JP6207744B2 - 可変タッチ選択システムを有する歯ブラシ及びその動作方法 - Google Patents

Description

本システムは、歯ブラシシステムに関し、より具体的には、１つ又は複数の機能を選択するためのタッチ感応ボディを有する電動歯ブラシシステム、及びその動作方法に関する。

口腔ケアデバイスは、口腔ケアのために使用され、典型的には、電動歯ブラシ及び水ベースの歯間洗浄デバイスを含む。電動歯ブラシは、典型的には、ユーザーの歯に接触して歯を洗浄し及び／又は歯垢を除去する毛を有する、回転及び／又は振動ヘッドを含む。ある良く知られた振動型歯ブラシは、Philips Sonicare toothbrushとして知られ、振動ヘッドを有する。Philips Airfloss等の水ベースの歯間洗浄デバイスは、通常、洗浄媒体として水を使用し、ユーザーの歯間から歯垢を力づくで除去するよう水を噴射するヘッドを有する。ほとんどの口腔ケアデバイス（例えば、電動歯ブラシ及び水ベースの歯間洗浄デバイス）は、起動させるには、ユーザーが小さいＯＮ／ＯＦＦボタンを押さなければならない。このボタンは歯垢を集めやすく、また、使用中、特にユーザーが口腔ケアデバイスを直接見ていない場合、見つけることが難しい。

本明細書に記載されるシステム、デバイス、方法、構成、ユーザーインターフェイス、コンピュータプログラム、プロセス等（以下、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、システムと記される）は、従来技術のシステムの問題に対処する。

本システムの実施形態によれば、第１及び第２の端部、並びに第１及び第２の端部の間に位置するグリップ部を有するボディ部と、ボディ部の第１の端部に結合されたオーラルクリーニングツールであって、オーラルクリーニングツールは、硬さが異なる第１及び第２の毛のグループを有する歯ブラシヘッドを含み、第２の毛のグループは、調節可能な長さを有する、オーラルクリーニングツールと、第２の毛のグループに結合されたアクチュエータであって、第１の毛のグループに対する第２の毛のグループの長さを制御する、アクチュエータと、ボディ部上に配置された、自身に加えられた力を示すセンサー値を出力する少なくとも１つのタッチ感応（ＴＳ）センサーと、センサー値を閾値と比較し、決定の結果に基づき、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばすようアクチュエータを作動させるコントローラとを含む、口腔装置が開示される。

また、オーラルクリーニングツールは、第１及び第２のツール端部、並びに第１及び第２のツール端部の間に位置するキャビティを有し、キャビティは互いに反対側に位置する端部を有する。アクチュエータは、さらに、オーラルクリーニングツールのキャビティ内に配置された電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を含み得る。第２の毛のグループは、オーラルクリーニングツールのキャビティ内に配置されたキャリアに結合される。ＥＡＰの第１の端部は、キャリアに結合され、ＥＡＰの第２の端部は、キャビティの、キャリアとは反対側の端部において、オーラルクリーニングツールに結合される。ＥＡＰは、ＥＡＰに対する閾値電圧以上の電圧がアクチュエータに印加されることに応じて、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばす。閾値電圧未満の電圧がアクチュエータに印加された場合、ＥＡＰは、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばさない。少なくとも１つのＴＳセンサーは、ボディ部を実質的に一周し、各々がボディ部を実質的に一周する複数のセンサーを含み得る。少なくとも１つのＴＳセンサーは、ボディ部の外表面と同一平面上の外表面を有し得る。

他の実施形態は、第１及び第２の端部、並びに第１及び第２の端部の間に位置するグリップ部を有するボディ部と、ボディ部の第１の端部においてアクチュエータロッドに結合されたオーラルクリーニングツールであって、オーラルクリーニングツールは、硬さが異なる第１及び第２の毛のグループを有する歯ブラシヘッドを含み、第２の毛のグループは、調節可能な長さを有する、オーラルクリーニングツールと、アクチュエータロッドに結合された、アクチュエータロッドを所望の振動数で駆動する第１のアクチュエータと、第２の毛のグループに結合された、第２の毛のグループの第１の毛のグループに対する長さを制御する第２のアクチュエータと、ボディ部上に配置された、自身に加えられた力を示すセンサー値を出力するタッチ感応（ＴＳ）センサーと、センサー値を閾値と比較し、決定の結果に基づき、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばすよう第２のアクチュエータを作動させるコントローラとを含む、オーラルクリーニング装置を含む。

オーラルクリーニングツールは、第１及び第２のツール端部、並びに第１及び第２のツール端部の間に位置するキャビティを有し、キャビティは互いに反対側に位置する端部を有する。第２のアクチュエータは、さらに、オーラルクリーニングツールのキャビティ内に配置された電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を含み得る。第２の毛のグループは、オーラルクリーニングツールのキャビティ内に配置されたキャリアに結合される。ＥＡＰの第１の端部は、キャリアに結合され、ＥＡＰの第２の端部は、キャビティの、キャリアとは反対側の端部において、オーラルクリーニングツールに結合される。ＥＡＰは、ＥＡＰに対する閾値電圧以上の電圧が第２のアクチュエータに印加されることに応じて、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばす。閾値電圧未満の電圧が第２のアクチュエータに印加された場合、ＥＡＰは、第２の毛のグループを第１の毛のグループに対して伸ばさない。コントローラは、さらに、ＴＳセンサーに加えられた圧力に基づき第１のアクチュエータの動作振動数を制御し得る。

他の実施形態は、ボディ部及びボディ部から伸びるオーラルクリーニングツールを有するオーラルクリーニング装置を作動させる方法であって、オーラルクリーニングツールは、第１及び第２のブラシ、オーラルクリーニングツールを駆動するための第１のアクチュエータ、を有し、ボディ部は、ボディ部の両端の間に位置する、ユーザーによって把持されるグリップ部を有し、方法は、オーラルクリーニング装置の少なくとも１つのコントローラによって実行され、ボディ部のグリップ部に配置されたタッチ感応（ＴＳ）センサーによって生成された第１のセンサー情報を取得するステップであって、センサー情報は、第１の時点においてＴＳセンサーの表面にユーザーによって加えられた力に対応する、ステップと、第１のセンサー情報に基づき、複数の機能から機能を選択するステップと、選択された機能に基づき、第１のアクチュエータを制御するステップと、タッチ感応センサーによって生成されるさらなる情報を取得するステップであって、さらなるセンサー情報は、第２の時点においてタッチ感応センサーの表面にユーザーによって加えられた力に対応する、ステップと、第２のセンサー情報が閾値以上であるか否かを決定するステップと、決定するステップによって、第２のセンサー情報が閾値以上であると決定された場合、第１及び第２のブラシの一方を、第１及び第２のブラシの他方に対して伸ばすよう第２のアクチュエータを作動させるステップとを含む、方法ほ含む。方法は、決定するステップによって、第２のセンサー情報が閾値未満であると決定された場合、第１及び第２のブラシの一方を第１及び第２のブラシの他方に対して引っ込めるよう第２のアクチュエータを作動させるステップをさらに含み得る。

以下の例示的実施形態において、図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。図中、同一の又は同様な要素は同じ参照番号によって部分的に示されており、様々な例示的実施形態の特徴は組み合わせ可能である。

図１は、本システムの実施形態に係るタッチ感応ボディを有する歯ブラシシステムの一部の正面透視図を示す。 図２は、本システムの他の実施形態に係るタッチ感応ボディを有する歯ブラシシステムの一部の正面透視図を示す。 図３は、本システムの実施形態に係る図１の線３−３沿いに切断された歯ブラシシステムの一部の断面図を示す。 図４は、本システムの実施形態に係る力覚抵抗型圧力センサーの分解斜視図を示す。 図５は、本システムの実施形態に従い設置された力覚抵抗型圧力センサーの側面図を示す。 図６は、本システムの実施形態に係る力覚抵抗型圧力センサーの分解斜視図を示す。 図７は、本システムの実施形態に係る充電スタンド上に配置された歯ブラシシステムの一部の側面斜視図を示す。 図８Ａは、本システムの実施形態に係る電気活性（イオン性）ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータを含むタッチ感応ボディを有する歯ブラシシステムの一部の部分的に切断された側面透視図を示す。 図８Ｂは、本システムの実施形態に係るＥＡＰアクチュエータに電圧が印加された、歯ブラシシステムの一部の部分的に切断された側面透視図を示す。 図８Ｃは、本システムの実施形態に係る図８Ａの線８Ｃ−８Ｃに沿って切断された歯ブラシシステムの一部の断面図を示す。 図８Ｄは、本システムの実施形態に係る図８Ｃの線８Ｄ−８Ｄに沿って切断された歯ブラシシステムの一部の断面図を示す。 図９Ａは、本システムの実施形態に係る、圧力センサーに加えられた力と、ブラシストローク／分（ＢＳＭ）値との間の連続的な直接関係を示すグラフを示す。 図９Ｂは、本システムの実施形態に係る、圧力センサーに加えられた力とＢＳＭ値との間の離散的関係を示すグラフを示す。 図１０は、本システムの実施形態に係るタッチ感応ボディを有する歯間クリーニングデバイス（ＩＤＣＤ）システムの一部の正面透視図を示す。 図１１は、本システムの他の実施形態に係るタッチ感応ボディを有するＩＤＣＤシステムの一部の正面透視図を示す。 図１２は、本システムの実施形態に係るシステムによって実行されるプロセスを示すフローチャートを示す。 図１３は、本システムの実施形態に係るシステムの一部を示す。

以下、上記及び他の特徴及び利点を例証する例示的実施形態について、図面とともに述べる。以下の記載において、限定ではなく説明を目的として、アーキテクチャ、インターフェイス、技術、要素属性等の細部を例示する。しかし、当業者にとって、これらの細部から逸脱する他の実施形態も、添付の特許請求の範囲に含まれると解されることは自明である。さらに、明瞭さを目的として、良く知られたデバイス、回路、ツール、技術、及び方法の詳細な説明は、本システムの記載を不明瞭にしないために省略される。図面は説明を目的としたものであり、本システムの全範囲を表すものではないことは明白に理解されるであろう。添付図面において、異なる図中の類似する参照番号は、類似する要素を指し得る。

図１は、本システムの実施形態に係るタッチ感応ボディ部１０２（ボディ１０２とも記される）を有する歯ブラシシステム１００（明瞭さのため、以下、システム１００と記す）の一部の正面透視図を示す。タッチ感応（ＴＳ）ボディ１０２は、第１及び第２の端部１２０及び１２２、第１及び第２の端部１２０及び１２２の間に位置するグリップ部１１８（ハンドグリップ１１８とも記される）、並びにタッチ感応（ＴＳ）リング１０４−１〜１０４−Ｎ（一般的に１０４−ｘ）及び／又はボタン型ＴＳセンサー１０６（円形ボタンとして図示されている）等の任意の適切な配置で構成された１つ又は複数のタッチ感応（ＴＳ）センサーを含み得る。ＴＳリング１０４−ｘは、ボディ１０２の長軸（ＬＡ）沿いに長さＤ_Ｌ延在し、また、ボディ１０２を実質的に一周し得る。各ＴＳリング１０４−ｘは、同じ又は異なる長さＤ_Ｌを有し得る。ＴＳセンサー（例えば、１０４−ｘ及び／又は１０６を含む）は、（例えば、ユーザーによって）その上に加えられた力を感知し、対応するセンサー情報を形成し得る。その後、このセンサー情報はさらなる処理のためにシステム１００のコントローラ又はプロセッサ１０７に供給され得る。ＴＳセンサー１０４−ｘ及び／又は１０６はリングとして図示されているが、任意の所望の形状のＴＳセンサーが使用可能なことを理解されたい。ＴＳセンサー又はセンサーポイント／エリアの数及び分布は、異なる握り締めアクションを区別するよう、及び／又は誤作動若しくはエラーを防ぐよう選択され得る。

ＴＳセンサー（例えば、１０４−ｘ及び／又は１０６）は、任意の適切な感知方法を使用して、ＴＳセンサー（１０４−ｘ及び／又は１０６）が有するハンドグリップ１１８の一部にユーザーが加えた力を感知することができる。例えば、ＴＳセンサーは、ボディ１０２のハンドグリップ１１８に組み込まれ得るひずみゲージ、圧電、静電容量、及び／又は抵抗型センサー等の力覚（ＦＳ）センサーを含み得る。ＦＳ抵抗型センサーは、その表面の１つ又は複数の箇所に力が加えられると、予測可能な方式で抵抗を変化させ得る導電性ポリマーを有する１つ又は複数の力覚抵抗器を含み得る。抵抗値は、コントローラ１０７によるさらなる処理のためにセンサー情報として出力され得る。より具体的には、コントローラ１０７は、出力抵抗値を、ユーザーが対応するＦＳセンサーに対して加えた力を示す値に変換し得る。ユーザーが加える力が強まると、抵抗値は上昇し、対応するＦＳセンサーに対してユーザーが加えた力を示す値も、対応して上昇し得る（例えば、線形に）。さらに、本システムの実施形態は、握り締めアクションの検出を向上させるために、及び／又は力が加えられているハンドグリップ１１８の領域を示す情報を供給するために、複数のＴＳセンサーを含み得る（例えば、アレイとして、マトリックスとして、特定の領域内に、又は所望の構成で配置され得る）。

口腔洗浄のために構成されるオーラルクリーニングツール１０８（ツール１０８とも記される）は、任意の適切な態様（例えば、締まりばめ等）を使用して、ボディ１０２に結合され得る。ツール１０８は、ツールボディ１１７と、ブラシ１１０（毛、ゴム等）を有する歯ブラシヘッド１１４（ブラシヘッド又は歯ブラシ１１４とも記される）とを含み得る。追加で又は代替的に、ツールボディ１１７はウォーターノズルを含み得る。ツール１０８は、電動ドライバ等のアクチュエータ１０９によって駆動されるために、アクチュエータロッド１１２を介して等、任意の適切な態様を使用して電動ドライバに結合され得る。しかし、他の実施形態では、ツール１０８は、磁気結合を使用してアクチュエータ１０９に結合され得る。電動ドライバは、対応する運動を出力し得る回転、リニア、又は振動モーター、及び／又は、運動を所望のタイプに変換可能な（例えば、回転運動から揺動回転動作等）トランスミッションを含み得る。例えば、顕著に異なる有意な動作モードをエンドユーザーに提供するために広範な周波数範囲の振動を生成するよう構成されたモーター、例えば音波（９０００〜４００００動作／分）又は超音波モーター（＞２４００動作／分）が使用される。

本実施形態では、アクチュエータ１０９は、ツール１０８を駆動するために矢印１１１によって示されるような揺動運動を出力し得る。他の実施形態では、ツール１０８は、矢印１１５、１１３によって示されるような往復回転運動を受け得る。他の実施形態では、ツール１０８は、電動ドライバ１０９の出力の方向を変換可能なトランスミッションを含む。他の実施形態では、ブラシヘッド１１４が１つ又は複数のキャリアに結合され、キャリアが電動ドライバ１０９に結合され（例えば、直接、又は任意の適切な結合及び／又はトランスミッションシステムを介して）、クリーニングツールボディ１１７に対して動き得ることが考えられる。

さらに、一部の実施形態では、流路１７９が流体リザーバ１７３とツール１０８の開口部１７７との間に流体結合され得ることが考えられる。流体アクチュエータ１７５（例えば、流体ポンプ）は、コントローラ１０７による制御下で、リザーバ１７３から流路１７９沿いを流れ、開口部１７７から射出される流体のフローを制御可能であり得る。したがって、流体アクチュエータ１７５は、流体を加圧可能であり得る。流路１７９は、アクチュエータロッド１１２の端部と開口部１７７との間の経路１７１を含み得る。流路１７９は、さらに、流体アクチュエータ１７５に流体結合されたアクチュエータロッド１１２内の経路を含み得る。流体アクチュエータ１７５は、さらに、所望の流体（例えば、水、洗浄液、研磨液、歯磨き粉等）を含み、コントローラの制御下で、ボディ１０２上のタッチ感応センサー（１０４−ｘ及び／又は１０６）に加えられた圧力又は力に従い、流体リザーバ１７３から流路１７９沿いに所望の流体が流れ、開口部１７７から出るよう、所望の流体を加圧し得る流体リザーバ１７３に結合され得る。一部の実施形態では、複数の流体リザーバ及びツール開口部が設けられ、この場合、流路１７９は複数の流路を含み、それぞれが、対応する流体リザーバとツール内の対応する開口部との間に設けられ得る。各流路は、コントローラ１０７の制御下で対応する流路内の流体を加圧する流体アクチュエータを含み得る。

図２は、本システムの他の実施形態に係るタッチ感応ボディ２０２を有する歯ブラシシステム２００の一部の正面透視図を示す。歯ブラシシステム２００は、歯ブラシシステム１００と類似し、歯ブラシシステム１００のボディ１０２、タッチ感応リング１０４−ｘ、及びツール１０８とそれぞれ類似するボディ２０２、タッチ感応リング２０４、及びツール２０８を含む。しかし、タッチ感応リング２０４は、ボディ２０２のハンドル部２１８の、例えば、大きな又は大部分の長さにわたり延在する。したがって、タッチ感応リング２０４は、ボディ２０２の長軸（ＬＡ）の大部分の長さにわたり延在し得る。所望であれば、ボディ２０２を充電台に結合するための充電／保持ポート２３１が設けられてもよい。充電／保持ポート２３１は、開口部２３３の反対側に閉端２３５を有するキャビティ２３７につながる開口部２３３を含み得る。

図３は、本システムの実施形態に係る図１の線３−３沿いに切り取られた歯ブラシシステム１００の一部の断面図を示す。ＴＳリング１０４−Ｎは、外側カバー１１９及び圧力センサー１１６を含み得る。ＴＳリング１０４−Ｎは、ボディ部１０２を一周し得る（又は実質的に一周）。圧力センサー１１６は、印加された圧力を感知し、さらなる処理のためにコントローラ１０７（図１）に供給され得る対応する圧力信号を形成可能なタッチ感応圧力センサーを含み得る。この信号は、アナログ又はデジタル信号であり得る。しかし、本システムの実施形態では、この信号は、圧力センサーに加えられた圧力の関数（例えば、線形等）としての抵抗値を示すアナログ信号であると仮定される。圧力センサー１１６は、任意の適切なタッチ感応センサー方法を使用し得る。例えば、圧力センサー１１６は、望ましい場合、抵抗及び／又は静電容量型タッチセンサー等のインピーダンスセンサーを含み、円筒状の領域等における圧力を感知するよう円形又は半円形に丸められ得る。圧力センサー１１６の外表面は、ボディ１０２の周辺部分の外表面と同一平面上であり得る。例えば、ＴＳリング１０４−Ｎ（及び／又は他のＴＮリング１０４−ｘ）は、ボディ部１０２の外表面１２３と同一平面上又は実質的に同一平面上の外表面１２１を有し得る。この外表面１２１は、さらに、水及び／又は歯垢等の汚染からセンサーを保護するために、ボディ１０２の周辺外側部分に密閉され得る。ボディ１０２は、充電器（例えば、非接触充電器）、図１に示されるコントローラ１０７、アクチュエータ１０９、及びアクチュエータロッド１１２のうちの１つ又は複数の少なくとも一部を収容するよう構成されたキャビティ１２４を含み得る。所望の場合、ボディ１０２は、１つ又は複数のＴＳセンサー（１０６、１１４−ｘ等）を収容するノッチ又は切り抜き領域をその表面沿いに含み得る。

一部の実施形態では、圧力センサー１１６は、それぞれが加えられた圧力を検出可能な複数の圧力ゾーン（例えば、圧力ゾーンマトリックス）を含み得る。したがって、圧力センサー１１６は、圧力が加えられている圧力ゾーンを示す信号を形成し、コントローラ１０７は、その後、任意の適切な態様を使用してこれらの圧力パターンを認識し得る。その後、認識されたパターンは、ユーザー又はユーザータイプを特定するために使用され（例えば、大きい手＝大人、小さい手＝子供）、認識されたユーザー又はユーザータイプ等に従い、歯ブラシシステム１００の動作が（例えば、アクチュエータ１０９を制御することによって）構成され得る。

一部の実施形態では、圧力センサー１１６が、ユーザーの（例えば、接触し又はしていない）手の存在を検出可能な静電容量センサーを含み、ユーザーの手と圧力センサーの隣接部分との間の距離、及び／又は圧力センサーに加えられた力に基づき対応する信号を形成することが考えられる。さらに、所望の場合、圧力センサー１１６が、加えられた圧力の位置及び／又はセンサーの近傍にあるユーザーの手の位置を特定可能であり、さらなる処理のためにこの情報をコントローラ１０７に供給可能なタッチスクリーン型センサー及び／又は圧力マトリックスを含み得ることが考えられる。

他の実施形態では、歯ブラシ１０２は、１つ又は複数のＴＳ（例えば、１０４−ｘ及び／又は１０６）が、タッチ感応スイッチ（例えば、圧力感応スイッチ）としてだけでなくＯＮ／ＯＦＦスイッチとして機能するよう構成され得る。例えば、ユーザーが１つ又は複数の選択されたＴＳセンサー（例えば、１０４−ｘ及び／又は１０６）に力を加えた結果、歯ブラシが起動されると（例えば、アクチュエータ１０９がコントローラ１０７によって駆動される）、コントローラ１０７は、対応するＴＳセンサー（例えば、１０４−ｘ及び／又は１０６）に加えられた力の値を決定し得る（例えば、アナログ抵抗値）。その後、加えられた力の値に基づき、コントローラ１０７は、適用されるべき機能を決定し、決定された機能に従いアクチュエータ１０９を起動し得る。したがって、ユーザーは、ハンドグリップ１１８を把持し、ＴＳセンサー１０６を一度押すことによって歯ブラシを起動し、その後、所望の圧力及び／又はパターンを用いてＴＳセンサー１０６を押し及び把持し得る。その後、コントローラ１０７はＴＳセンサー１０６から（加えられた力に関連する）力の値を読み取り、起動すべき所望の機能を選択し得る。機能は、マッサージ機能、ディープクリーニング機能、ライトクリーニング機能、ビギナー機能、トレーニング機能、子供ユーザー機能、大人ユーザー機能等の機能を含み得る。これらの機能は、所定の振動数、パターン、振幅等を有し得る。コントローラ１０７は、その後、選択された機能に従って動作するようアクチュエータ１０９を制御し得る。他の実施形態では、１つ又は複数のＴＳセンサー（例えば、１０４−ｘ、１０６）は、歯ブラシシステム１００を把持し及び／又は操作しているときのユーザーの使い易さ及び／又は快適性を向上させるため、ボディ１０２上に人間工学的に配置され及び／又は人間工学的に成形され得る。

図４は、本システムの実施形態に係る力覚（ＦＳ）抵抗型圧力センサー４００の分解斜視図を示す。圧力センサー４００は、第１及び第２の主要面４５２及び４５４、並びに第１及び第２の端部４５８及び４５９を有する導電性ポリマーラミネート４５０含み、第１及び第２の主要面４５２及び４５４等の１つ又は複数の面に力が加えられると、予測可能な方式（例えば、線形等）で抵抗値を変化させ得る。この抵抗値は、圧力センサー４００に加えられた力の大きさを示す力の値（例えば、所望の場合、アナログ値又はデジタル値）に変換され、圧力センサー４００の出力リードアセンブリ４５６において出力され得る。したがって、力が増加すると、力の値も対応して上昇する（例えば、線形等）。所望の場合、力の値をアナログからデジタル形式に変換するために、アナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ）が提供されてもよい。圧力センサー４００は、図６に示される、活性領域を定める活性層４６０、非導電性プラスチック層等のスペーサ層４６２、及びフレキシブル基板４６５の上に形成された導電性フィルム層４６４等の複数のポリマー層を含み得る。活性層４６０は、導電層４６６及び導電層４６６に結合されたリード線４６８を含み得る。スペーサ層４６２は、活性層４６０と導電性フィルム層４６４との間の圧力を均等化するよう働き得るキャビティ４７３への開口部又は通気口４７１を含み得る。導電性フィルム層４６４は、導電性フィルム層４６４に結合されたリード線４７２を含み得る。所望の場合、コントローラに結合されるよう構成され得るリード線４６８及び４７２にかけて抵抗値が読み取られ得る。

図５は、本システムの実施形態に従い設置された力覚（ＦＳ）抵抗型圧力センサー４００の側面図を示す。支持部４７４は、ＦＳ抵抗圧力センサー４００（以下、圧力センサー４００と記される）を支持し、所望の場合、ボディ１０２と一体的に形成されてもよく、又は、ボディ１０２とは別個に形成され、ボディ１０２のキャビティ１２４内に挿入されてもよい。所望の場合、リードアセンブリ４５６は、ボディ１０２内の１つ又は複数の開口部４９１を通過するよう折り曲げられ得る。しかし、他の実施形態では、ボディ１０２、及び／又は、圧力センサー４００の１つ又は複数の層（例えば、４６０、４６２、４６４）内に１つ又は複数のビアが設けられてもよい。したがって、リードアセンブリ４５６は、１つ又は複数のビアを受け入れるよう構成されてもよい。圧力センサー４００は、任意の適切なサイズ及び／又は形状を有し得る。例えば、一部の実施形態では、圧力センサー４００は、ボディ１０２を完全に又は実質的に一周し得るリングの少なくとも一部を形成し得る。しかし、他の実施形態では、圧力センサーは、本システムの実施形態に係る力覚抵抗型圧力センサー６００（以下、圧力センサー６００と記される）の分解斜視図を示す図６に図示されるような他の形状を有し得る。圧力センサー６００は、図４の圧力センサー４００と同様に構成され、明瞭さのため、同様な参照番号が付されている。しかし、サイズ及び／又は形状は異なり得る。例えば、圧力センサー６００は、ボタン型ＴＳセンサー１０６のために使用され得る。他の実施形態では、圧力センサー４００が、ボディ１０２の周りに延在し得る円弧（横からみたとき）を形成し得ることが考えられる。

図７は、本システムの実施形態に係る充電スタンド７０２の上に配置された歯ブラシシステム１００の一部の側面斜視図を示す。ボディ１０２は、タッチ感応ボディであり、充電及び／又は動作に適した電力を無線で受け取るために充電スタンド７０２に結合されるよう構成され得る。

次に、本システムの実施形態に従い動作する口腔ケアデバイス（ＯＨＤ）（例えば、歯ブラシシステム１００等）の動作方法を説明する。ユーザーがＯＨＤのグリップ部を握り締めたことを検出すると、コントローラは、力の量（例えば、大きさ）及び／又は力のパターン（例えば、握り締めのパターン）を決定し、決定された力の量及び／又は力のパターンに関連付けられた１つ又は複数の機能を実行するようＯＨＤを制御し得る。パターンは、３秒等のある時間間隔の間に異なる力が加えられたときに検出され得る。しかし、他の時間間隔が使用されてもよい。表１は、本システムの実施形態に係る機能選択テーブルを示す。

握り締めアクション１−３等の様々な握り締めアクションは、握り締めを行い、握り締めた力を維持し、ハンドグリップ１１８（又はその部分）に対する力／把持を一旦解き及び緩めることを含み、ユーザーがハンドグリップ１１８を握り締めた力に応じて、放出される薬剤の量が定められる。握り締めアクションを、ハンドグリップ１１８をつかむ又は動作振動数を変更するための継続的握り締め等の他のアクションから区別するために、例えば、握り締め及び解放イベントが、０．１〜０．２秒等の所定のタイムウィンドウ又はレンジ内に発生した場合にのみ、薬剤（例えば、歯磨き粉又は洗浄液）の放出等の所望のアクションが作動及び実行される。したがって、握り締めアクションは、所定のタイムウィンドウ又はレンジ（例えば、約０．１〜０．２秒）内に生じた握り締めの強まり及び弱まりとして定義され、タイムウィンドウは２つの値、すなわち、制御されていない握り締めによる誤作動を防ぐための最小時間（例えば、０．１秒）と、例えば、０．２秒より長くかつ３秒未満ハンドグリップ１１８が握り締められた場合に動作振動数を変更するための、又はハンドグリップ１１８が３秒より長く握り締められた場合に第２の種類の毛を作動させるための継続的握り締めアクションから握り締めアクションを区別するための最大時間（例えば、０．２秒）によって定められる。

したがって、力及び／又は圧力は、異なる機能を選択及び作動させるために使用される。例えば、３回の連続的握り締めはマッサージ機能を選択及び作動させる一方、２回の握り締めは通常のクリーニング機能を選択及び作動させてもよい。さらに、他の機能の実行中であったとしても、所定の振動数、パターン、振幅等に応じて、任意の所望の機能（例えば、マッサージ機能、ディープクリーニング機能、ライトクリーニング機能、ビギナー機能、トレーニング機能、子供ユーザー機能、大人ユーザー機能等）の組み合わせが選択及び作動され得る。例えば、通常クリーニング中、ユーザーが握り締め及び解放を素早く３回実行すると、途中でマッサージ機能が開始し、新たな３回の握り締めがマッサージを停止させ、歯ブラシシステムをマッサージ機能の作動前の通常クリーニングモード又は機能に戻すまで続く。

所望の機能の選択及び／又は作動は、ブラシのヘッドで歯をタップすることによって行われてもよく、この場合、センサーがヘッドのタップを検出する。このようなセンサーは、上記力センサー、及び／又は、光センサー、水分センサー、及び加速度計のうちの少なくとも１つ等の他のセンサーと同様であってもよい。上記したように、これらのセンサーは、口内のヘッドのタップの回数及び／又は強度若しくは力を検出し、これらに応じて、異なる機能が選択及び／又は作動され得る。例えば、上記センサーのうちの１つによって口内の２回のタップが検出され、これに応じて、マッサージ機能が作動され得る。機能は、マッサージ機能、ディープクリーニング機能、ライトクリーニング機能、ビギナー機能、トレーニング機能、子供ユーザー機能、大人ユーザー機能等の機能を含み得る。これらの機能は、それぞれ所定の振動数、パターン、振幅等を有し得る。

力ベースのインターフェイスの場合、ユーザーは通常、４〜６つのレベルの圧力／力（少なくとも指による）を作り出し及び覚えることができ、圧力レベルの数を６つより多くすると、エラー率が高まるおそれがある。また、人間の握力の知覚は線形ではないので、区別可能な力レベルの範囲は、同じサイズでなくてもよい。例えば、本システムが「軽い握り締め」として認識し得る力の範囲は、システムが「強い握り締め」と認識し得る力の範囲より小さい。

誤作動を減らすため、所望の機能を作動させる前に、最小作動時間が経過しなければならない。したがって、力が検出され、１０〜２０ｍｓ等の所定の範囲において維持される場合にのみ、所望の機能が作動される。よって、作動動作の開始前に、遅延が設けられる（例えば、約１０〜２０ｍｓ）。また、通常、人は圧力又は握り締めを徐々に強くすることはあまりできないため、ハンドグリップ１１８に加えられた力／圧力の検出値に対して平滑化が実行される。したがって、強い又は比較的強い把持等の力又は握り締めが継続する場合、いくらかの（作動前の）遅延及び平滑化の後、応答（すなわち、動作振動数上昇）が提供される。動作振動数は徐々に変化してもよく、又は離散ステップで変化してもよい。

歯ブラシシステム１００は、力が検出されず、又は力が所定の閾値を下回る場合に停止され得る。また、握り締められたときの停止機能が、オフボタン又は圧力感応グリップの一部に割り当てられてもよい。代わりに又は加えて、より確実にユーザーがデバイスを持っているか否かを決定するために、他のセンサー情報、例えば、グリップ内の加速度計又は光センサー等を使用して、デバイスが停止されるべきか否かが決定される。

他の実施形態では、握り締めアクションは、歯磨き粉、マウスウォッシュ等のうちの１つ又は複数等の洗浄液を放出し、又は歯から歯垢を除去するための短い吸引を提供等し得るアクチュエータを所望の期間（例えば、２秒等）作動させるよう、マッピングされてもよい。様々な握り締めアクション（例えば、握り締めアクション１、２、及び／又は３）が、ユーザーによって、握り締めアクションにマッピングされてるよう選択されてもよく、又は、握り締めアクションは、握り締めの種類によって互いに区別されてもよい（例えば、長い、中間、又は短いが、それぞれ握り締めアクション１、握り締めアクション２、及び握り締めアクション３等の所望の握り締めアクションにマッピングされてもよい）。一部の実施形態では、単一の握り締めアクションのみが定義され、この握り締めアクションは所望の機能（例えば、歯間クリーニングデバイスを起動する等）にマッピングされ得る。他の実施形態では、後述されるように、握り締めアクションの力が、歯ブラシの速度にマッピングされてもよい。

一部の実施形態では、適用すべき機能を決定するために、ステートマシンフローが使用されてもよい。例えば、一部の実施形態では、第１のアクチュエータがまず作動（例えば、起動）され、デフォルト設定（例えば、５０００ブラシストローク／分（ＢＳＭ））でツールに力及び／又は運動が伝達された後、システムは、どれだけの力がタッチ感応センサーに加えられているかを求め、その後、アクチュエータに適用されるべき対応する機能を決定し得る。その後、コントローラは、決定された対応する機能に従い、アクチュエータの動作を制御し得る。

表１に示された実施形態は、単なる例示に過ぎず、多くの他の設定も考えられる（例えば、クリーニングモードに関して等）。例えば、他の実施形態では、力、パターン、対応するクリーニングモード機能のうちの１つ又は複数が、システム及び／又はユーザーによって設定されてもよい。他の実施形態では、ユーザーが識別され（例えば、プロセスの握り締め解析アプリケーションによって）、所望のユーザーのための対応する機能マップが使用されてもよい。したがって、例えば、プロセスは、第１のユーザー、例えば親に対してと、第２のユーザー、例えば子供に対してとでは異なる機能を作動させ、プロセスは子供に対しては、低速（振動数）ブラシアクション、子供用歯磨き粉出力等の子供用の機能を作動させ得る。

一部の実施形態では、システムは、システムのディスプレイ、又は任意の他の接続可能なユーザーデバイス、例えばユーザーの電話等のディスプレイ等の任意の適切なデバイス上に表示されるメニューベースシステムを使用して、ユーザーが機能選択テーブルを設定／リセットすることを可能にするアプリケーションを含み得る。したがって、システムは、有線及び／又は無線通信手段等、例えばBluetooth（登録商標）等の任意の適切な通信手段を使用して、ユーザーデバイスと通信し得る。

他の実施形態では、ユーザーインタラクションを使用して、ユーザーが所望の力及び／又はパターンでハンドグリップを握ったとき、例えば所望の毛（例えば、本実施形態では硬い毛）の長さを調節することにより、洗浄毛の硬さが調節され得る毛の硬さモードが選択されてもよい。例えば、ユーザーが１０秒以上ハンドグリップを強く握り締めていると決定されたとき、通常時に伸ばされている通常の毛（例えば、柔らかい毛）のグループの長さを越えるよう、硬い（固い）毛のグループがブラシヘッドから伸ばされてもよい。したがって、本システムの実施形態は、システムのブラシヘッドの毛の硬さを変更するためのユーザーインタラクション方法を提供し得る。硬い毛が実際に柔らかい毛よりも歯をよく洗浄するという考えから、ユーザーは硬い毛を有する歯ブラシを好み得るが、長期的に見れば、過度に使用された場合、硬い毛はユーザーの歯のエナメル質又は歯肉領域を傷つけるおそれがある。したがって、本システムの実施形態は、ユーザーインタラクションによって要求されたときにのみ硬い毛が使用されるよう、硬い毛の長さを調整し得る。よって、ユーザーは、ＯＨＤとインタラクトして、例えば頑固な歯垢、プラーク等を除去するために硬い毛を使用することが望ましいとユーザーが感じるとき等、ユーザーが希望するときにブラシヘッドの毛の硬さを変更することができる。

また、本システムの実施形態は、ユーザーが使用中にハンドル上のハンドグリップを調整するときにデバイス設定が変更されないことを保証するために使用され得る、ハンドグリップ認識方法を実行し得る。したがって、例えば、ユーザーが素早くハンドグリップ位置を変更した場合、デバイスは所定の期間、検出される握力の変化及び／又はパターンを一切無視し得る。

図８Ａは、本システムの実施形態に係るタッチ感応（ＴＳ）ボディ８０２を有する歯ブラシシステム８００の一部の部分的な断面の側面透視図を示す。ＴＳボディ８０２は、第１の端部８２０及び第２の端部８２２、第１及び第２の端部８２０、８２２の間に位置するグリップ部／ハンドグリップ８１８、並びに、明瞭さのために図８Ａ、８Ｂからは省かれているが、図１に示されるタッチ感応（ＴＳ）リング１０４−１〜１０４−Ｎ（一般的に１０４−ｘ）及び／又はボタン型ＴＳセンサー１０６等、図１に示される特徴と同様な他の特徴を有し得る。しかし、ＴＳボディ８０２のツール８０８は、ツール１０８の固定された毛とは対照的に、調節可能な毛を含み得る。より具体的には、ツール８０８はブラシヘッド８１４を含み、ＴＳボディ８０２に結合され得る。ツール８０８は、アクチュエータロッド８１２等の任意の適切な力伝達部材から原動力（例えば、回転力、振動力等）を受け取り得る。原動力は、例えば、図１に関連して説明されたものと同様なアクチュエータロッド８１２に結合された電動アクチュエータ（ＡＣＴ）１０９等の任意の適切なソースによって生成され得る。

ブラシヘッド８１４は、１つ又は複数の毛のグループを含み、そのうちの少なくとも１つは長さを調節可能である。例えば、第１の毛のグループ８５０は、第１の種類の毛（例えば、柔らかい毛）を含み、第２の毛のグループ８５２は、第２の種類の毛（例えば、硬い毛）を含み得る。第２の毛のグループ８５２は、ブラシヘッド８１４の外面に対して長さが調節されるよう制御可能であり得る。毛アクチュエータ機構８６２は、制御線８６０を介して送信される信号によってコントローラ（ＣＯＮＴ）８０７の制御下で、制御可能な毛（例えば、本実施形態では第２の毛のグループ８５２）の位置を調節し、通常使用中は、制御可能な毛を通常位置（例えば、引っ込められた位置）に配置し、第２の種類の毛の作動が望まれるときは（作動方法については、例えば表１を参照されたい）、伸ばされた位置に配置し得る。毛アクチュエータ機構８６２は、制御線８６０を介してコントローラ８０７から供給される低電圧、例えば１〜２Ｖの電圧をかけられると、その形状及び／又は硬さを変化させる電気活性（イオン性）ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータ８６６等の任意の適切な機構を含み得る。ＥＡＰアクチュエータ８６６は、受動的材料を含み、よって、少しの追加電子部品又は機械的機構で、又はこれらを全く追加することなく、ツール８０８のキャビティ８０９内に埋め込まれ得る。電子カプラー８６４は、所望のとき、ＥＡＰアクチュエータ８６６を作動させる電圧としてＥＡＰアクチュエータ８６６に電力（例えば、制御電圧等の電圧）が供給され得るよう、コントローラ８０７（ＴＳボディ８０２のキャビティ内に配置される）を例えば制御線８６０を介してＥＡＰアクチュエータ８６６に結合し得る。

図８Ｂは、本システムの実施形態に係るＥＡＰアクチュエータ８６６に電圧が印加された歯ブラシシステム８００の一部の部分的な断面の側面透視図を示す。ＥＡＰアクチュエータ８６６に制御電圧が印加されると、ＥＡＰアクチュエータ８６６は曲がって力を及ぼし、動作中、所望の表面（例えば、ユーザーの歯）と接触できるよう、制御可能な毛（例えば、第２の毛のグループ８５２）をツール８０８からさらに伸ばし得る。他の実施形態によれば、第２の毛のグループ８５２は、少なくとも１つのラバーワイパーを含み得る。他の実施形態では、ラバーワイパー及び／又は毛の位置を調節するための他の適切な機構が使用されてもよい。

図８Ｃは、本システムの実施形態に係る図８Ａの線８Ｃ−８Ｃに沿って切り取られた歯ブラシシステム８００の一部の断面図を示す。第２の毛のグループ８５２は、キャリア８６７に結合され、キャリア８６７は、ＥＡＰアクチュエータ８６６に結合され、ツール８０８のキャビティ８０９内に配置され得る。キャビティ８０９の少なくとも一部は、キャビティ８０９の幅（Ｗ_Ｃ）を定め得る１つ又は複数の内端壁８７５によって定められ得る。同様に、ＥＡＰアクチュエータ８６６及び／又はキャリア８６７は、ＥＡＰアクチュエータ８６６及び／又はキャリア８６７の幅（Ｗ_ＥＡＰ）を定め得る対向する側端８９０を有し得る。使用中にツール８０８がアクチュエータロッド８１２等の任意の適切な力伝達部材から原動力（例えば、回転力、振動力等）を受けたとき、（例えば、対向する側端８９０の１つ又は複数の内端壁８７５のうちの隣接するものとの接触により）ツール８０８のキャビティ８０９に対するＥＡＰアクチュエータ８６６及び／又はキャリア８６７の横方向の偏向が制御され得るよう、１つ又は複数の内端壁８７５は、Ｗ_ＣがＷ_ＥＡＰよりわずかに大きいよう構成されてもよい。

図８Ｄは、本システムの実施形態に係る図８Ｃの線８Ｄ−８Ｄ沿いに切り取られた歯ブラシシステム８００の一部の断面図を示す。ツール８０８は、キャビティ８０９の側面の少なくとも一部を定め得る１つ又は複数の側壁を有するボディ８７０と、第２の毛のグループ８５２が通過し得る１つ又は複数の開口部８７２とを含み得る。例えば、キャビティ８０９は、ＥＡＰアクチュエータ８６６が制御電圧によって点線で示されるように曲げられたとき、キャリア８６７の隣接部分と接触するよう構成され得る内側側壁８７４を含み得る。ＥＡＰアクチュエータ８６６は、近位端８８０及び遠位端８７８を含み、作動時に近位端８８０がボディ８７０に対して固定されたまま保たれるよう、近位端８８０においてツール８０８のボディ８７０に結合され得る。したがって、ＥＡＰアクチュエータ８６６に制御電圧が印加されると（例えば、ＥＡＰアクチュエータ８６６が作動されると）、ＥＡＰアクチュエータ８６６は曲がり、ＥＡＰアクチュエータ８６６の遠位端８７８は、点線によって示されるように、伸長位置までたわみ得る。したがって、キャリア８６７を介してＥＡＰアクチュエータ８６６に結合された制御可能な毛（例えば、第２の毛のグループ８５２）は、１つ又は複数の開口部８７２を通って押し出され、動作中、所望の表面（例えば、ユーザーの歯）と接触できるよう、ツール８０８からさらに伸ばされる。この位置は、伸長位置と記され得る。ＥＡＰアクチュエータ８６６に制御電圧が印加されなくなると、ＥＡＰアクチュエータ８６６は、実線によって示される通常形状に戻り、ＥＡＰアクチュエータ８６６に結合された制御可能な毛（例えば、第２の毛のグループ８５２）は伸長位置から引き下がり、動作中の所望の表面（例えば、ユーザーの歯）との接触が低減され又は完全に防がれる。この位置は、引っ込んだ又は通常位置と記され得る。したがって、例えば、第２の毛のグループ８５２が硬い毛の場合、第２の毛のグループ８５２が引っ込んだ位置におり、伸ばされていないとき、これらの毛と所望の表面（例えば、ユーザーの歯）との間の接触は低減され又は完全に防がれ得る。第１の毛のグループ８５０は、任意の適切な態様を使用してツール８０８のボディ８７０に結合され得る。例えば、第１の毛のグループ８５０の近位端８８６は、ツール８０８のボディ８７０に結合され得る第１のグループキャリア８８４に結合され得る。したがって、第１の毛のグループ８５０は、ツール８０８のボディ８７０内に配置され得る開口部８８８を通過し得る。しかし、他の実施形態では、第１の毛のグループ８５０の近位端は、ツール８０８のボディ８７０に直接結合され得る。第１の毛のグループ８５０の長さは、第２の毛のグループ８５２が伸ばされているか又は引っ込められているかを問わず、一定であり得る。しかし、他の実施形態では、第１の毛のグループ８５０の少なくとも一部は、第２の毛のグループ８５２と同様に、伸長又は引っ込みが変化できるよう制御可能であってもよい。

本システムの実施形態によれば、システムは、ハンドグリップ及び歯ブラシが結合されたボディを有するＯＨＤを含む。ハンドグリップは、力覚（ＦＳ）抵抗型圧力センサー等の圧力センサーを含み得る。歯ブラシのスイッチがオンにされると、コントローラは、圧力センサーの出力（例えば、本実施形態ではアナログ抵抗値）に基づき、圧力センサーに加えられた力を求め得る。圧力センサーによって出力される力信号は、面積及び／又は圧力センサーに加えられた圧力の単調関数であり得る。さらに、圧力センサーに加えられる力（例えば、圧力センサー出力に基づき求められる）と、取り付けられた歯ブラシ等のクリーニングツールの所望の動作（例えば、揺動）速度（例えば、動作振動数）（例えば、ブラシストローク／分（ＢＳＭ））との間のマッピングが提供され、システムのメモリ内に保存されてもよい。

マッピングは、本システムの実施形態に従って実行されるトレーニングプロセス等の任意の適切な態様を使用してユーザーによって設定／再設定され得る。例えば、トレーニングプロセス中、ユーザーは、ＯＨＤのハンドグリップを緩く握り、その後、ハンドグリップを快適ではあるが力強く握り締めるまで、ハンドグリップに加える力を徐々に強める。ハンドグリップ上の圧力センサーはこの力を感知し、対応するセンサー情報を形成する。その後、センサー値は、力の単位（例えば、ニュートン（Ｎ））に変換され、ＢＳＭにマッピングされる。これらのマッピングされた値は、その後、ユーザー設定に基づく後の使用のために、システムのメモリ内に保存され得る。ＢＳＭのマッピングされた値は、後述されるように、圧力センサーによって出力される値に直接（例えば、連続的に、一対一で、又は線形に）、又は離散的に（例えば、離散的なベースで）関連し得る。他の実施形態では、圧力センサーによって出力される信号は、上記のように力の単位に変換されることなく、ＢＳＭにマッピングされる。例えば、図９Ａは、本システムの実施形態に係る、圧力センサーに加えられた力とＢＳＭ値との間の直接的又は連続的（例えば、一対一の）関係を示すグラフ９００Ａを示し、図９Ｂは、本システムの実施形態に係る、圧力センサーに加えられる力とＢＳＭ値との間の離散的関係を示すグラフ９００Ｂを示す。したがって、図９Ａに示されるように、ＢＳＭは、一対一でハンドグリップの圧力センサーに加えられる力に直接的にマッピングされ得る。したがって、ＢＳＭは、ハンドグリップに加えられる力と直接比例し得る。一部の実施形態では、一対一のマッピングは、感知された力が第１の閾値ＢＳＭ、１を超えない限り、適用されない。

他の実施形態では、図９Ｂに示されるように、ＢＳＭは、ＦＳＭに離散的にマッピングされ得る。したがって、コントローラは、圧力センサーによって検出されたハンドグリップにユーザーが及ぼす圧力の範囲（例えば、「緩い」、「普通」、及び「強い」）に従い、ＢＳＭを離散間隔で調節し得る。例えば、一部の実施形態では、ユーザーによって加えられた力に関連するセンサー情報（ＳＩ）が、ＴＳセンサーから取得され、複数の閾値（例えば、閾値１、閾値２、閾値３、及び閾値４）と比較され得る。閾値１≦ＳＩ＜閾値２と判定された場合、コントローラは第１のＢＳＭ値（例えば、ＢＳＭ１）を選択し得る。しかし、閾値２≦ＳＩ＜閾値３と判定された場合、コントローラは第２のＢＳＭ値（例えば、ＢＳＭ２）を選択し得る。同様に、閾値３≦ＳＩ＜閾値４と判定された場合、コントローラは第３のＢＳＭ値（例えば、ＢＳＭ３）を選択し得る。さらに、閾値４≦ＳＩ＜閾値５と判定された場合、コントローラは第４のＢＳＭ値（例えば、ＢＳＭ４）を選択し得る。マッピングは、所望の場合、関数テーブル（例えば、表１）等の任意の適切な形式でシステムのメモリ内に保存され得る。

ＯＨＤの動作中、コントローラは、ユーザーによってＯＨＤのハンドグリップに加えられた力を求めること、及び、求められた力に基づき、ＢＳＭの値を決定すること等の動作を実行し得る。ＢＳＭの値は、システムのメモリから取得され得る（例えば、ルックアップテーブルを使用して）。その後、コントローラは、ＢＳＭの決定された値に従いアクチュエータを制御し得る。その後、アクチュエータは、ＢＳＭの決定された値（又はその周辺の値）でブラシヘッドを駆動し得る。

本システムの他の実施形態によれば、本システムの実施形態に従い動作する歯間クリーニングデバイス等のＯＨＤが提供される。かかる歯間クリーニングデバイスの１つは、所望のときに液体及び／又は気体を噴射し、本システムの実施形態に従い動作するよう制御可能なPhilips AirFloss歯間クリーニングデバイス（ＩＤＣＤ）等として知られている。噴射される液体は、水、及び／又は、マウスウォッシュ、フッ化物洗口液、研磨液等の１つ又は複数のクリーニング流体を含み得る。

液体噴射は、本システムの実施形態に従い、図１及び２の実施形態に示されるような力覚（ＦＳ）圧力センサー（以下、圧力センサーとする）に加えられた力に基づき作動され得る。したがって、圧力センサーは、Airfloss型デバイス（例えば、ＩＤＣＤ）のハンドグリップ内に組み込まれ、ユーザーがそこに加えた力を感知し、この力の指標を（例えば、抵抗値又は他のセンサー値として）コントローラに供給し得る。コントローラは、その後、ハンドグリップの圧力センサーに加えられた力、ハンドグリップパターン、及び／又は経時的な加力パターンを決定し得る。その後、コントローラは、例えばテーブルルックアップを使用して、システム及び／又はユーザー設定に従い、決定された加えられた力、グリップパターン、及び／又は経時的な圧力パターンに基づき適用すべき機能を決定（例えば、複数の機能から選択）し得る。その後、コントローラは、決定された機能に従い、１つ又は複数のアクチュエータを作動させ得る。

したがって、１つ又は複数のアクチュエータは、決定された機能に従って選択された液体及び／又は気体を、クリーニングヘッド等のＩＤＣＤのツールにポンプによって送り、液体及び／又は気体は、その後、クリーニングヘッドの１つ又は複数の開口部から送出され得る。したがって、流体及び／又は気体は、決定された圧力、グリッドパターン、及び／又は経時的な圧力パターンに基づく機能に従いクリーニングヘッドによって送出され得る。これは、図１及び２の実施形態と同様であり、圧力センサーからのセンサー出力は、コントローラによって読み取られ得る。コントローラは、その後、圧力センサーからのセンサー情報の値を圧力閾値と比較し、センサー情報の値が閾値より高いと決定された場合（例えば、ユーザーの握り締めアクションを示す）、コントローラは、圧力下でクリーニングヘッドに液体を供給するようＩＤＣＤのアクチュエータを制御し得る。

あるいは、液体及び／又は気体送出の速度を変化させるために、クリーニングヘッド内の開口部のサイズが変更されてもよく、小さい開口部は、より速い送出をもたらす（ポンプからの圧力が同様であると仮定して）。例えば、液体及び／又は気体送出の速度が変化するよう、開口部を開閉するクリーニング内の開口部上のカバーを動かすことによって、クリーニングヘッド内の開口部を選択的に又は一緒に開閉するためのアクチュエータ又はモーターが設けられてもよい。したがって、液体及び／又は気体は、クリーニングヘッドによって、水の微小液滴を含む１つ又は複数の液体／気体噴射として送出され得る。しかし、所望の場合、センサー情報の値が閾値以下であると決定されたとき、コントローラは何ら動作をしなくてもよい。

図１０は、本システムの実施形態に係るタッチ感応ボディ１００２を有するＩＤＣＤシステム１０００（以下、明瞭さのためシステム１０００と記す）の一部の正面透視図を示す。ＩＤＣＤシステム１０００は、図１に示される歯ブラシシステム１００と類似し、ボディ１００２に結合されたクリーニング用のツール１００８を含み得る。タッチ感応ボディ１００２は、第１及び第２の端部１０２０及び１０２２、第１及び第２の端部１０２０及び１０２２の間に位置するハンドグリップ１０１８、並びにハンドグリップ上に位置する１つ又は複数のタッチ感応センサーを含み得る。タッチ感応（ＴＳ）センサーは、タッチ感応リング１００４−１〜１００４−Ｎ（一般的に１００４−ｘ）、及び／又は円形ＴＳセンサー１００６等の任意の適切なタッチ感応センシング構成を含み得る。タッチ感応センサーは、図１に関連して説明したＴＳセンサー１０４−ｘ及び１０６の動作と類似し、付与された力に関する情報を、マイクロプロセッサμｐ等のプロセッサであり得るコントローラ１００７等のシステムコントローラに送信し得る。

ツール１００８に関して、当該ツールは、クリーニングヘッド１０１４の少なくとも１つの開口部１００９から所与の力で液体及び／又は気体をジェット（例えば、ウォーター及び／又はエアジェット）として射出するよう構成された、AirFloss型クリーニングヘッド、液体／水ノズル等のクリーニングヘッド１０１４を含み得る。開口部１００９は、コントローラ１００７の制御下で液体及び／又は気体を加圧し得る、ボディ内に配置された１つ又は複数のポンプ等の１つ又は複数のアクチュエータに流体結合され得る（例えば、導管１０１２を介して）。ポンプは、回転、ピストン、ピエゾポンプ等、任意の適切なポンプを含み得る。１つ又は複数のポンプは、ポンプに流体結合されたホース又はリザーバ（Ｒｅｓ）１０９１等の任意の適切なソースから液体を受け取り得る。一部の実施形態では、クリーニングヘッド１０１４は、１つ又は複数のブラシを含み得る。ブラシの１つ又は複数は、コントローラの制御下で、圧力センサー（１００４−ｘ及び／又は１００６）によって感知されたハンドグリップ１０１８上に加えられた圧力に従い、伸長され又は引き下げられ得る。一部の実施形態では、所望の場合、ツールはブラシヘッドを含み得る。また、ツールが所望の方向に及び／又は所望の振動数（例えば、ブラシストローク／分（ＢＰＭ））で駆動され得るよう、ツールを駆動するためのアクチュエータが設けられてもよい。

図１１は、本システムの他の実施形態に係るタッチ感応（ＴＳ）ボディ１１０２を有するＩＤＣＤシステム１１００の一部の正面透視図を示す。ＩＤＣＤシステム１１００はＩＤＣＤシステム１０００と類似し、ＩＤＣＤシステム１０００のボディ１００２、タッチ感応リング１００４（又は１００４−ｘ）、及びツール１００８とそれぞれ類似するボディ１１０２、タッチ感応リング１１０４、及びツール１１０８を含む。しかし、タッチ感応リング１１０４は、ボディ１１０２のハンドル部１１１８の長さの大部分にわたり延在する。よって、タッチ感応リング１１０４は、ボディ１１０２の長軸（ＬＡ）の長さの大部分にわたって延在し得る。

次に、本システムの実施形態に係るシステムによって実行されるプロセス１２００を示すフローチャートである図１２を参照しながら、ＯＨＤの動作方法を説明する。プロセス１２００は、ネットワークを通じて通信し、例えば図１に示されるコントローラ１０７等から情報を取得し、かつ／又は、ローカルであり及び／又は互いにリモートであり、例えばプロセッサ又はコントローラ１０７等に結合され得る１つ又は複数のメモリに情報を保存し得る１つ又は複数のコントローラ、プロセッサ、又はコンピュータを使用して実行され得る。プロセス１２００は、以下の動作のうちの１つ又は複数を含み得る。また、１つ又は複数の動作は、所望であれば、組み合わせられ及び／又はサブ動作に分割されてもよい。また、設定によっては、１つ又は複数の動作がスキップされてもよい。動作中、プロセスは動作１２０１中に開始し、その後動作１２０３に進み得る。

動作１２０３中、プロセスは、ボディ部のハンドグリップ部の少なくとも１つの力覚（ＦＳ）センサーからセンサー情報を取得し得る。センサー情報は、例えばユーザーによって少なくとも１つのＦＳセンサーに加えられた力の少なくとも１つの値に関するアナログ及び／又はデジタル情報を含み得る。例えば、一部の実施形態では、ＦＳ情報は、力が加えられたエリア又はゾーンに関する情報を含み得る。一部の実施形態では、ＦＳセンサーは、センサー情報として抵抗（値）を出力し得るＦＳ抵抗型センサーである。抵抗値は、ＦＳセンサーに加えられた力に対応し得る。しかし、他の実施形態では、ＦＳセンサーが、センサー情報として静電容量（値）を出力し得るＦＳ静電容量センサーであることも考えられる。静電容量値は、ＦＳセンサーに加えられた力に対応する。動作１２０３の終了後、プロセスは動作１２０５に続き得る。

動作１２０５中、プロセス、例えばプロセッサ又はコントローラ１０７は、センサー情報に従い、適用すべき機能を決定及び／又は選択し得る。したがって、プロセスは、センサー情報を、例えば機能選択テーブル内に保存されている等、システムのメモリ内に保存された機能選択情報とマッチングさせる。一部の実施形態では、機能選択情報は、センサー情報と比較される１つ又は複数の閾値及び／又はパターンに関する情報を含み、また、比較結果に基づき（例えば、アクチュエータ、スイッチ等に）適用すべき対応する機能を含み得る。プロセッサが適用すべき機能を決定すると、対応するアクチュエータがこれに応じて制御され、例えば、ブラシストロークを制御するために第１のアクチュエータが制御され、流量を調整するために第２のアクチュエータ（例えば、ポンプ）が制御され、ブラシ伸長を制御するめに第３のアクチュエータ（例えば、ＥＡＰアクチュエータ）が制御される。動作１２０５の終了後、プロセスは動作１２０７に進み得る。

動作１２０７中、プロセス、例えばプロセッサ又はコントローラ１０７は、決定された／選択された機能を適用し得る。したがって、プロセッサは、選択された機能に従い１つ又は複数の（選択された）アクチュエータを制御し又は他の方法で駆動し得る。動作１２０７の終了後、プロセッサは、所望の場合、ユーザーの入力に従いＯＨＤを続けて制御するために動作１２０３を繰り返し、又は終了し得る。

２つの毛のグループ８５０、８５２を有する図８Ａ、８Ｂに示される歯ブラシシステム８００の動作の制御において、プロセッサ又はコントローラ１０７によって、さらなる及び／又は異なる動作が実行され得る。特に、動作１２０７中、コントローラ１０７は、選択された機能に従い第１のアクチュエータを制御し、ここで、第１のアクチュエータは、図１、８Ａ、８Ｂに関連して説明したアクチュエータ（１０９）と同じものである。さらに、動作１２１０中、コントローラ１０７は、タッチ感応センサーによって生成されたさらなるセンサー情報を取得し、更なるセンサー情報は、第２の時点においてユーザーがタッチ感応センサーの表面に加えた力に対応する。次に、動作１２１２中、コントローラ１０７は、第２のセンサー情報が閾値以上であるか否かを決定し、その後、動作１２１４中、決定動作によって第２のセンサー情報が閾値以上であると決定された場合、コントローラ１０７は、第１及び第２のブラシ８５０、８５２の一方を、第１及び第２のブラシ８５０、８５２の他方に対して伸ばすよう、第２のアクチュエータ８６２を作動させる。

図１３は、本システムの実施形態に係るシステム１３００の一部を示す。例えば、システム１３００の一部は、メモリ１３２０、ユーザーインターフェイス（ＵＩ）１３３０、及びユーザー入力部１３７０に動作的に結合されたプロセッサ１３１０（例えば、コントローラ）を含み得る。メモリ１３２０は、記載される動作に関するアプリケーションデータ及び他のデータを保存するための任意の種類のデバイスであり得る。アプリケーションデータ及び他のデータは、本システムに係る動作を実行するようプロセッサ１３１０を構成（例えば、プログラミング）するためにプロセッサ１３１０によって受け取られる。そのように構成されたプロセッサ１３１０は、本システムに係る動作を実行するのに特に適した特殊用途マシンとなる。

動作は、例えば、ユーザー入力部１３７０から等のユーザー入力からの及び／又はメモリ１３２０からの情報を取得し、適用される機能及び／又は本システムの実施形態に係る対応する機能に従い制御されるべきアクチュエータを決定するために、本システムの実施形態に従いこの情報を処理するようプロセッサ１３１０を構成することによってシステム１３００を制御することを含み得る。ユーザー入力部１３７０は、力覚（タッチ感応）センサー、キーボード、マウス、トラックボール、及び／又はスタンドアローン又はシステムの一部、例えばＯＨＤ、パソコン、ノートブックコンピュータ、ネットブック、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ（personal digital assistant）、携帯電話、及び／又は任意のリンクを介してプロセッサ１３１０と通信する他のデバイスの一部であり得るタッチ感応ディスプレイを含む他のデバイスを含み得る。ユーザー入力部１３７０は、本明細書に記載されるように、ＵＩ内のインタラクションを有効化することを含め、プロセッサ１３１０とインタラクトするために動作可能であり得る。当然ながら、プロセッサ１３１０、メモリ１３２０、ＵＩ１３３０、及び／又はユーザー入力部１３７０は、本明細書に記載されるように、全て又は部分的にコンピュータシステム又はクライアント及び／又はサーバ等の他のデバイスの一部であり得る。

プロセッサ１３１０は、情報をＵＩ１３３０上に、例えばシステムのディスプレイ（例えば、グラフィック表示可能なディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等）上に表示し得る。

本システムの方法は、コンピュータソフトウェアプログラムによってプログラミングされたプロセッサによって実行されるのに特に適しており、かかるプログラムは、説明され及び／又は本システムによって考えられる個別のステップ又は動作のうちの１つ又は複数に対応するモジュールを含む。

プロセッサ１３１０は、ユーザー入力部１３７０からの入力信号に応じて、及び、ネットワーク内の他のデバイスに応じて、制御信号を供給及び／又は動作を実行し、メモリ１３２０内に保存された命令を実行することができる。例えば、プロセッサ１３１０は、所望の場合、フィードバックセンサーからフィードバック情報を取得し、この情報を処理してクリーニングツールに加えられた力を求め得る。プロセッサ１３１０は、マイクロプロセッサ、専用又は汎用集積回路、論理デバイス等のうちの１つ又は複数を含み得る。また、プロセッサ１３１０は、本システムに従い動作するための専用プロセッサでもよく、又は、多くの機能のうちの１つのみが本システムに従い動作するために働く汎用プロセッサでもよい。プロセッサ１３１０は、１つ又は複数のプログラム部分を使用して動作してもよく、又は、専用の又は多目的集積回路を使用するハードウェアデバイスでもよい。

したがって、最適なクリーニング体験のために、本システムの実施形態は、ユーザーが電動歯ブラシ及び／又はフロス等の口腔ケアデバイスの様々な機能を制御することを可能にし得る。例えば、本システムの実施形態は、電動歯ブラシ、及び／又は、自動フロス（例えば、Airfloss型デバイス）から射出されるウォータージェットの速度を制御する能力をユーザーに与え得る。何がユーザーにとって最適かは、所望の効果、個人の好み、汚れの量、汚れの種類、過敏性、痛みの閾値、歯間距離等、様々な要因に依存し得る。これに応じて、ユーザーは機能を握力、パターン等にマッピングし得る。

したがって、本システムの実施形態は、ユーザーが口腔ケアデバイスの動作パラメータを容易に制御することを可能にし得るシステム、装置、及び方法を提供する。例えば、動作モードを選択するために歯ブラシのコンソール上のボタンを押さなければならない代わりに、ユーザーは、例えば、電動歯ブラシ又はフロスの圧力感応ハンドグリップに対する圧力を調節することによって（例えば、ハンドグリップをより強く又は弱く握ることによって）、本システムの実施形態に従い電動歯ブラシ又はフロスの様々な機能を選択する制御を容易に行うことができる。圧力感応ハンドグリップは、クリーニング中の異なる時点で望まれ、例えば、頑固な歯垢を除去するためのエアショット又はより硬い毛の適用等の機能を選択するために、使用中に握り締められ得る。タッチ感応ハンドグリップを提供することにより、ユーザーは、機能選択のために押す場所を見るために、歯ブラシ又はフロスのコンソールを目で確認しなくてよい。さらに、電動歯ブラシ又はフロスのハンドグリップは、物理的なボタンが存在しない滑らかな表面を有し、これは、電動歯ブラシ又はフロスの清掃をより容易にし、また、より清潔にする。

特定の例示的実施形態を参照しながら本発明を図示及び記載してきたが、当業者は、本発明がそれらに限定されず、様々な特徴及び実施形態の組み合わせを含め、形式及び細部における様々な変更が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく可能であることを理解するであろう。例えば、歯ブラシ又はオーラルクリーニングデバイスの代わりに、本システムは、歯科医によって使用されるドリル及び／又は診断用の光学カメラ若しくは観察装置等のアイテムにも等しく適用可能である。当業者は、本システムのさらなるバリエーションを容易に考え付くことができ、これらは添付の特許請求の範囲に含まれる。

最後に、上記は、本発明を説明するに過ぎず、添付の特許請求の範囲を特定の実施形態又は実施形態群に限定するものと解されるべきではない。したがって、例示的実施形態を参照しながら本システムを説明してきたが、当業者は、添付の特許請求の範囲に記される本システムのより広い意図される趣旨及び範囲から逸脱することなく、多様な改変例及び変形例を考え付くことができることを理解されたい。さらに、本明細書内の見出しはレビューを容易にするものであり、本システムの範囲を制限することは意図されない。したがって、明細書及び図面は説明的であると考えられるべきであり、添付の特許請求の範囲の範囲を制限することは意図されない。

本明細書に含まれる見出しは、レビューを容易にするためのものであり、本システムの範囲を制限することは意図されない。よって、本明細書及び図面は、説明的であると考えられるべきであり、添付の特許請求の範囲の範囲を制限することは意図されない。

添付の特許請求の範囲を解釈するにあたり、以下を理解されたい。
ａ）「含む」との用語は、所与の請求項内に列挙された以外の要素又は動作の存在を除外しない。
ｂ）要素は複数を除外しない。
ｃ）請求項内の如何なる参照符号も、その範囲を制限しない。
ｄ）いくつかの「手段」が、同一のアイテム、又はハードウェア若しくはソフトウェアによって実装される構造若しくは機能によって代理され得る。
ｅ）開示される要素は、ハードウェア部分（例えば、ディスクリート及び集積電子回路を含む）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラミング）、及びこれらの任意の組み合わせによって構成され得る。
ｆ）ハードウェア部分は、アナログ及び／又はデジタル部分によって構成され得る。
ｇ）開示されるデバイス及びそれらの部分は、特に明記されない限り、任意に組み合わせられ、又はさらなる部分に分割され得る。
ｈ）特に明記されない限り、動作又はステップの順番は特定されない。
ｉ）「複数の」要素との表現は、請求される要素の２つ以上を含み、特定の要素の数の範囲を示唆せず、すなわち、複数の要素は２つの要素だけでもよく、また、数えきれない数の要素を含み得る。

Claims (14)

1. 第１及び第２の端部、並びに前記第１及び第２の端部の間に位置するグリップ部を有するボディ部と、
   前記ボディ部の前記第１の端部に結合されたオーラルクリーニングツールであって、前記オーラルクリーニングツールは、硬さが異なる第１及び第２の毛のグループを有する歯ブラシヘッドを含み、前記第２の毛のグループは、調節可能な長さを有する、オーラルクリーニングツールと、
   前記第２の毛のグループに結合されたアクチュエータであって、前記第１の毛のグループに対する前記第２の毛のグループの長さを制御する、アクチュエータと、
   前記ボディ部上に配置された、自身に加えられた力を示すセンサー値を出力する少なくとも１つのタッチ感応（ＴＳ）センサーと、
   前記センサー値を閾値と比較し、比較の決定の結果に基づき、前記第２の毛のグループを前記第１の毛のグループに対して伸ばすよう前記アクチュエータを作動させるコントローラと
   を含む、オーラルクリーニング装置。
2. 前記オーラルクリーニングツールは、キャビティを有する、請求項１に記載のオーラルクリーニング装置。
3. 前記アクチュエータは、さらに、前記オーラルクリーニングツールの前記キャビティ内に配置された電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を含む、請求項２に記載のオーラルクリーニング装置。
4. 前記第２の毛のグループは、前記オーラルクリーニングツールの前記キャビティ内に配置されたキャリアに結合される、請求項３に記載のオーラルクリーニング装置。
5. 前記ＥＡＰの第１の端部は、前記キャリアに結合され、前記ＥＡＰの第２の端部は、前記キャビティの、前記キャリアとは反対側の端部において、前記オーラルクリーニングツールに結合される、請求項４に記載のオーラルクリーニング装置。
6. 前記ＥＡＰは、前記ＥＡＰに対する閾値電圧以上の電圧が前記アクチュエータに印加されることに応じて、前記第２の毛のグループを前記第１の毛のグループに対して伸ばす、請求項３に記載のオーラルクリーニング装置。
7. 閾値電圧未満の電圧が前記アクチュエータに印加された場合、前記ＥＡＰは、前記第２の毛のグループを前記第１の毛のグループに対して伸ばさない、請求項３に記載のオーラルクリーニング装置。
8. 前記少なくとも１つのＴＳセンサーは、前記ボディ部を実質的に一周する、請求項１に記載のオーラルクリーニング装置。
9. 前記少なくとも１つのＴＳセンサーは、各々が前記ボディ部を実質的に一周する複数のセンサーを含む、請求項１に記載のオーラルクリーニング装置。
10. 前記少なくとも１つのＴＳセンサーは、前記ボディ部の外表面と同一平面上の外表面を有する、請求項１に記載のオーラルクリーニング装置。
11. 前記ボディ部の前記第１の端部において前記オーラルクリーニングツールに結合されたアクチュエータロッドと、
    前記アクチュエータロッドに結合された、前記アクチュエータロッドを所望の振動数で駆動する第２のアクチュエータと
    を含む、請求項１に記載のオーラルクリーニング装置。
12. 前記コントローラは、さらに、前記ＴＳセンサーに加えられた圧力に基づき前記第２のアクチュエータの動作振動数を制御する、請求項１１に記載のオーラルクリーニング装置。
13. ボディ部及び前記ボディ部から伸びるオーラルクリーニングツールを有するオーラルクリーニング装置を作動させる方法であって、前記オーラルクリーニングツールは、第１及び第２のブラシ、前記オーラルクリーニングツールを駆動するための第１のアクチュエータを有し、前記ボディ部は、前記ボディ部の両端の間に位置する、ユーザーによって把持されるグリップ部を有し、前記方法は、前記オーラルクリーニング装置の少なくとも１つのコントローラによって実行され、
    前記ボディ部の前記グリップ部に配置されたタッチ感応（ＴＳ）センサーによって生成された第１のセンサー情報を取得するステップであって、前記センサー情報は、第１の時点において前記ＴＳセンサーの表面にユーザーによって加えられた力に対応する、ステップと、
    前記第１のセンサー情報に基づき、複数の機能から機能を選択するステップと、
    前記選択された機能に基づき、前記第１のアクチュエータを制御するステップと、
    前記タッチ感応センサーによって生成されるさらなる情報を取得するステップであって、前記さらなるセンサー情報は、第２の時点において前記タッチ感応センサーの表面にユーザーによって加えられた力に対応する、ステップと、
    前記第２のセンサー情報が閾値以上であるか否かを決定するステップと、
    前記決定するステップによって、前記第２のセンサー情報が前記閾値以上であると決定された場合、前記第１及び第２のブラシの一方を、前記第１及び第２のブラシの他方に対して伸ばすよう第２のアクチュエータを作動させるステップと
    を含む、方法。
14. 前記決定するステップによって、前記第２のセンサー情報が前記閾値未満であると決定された場合、前記第１及び第２のブラシの一方を前記第１及び第２のブラシの他方に対して引っ込めるよう前記第２のアクチュエータを作動させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。