JP2020048965A - 歯垢検出機能付き電動歯ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】交換ブラシと交換プローブのいずれが電動歯ブラシの本体に装着されているかを専用の検出手段を設けずに識別する。【解決手段】電動歯ブラシは、駆動モータを内蔵する本体と、本体に装着可能な交換ブラシと、本体に内蔵され、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を入出力口から出射するとともに、入出力口から入射した蛍光を受光する蛍光検出モジュールと、本体に装着可能であり、励起光および励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する交換プローブと、励起光の光路上に設けられ、蛍光検出モジュールでの受光強度を交換ブラシの装着時と交換プローブの装着時とで異ならせる識別部材と、蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて交換ブラシと交換プローブのいずれが本体に装着されているかの識別を行い、交換プローブが装着されていると判定したときに蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて歯垢を検出する制御部とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、歯垢検出機能付き電動歯ブラシに関する。

一般に、電動歯ブラシは、本体とそれに装着されるアタッチメント（交換部品）とで構成され、アタッチメントを交換して使用可能である。電動歯ブラシの中には、個々のアタッチメントが識別部材を有し、本体が光、磁気または無線通信などの手段によりその識別部材を検出することで、いずれのアタッチメントが装着されているかを識別するものがある（例えば特許文献１〜３を参照）。

また、試料に対して光を照射し、その照射光に応じて試料から得られる蛍光を受光して検出する蛍光検出装置が知られている。例えば、特許文献４には、歯に光を照射して得られる応答光を受光して歯垢などに含まれる蛍光物質を検出する歯科用の検査装置が記載されている。特許文献５には、歯に特定の波長の励起光を照射し、蛍光物質が発する蛍光を検出することで歯垢の量あるいはう蝕の程度を定量する蛍光測定法が記載されている。特許文献６には、歯磨きしている部位の歯垢などを歯磨き中に検知するために光出射部と受光部を備えた電動歯ブラシが記載されている。

特開２００１−３７７８８号公報 特表２００４−５２４１００号公報 特表２００５−５１２７０８号公報 特開２００５−３２４０３２号公報 国際公開第２０１６／１４０１９９号 特開２０１７−５５３号公報

電動歯ブラシに蛍光測定を利用した歯垢検出機能を持たせる場合、検出感度を上げるためには、専用の交換プローブを交換ブラシ（ブラシヘッド）とは別のアタッチメントとして用意し、歯垢検出時に交換ブラシを交換プローブに交換して使用することが望ましい。この場合、内蔵のモータは電動歯ブラシとしての使用時のみ駆動させればよく、電動歯ブラシとしての使用時と歯垢検出装置としての使用時とで制御が異なるため、本体に交換ブラシと交換プローブのどちらが装着されているかを識別する必要がある。特許文献１〜３の電動歯ブラシは本体に装着されているアタッチメントを識別可能であるが、いずれもアタッチメントを識別するための専用の検出手段を本体に設ける必要があるため、本体の小型化、軽量化および製造コスト削減の妨げとなる。

そこで、本発明は、交換ブラシと交換プローブのいずれが電動歯ブラシの本体に装着されているかを専用の検出手段を設けずに識別することを目的とする。

駆動モータを内蔵する本体と、本体に装着可能であり、駆動モータにより駆動される交換ブラシと、本体に内蔵され、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を入出力口から出射するとともに、入出力口から入射した蛍光を受光する蛍光検出モジュールと、本体に装着可能であり、励起光および励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する交換プローブと、励起光の光路上に設けられ、蛍光検出モジュールでの受光強度を交換ブラシの装着時と交換プローブの装着時とで異ならせる識別部材と、蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて交換ブラシと交換プローブのいずれが本体に装着されているかの識別を行い、交換プローブが装着されていると判定したときに蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて歯垢を検出する制御部とを有する電動歯ブラシが提供される。

識別部材は、交換ブラシの端面における交換ブラシの装着時に蛍光検出モジュールの入出力口に重なる位置に設けられていることが好ましい。

交換プローブは、励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される光導波路を有し、識別部材は、励起光を吸収または反射する部材であり、制御部は、蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて識別を行うことが好ましい。

交換プローブは、励起光が照射されても蛍光を発しないガラス材料で構成される光導波路を有し、識別部材は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体であり、制御部は、蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて識別を行うことが好ましい。

電動歯ブラシは、励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される第２の光導波路を有する第２の交換プローブをさらに有し、識別部材は、励起光の照射により樹脂材料よりも高い強度の蛍光を発する蛍光体であり、制御部は、蛍光検出モジュールでの受光強度に応じて、交換ブラシ、交換プローブおよび第２の交換プローブのいずれが本体に装着されているかを識別することが好ましい。

上記の電動歯ブラシは、交換ブラシと交換プローブのいずれが本体に装着されているかを専用の検出手段を設けずに識別可能である。

電動歯ブラシ１の全体構成図である。 電動歯ブラシ１の使用状態を説明するための図である。 蛍光検出モジュール２０の概略ブロック図である。 電動歯ブラシ１の制御部３０の動作例を示すフローチャートである。 電動歯ブラシ１’の全体構成図である。 電動歯ブラシ１’の制御部３０の動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、歯垢検出機能付き電動歯ブラシについて説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

図１は、電動歯ブラシ１の全体構成図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、電動歯ブラシ１の使用状態を説明するための図である。電動歯ブラシ１は、歯垢に含まれる蛍光物質であるプロトポルフィリンＩＸを検出するための蛍光検出モジュールを内蔵する歯垢検出機能付き電動歯ブラシであり、本体２、交換プローブ３および交換ブラシ５を有する。交換ブラシ５と交換プローブ３は本体２に対して着脱可能であり、使用者は、一方を本体２の先端面２Ａに接続して電動歯ブラシ１を使用する。電動歯ブラシ１は、図２（Ａ）に示すように交換ブラシ５を本体２に装着すれば電動歯ブラシになり、図２（Ｂ）に示すように交換プローブ３を本体２に装着すれば歯垢検出装置になる。図１〜図２（Ｂ）では、交換ブラシ５と交換プローブ３の断面を示している。

本体２は、電動歯ブラシ１の柄の部分に相当し、棒状の樹脂製の外装ケースで構成される。本体２は、その外装ケースの内部に、駆動モータ１０、蛍光検出モジュール２０、制御部３０（図３を参照）、報知部４０および電源５０を有する。

交換プローブ３は、歯垢検出時に本体２に装着される樹脂製の交換部品であり、同じく樹脂製の透明なプローブファイバ４（光導波路）を内蔵する。プローブファイバ４は、蛍光検出モジュール２０から出射される励起光、および励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する光ファイバである。プローブファイバ４の先端４Ａおよび後端４Ｂは、交換プローブ３の先端面および後端面３Ｂでそれぞれ開放されている。交換プローブ３の先端側は、電動歯ブラシ１を蛍光検出装置として使用するときに歯に向けられるので、歯に当て易いように後端側よりも細くなっている。交換プローブ３は、プローブファイバ４の後端４Ｂが蛍光検出モジュール２０の入出力口２０ｂに揃うように後端面３Ｂを本体２の先端面２Ａに接続することで、本体２に装着される。

交換ブラシ５は、本体２に装着される樹脂製の交換部品（ブラシヘッド）であり、駆動モータ１０により駆動される。交換ブラシ５は、樹脂製の柄の後端面５Ｂに設けられたマーカ６と、柄の先端に設けられたブラシ７とを有し、後端面５Ｂを本体２の先端面２Ａに接続することで本体２に装着される。

マーカ６は、本体２に装着されている交換部品を制御部３０が識別するための識別部材であり、交換ブラシ５の後端面５Ｂにおける交換ブラシ５の装着時に蛍光検出モジュール２０の入出力口２０ｂに重なる位置に設けられている。すなわち、マーカ６は、蛍光検出モジュール２０から出射される励起光の光路上に配置されている。プローブファイバ４の樹脂材料は微量の蛍光物質を含むので、交換プローブ３が本体２に装着されているときには、交換プローブ３の先端を歯に当てなくても、蛍光検出モジュール２０からの励起光により樹脂材料が励起されて蛍光が発生する。したがって、交換プローブ３と交換ブラシ５を識別するためには、マーカ６を蛍光検出モジュール２０からの励起光により蛍光が発生しない部材にして、蛍光検出モジュール２０での受光強度を交換ブラシ５の装着時と交換プローブ３の装着時とで異ならせればよい。

マーカ６は、蛍光検出モジュール２０からの励起光を吸収する吸収体か、またはその励起光を反射する反射体であることが好ましい。吸収体の場合には、例えば、蛍光検出モジュール２０の入出力口２０ｂに面する交換ブラシ５の後端面５Ｂの領域を黒色に加工すればよい。反射体の場合には、後端面５Ｂの同じ領域を鏡面加工して反射面にすればよい。

駆動モータ１０は、一般的な電動歯ブラシに内蔵されているものと同様のモータであり、本体２内の先端面２Ａ側に配置されている。駆動モータ１０は、本体２に交換ブラシ５が装着されているときに動作して、交換ブラシ５を駆動する。

図３は、蛍光検出モジュール２０の概略ブロック図である。蛍光検出モジュール２０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子２１Ａ，２１Ｂ、ボールレンズ２２ａ〜２２ｃ、光学フィルタ２３ａ，２３ｃ、ＰＤ（フォトダイオード）素子２４およびミラーＭを有し、本体２内の先端面２Ａ側に配置されている。蛍光検出モジュール２０は、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を先端面２Ａ側の入出力口２０ｂから出射し、入出力口２０ｂから入射した蛍光を受光する。

ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂは、蛍光検出モジュール２０の光源である。ＬＥＤ素子２１Ａは、励起光Ｌ１として、歯垢の蛍光物質に対する励起効率が高い第１の波長を含む光を出射する。ＬＥＤ素子２１Ｂは、励起光Ｌ２として、第１の波長よりも長波長で、かつ励起効率が第１の波長よりも低いかあるいはほぼゼロとなる第２の波長を含む光を出射する。例えば、第１の波長は３５０〜４３０ｎｍ、第２の波長は４３５〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、ＬＥＤ素子２１Ａをピーク波長が４０５ｎｍの紫色ＬＥＤ素子、ＬＥＤ素子２１Ｂをピーク波長が４６５ｎｍの青色ＬＥＤ素子とするとよい。

光学フィルタ２３ａは、ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂからの励起光Ｌ１，Ｌ２を透過させ、歯垢由来の蛍光Ｌ３の波長領域（６２０〜６９０ｎｍ程度）の光をカットするフィルタであり、ＬＥＤ素子２１Ａ，２１ＢとミラーＭの間に配置されている。例えば、励起光Ｌ１，Ｌ２のピーク波長を４０５ｎｍおよび４６５ｎｍとする場合には、光学フィルタ２３ａとして５００ｎｍ以上の波長の光をカットするものを使用するとよい。光学フィルタ２３ｃは、蛍光Ｌ３以外の波長領域の光、すなわち、６２０〜６９０ｎｍを除く波長領域の光をカットするためのフィルタであり、ミラーＭとＰＤ素子２４の間に配置されている。

ミラーＭは、ダイクロイックミラーまたはハーフミラーなどで構成され、ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂからの励起光Ｌ１，Ｌ２の波長領域の光を入出力口２０ｂに向けて反射し、入出力口２０ｂから入射した蛍光Ｌ３の波長領域の光を透過させる。ＰＤ素子２４は、蛍光検出モジュール２０の受光部であり、光学フィルタ２３ｃを透過した波長領域６２０〜６９０ｎｍの蛍光Ｌ３を受光し、その強度に応じた光電流を生成して制御部３０に出力する。

ボールレンズ２２ａは、ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂと光学フィルタ２３ａの間に配置され、ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂからの励起光Ｌ１，Ｌ２を集光する。ボールレンズ２２ｂは、ミラーＭと入出力口２０ｂの間に配置され、ミラーＭで反射してプローブファイバ４に入射する励起光Ｌ１，Ｌ２と、プローブファイバ４から入射した蛍光Ｌ３を集光する。ボールレンズ２２ｃは、光学フィルタ２３ｃとＰＤ素子２４の間に配置され、ミラーＭを透過した蛍光Ｌ３を集光する。なお、励起光Ｌ１，Ｌ２と蛍光Ｌ３を集光するためのレンズの形状は、必ずしもボール状でなくてもよい。

ＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂからの励起光Ｌ１，Ｌ２は、ボールレンズ２２ａおよび光学フィルタ２３ａを経て、ミラーＭに入射する。励起光Ｌ１，Ｌ２は、ミラーＭで反射し、ボールレンズ２２ｂを通過して集光された後、プローブファイバ４を通って例えば歯垢付着部１１０を有する歯１００に照射される。これにより、歯垢付着部１１０の歯垢に含まれる蛍光物質が励起されて、６３５ｎｍおよび６７５ｎｍ付近にピーク波長をもつ蛍光Ｌ３が生成される。蛍光Ｌ３の一部は、プローブファイバ４を通ってボールレンズ２２ｂに入射し、ミラーＭを透過し、さらに光学フィルタ２３ｃおよびボールレンズ２２ｃを経てＰＤ素子２４に到達する。ＰＤ素子２４で受光された蛍光は光電流に変換されて制御部３０に出力され、制御部３０の信号処理により蛍光物質の有無や量が求められる。

制御部３０は、本体２内の回路基板に設けられたマイクロコンピュータなどの制御回路として構成され、機能ブロックとして、モータ制御部３１、光信号処理部３２およびモジュール制御部３３を有する。モータ制御部３１は、交換ブラシ５が本体２に装着されているとモジュール制御部３３が識別したとき（電動歯ブラシモードのとき）に、駆動モータ１０を駆動させる。

光信号処理部３２は、交換プローブ３が本体２に装着されているとモジュール制御部３３が識別したとき（歯垢検出モードのとき）に、蛍光検出モジュール２０のＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂを駆動して励起光Ｌ１，Ｌ２を交互に出射させ、そのときのＰＤ素子２４からの光電流を取得する。そして、光信号処理部３２は、励起光Ｌ１が照射されたときの蛍光Ｌ３の強度と励起光Ｌ２が照射されたときの蛍光Ｌ３の強度とを検出し、それらの比または差に基づき、例えば国際公開第２０１６／１２２１９９号に記載されている蛍光測定法を用いて蛍光物質の有無や量を算出する。また、光信号処理部３２は、電動歯ブラシ１の起動時（図示しない電源スイッチを使用者がＯＮにしたとき）にも、交換ブラシ５と交換プローブ３のいずれが本体２に装着されているかを識別するために、蛍光検出モジュール２０を駆動して蛍光強度を検出する。

モジュール制御部３３は、電動歯ブラシ１の起動時に、蛍光検出モジュール２０での受光結果に応じて交換ブラシ５と交換プローブ３のいずれが本体２に装着されているかを識別し、その識別結果に応じて電動歯ブラシ１の動作モードを設定する。

交換ブラシ５の装着時には、マーカ６が吸収体であれば、蛍光検出モジュール２０に入射する光はなく、マーカ６が反射体であれば、励起光がマーカ６で反射して蛍光検出モジュール２０に入射するので、入射光は光学フィルタ２３ｃでカットされる。このため、交換ブラシ５の装着時には、ＰＤ素子２４での受光強度はゼロになる。よって、モジュール制御部３３は、蛍光検出がなければ、交換ブラシ５が本体２に装着されていると判定する。これに対し、樹脂製のプローブファイバ４には蛍光物質が含まれるので、交換プローブ３の装着時には、励起光が歯垢に照射されなくても、微量の蛍光がＰＤ素子２４で受光される。よって、モジュール制御部３３は、微量の蛍光検出があれば、交換プローブ３が本体２に装着されていると判定する。すなわち、モジュール制御部３３は、蛍光検出モジュール２０で蛍光が検出されるか否かに応じて交換部品を識別する。

一般に、歯垢由来の蛍光は微量であるが、プローブファイバ４由来の蛍光よりは強いので、ＰＤ素子２４での受光強度に基づいてマーカ６とプローブファイバ４のどちらかが接続されているかを識別することは可能である。電動歯ブラシ１での交換ブラシ５と交換プローブ３の識別条件を表１に示す。マーカ６は交換ブラシ５の識別部材であるが、プローブファイバ４も、微量な蛍光を発することから、交換プローブ３の識別部材ということができる。

なお、交換ブラシ５は樹脂製であるため、その後端面５Ｂも、プローブファイバ４と同様に、励起光が照射されることで蛍光を発する。このため、樹脂製のプローブファイバ４を使用する場合には、交換ブラシ５の後端面５Ｂを蛍光が発生しないように加工しないと、交換ブラシ５と交換プローブ３を識別することができない。しかしながら、交換ブラシ５の後端面５Ｂが金属などの蛍光を発しない材料で形成される場合には、マーカ６を設けなくても、樹脂製のプローブファイバ４自体が交換ブラシ５と交換プローブ３の識別部材として機能する。したがって、この場合には、交換ブラシ５にマーカ６を設けなくても、表１と同じ識別条件により交換ブラシ５と交換プローブ３を識別することが可能である。

モジュール制御部３３は、交換ブラシ５が装着されていると判定したときには、電動歯ブラシ１の動作モードを電動歯ブラシモードに設定する。その際、モジュール制御部３３は、光信号処理部３２に蛍光検出モジュール２０の動作を停止させるとともに、モータ制御部３１に駆動モータ１０の駆動を指示する。モジュール制御部３３は、交換プローブ３が装着されていると判定したときには、電動歯ブラシ１の動作モードを歯垢検出モードに設定する。その際、モジュール制御部３３は、モータ制御部３１に駆動モータ１０の駆動を指示せず、光信号処理部３２に蛍光検出モジュール２０の駆動を指示して歯垢を検出させる。

報知部４０は、例えばＬＥＤやブザー、振動モータなどで構成され、歯垢検出モードのときに、光信号処理部３２での歯垢の検出結果を光や音、振動などの形態で使用者に通知する。電源５０は、駆動モータ１０、蛍光検出モジュール２０、制御部３０および報知部４０に電力を供給する電池である。

図４は、電動歯ブラシ１の制御部３０の動作例を示すフローチャートである。図示しない電源スイッチを使用者がＯＮにすると制御部３０は動作を開始し、まず、光信号処理部３２は、蛍光検出モジュール２０を駆動して、蛍光検出を開始する（Ｓ１）。その際、微量の蛍光が検出された場合（Ｓ２でＹｅｓ）には、光信号処理部３２は蛍光検出を終了し（Ｓ３）、モジュール制御部３３は動作モードを歯垢検出モードに設定する（Ｓ４）。一方、Ｓ１で蛍光が検出されない場合（Ｓ２でＮｏ）には、光信号処理部３２は蛍光検出を終了し（Ｓ５）、モジュール制御部３３は動作モードを電動歯ブラシモードに設定する（Ｓ６）。その後、モータ制御部３１または光信号処理部３２は、電動歯ブラシ１を電動歯ブラシモードまたは歯垢検出モードで動作させ、使用者が電源スイッチをＯＦＦにすると動作を終了させる。

交換プローブ３は、樹脂製のプローブファイバ４に替えてガラス製のプローブファイバを有してもよい。石英ガラスなどのガラス製のプローブファイバには蛍光物質は含まれないので、この場合、交換プローブの装着時には、励起光が照射されても蛍光は発生せず、励起光を歯などの測定対象物に照射しない限り、ＰＤ素子２４での受光強度はゼロになる。このため、マーカ６として吸収体や反射体を使用すると、どちらの交換部品が装着されているときも蛍光検出がないので、交換ブラシ５と交換プローブを識別することができない。

ガラス製のプローブファイバを有する交換プローブを使用する場合には、マーカ６としては、吸収体や反射体ではなく、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体を使用すればよい。マーカ６用の蛍光体としては、歯垢と同様にＬＥＤ素子２１Ａ，２１Ｂの発光波長である４０５ｎｍまたは４６５ｎｍで励起され、かつ光学フィルタ２３ｃを透過する６２０〜６９０ｎｍ程度の波長領域の蛍光を発するものであればよく、その材質は特に限定されない。

この場合も、モジュール制御部３３は、樹脂製のプローブファイバ４を有する交換プローブ３を使用する場合と同様に、蛍光検出モジュール２０で蛍光が検出されるか否かに応じて交換部品を識別することができる。具体的には、モジュール制御部３３は、蛍光検出がなければ交換プローブが、蛍光検出があれば交換ブラシ５が、それぞれ本体２に装着されていると判定する。すなわち、制御部３０の動作フローは、Ｓ２の判定条件が「蛍光検出なし？」に替わることを除いて、図４に示したものと同じである。ガラス製のプローブファイバを有する交換プローブを使用する場合の交換ブラシ５と交換プローブの識別条件を表２に示す。ガラス製のプローブファイバも、交換プローブの識別部材ということができる。

なお、樹脂製のプローブファイバ４を有する交換プローブ３を使用する場合も、同様に、マーカ６を蛍光体にしてもよい。ただし、この場合には、樹脂製のプローブファイバ４が発する微量な蛍光と区別するために、マーカ６として、ＰＤ素子２４での受光強度がプローブファイバ４由来の蛍光よりも高くなるような強い蛍光を発する蛍光体を使用する必要がある。そのためには、マーカ６に含まれる蛍光物質の量をプローブファイバ４の蛍光物質よりも多くしてもよいし、マーカ６としてプローブファイバ４由来の蛍光とはピーク波長が異なる蛍光体を使用してもよい。後者の場合には、蛍光検出モジュール２０内におけるミラーＭと光学フィルタ２３ｃの間で光路を分岐させ、マーカ６の識別用の受光部を蛍光検出モジュール２０内にもう１つ設けて、その受光部とＰＤ素子２４の受光結果に応じて交換部品を識別してもよい。

図５は、電動歯ブラシ１’の全体構成図である。電動歯ブラシ１’は、本体２、交換プローブ３，３’および交換ブラシ５を有する。電動歯ブラシ１’は、歯垢検出用の交換プローブが２種類あり、それに応じて交換プローブ３，３’と交換ブラシ５の識別条件が電動歯ブラシ１の場合とは異なるが、その他の点では電動歯ブラシ１と同様の構成を有する。本体２および交換プローブ３は電動歯ブラシ１のものと同じであり、交換プローブ３は樹脂製のプローブファイバ４を内蔵する。図５では、交換ブラシ５と交換プローブ３，３’の断面を示している。

交換プローブ３’は、交換プローブ３と同じ形状を有するが、ガラス製のプローブファイバ４’（光導波路）を内蔵する点が交換プローブ３とは異なる。プローブファイバ４’の先端４Ａ’および後端４Ｂ’は、交換プローブ３’の先端面および後端面３Ｂ’でそれぞれ開放されている。交換プローブ３’は、プローブファイバ４’の後端４Ｂ’が蛍光検出モジュール２０の入出力口２０ｂに揃うように後端面３Ｂ’を本体２の先端面２Ａに接続することで、本体２に装着される。交換プローブが万一破損した場合のことを考えると、プローブファイバはガラス製よりも樹脂製の方が安全であるが、樹脂製よりもガラス製の方がプローブファイバで蛍光が発生せずノイズが少ないので、歯垢をより高感度に検出することができる。このため、高感度の検出をしたい場合には、ガラス製のプローブファイバ４’を有する交換プローブ３’を使用すればよい。

電動歯ブラシ１’でも、電動歯ブラシ１と同様に交換ブラシ５にマーカ６’が設けられているが、マーカ６’は、励起光の照射によりＰＤ素子２４での受光強度がプローブファイバ４由来の蛍光よりも高くなるような強い蛍光を発する蛍光体である。具体的には、上記と同様に、マーカ６’に含まれる蛍光物質の量をプローブファイバ４の蛍光物質よりも多くしてもよいし、マーカ６’としてプローブファイバ４由来の蛍光とはピーク波長が異なる蛍光体を使用してもよい。例えば、プローブファイバ４由来の蛍光のピーク波長が５００ｎｍ以下であれば、マーカ６’として、例えば、プローブファイバ４の蛍光物質よりも長波長側である例えば６００ｎｍ以上のピーク波長を有する蛍光体を使用してもよい。この場合、マーカ６’の識別用の受光部を蛍光検出モジュール２０内にもう１つ設けて、その受光部とＰＤ素子２４の受光結果に応じて交換部品を識別してもよい。

電動歯ブラシ１’のモジュール制御部３３は、蛍光検出モジュール２０での受光強度に応じて、交換ブラシ５および交換プローブ３，３’のいずれが本体２に装着されているかを識別する。具体的には、モジュール制御部３３は、蛍光検出がなければガラス製のプローブファイバ４’の交換プローブ３’が、微量の蛍光検出があれば樹脂製のプローブファイバ４の交換プローブ３が、強い蛍光検出があれば交換ブラシ５が、それぞれ本体２に装着されていると判定する。電動歯ブラシ１’での交換ブラシ５と交換プローブ３，３’の識別条件を表３に示す。

図６は、電動歯ブラシ１’の制御部３０の動作例を示すフローチャートである。図示しない電源スイッチを使用者がＯＮにすると制御部３０は動作を開始し、まず、光信号処理部３２は、蛍光検出モジュール２０を駆動して、蛍光検出を開始する（Ｓ１１）。その際、蛍光が検出されない場合（Ｓ１２でＮｏ）には、光信号処理部３２は蛍光検出を終了し（Ｓ１３）、モジュール制御部３３は動作モードを歯垢検出モードに設定する（Ｓ１４）。この場合、ガラス製のプローブファイバ４’の交換プローブ３’が装着されているため、交換プローブ３の装着時よりも歯垢検出の感度は高くなる（高感度歯垢検出モード）。

一方、Ｓ１で蛍光が検出された場合（Ｓ１２でＹｅｓ）には、蛍光量がしきい値未満（微量）であれば（Ｓ１５でＹｅｓ）、光信号処理部３２は蛍光検出を終了し（Ｓ１６）、モジュール制御部３３は同様に動作モードを歯垢検出モードに設定する（Ｓ１７）。この場合、樹脂製のプローブファイバ４の交換プローブ３が装着されているため、交換プローブ３’の装着時よりも歯垢検出の感度は低くなる（通常歯垢検出モード）。一方、蛍光量がしきい値以上であれば（Ｓ１５でＮｏ）、光信号処理部３２は蛍光検出を終了し（Ｓ１８）、モジュール制御部３３は動作モードを電動歯ブラシモードに設定する（Ｓ１９）。Ｓ１４，Ｓ１７，Ｓ１９の後、モータ制御部３１または光信号処理部３２は、電動歯ブラシ１を電動歯ブラシモードまたは歯垢検出モードで動作させ、使用者が電源スイッチをＯＦＦにすると動作を終了させる。

電動歯ブラシ１，１’では、本体２に装着された交換ブラシ５と交換プローブ３，３’を蛍光検出モジュール２０により識別することができ、本体２に装着された交換部品に応じて、電動歯ブラシモードと蛍光検出モードを自動的に切り換えることができる。電動歯ブラシ１，１’では、歯垢由来の蛍光を検出するための蛍光検出モジュール２０がマーカ６，６’の検出手段を兼ねており、マーカ６，６’を検出するための専用の検出手段は必要ない。このため、電動歯ブラシ１，１’では、省スペース化、軽量化およびコストダウンの効果がある。

１，１’ 電動歯ブラシ
２ 本体
３，３’ 交換プローブ
４，４’ プローブファイバ
５ 交換ブラシ
６，６’ マーカ
１０ 駆動モータ
２０ 蛍光検出モジュール
３０ 制御部
４０ 報知部
５０ 電源

Claims (5)

1. 駆動モータを内蔵する本体と、
   前記本体に装着可能であり、前記駆動モータにより駆動される交換ブラシと、
   前記本体に内蔵され、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を入出力口から出射するとともに、前記入出力口から入射した蛍光を受光する蛍光検出モジュールと、
   前記本体に装着可能であり、前記励起光および前記励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する交換プローブと、
   前記励起光の光路上に設けられ、前記蛍光検出モジュールでの受光強度を前記交換ブラシの装着時と前記交換プローブの装着時とで異ならせる識別部材と、
   前記蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて前記交換ブラシと前記交換プローブのいずれが前記本体に装着されているかの識別を行い、前記交換プローブが装着されていると判定したときに前記蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて歯垢を検出する制御部と、
   を有することを特徴とする電動歯ブラシ。
2. 前記識別部材は、前記交換ブラシの端面における前記交換ブラシの装着時に前記蛍光検出モジュールの前記入出力口に重なる位置に設けられている、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
3. 前記交換プローブは、前記励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される光導波路を有し、
   前記識別部材は、前記励起光を吸収または反射する部材であり、
   前記制御部は、前記蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて前記識別を行う、請求項２に記載の電動歯ブラシ。
4. 前記交換プローブは、前記励起光が照射されても蛍光を発しないガラス材料で構成される光導波路を有し、
   前記識別部材は、前記励起光の照射により蛍光を発する蛍光体であり、
   前記制御部は、前記蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて前記識別を行う、請求項２に記載の電動歯ブラシ。
5. 前記励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される第２の光導波路を有する第２の交換プローブをさらに有し、
   前記識別部材は、前記励起光の照射により前記樹脂材料よりも高い強度の蛍光を発する蛍光体であり、
   前記制御部は、前記蛍光検出モジュールでの受光強度に応じて、前記交換ブラシ、前記交換プローブおよび前記第２の交換プローブのいずれが前記本体に装着されているかを識別する、請求項４に記載の電動歯ブラシ。

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