、請求項８または９に記載の歯ブラシの位置姿勢伝達方法。
11. 歯ブラシと、
    磁界を発生させるトランスミッターと、
    歯列と所定の相対的位置関係を保持する位置と、前記歯ブラシと、に設けられ、前記磁界内において、前記トランスミッターに対する相対的な位置および姿勢に関する情報を検出可能なレシーバーと、
    前記レシーバーによって検出した情報に基づいて、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報を算出する演算装置と、
    を備える歯ブラシの位置姿勢計測システム。
12. 前記歯列と所定の相対的位置関係を保持する位置に設けられる前記レシーバーは、上顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第１位置に設けた第１レシーバーと、下顎歯列と所定の相対的位置関係を保持する第２位置に設けた第２レシーバーと、のうち少なくとも一方を備える、請求項１１に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
13. 前記第１位置は、こめかみよりも上側である、請求項１２に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
14. 前記第１位置は、前頭部と、頭頂部と、側頭部と、後頭部と、額と、のうち少なくとも一か所である、請求項１３に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
15. 前記第２位置は、頤部である、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
16. 前記歯ブラシに設けられる前記レシーバーは、前記歯ブラシの把持側の端部に設けられた第３レシーバーである、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
17. 前記演算装置によって算出される、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置および姿勢に関する情報は、前記歯ブラシの前記把持側と逆側の端部における、前記歯列に対する相対的な位置および姿勢を含む、請求項１１から１６のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システム。
18. 請求項１１から１６のいずれか１項に記載の歯ブラシの位置姿勢計測システムと、
    前記演算装置に接続され、少なくとも前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な位置に関する情報を伝達する伝達装置と、
    を備える歯ブラシの位置姿勢伝達システム。
19. 前記伝達装置は、前記歯列に対する前記歯ブラシの相対的な姿勢に関する情報を伝達する、請求項１８に記載の歯ブラシの位置姿勢伝達システム。
20. 前記伝達装置は、前記歯ブラシの位置姿勢計測システムによって計測された情報をリアルタイムに伝達する、請求項１８または１９に記載の歯ブラシの位置姿勢伝達システム。

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