JP2022529322A - ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的フィードバックを提供するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的フィードバックを提供するシステム及び方法に関する。ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法が、上記ハンドヘルドデバイスのコントローラ及び１つ又は複数のセンサにより、上記ハンドヘルドデバイスの現在の方向又は位置を決定するステップと、ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、ハンドヘルドデバイスの目標方向からの偏差、又はハンドヘルドデバイスの目標位置への近接度を決定するステップと、ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、所望の方向又は位置の補正を決定するステップと、ハンドヘルドデバイスの感覚フィードバックモジュールを使用して、物理的インジケータをユーザに提供するステップとを有する。

Description

本開示は、例えばオーラルケア装置などのハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的フィードバックを提供するシステム及び方法に関する。

良いオーラルケアの習慣を身につけ、及び維持することは、口腔及び全身の健康の両方にとって重要である。

しかしながら、医療従事者による数多くの推奨、及びスマートオーラルケア製品（ネットワーク又はインターネット接続された歯ブラシなど）による熱心な指導にもかかわらず、多くの消費者にとってオーラルケアの習慣を守ることは困難である。プロの推奨によるインパクトは、歯科医院を訪れた後、短時間で消えてしまうことが多い。そのため、ユーザの良好なオーラルケア習慣を促進するオーラルケアシステム及び方法が、当技術分野では引き続き求められている。

本開示は、ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的フィードバックを提供する発明的なシステム及び方法に関する。オーラルケアシステムは、オーラルケア装置と、オーラルケア装置が使用されるときの位置及び向きを感知するよう構成された１つ又は複数のセンサと、装置の位置及び向きに対して必要とされる補正を決定する１つ又は複数のコントローラと、装置の位置及び向きを修正するための物理的インジケータをユーザに提供するよう設計された感覚フィードバックモジュールとを有する。

一般的に、１つの態様では、ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法が提供される。この方法は、（ｉ）ハンドヘルドデバイスのコントローラ及び１つ又は複数のセンサにより、ハンドヘルドデバイスの現在の向きを決定するステップと、（ｉｉ）ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、ハンドヘルドデバイスの目標方向からの偏差を決定するステップと、（ｉｉｉ）ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、所望の方向の補正を決定するステップと、（ｉｖ）ハンドヘルドデバイスの感覚フィードバックモジュールを使用して、物理的インジケータをユーザに提供するステップとを有する。

ある態様では、本方法は、カメラ、慣性運動ユニット、傾斜計、又は近接センサを使用して現在の方向が決定されることを可能にする。

一態様では、本方法は、フィードバックスムージングを可能にするため、所望の補正が行われることを可能にする。

ある態様では、本方法は、物理的インジケータが可変のタイミング又は大きさを持つことを可能にする。

ある態様では、本方法は、物理的インジケータが比例積分微分方式で適用されることを可能にする。

一般的に、１つの態様では、ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法が提供される。この方法は、（ｉ）ハンドヘルドデバイスのコントローラ及び１つ又は複数のセンサにより、ハンドヘルドデバイスの現在の位置を決定するステップと、（ｉｉ）ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、所望の位置の補正を決定するステップと、（ｉｉｉ）ハンドヘルドケアデバイスの感覚フィードバックモジュールを使用して、物理的インジケータをユーザに提供するステップとを有する。

ある態様では、本方法は、ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、ハンドヘルドデバイスの目標位置への近接性を決定するステップを更に含む。

ある態様では、本方法は、カメラ、慣性運動ユニット、傾斜計、又は近接センサを使用して現在の位置が決定されることを可能にする。

一態様では、本方法は、フィードバックスムージングを可能にするため、所望の補正が行われることを可能にする。

ある態様では、本方法は、物理的インジケータが可変のタイミング又は大きさを持つことを可能にする。

ある態様では、本方法は、物理的インジケータが比例積分微分方式で適用されることを可能にする。

一般的に、１つの態様では、オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的インジケータを提供するオーラルケアシステムが提供される。オーラルケアシステムは、オーラルケア装置と、ユーザの口腔内におけるオーラルケア装置のブラシヘッドの位置及び角度を検出するよう構成されたセンサモジュールと、ブラッシング位置に関連するデータを格納するよう構成されたメモリモジュールと、物理的インジケータを提供するよう構成されたオーラルケア装置の感覚フィードバックモジュールと、１つ又は複数のコントローラとを有する。１つ又は複数のコントローラは、上記オーラルケア装置の現在の方向又は位置を決定し、オーラルケア装置の目標方向からの偏差を決定するか又はオーラルケア装置の目標位置への近接性を決定し、及び所望の向き又は位置の修正を決定し、感覚フィードバックモジュールを用いて、物理的インジケータを提供する。

ある態様では、システムは更に、物理的フィードバックを提供するため、感覚フィードバックモジュールが慣性ステアリングに依存するよう構成される。

ある態様では、システムは更に、慣性ステアリングが１つ又は複数の制御モーメントジャイロスコープにより提供されるよう構成される。

ある態様では、システムは更に、物理的フィードバックを提供するため、感覚フィードバックモジュールが１つ又は複数の重心外れ（ｏｆｆ－ｃｅｎｔｅｒ－ｏｆ－ｇｒａｖｉｔｙ）質量に依存するよう構成される。

上述の概念と、以下で詳細に説明される追加の概念とのすべての組み合わせ（これらの概念が相互に矛盾しないことが条件）が、本書に開示される発明的主題の一部であると想定される点を理解されたい。特に、本開示の末尾に登場する請求項に記載された主題のすべての組み合わせが、本書に開示された発明的主題の一部であることが企図される。参照により組み込まれる任意の開示にも現れる場合がある、本書で明示的に使用される用語は、本書で開示される特定の概念に最も合致した意味を持つべきである点も理解されたい。

例示的な実施形態によるオーラルケア装置の概略図である。 例示的な実施形態による重心外れ質量の図である。 例示的な実施形態による重心外れ質量の図である。 例示的な実施形態による感覚フィードバックモジュールにおける複数の重心外れ質量を示す図である。 例示的な実施形態による、オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法のフローチャートである。 例示的な実施形態による、オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法のフローチャートである。

図面では、同様の参照文字は一般に、異なる図を通して同じ部分を参照している。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに一般的に、本発明の原理を説明することに重点が置かれている。

本開示は、ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的フィードバックを提供するシステム及び方法に関する。このシステムは、ハンドヘルドデバイスと、ハンドヘルドデバイスが使用される間に、その位置及び角度を検出するよう構成されたセンサモジュールと、上記ハンドヘルドデバイスの使用領域に関連するデータを格納するよう構成されたメモリモジュールと、物理的インジケータを提供するよう構成されたハンドヘルドデバイスの感覚フィードバックモジュールと、１つ又は複数のコントローラとを有する。１つ又は複数のコントローラは、ハンドヘルドデバイスの現在の方向又は位置を決定し、ハンドヘルドデバイスの目標方向からの偏差を決定するか又はハンドヘルドデバイスの目標位置への近接度を決定し、所望の方向又は位置の修正を決定し、上記感覚フィードバックモジュールを用いて物理的インジケータを提供するよう構成される。

物理的インジケータは、ハンドヘルドデバイスにおける物理的なシフトを提供するよう設計されており、ユーザは所望する補正に基づきハンドヘルドデバイスの向き又は位置を変えることでこのシフトに反応する。物理的なシフトは、重心外れ質量により提供されることができる。重心外れ質量では、移動する重量がデバイスの重心を移動させ、ユーザに対するオフバランス感が生み出される。ユーザはデバイスの位置、向き又は角度を変えて、アンバランスな感覚を調整及び／又は修正する。物理的なシフトは、慣性的なステアリングの形で行われることもあり、この場合、力が、デバイスを特定の方向に引っ張る。この力は、制御モーメントジャイロスコープなどの慣性ステアリング装置から得られる。引っ張る力は、所望の補正に基づきデバイスを動かすか、又は引っ張る力は、力の方向に沿ってデバイスを動かすようにユーザへのインジケータとして機能することができる。

本書に開示される、又は他の態様で想定される実施形態及び実現は、任意の適切なハンドヘルド又はパーソナルケア装置で利用されることができる。適切なハンドヘルド又はパーソナルケア装置の例は、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｏｎｉｃａｒｅ（登録商標）歯ブラシ（Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ，Ｎ．Ｖ．社製）などの歯ブラシ、シェーバー、フロス用装置、口腔洗浄器、歯間洗浄器、舌クリーナー、スキンケア装置、又は他のパーソナルケア装置を含む。しかしながら、本開示はこれらのパーソナルケア装置に限定されるものではなく、従って、本書に開示された開示及び実施形態は、任意のハンドヘルド装置又はパーソナルケア装置を包含することができる。本書では、オーラルケア装置の例が説明されるが、当業者であれば、本システム及び方法が、多種多様なハンドヘルド又はパーソナルケア装置に関連して利用されることができる点を理解されるであろう。

図１を参照すると、一実施形態では、ハンドル又は本体部１２と、ブラシヘッド部材１４とを含む電動オーラルケア装置１０が提供される。ブラシヘッド部材１４は、本体部から離れた端部に、ブラシヘッド１６を含む。ブラシヘッド１６は、複数の毛を提供するブリストルフェース１８を含む。本体部１２は典型的には、電動オーラルケア装置の要素を収容するための、少なくともその一部が中空のハウジングを含む。本体部１２は、動きを発生させるためのモータ２２と、発生した動きをブラシヘッド部材１４に伝達するための伝達要素又は駆動軸２４とを備えた駆動系アセンブリを含むことができる。

一実施形態によれば、ブラシヘッド部材１４は、本体部１２に対して相対的に移動可能なように、駆動軸２４に取り付けられる。その動きは、振動又は回転などを含む、さまざまな種類の動きのいずれかである。例えば、ブラシヘッド部材１４は、駆動軸２４に固定的に取り付けられることができるか、又は代替的に、ブラシヘッド部材１４は、異なる動作機能のために異なるブラシヘッド部材と交換されることができるよう、若しくはブラシヘッドの毛若しくは他の要素が摩耗して交換が必要になったときに交換されることができるよう、着脱可能に取り付けられることができる。本実施形態では、電動オーラルケア装置１０は、振動式歯ブラシであるが、代替的な実施形態では、電動オーラルケア装置は、他の任意の電動パーソナルケア装置であり得る点を理解されたい。

本体部１２は、ユーザが電動オーラルケア装置１０を操作することを可能にする、例えば、装置をオン及びオフにすることを可能にする、ユーザ入力２６を更に備える。ユーザ入力２６は例えば、ボタン、タッチスクリーン、又はスイッチとすることができる。

電動オーラルケア装置１０は、装置１０の使用中の位置及び向き又は角度の変化を示すセンサデータを取得するよう構成された１つ又は複数のセンサ２８を含む。センサ２８は、図１では本体部１２内に示されるが、例えば、ブラシヘッド部材１４、ブラシヘッド１６の内部若しくは外部、又は装置内若しくは装置上の他の場所を含む、装置内又は装置上のいずれかに配置されてもよい。一実施形態によれば、センサ２８は、１つ又は複数のモーションセンサ、光学センサ、赤外線、超音波若しくは光学式近接センサ、タイマー、カメラ、圧力センサ、傾斜計、慣性運動ユニット、磁力計、ジャイロスコープ、加速度計、及び／又は、電動オーラルケア装置１０の位置若しくは向きに関連するデータを収集するために利用される任意の感知技術、プロトコル、タイプ、若しくはモダリティを含むことができる。

装置１０は、センサ２８により生成されたセンサデータを受信するよう構成されたコントローラ３０を更に含む。一実施形態によれば、センサ２８はコントローラ３０と一体化している。コントローラ３０は、１つ又は複数のモジュールで形成されてもよく、ユーザ入力２６を介して得られる入力などの入力に基づき、オーラルケア装置１０を動作させるよう構成される。コントローラ３０は例えば、プロセッサ３２と、メモリ又はデータベース３４とを含むことができる。プロセッサ３２は、以下に限定されるものではないが、マイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路、単一のプロセッサ、又は複数のプロセッサを含む任意の適切な形態をとることができる。メモリ又はデータベース３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む、任意の適切な形態をとることができる。不揮発性メモリは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含んでいてもよい。このメモリは、オペレーティングシステムなどを格納することができる。ＲＡＭは、プロセッサがデータを一時的に保存するために使用される。一実施形態によれば、オペレーティングシステムは、コントローラ３０により実行されると、オーラルケア装置１０のハードウェア要素の動作を制御するコードを含んでもよい。一実施形態によれば、接続モジュール３８は、収集したセンサデータを送信するものであり、以下に限定されるものではないが、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離通信、及び／又はセルラーモジュールを含む、有線又は無線信号を送信できる任意のモジュール、デバイス、又は手段とすることができる。

本装置は、感覚フィードバックモジュール５０を更に含む。感覚フィードバックモジュール５０は、１つ又は複数の物理的インジケータデバイス５２と、物理的インジケータを操作するよう構成されたコントローラ５４とを含む。操作は、物理的インジケータのオン又はオフ、物理的インジケータの大きさの増加又は減少、物理的インジケータに関連するセンサデータの受信及び処理、オーラルケア装置の現在の位置及びオーラルケア装置の現在の向き又は角度の決定、上記オーラルケア装置の目標方向からの偏差の決定、オーラルケア装置の目標位置に対する近接性の決定、並びに向き及び／又は位置の望ましい補正の決定を含む。コントローラ５４は例えば、プロセッサ５６と、メモリ又はデータベース５８とを含むことができる。プロセッサ５６は、以下に限定されるものではないが、マイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路、単一のプロセッサ、又は複数のプロセッサを含む任意の適切な形態をとることができる。メモリ又はデータベース３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む、任意の適切な形態をとることができる。不揮発性メモリは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含んでいてもよい。このメモリは、オペレーティングシステムなどを格納することができる。ＲＡＭは、プロセッサがデータを一時的に保存するために使用される。一実施形態によれば、オペレーティングシステムは、コントローラ５４により実行されると、感覚フィードバックモジュール又はオーラルケア装置１０のハードウェア要素の動作を制御するコードを含んでもよい。コントローラは、物理的インジケータの適切なタイミング、方向、及び大きさを学習するアルゴリズムのコードを含むこともできる。一実施形態によれば、接続モジュール６０は、収集したセンサデータを送信及び／又は受信し、以下に限定されるものではないが、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離通信、及び／又はセルラーモジュールを含む、有線又は無線信号を送信することができる任意のモジュール、デバイス、又は手段とすることができる。感覚フィードバックモジュール５０のコントローラ５４は、コントローラ３０、プロセッサ３２、メモリ３４、及び接続モジュール３８と連携して、その機能のいずれかを実行してもよい。コントローラ５４は、オーラルケア装置１０からのコンピューティングリソースで利用される自身のコントローラ又はコンピューティングリソースを含み、一緒にコントローラ５４を有する１つ又は複数のリモートデバイスと連携して動作することもできる。リモートデバイスは、オーラルケア装置１０の１つ又は複数の要素と（例えば接続性モジュール３８を介して）データ通信が可能な任意のコンピューティングデバイスであってもよい。例えば、リモートデバイスは、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、モバイルコンピューティングデバイス、サーバー、ゲートウェイ、ネットワークノード、インターネット又はクラウドで実装されたコンピューティングリソースなどであってもよいし、それらを含んでいてもよい。

物理インジケータ装置５２は、装置１０の物理的な動き又は装置１０の重心の変位の形で感覚的なフィードバックを提供するデバイスの任意の組み合わせであってもよい。物理インジケータ装置５２は、装置の所望の動きの方向へのデバイスの物理的な動きの形で感覚的なフィードバックを提供する慣性ステアリングデバイスであってもよい。物理的な動きは、所望の動きの方向に沿って装置を移動させる大きさであってもよいし、又は物理的な引っ張り力をユーザに与えて、その力と所望の動きの方向に沿って装置を移動させるようユーザに促す大きさであってもよい。例えば、慣性ステアリング装置は、制御モーメントジャイロスコープ（以下、ＣＭＧ）を含んでいてもよい。例示的なＣＭＧは、回転するローターと、ローターの角運動を傾ける１つ又は複数の電動ジンバルとを含み、これによりジャイロトルクがもたらされる。ＣＭＧにより生み出されるトルクの大きさは、ＣＭＧの形状及び質量、並びに回転速度の変化に関連付けられる。物理インジケータ装置は、１つ又は複数の単軸又は多軸ＣＭＧであってもよい。例えば、物理インジケータ装置５２の１軸ＣＭＧが、ブラッシング中にブラッシングの軸に沿ったフィードバックを提供し、ユーザの行動（例えば、臼歯に届くほど十分離れた歯の噛み合わせ面に沿ってブラッシングすること）を修正し又はこれに影響を与えるのに十分な場合がある。複数のＣＭＧ又は多軸ＣＭＧは、複数の軸に沿った感覚的なフィードバックを提供することができ、例えば、ブラッシング時のブラッシングの角度及びブラシの移動方向が修正されることができる。この感覚フィードバックの方法では、オーラルケア装置１０のユーザは、所望の方向への引っ張りを感じ、これは、オーラルケア装置１０を動かすことができるか、又は所望の動きの方向へのナッジを提供し、これは、オーラルケア装置１０をその方向に沿って動かすようユーザに信号を送ることができる。感覚フィードバックモジュール５０内の回転体とユーザの手との間に相対的なトルクを発生させる他の多くの方法が考案されることができる点を理解されたい。慣性ステアリングは、軸方向又は回転方向の力を加える任意の物理的手段により提供されることができ、これは、磁気力の適用、高速空気の使用、又は当技術分野で知られる他の任意の方法を含む。慣性ステアリングを使用すると、所望の動きの方向に力が与えられ、これは、ブラシを動かすか、又は所望の動きの方向に優しく押し若しくは小突き、これは、所望の方向にブラシを動かすようユーザに指示する。

物理的インジケータ装置５２は、感覚的なフィードバック及び物理的インジケータを提供するために、重心外れ質量に依存してもよい。感覚的なフィードバックを提供するこの方法は、オーラルケア装置１０のバランスが取れていないという感覚にユーザが反応することをもたらし、ユーザがオーラルケア装置１０を所望の位置又は向きに移動し、バランスが取れていないという感覚を修正することをもたらす。例えば、ブラシヘッド及びユーザの歯の間の不適切な向き又は角度が、重心外れ質量を使って修正されることができる。図２Ａに示すように、中立位置である位置Ａ及びＢでは、質量８０及び質量８２の重心は、感覚フィードバックモジュール５０の物理的中心と一致している。重心を移動させるため、質量８０、８２の一方又は両方が所定の位置Ａ'、Ｂ'に回転される。図２Ｂに示すように、質量８０及び質量８２が新たな位置Ａ'，Ｂ'にシフトされると、より多くの質量が感覚フィードバックモジュール５０のＬ側にシフトされる。ユーザは、デバイスの重心がバランスを失っていることを感じることができる。重心のバランスが崩れていることへのユーザの反応は、ハンドルをＤ２方向に回転させて重心を正しく合わせ、質量を地球に一致させることである。重心の移動は、異なる形態の可動式質量により提供されることができる。これは、質量８０、８２を持つ２つの回転ブレード、質量を持つ複数の回転ブレード（重心の移動の大きさを増加させることを可能にする）、流体ポンプ、質量がコンパートメント間を移動できるコンパートメント内の可動式質量、質量がリニアスライドの軸に沿って移動できるリニアスライド、又は質量の位置を操作するための他の任意の手段を含む。

物理的インジケータデバイス５２は、物理的インジケータを提供するために、１つ又は複数の重心外れ質量に依存してもよい。複数の重心外れ質量が使用される場合、回転方向及び長手方向の両方における物理的なフィードバックが提供されることができる。図３は、感覚フィードバックモジュール５０の中心Ｃに対してアンバランスな質量８０、８２を持つ２つのブレードを示す。装置の重心がオフバランスである（バランスを崩している）と感じることに基づき、ユーザはオーラルケア装置１０を回転方向Ｄ２に回転させる。３つの追加の質量８４、８６、８８も、軸９０に沿って感覚フィードバックモジュール５０内を移動することができる。質量８４、８６、８８の動きは、基部から頭部に向かってオーラルケア装置１０の中心を通る軸に沿った長手方向であるｆ方向及びｂ方向において行われることができる。質量８４、８６、８８がｂ方向に移動される場合、感覚フィードバックモジュール５０の重心の移動は、オーラルケア装置１０をｆ方向にユーザが移動することをもたらす。こうして、ユーザは、オーラルケア装置１０の向きの角度（回転方向における）と、オーラルケア装置１０の位置（長手方向に沿ったｆ方向及びｂ方向における）とを修正することができる。

図４は、オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的インジケータを提供するための例示的な方法２００を示す。ステップ２１０では、オーラルケア装置１０のコントローラ５４及びセンサ２８を用いて、オーラルケア装置１０の現在の向きが決定される。例えば、ユーザの歯に対するブラシヘッド１６の角度又は向きは、モーションセンサ、光学センサ、赤外線、超音波若しくは光学的近接センサ、タイマー、カメラ、圧力センサ、傾斜計、慣性運動ユニット、磁力計、ジャイロスコープ、又は加速度計を使用して決定されることができる。この場合、ブラシヘッド１６の向きが、ユーザの頭及び歯の向きと比較される。コントローラ５４は、異なるセンサ２８の組み合わせからのデータを融合して、より正確な、又はより高いレベルの決定を行うことができる。センサ２８から収集されたデータは、アルゴリズムにより分析され、ブラッシング中に提供される感覚的なフィードバック及び物理的インジケータを向上させることができる。ステップ２２０では、コントローラ５４を用いて、オーラルケア装置１０の目標方向からの偏差が決定される。例えば、歯ブラシであるオーラルケア装置１０の目標方向は、歯ブラシがユーザの歯の表面に対して４５度の角度で向いていることであってもよい。ユーザの歯に対してブラシが２７度の角度で配置される場合、目標方向からの偏差は１８度となる。ステップ２３０で、コントローラは、所望の向きの補正を決定する。例えば、コントローラは、歯ブラシの向きがユーザの歯に対して４５度の角度になるよう修正するために、歯ブラシが更に１８度回転されるべきことを決定することができる。しかしながら、コントローラは、異なる方向の偏差があっても、方向の補正を必要としないと決定してもよい。フィードバックスムージングは、ユーザが受け取る感覚的なフィードバックの量を減らして、過剰な感覚的なフィードバックをなくす任意の処理である。例えば、フィードバックスムージングの１つの形態は、小さな偏差に対して方向の補正を提供しないことである。一例として、目標方向からの偏差が５度以下であれば、方向の補正を必要としない場合がある。偏差が十分に大きくない場合は、補正を必要としないこともあり、システムが小さな偏差に対して過剰な感覚的フィードバックを与えないようにする。過剰な感覚的フィードバックは、ユーザに迷惑をかけるか、又は頻繁な細かい向きの偏差による感覚的フィードバックで機器の使用を妨げる場合がある。

ステップ２４０では、感覚フィードバックモジュール５０を用いて、オーラルケア装置１０のユーザに物理的インジケータが提供される。感覚フィードバックモジュール５０の動作は、コントローラ５４により制御される。物理的インジケータは、１つ又は複数の物理的インジケータ装置５２により提供され、これは、慣性ステアリング及び重心外れ質量法をそれぞれ使用して、デバイス１０の物理的な動き又はデバイス１０の重心の変位の形で感覚的なフィードバックを提供するデバイスの任意の組み合わせであってもよい。

図５は、オーラルケア装置１０のユーザに適応的な物理的インジケータを提供するための例示的な方法３００を示す。ステップ３１０では、パーソナルケア装置の現在の位置が、オーラルケア装置１０のコントローラ５４及びセンサ２８を用いて決定される。例えば、ユーザの口に対する歯ブラシのブラシヘッド１６の位置は、モーションセンサ、光学センサ、赤外線、超音波若しくは光学式近接センサ、タイマー、カメラ、圧力センサ、傾斜計、慣性運動ユニット、磁力計、ジャイロスコープ、又は加速度計などのセンサ２８を使用して決定されることができる。一例として、ブラッシングされた歯の領域は、ユーザに対するオーラルケア装置１０の相対的な位置から少なくとも部分的に決定されるが、この相対的な位置は、オーラルケア装置１０の絶対的な位置を決定するため、埋め込まれた慣性測定ユニットなどの動きセンサと、オーラルケア装置１０に対するユーザの頭部の相対的な動きを考慮するため、赤外線近接センサ又はカメラなどの光学センサ又は近接センサとを使用することにより把握されることができる。コントローラ５４は、異なるセンサ２８の組み合わせからのデータを融合して、より正確な、又はより高いレベルの決定を行うことができる。センサ２８から収集されたデータは、アルゴリズムにより分析され、ブラッシング中に提供される感覚的なフィードバックを向上させることができる。

オプションのステップ３２０において、コントローラ５４は、オーラルケア装置の目標位置への近接性を決定するために使用される。ブラッシング中に最近見落とされていた場所、ユーザ若しくは他の人により頻繁に見落とされる場所、又は歯磨き時間が短すぎる場所である歯の目標位置又は領域は、最適ではない状態にある。目標位置は、特定のユーザのために学習されたものであってもよく、デバイスに事前にプログラムされていてユーザ特有でないものであってもよく、又は事前にプログラムされたものと学習されたものとを組み合わせた位置であってもよい。コントローラ５４は、ユーザの口及び歯のマップに基づき、マップに沿ってブラシが現在配置される場所、及び目標位置に対するユーザの近さを決定してもよい。オーラルケア装置１０は、コントローラモジュール３０又は感覚フィードバックモジュール５０に事前にプログラムされた歯のマップに依存してもよいし、ユーザのために個別に学習又はプログラムされたマップに依存してもよい。例えば、ユーザは最初にブラシヘッド１６で歯をなぞるように指示されることがある。ユーザは、モータを作動させずにブラシヘッド１６を特定の歯に対して移動させること、及び／又は、１つ若しくは複数のブラッシングセッション中に特定の経路若しくはルーチンに従うことを案内される（例えば、印刷された指示書、スマートフォンにインストールされたアプリケーションなどを介して指示される）場合がある。

ステップ３３０で、コントローラ５４は、位置の所望の補正を決定する。例えば、コントローラ５４は、ブラッシング中に頻繁に見落とされる口又は歯の領域にユーザが近接している場合に、位置の修正が望まれると決定することができる。機械学習を使用することで、コントローラ５４は、口又は歯のどの部分がより頻繁に見逃されるかを学習するので、時間と共により効果的になることができる。ブラシヘッド１６が、口又は歯のあまり頻繁に見落とされない領域に近接している場合、コントローラ５４は、位置の補正が望まれないと決定することができる。フィードバックスムージングは、ユーザが受け取る感覚的なフィードバックの量を減らして、過剰な感覚的なフィードバックを減らす任意の処理である。ブラッシングの際に、口又は歯の領域があまり見落とされないとき、位置の修正は好ましくない場合がある。その結果、システムは、わずかな偏差に対しては過剰な感覚フィードバックを提供しない。過剰な感覚フィードバックは、ユーザを悩ませたり、頻繁で微小な位置の偏差による頻繁な感覚フィードバックでデバイスの使用を妨げたりする場合がある。

ステップ３４０では、感覚フィードバックモジュール５０を用いて、オーラルケア装置１０のユーザに物理的インジケータが提供される。物理的インジケータは、１つ又は複数の物理的インジケータ装置５２により提供され、これは、慣性ステアリング及び重心外れ質量法をそれぞれ使用して、デバイス１０の物理的な動き又はデバイス１０の重心の変位の形で感覚的なフィードバックを提供するデバイスの任意の組み合わせとすることができる。

物理的インジケータ及び感覚的なフィードバックのタイミング又は大きさは変化するようにされることができる。物理的インジケータの大きさ及び持続時間は、方向又は位置の異なる所望の修正に基づき、大きくしたり小さくしたりすることができる。例えば、重心外れ質量を大きくすることで、ブラシの角度又は向きがより正確に補正されることができる。頻繁に見落とされる口又は歯の領域には、慣性ステアリング式の物理インジケータが、より大きな大きさの引きを与えることができる。別の例として、より大きな補正が必要な場合には、物理的インジケータのタイミングが増加されることができる。例えば、複数の連続した物理的インジケータが、より大きな補正が必要であることを示すことができる。別の例として、物理的インジケータがより長く続くことができ、これは、より大きな位置の修正（例えば、過去に口又は歯の大きな領域が見逃されていた、又は過去に口又は歯の領域が頻繁に見逃されていたこと）が必要であることを示す。別の例では、連続した物理的インジケータが提供され（例えば、引っ張る形で）、この場合、ブラシを動かして所望の位置をカバーするようユーザに促す手段として、連続した物理的インジケータの大きさ（引っ張る力）が増加されることができる。他の例としては、物理的インジケータは、ユーザが正しい方向から外れたとき（例えば、ユーザが望ましくない角度でブラッシングをしているとき）に、重心外れ質量の形で示すことができる。この物理的インジケータは、重心外れ質量の形で提供されることができ、この場合、ユーザが自分の向きを修正し、ブラシを正しい向きに近づけるにつれて、重心外れ質量の大きさが減少する。これは、比例積分微分方式を物理的インジケータに応用した例である。

アルゴリズムを使用して、所望の結果であるオーラルケア装置１０の向き又は位置の補正を提供するために必要とされる物理的インジケータのタイミング、方向、及び大きさが、決定されることができる。オーラルケア装置１０の所望の向き又は位置からの偏差に基づきユーザが受け取る感覚的なフィードバックは、ユーザが所望の方向及び量で自分の向き又は位置を修正するのに十分適切でなければならない。感覚フィードバックモジュール５０は、ユーザに望ましい反応をもたらす物理的インジケータの適切な方向及び大きさを学習するようプログラムされることができる。別の例として、感覚フィードバックモジュール５０は、設定された時間間隔で、オーラルケア装置１０の現在の向き又は位置と、向き又は位置の所望の修正とを決定し、その後、物理的インジケータを提供するように設定されてもよい。物理的インジケータのタイミング、又は適応的な物理的インジケータのループ（現在の位置又は向きの決定、向きにおける偏差又は目標位置への近接の決定、所望の修正の決定、物理的インジケータの提供）のタイミングは、ユーザがオーラルケア装置１０の向き及び／又は位置を修正するための時間を確保するために、ユーザが所望の向き又は位置から偏差したときを確認するのに十分な頻度であるが、頻度が高すぎないように設定されることができる。物理的インジケータのタイミング、方向、及び大きさは、ユーザがオーラルケア装置１０を使用する前にプリセットされることができ、又はアルゴリズムを使用して各ユーザに対して物理的インジケータの適切なタイミング、方向、及び大きさが学習されることができるか、又は両方の技術の組み合わせが使用されることができる。

本書では、いくつかの発明的な実施形態が説明及び図示されてきたが、当業者であれば、本書に記載された機能を実行し、及び／又は結果を得、及び／又は１つ又は複数の利点を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に想定することができ、斯かる変形及び／又は変更のそれぞれは、本書に記載された発明的な実施形態の範囲内であるとみなされる。より一般的には、本書に記載されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的なものであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が使用される特定の用途又はアプリケーションに依存することを、当業者は容易に理解するであろう。当業者であれば、本書に記載される特定の発明の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、又は日常的な実験を行うだけで確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は例示に過ぎず、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で、発明的な実施形態が、具体的に記載及び請求されたものとは別の態様で実施されることができることを理解されたい。本願の発明的な実施形態は、本書に記載された個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法に向けられる。更に、２つ以上の斯かる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせは、斯かる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しない場合、本願の発明範囲に含まれる。

明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び／又は」という表現は、そのように結合された要素の「どちらか又は両方」を意味すると理解されるべきであり、即ち、ある場合には結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味する。「及び／又は」で記載される複数の要素は、同じように解釈されるべきであり、即ち、そのように結合された要素の「１つ又は複数」を意味する。特定された要素に関連するか否かにかかわらず、「及び／又は」節で特定された要素以外の他の要素がオプションで存在してもよい。明細書及び特許請求の範囲で使用される「又は」は、上記で定義される「及び／又は」と同じ意味を持つ点を理解されたい。

明確に反対の指示がない限り、複数のステップ又は行為を含む本書に記載される任意の方法において、その方法のステップ又は行為の順序は、必ずしもその方法のステップ又は行為が記載される順序に限定されないことを理解されたい。

Claims (15)

1. ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法において、
   前記ハンドヘルドデバイスのコントローラ及び１つ又は複数のセンサにより、前記ハンドヘルドデバイスの現在の方向を決定するステップと、
   前記ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、前記ハンドヘルドデバイスの目標方向からの偏差を決定するステップと、
   前記ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、所望する方向の補正を決定するステップと、
   前記ハンドヘルドデバイスの感覚フィードバックモジュールを用いて、物理的インジケータをユーザに提供するステップとを有する、方法。
2. 前記現在の方向が、カメラ、慣性運動ユニット、傾斜計、又は近接センサを用いて決定される、請求項１に記載の方法。
3. フィードバックスムージングを可能にするために、前記所望の補正が行われる、請求項１に記載の方法。
4. 前記物理的インジケータが、可変のタイミング又は大きさを持つ、請求項１に記載の方法。
5. 前記物理的インジケータが、比例積分微分方式で適用される、請求項１に記載の方法。
6. ハンドヘルドデバイスのユーザに適応的な物理的インジケータを提供する方法において、
   前記ハンドヘルドデバイスのコントローラ及び１つ又は複数のセンサにより、前記ハンドヘルドデバイスの現在の位置を決定するステップと、
   前記ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、所望する位置の補正を決定するステップと、
   前記ハンドヘルドデバイスの感覚フィードバックモジュールを用いて、物理的インジケータをユーザに提供するステップとを有する、方法。
7. 前記ハンドヘルドデバイスのコントローラにより、前記ハンドヘルドデバイスの目標位置への近接性を決定するステップを更に有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記現在の位置が、カメラ、慣性運動ユニット、傾斜計、又は近接センサを用いて決定される、請求項６に記載の方法。
9. フィードバックスムージングを可能にするために、前記所望の補正が行われる、請求項６に記載の方法。
10. 前記物理的インジケータが、可変のタイミング又は大きさを持つ、請求項６に記載の方法。
11. 前記物理的インジケータが、比例積分微分方式で適用される、請求項６に記載の方法。
12. オーラルケア装置のユーザに適応的な物理的インジケータを提供するためのオーラルケアシステムであって、
    オーラルケア装置と、
    ユーザの口腔内における前記オーラルケア装置のブラシヘッドの位置及び角度を検出するセンサモジュールと、
    ブラッシング位置に関連するデータを格納するよう構成されたメモリモジュールと、
    物理的インジケータを提供する前記オーラルケア装置の感覚フィードバックモジュールと、
    １つ又は複数のコントローラとを有し、前記コントローラが、
    前記オーラルケア装置の現在の方向又は位置を決定し、
    前記オーラルケア装置の目標方向からの偏差を決定し、又は前記オーラルケア装置の目標位置への近接性を決定し、
    所望の方向又は位置の修正を決定し、及び
    前記感覚フィードバックモジュールを用いて物理的インジケータを提供するよう構成される、オーラルケアシステム。
13. 前記感覚フィードバックモジュールが、前記物理的なフィードバックを提供するために慣性ステアリングに依存する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記慣性ステアリングが、１つ又は複数の制御モーメントジャイロスコープにより提供される、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記感覚フィードバックモジュールが、前記物理的なフィードバックを提供するために、１つ又は複数の重心外れ質量に依存する、請求項１２に記載のシステム。

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