JP2021525138A - 電動歯ブラシシステム - Google Patents
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Abstract
Description
振動手段を制御するためのコントローラと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するための運動センサと、
フィードバック信号を生成するために運動データを分析するための信号分析ユニットと
を備え、コントローラは、フィードバック信号に応じて、振動手段によって生成される振動を調整するように構成されている電動歯磨きデバイスが提供される。
運動データから、ブラッシングダイナミクス(brushing dynamics)の推定値および平均加速度の推定値を生成するための手段と、
ブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値に基づいて、ブラッシングされている口腔の領域の表示を生成するための手段と
を備え得る。
クラスタリング結果を生成するためにブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値に対してクラスタリングプロセスを実行するための手段であって、クラスタリング結果は、それぞれがブラッシング領域を表す複数のクラスタを含む、手段と、
クラスタリング結果を記憶するための手段と、
ブラッシングされている口腔の領域の表示を結果として得るために、ブラッシングダイナミクスのその後の推定値および平均加速度のその後の推定値と、記憶されたクラスタリング結果とを比較するための手段と
をさらに備え得る。
振動手段への電力供給のためのバッテリと、
振動手段を制御するためのコントローラと、
振動手段によってバッテリから引き出される電流を検知するための電流センサと、
検知された電流に応じて、歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段と
を備え、コントローラは、圧力信号に応じて、振動手段によって生成される振動を調整するように構成されている、電動歯磨きデバイスが提供される。
歯ブラシヘッドの振動を生成するステップと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するステップと、
フィードバック信号を生成するために運動データを分析するステップと、
フィードバック信号に応じて歯ブラシヘッドの振動を調整するステップと
を含む。
歯ブラシヘッドの振動を生成するために振動手段に電力を供給するステップと、
振動手段によって引き出される電流を検知するステップと、
検知された電流に応じて、歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するステップと、
圧力信号に応じて、振動手段によって生成される振動を制御するステップと
を含む。
図2は、本発明の実施形態における歯ブラシシステムの主要な構成要素を示すブロック図である。図2を参照すると、このシステムは、歯ブラシ10およびモバイルデバイス38を備える。歯ブラシ10は、モータ16、バッテリ18、加速度センサ24、LED26、電力および充電制御ユニット28、マイクロコントローラ30、メモリ32、信号分析モジュール34、タイマ35、ならびにBluetoothモジュール36を備える。マイクロコントローラ30、メモリ32、および信号分析モジュール34は、例えば、図1に示されているマイクロコントローラ/Bluetoothモジュール22の一部であり得る。Bluetoothモジュール36は、モバイルデバイス38と通信する。モバイルデバイス38は、例えば、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートウォッチ、または他の任意の適切な処理デバイスであり得る。モバイルデバイス上で実行されるアプリケーションは、歯ブラシがオンラインのときに、ユーザにフィードバックを提供するために、および/または歯ブラシを制御するために使用される。
フィルタリングモジュール40において、加速度センサ24からのデータは最初に、振動運動(より高い周波数の)を除去するためにローパスフィルタに通される。このようにして生成されたセンサデータは次に、正しい振幅にスケーリングされる。次に、センサデータは3つのフィルタに通される。1つの信号分岐は、ブラッシングダイナミクスの推定値Dを生成し、第2の分岐は、加速度の移動平均値Gを生成する。元の測定値の各成分(x軸、y軸、およびz軸における)は別々フィルタリングされる。ダイナミクス推定の最終的なスカラ値は、ダイナミクス推定ベクトル長を計算することによって生成される。次に、これらの信号は、クラスタリングモジュール42によって実行されるその後のクラスタリングプロセスに提供される。
クラスタリングモジュール42は、フィルタリングモジュール40から受信したフィルタリングされた重力データGおよびダイナミクス推定値Dに対してクラスタリングプロセスを実行する。クラスタリングプロセスは、ユーザが任意の特定の時点で口腔のどの領域をブラッシングしているかを示すためにその後の加速度データと比較され得るクラスタリング結果を生成する。
比較モジュール44は、フィルタリングモジュール40からのデータとメモリ32からのクラスタリング結果とを比較する。比較の結果は、ユーザが口腔のどの領域をブラッシングしているかの表示を提供する方向信号Oである。
歯ブラシの中心機能に加えて、本発明の実施形態は、少なくとも以下の方法で既知のデバイスの機能性を改善する。
デバイスは、歯をきれいにするために歯ブラシヘッドを制御する振動モータを有する。歯ブラシヘッドの振動は、ユーザによって明示的に与えられた設定と、デバイスによってキャプチャされたブラッシングの履歴パターンとに基づいて調節され得る。これにより、設定が、ユーザにとって最も効果的なブラッシングパターンを作成するように自動的に調整され、記憶されることが可能となる。
デバイスは、ユーザがブラッシングしているときにモータによって引き出される電流を検出することによって、ユーザによって加えられる圧力を測定し得る。モータ電流は、間接的な圧力の指標として機能する。ユーザが、歯ブラシヘッドを歯にしっかりと押し当てて圧力を高めると、モータの負荷が増大するため、モータはより多くの電流を引き出すようになる。引き出されているモータ電流は、ユーザによって加えられている圧力を判定するために事前設定された閾値と比較される。フィードバックは、外部デバイス(スマートフォンのような)を介してユーザに与えられるか、あるいはLEDまたは振動運動を介してデバイスで直接ユーザに与えられる。
デバイスは、振動速度、象限時間(quadrant time)、およびブラッシング時間などの個々の設定を記憶することを可能にする。これらの設定は、メモリに記憶され、ユーザの期待に一致するようにデバイスの挙動を調節するために制御ファームウェアによってアクセスされる。この機能は、ボタンのクリックによってユーザが自分の好みの「プロファイル」を選択することを可能にすることによって、ニーズの異なる複数のユーザが同じデバイスを共有することを可能にする。
デバイスは、ユーザのブラッシングに関して支援するためにユーザにフィードバックを提供するように構成される。フィードバックは、Bluetoothモジュール36を介したモバイルデバイス38、LED26、およびモータ16の振動の制御を含む様々な異なる方法で提供され得る。
異なる口腔の領域へのブラッシングの切り替え、
ブラッシングの終了、
強すぎるブラッシング、
速すぎるブラッシング
の1つ以上をユーザに示すために使用され得る。
歯ブラシデバイスが最初に使用されるとき、通常、デフォルトのブラッシングパラメータがプリインストールされている。これらのパラメータは、ブラッシング速度およびブラッシングタイミングを含み得る。例えば、デフォルト設定は、各象限を通常の速度で30秒間ブラッシングするものであり得る。これらのパラメータは、メモリ32に記憶され、モータ16を制御するために制御モジュール46によってアクセスされる。
制御モジュール46は、メモリ32に記憶されたブラッシングパラメータに基づいてモータ16の動作を制御するように動作可能である。さらに、初期ブラッシング速度などのいくつかのブラッシングパラメータは、歯ブラシのボタン25を使用してユーザによって設定され得る。
12 歯ブラシ本体
14 歯ブラシヘッド
16 ブラッシングモータ
18 バッテリ(充電式バッテリ)
20 回路基板
22 マイクロコントローラ/Bluetoothモジュール
24 加速度センサ
25 ボタン
26 LED
28 充電制御ユニット
30 マイクロコントローラ
32 メモリ
34 信号分析モジュール
35 タイマ
36 Bluetoothモジュール
38 モバイルデバイス
40 フィルタリングモジュール
42 クラスタリングモジュール
43 比較モジュール
44 比較モジュール
45 メモリ
46 制御モジュール
47 電流センサ
48 圧力検出器
49 電圧センサ
50 加速度データ
51 ローパスフィルタ
52 センサデータ
53 増幅器
54 ローパスフィルタ
55 減算器
56 絶対値計算モジュール
57 ローパスフィルタ
58 ダイナミクス推定モジュール
59 ローパスフィルタ
60 平均化モジュール
61 中央クラスタ
62 クラスタ
63 クラスタ
64 クラスタ
65 クラスタ
Claims (25)
- 歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
前記振動手段を制御するためのコントローラと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するための運動センサと、
フィードバック信号を生成するために前記運動データを分析するための信号分析ユニットと
を備え、前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている電動歯磨きデバイス。 - 前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動の速度および/またはタイミングを制御するように構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動の速度を所定の値に設定するように構成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記フィードバック信号は、ブラッシングされている口腔の領域の表示を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス。
- ブラッシング時間を測定するためのタイマをさらに備え、前記コントローラは、前記ブラッシング時間に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、口腔の領域が所定の長さの時間にわたってブラッシングされた時点をユーザに示すために、前記振動手段によって生成される前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項5に従属する場合の請求項6に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた時間を集計するように構成されている、請求項6または7に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間と事前設定されたタイミング値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項8に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間の長さが前記事前設定されたタイミング値以上であるときに前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項9に記載のデバイス。
- ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間の長さが前記事前設定されたタイミング値以上であるときに、前記コントローラは、前記歯磨きデバイスが別の領域に移動するまで前記振動を停止または減速するように構成されている、請求項9または10に記載のデバイス。
- 前記事前設定されたタイミング値を記憶するためのメモリをさらに備え、前記事前設定されたタイミング値は、ユーザによって構成可能である、請求項9から11のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、ブラッシングに費やされた総時間の長さと事前設定された総ブラッシング時間値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動の速度を変更するように構成されている、請求項6から12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 口腔の複数の異なる領域のそれぞれの振動速度値を記憶するためのメモリをさらに備え、前記コントローラは、前記振動手段によって生成される前記振動の速度を、ブラッシングされている前記口腔の前記領域の表示に対応する前記振動速度値に設定するように構成されている、請求項5から13のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記振動速度値は、ユーザによって構成可能である、請求項14に記載のデバイス。
- 前記信号分析ユニットは、
前記運動データから、ブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値を生成するための手段と、
前記ブラッシングダイナミクスの推定値および前記平均加速度の推定値に基づいて、ブラッシングされている口腔の領域の表示を生成するための手段と
を備える、請求項1から15のいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記信号分析ユニットは、
クラスタリング結果を生成するために前記ブラッシングダイナミクスの推定値および前記平均加速度の推定値に対してクラスタリングプロセスを実行するための手段であって、前記クラスタリング結果は、それぞれがブラッシング領域を表す複数のクラスタを含む、手段と、
前記クラスタリング結果を記憶するための手段と、
ブラッシングされている前記口腔の領域の表示を結果として得るために、ブラッシングダイナミクスのその後の推定値および平均加速度のその後の推定値と、前記記憶されたクラスタリング結果とを比較するための手段と
をさらに備える、請求項16に記載のデバイス。 - 前記フィードバック信号は、ブラッシングダイナミクスの表示を含み、前記コントローラは、前記ブラッシングダイナミクスの表示と事前設定されたブラッシングダイナミクス値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項1から17のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、前記ブラッシングダイナミクスの表示が前記事前設定されたブラッシングダイナミクス値以上である場合に、
前記振動が一時的に停止または減速され、および/または
前記ブラッシングダイナミクスの表示が前記事前設定されたブラッシングダイナミクス値未満になるまで前記振動が停止または減速される
ように構成されている、請求項18に記載のデバイス。 - 前記歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段をさらに備え、前記コントローラは、前記圧力信号と所定の圧力値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項1から19のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記コントローラは、前記圧力信号が事前設定された圧力値以上である場合に、
前記振動が一時的に停止または減速され、および/または
前記圧力信号が前記事前設定された圧力値未満になるまで前記振動が停止または減速される
ように構成されている、請求項20に記載のデバイス。 - 前記振動手段によって引き出される電流を検知するための手段をさらに備え、圧力信号を生成するための前記手段は、前記検知された電流に応じて前記圧力信号を生成するように構成されている、請求項20または21に記載のデバイス。
- 歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
前記振動手段に電力を供給するためのバッテリと、
前記振動手段を制御するためのコントローラと、
前記振動手段によって前記バッテリから引き出される電流を検知するための電流センサと、
前記検知された電流に応じて、前記歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段と
を備え、前記コントローラは、前記圧力信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている、電動歯磨きデバイス。 - 圧力信号を生成するための前記手段は、検知された電流値と1つ以上の閾値とを比較し、および/または検知された電流値を圧力値にマッピングするように構成されている、請求項22または23に記載のデバイス。
- 電動歯磨きデバイスを動作させる方法であって、前記方法は、
歯ブラシヘッドの振動を生成するステップと、
運動データを生成するために前記歯磨きデバイスの運動を検知するステップと、
フィードバック信号を生成するために前記運動データを分析するステップと、
前記フィードバック信号に応じて前記歯ブラシヘッドの前記振動を調整するステップと
を含む、方法。
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