JP5838166B2 - ポジションセンシング歯ブラシ - Google Patents

Description

この発明は、概して、歯ブラシに関し、より詳細には、歯ブラシが口内のどれくらいの距離にあるか、及び、ユーザがブラッシングしているのは歯の内側表面であるか又は外側表面であるかを含む、口における歯ブラシの毛の位置の決定に関する。

口内の全ての歯の丁寧なブラッシングは、良好な口腔衛生のために重要である。口の各領域における歯は、細心の及び完全な注意を必要とする。これを達成するために、これは、ユーザが口の各領域においてどれくらいの長さでブラッシングするかに関するフィードバックをユーザに与えるのに役立つ。これは、ユーザが全てのこれらの歯を丁寧にブラッシングすることを促進し、各領域において十分な時間を費やす。各領域において費やされた時間を決定するための以前の装置は、毛のセットの位置を決定するためにセンサを用いていた。しかしながら、斯様なシステムは、ユーザの口内の毛のセットの位置、即ち歯に対する毛の位置を決定するために基準ポイント又は既知の開始位置を必要とするという欠点をもつ。

従って、好ましくは安価なシステムにより、口における毛のセットの位置に関する信頼性のある情報をユーザに提供することが望ましい。これは、不完全なブラッシング習慣を克服するのに役立つだろう。

一実施形態において、歯ブラシは、毛のセット位置及び歯に対するブラシヘッド部分の位置をセンシング可能であり、歯ブラシは、ハンドル部分とユーザの歯をクリーニングするために毛セットを一端部にもつブラシヘッド部分とを含む歯ブラシを有し、歯ブラシは、前記毛セットが歯をブラッシングするための位置にあるときに口の外側にあるように、歯ブラシに配置された少なくとも１つのセンサを有し、前記センサは、温度に応答するものであり、前記センサは、前記毛セットが歯の外側表面又は内側表面の一方に隣接する位置にあるときに皮膚の温度を検出し、前記毛セットが歯の外側表面又は内側表面の他方に隣接する位置にあるときに口の外側の周囲温度を検出するように向けられ、歯ブラシは、前記センサからの前記温度情報に応答して、前記毛セットが歯の外側表面をブラッシングするための位置にあるか、又は、前記毛セットが歯の内側表面をブラッシングするための位置にあるかを決定するための、歯ブラシ内のプロセッサを有し、歯ブラシは、前記プロセッサに応答して、歯に対する前記毛セットの位置をユーザに示すための指示システムを有する。

他の実施形態において、歯ブラシは、歯に対する毛セット部分の位置をセンシング可能であり、歯ブラシは、ハンドル部分とユーザの歯をクリーニングするために毛セットを一端部にもつブラシヘッド部分とを含む歯ブラシと、ユーザの頬に対するセンサの向き情報を与えるために前記毛セットのための後部部材に配置された少なくとも１つのセンサと、前記向き情報に応答して、前記毛セットが歯の外側表面に隣接して配置されているか、又は、前記毛セットが歯の内側表面に隣接して配置されているかを示す出力を与えるためのプロセッサと、前記プロセッサに応答して、前記毛セットが歯の外側表面をブラッシングするための位置にあるか、又は、前記毛セットが歯の内側表面をブラッシングするための位置にあるかをユーザに示すための指示システムとを有する。

他の実施形態において、歯ブラシは、歯ブラシが口内にどれくらい侵入しているかをセンシング可能であり、歯ブラシは、ハンドル部分とネック部分とユーザの歯をクリーニングするために前記ネック部分の先端部にある毛セット部分とを含む歯ブラシを有し、歯ブラシは、歯ブラシの前記ネック部分に沿って１列に配置された複数の光源を有し、前記複数の光源は、口の範囲内及び口の外側の光の相対数が、口内にある歯ブラシの部分を示すように向けられ、歯ブラシは、口の外側のカバーされていない光源からの光を受信するためのレシーバを有し、前記複数の光源は、選択された特性により互いに区別され、前記レシーバは、歯ブラシがどれくらい口内に侵入したかをユーザに示すためのシステムを含む。

１つのＩＲセンサをもつ歯ブラシの第１の実施形態のための簡素な立面図である。 ２つのＩＲセンサをもつ歯ブラシの第１の実施形態のための簡素な立面図である。 歯のセットに対するブラッシング範囲を示す簡素化された図である。 歯のセットに対するブラッシング範囲を示す簡素化された図である。 歯のセットに対するブラッシング範囲を示す簡素化された図である。 歯のセットに対するブラッシング範囲を示す簡素化された図である。 ユーザの口内の歯ブラシの位置及びＩＲセンサの方向の図である。 ユーザの口内の歯ブラシの位置及びＩＲセンサの方向の図である。 ユーザの口内の歯ブラシの位置及びＩＲセンサの方向の図である。 位置センサの第２の実施形態の一のバリエーションの立面図である。 図１０の実施形態に関するブラッシング図である。 図１０の実施形態に関するブラッシング図である。 第２の実施形態の他のバリエーションの立面図である。 第２の実施形態の他のバリエーションの上側の図である。 第２の実施形態の他のバリエーションの立面図である。 第２の実施形態の更に他のバリエーションの立面図である。 第２の実施形態の更に他のバリエーションの立面図である。 歯ブラシがどれくらい口内に延在しているかを決定するためのシステムの概略図である。

図１〜９は、ここで述べられる歯ブラシの第１の実施形態の構造と口内の歯ブラシの毛セット部分の取り得る位置とを示している。センサは、毛セットが口内にあるときの歯に対する毛セットの向き、特に毛が歯の外側表面をブラッシングするための位置にあるのか又は毛が歯の内側表面をブラッシングするための位置にあるのかを決定するために、ブラッシングの間に口の外側にある歯ブラシハンドル上で用いられる。図１〜９の実施形態において、ハンドル部分１２及びブラシヘッド部分１４を含む歯ブラシ１０、典型的には電動歯ブラシは、ハンドル１２の上端部１８付近に少なくとも１つのセンサ１６を含む。ブラシヘッド１４の先端部には、毛セット２０が毛プレート又は後部部材２４に取り付けられる。センサ１６は、示された実施形態において、温度に応答するＩＲセンサである。図１は、単一のＩＲセンサをもつ装置を示している一方で、図２は、約１８０°離れた２つのＩＲセンサを示している。図１及び２は、歯ブラシハンドル内のセンサを示す一方で、これらは、センサが口の外側にある限り、歯ブラシのネック上あり得る。

図７は、ユーザ１３の口内の歯ブラシ１０を示している。図８及び９は、２つのセンサ２５及び２７をもつ歯ブラシ１０を示しており、２つのセンサ２５及び２７は、毛２６が歯の外側表面２８に向けられたときに（図９）、センサ２５が、周囲に向かってユーザの皮膚から離れるように向けられ（矢印３２）、周囲温度を測定する（７２°Ｆ）一方で、他方のセンサ２７が、ユーザの皮膚に向かって向けられ（矢印３６）、体温を測定する（９８．６°Ｆ）ように配向される。毛２５が歯の内側表面に向けられるように歯ブラシ１０が配置されるときには（図８）、センサ２５は、皮膚の方向を向き（矢印３７）、センサ２７は、周囲を向くだろう（矢印３８）。

１つだけのセンサが用いられ、依然として効果的な結果を与え得ることが理解されるべきである。例えば歯ブラシの一の向きにおいてセンサが９８．６°Ｆを読み取る一方で、他の向きにおいてセンサが周囲温度７２°Ｆを読み取るためである。２つのセンサ又は１つのセンサを用いた、いずれかの場合において、センサにより取得された温度情報は、歯ブラシ内のマイクロプロセッサ４４（図１）に与えられ、センサにより測定された温度及び歯ブラシの位置に対してプログラムされたマイクロプロセッサは、毛の位置の決定を行うだろう。そして、これは、この情報をディスプレイデバイス４２に送信するだろう。ディスプレイデバイス４２は、典型的には、必須ではないが、歯ブラシから分離されている。ディスプレイは、例えば、歯ブラシ用の充電アセンブリ内にあってもよい。これは、別個のディスプレイ上にあるか又は歯ブラシ上にあってもよい。システムは、毛の位置の可聴表示を与えてもよい。任意のイベントにおいて、システムは、歯に対する毛の向きの表示をユーザに与える。

図３〜６は、前述された及び図１又は２において示された装置により決定され得る口の領域（内側歯表面又は外側歯表面）を示している。図３は、組み合わせられた外側表面３７及び内側表面３８を示している。

加速度計又は傾斜計４５が、歯ブラシ１０に追加され得る。これは、センサにより、口内の４つのゾーン、詳細には口の左側及び右側並びに内側及び外側歯表面を区別する、歯ブラシの能力を与える。図４及び５は、領域３９及び４０をブラッシングするとき（図４）並びに領域４１及び４２をブラッシングするとき（図５）の毛の傾斜について、１８０°異なる範囲を示している。図６は、４つのゾーンを一緒に示している。

更に、歯の咀嚼面が、元の温度センサに対して約９０°で配置された２つの追加の温度センサにより識別されてもよい。温度及び加速度計／傾斜計情報の全てがマイクロプロセッサ４４に与えられ、マイクロプロセッサ４４は、毛が歯のどの領域に向かうか又は向いているかを決定する。ＩＲセンサが開示された一方で、他のセンサ及び技術が、周囲に対して認められた面の存在を検出するために用いられてもよい。これらは、反射型若しくは三角のＩＲセンシング、容量性センシング、近接センシング若しくはソーナー（音響距離センサ）又はレーザセンシングを含み得る。

図１０〜１８の特定の実施形態及びそのバリエーションにおいて、その目的は、毛及び歯ブラシが歯の外側表面に向けられているか、又は、毛及び歯ブラシが歯の内側表面に向けられているかを決定することにある。これらのバリエーションは、ユーザの頬の内側表面に対する毛の位置の決定を達成する。これらのバリエーションのそれぞれにおいて、センサアセンブリは、毛後部プレートに配置される。歯の内側をブラッシングするときには、センサアセンブリは、頬から離れるように口の内側を向く一方で、歯の外側表面をブラッシングするときには、センサアセンブリは、頬の内側表面を向くだろう。これらの２つの位置の間の異なるセンサ出力は、毛の位置の表示をユーザに与えるように処理される。図１１及び１２は、概ね５２で示されたユーザの口内に配置された、ハンドル３５及びブラシヘッド５７を備えた、歯ブラシ５０を示している。図１１において、毛５３は、毛後部プレート５４上のセンサ５６が口の内側を向くように、歯の内側表面に接触して配置されている。図１２において、歯ブラシ５０は、毛５３が歯の外側表面に接触して配置されるように向けられている。この位置において、センサ５６は、ユーザの頬を向く。

口領域を向いているか又はユーザの頬を向いている毛の間を区別するのに適切な異なるセンサに対して、ここに開示される幾つかの実施形態のバリエーションが存在する。図１０は、歯ブラシ５０の毛後部プレート５４が赤外線温度センサ５６を備えた一実施形態のバリエーションを示している。歯の外側表面がブラッシングされたときには、センサ５６は、頬の温度を測定するだろう。歯の内側表面５６をブラッシングするときには、センサ５６は、口の内側の温度を測定するだろう。温度差が存在するので、毛の２つの位置が区別され得る。センサにより決定された測定された温度値は、歯ブラシ５５における５８で概ね示されたマイクロプロセッサに与えられる。マイクロプロセッサは、毛の位置の表示をディスプレイ５９に与えるために、ルックアップテーブル又は同様のものを介してプログラムされる。ディスプレイ５９は、前述された実施形態と同様に、充電ユニットのような、別個のユニットの部分であってもよい。この情報は、ＩＲ（赤外線）通信により典型的に与えられる。また、ディスプレイは、歯ブラシ自身又は充電器から離れた他のディスプレイデバイス上にあってもよい。これは、視覚的、聴覚的又は他のタイプの表示であってもよい。

図１３及び１４のバリエーションにおいて、毛後部プレート６０は、光ファイバ６２を備えている。ファイバ６２は、歯ブラシ６５のハンドル６４から毛セットの後部を介してハンドルに戻るようにループ状に延在している。ファイバ６２の一端部では、ファイバ６２を介して移動する光を与えるＬＥＤ６３が取り付けられる。ファイバの他端部には、ファイバから外に出る光の強度を測定する光センサ６６がある。歯の外側表面がブラッシングされるときには、光ファイバ６２は頬に接触するだろう。この頬接触により、ファイバの縁で屈折率の変化があるだろう。一部の光がファイバから脱出し、光センサ６６により検知された光強度は、毛が歯の内側表面にのみ隣接するときと比較して、減少する。センサは、歯の内側表面がブラッシングされているか又は歯の外側表面がブラッシングされているかに依存して、光強度の異なる値を歯ブラシマイクロプロセッサに供給する。マイクロプロセッサは、前述したように、毛の位置の表示をディスプレイ又は他の通信手段を介してユーザに与える。

図１５は、金属プレート７０が毛後部プレート７２に取り付けられた他のバリエーションを示している。プレート７０は、プラスチックの薄層によりカバーされている。金属プレート７０のキャパシタンスは、金属プレートが頬に接触したときに変化する。プレートのキャパシタンスは、センサにより測定され得る。歯の外側表面をブラッシングするときには、プレートのキャパシタンスは、頬との接触により高くなるだろう。歯の内側表面がブラッシングされたときには、キャパシタンスは、皮膚接触の欠如により低くなるだろう。キャパシタンスセンサ７２は、キャパシタンス値を歯ブラシ内のマイクロプロセッサに与える。そして、マイクロプロセッサは、前述されたようなディスプレイ上で、歯の内側表面がブラッシングされているか又は歯の外側表面がブラッシングされているかの表示をユーザに与えるだろう。

更に他のバリエーションが図１６に示されており、毛セット後部プレート８０がＩＲ ＬＥＤ８２及びＩＲ検出部８４を含んでいる。検出部８４は、ＬＥＤから放射された光を検出する。毛セットの後部プレートが頬と接触しているときには、ＩＲ ＬＥＤ８２及びＩＲ検出部８４は、頬の皮膚により部分的にカバーされるだろう。検出部８４により測定された光強度は低くなるだろう。歯の内側表面がブラッシングされるときには、検出部により検出された光強度は高くなるだろう。光強度情報は、歯ブラシ内のマイクロプロセッサに与えられ、マイクロプロセッサは、毛が歯の内側表面に隣接しているか又は歯の外側表面に隣接しているかの表示をユーザに与える。加えて、毛後部プレートの両側がＩＲ ＬＥＤ及び検出部の組み合わせ８６を備えてもよく、これは、追加の歯ブラシの向きの検出を可能にするだろう。

他のバリエーションが図１７に示されている。毛後部プレート９０は、接触スイッチ９４を含んでいる。歯の外側表面がブラッシングされるときには、毛後部プレートが頬に接触し、スイッチ９がトリガされ、歯に対する毛の位置の表示を与える。歯の内側表面がブラッシングされたときには、スイッチ９４はトリガされないだろう。スイッチ９４からの信号（又はその欠如）は、マイクロプロセッサにより処理され、口における毛の位置の表示がユーザに与えられる。

図１８は、歯ブラシが口内にどれくらい挿入されているかを決定する実施形態を示している。歯ブラシ１００は、ハンドル１０５と、毛セット１０７と、歯ブラシのネック１０４に沿って配置された複数のＬＥＤ光源１０２−１０２とによって示されている。この実施形態において、少なくとも１つであるが好ましくは２つ又はそれ以上のＬＥＤが設けられる。各ＬＥＤは、異なる周波数のような異なる放射特性をもつ。ＬＥＤは、レシーバ１０６に出力される光を生成する。動作において、歯ブラシが口に挿入された場合に、１又はそれ以上のＬＥＤがカバーされ、その特性が出力されてレシーバにより受信されるのを除去する。レシーバは、受信する光の周波数を決定する。その情報は、典型的にはレシーバ内の、マイクロプロセッサに供給され、マイクロプロセッサは、歯ブラシが口内にどれくらいの距離で配置されているかを計算する。そして、この情報は、典型的にはレシーバ上の、ディスプレイ１０８として与えられる。歯ブラシのネック上の要素は、温度センサであってもよい。この装置において、外部の光レシーバは必要ではない。

図１８の実施形態のバリエーションとして、歯ブラシのネック上のＬＥＤ（又は温度センサ）に加えて３Ｄ加速度計をもつ少なくとも４つの赤外線温度センサが設けられてもよい。そして、種々のセンサからの情報は、ブラッシングされる口の特定の領域を決定するためにマイクロプロセッサにより処理され得る。

従って、歯に対する口内の毛の位置に関する情報をユーザに与える幾つかの実施形態が開示された。これは、ユーザが歯の全ての領域の適切なブラッシングを保証することを可能にする。

本発明の好ましい実施形態が例示の目的で開示されたが、種々の変更、修正及び置換は、特許請求の範囲により規定された本発明の精神から逸脱することなく本実施形態に組み込まれ得ることが理解されるべきである。

Claims (21)

1. 歯に対する歯ブラシの毛セット部分の位置をセンシング可能な歯ブラシであって、
   ハンドル部分とユーザの歯をクリーニングするために毛セットを一端部にもつブラシヘッド部分とを含む歯ブラシと、
   前記毛セットが歯をブラッシングするための位置にあるときに口の外側にあるような位置で歯ブラシ上に配置された少なくとも１つのセンサとを有し、
   前記センサは、温度又は他の皮膚特性に応答するものであり、前記センサは、前記毛セットが歯の外側表面又は内側表面の一方に隣接する位置にあるときに皮膚の温度を検出し、前記毛セットが歯の外側表面又は内側表面の他方に隣接する位置にあるときに口の外側の周囲温度又は前記他の皮膚特性がないことを検出するように向けられ、
   歯ブラシは、前記センサからの前記温度情報又は前記他の皮膚特性の情報に応答して、前記毛セットが歯の外側表面をブラッシングするための位置にあるか、又は、前記毛セットが歯の内側表面をブラッシングするための位置にあるかを決定するための、歯ブラシ内のプロセッサと、
   前記プロセッサに応答して、歯に対する前記毛セットの位置をユーザに示すための指示システムとを有する、歯ブラシ。
2. 前記ハンドル上で約１８０°離れている２つのセンサを含み、これらのそれぞれは、温度に応答するものであり、一方のセンサが前記皮膚温度を測定しているときに、他方が口の外側の温度を測定しているように向けられ、逆の場合も同様である、請求項１に記載の歯ブラシ。
3. 加速度計又は傾斜計を含み、前記加速度計又は傾斜計からの情報が前記プロセッサに与えられ、前記プロセッサは、前記毛セットが口のどちら側に配置されているかを決定する、請求項１に記載の歯ブラシ。
4. 前記センサは、ＩＲ（赤外線）センサである、請求項１に記載の歯ブラシ。
5. 前記センサは、歯ブラシの前記ハンドル上に配置される、請求項１に記載の歯ブラシ。
6. 上顎又は下顎における歯に対して歯ブラシが存在することを検出するための２つの追加のセンサを含む、請求項１に記載の歯ブラシ。
7. 歯ブラシは、電動歯ブラシである、請求項１に記載の歯ブラシ。
8. 前記指示システムは、歯ブラシとは別個の視覚的ディスプレイである、請求項１に記載の歯ブラシ。
9. 歯に対する歯ブラシの毛セット部分の位置をセンシング可能な歯ブラシであって、
   ハンドル部分とユーザの歯をクリーニングするために毛セットを一端部にもつブラシヘッド部分とを含む歯ブラシと、
   ユーザの頬に対するセンサの向き情報を与えるために前記毛セットのための後部部材に配置された少なくとも１つのセンサと、
   前記向き情報に応答して、前記毛セットが歯の外側表面に隣接して配置されているか、又は、前記毛セットが歯の内側表面に隣接して配置されているかを示す出力を与えるためのプロセッサと、
   前記プロセッサに応答して、前記毛セットが歯の外側表面をブラッシングするための位置にあるか、又は、前記毛セットが歯の内側表面をブラッシングするための位置にあるかをユーザに示すための指示システムとを有する、歯ブラシ。
10. 前記センサは、前記毛セットの後部表面に配置される、請求項９に記載の歯ブラシ。
11. 前記センサは、頬と口の内部との間を区別するためのＩＲ温度センサである、請求項９に記載の歯ブラシ。
12. 前記センサは、光ファイバアセンブリであり、前記光ファイバアセンブリは、前記光ファイバの出力側にあるＬＥＤソースからの、前記光ファイバの受信側に存在する光の強度により、口の内部と頬との間を区別する、請求項９に記載の歯ブラシ。
13. 前記センサは、容量性要素とそのキャパシタンスをセンシングするためのシステムとを含み、前記容量性要素のキャパシタンスは、前記毛セットがユーザの頬の近くにあるときに、頬から離れて向かい合っているのとは対照的に増大する、請求項９に記載の歯ブラシ。
14. 前記センサは、赤外線ＬＥＤ及び赤外線検出器であり、前記検出器により検出された光強度は、前記毛セットの後部部材が頬に接触する場合に減少する、請求項９に記載の歯ブラシ。
15. ユーザの歯に対する追加の毛セット位置の決定のための、前記後部部材上に配置された追加の赤外線ＬＥＤ及び赤外線検出器を含む、請求項１４に記載の歯ブラシ。
16. 前記センサはスイッチであり、前記スイッチは、前記毛セットの後部部材がユーザの頬に接触したときに起動する、請求項９に記載の歯ブラシ。
17. 歯ブラシが口内にどれくらい侵入しているかをセンシング可能な歯ブラシであって、
    ハンドル部分とネック部分とユーザの歯をクリーニングするために前記ネック部分の先端部にある毛セット部分とを含む歯ブラシと、
    歯ブラシの前記ネック部分に沿って１列に配置された複数のセンサ部材とを有し、
    前記複数のセンサ部材は、口の範囲内及び口の外側のセンサ部材の相対数が、口内にある歯ブラシの部分を示すように向けられ、
    歯ブラシは、口の外側のカバーされていないセンサ部材からの情報を受信するためのレシーバを有し、
    前記レシーバは、センサ情報から、歯ブラシがどれくらい口内に侵入したかをユーザに示すためのシステムを含む、歯ブラシ。
18. 前記センサ部材は光源であり、前記レシーバは、カバーされていない光源からの光を受信するように適合され、前記光源は、選択された特性により互いに区別される、請求項１７に記載の歯ブラシ。
19. 前記選択された特性は周波数であり、従って、前記光源は異なる色の光を放射する、請求項１８に記載の歯ブラシ。
20. 前記光源は、それぞれが異なる放射周波数をもつ赤外線ＬＥＤである、請求項１９に記載の歯ブラシ。
21. 前記センサ部材は温度センサである、請求項１７に記載の歯ブラシ。

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