JP6548971B2 - Electric toothbrush device - Google Patents

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Description

本発明は、電動歯ブラシ装置に関する。   The present invention relates to an electric toothbrush device.

加速度センサや角速度センサを用いてブラシの姿勢を検出し、検出した姿勢に基づき、上下の歯列面を複数に区分して定義される部位の中からブラッシングされている部位を推定する電動歯ブラシ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   An electric toothbrush apparatus that detects the posture of the brush using an acceleration sensor or an angular velocity sensor, and estimates the brushed part from among the parts defined by dividing the upper and lower dentition surfaces into a plurality based on the detected posture Are known (see, for example, Patent Document 1).

そして、ブラッシング部位を推定する電動歯ブラシ装置として、部位毎のブラッシング時間やブラシ角度やブラシ圧に基づいて部位毎のブラッシング結果を評価し、評価結果を出力する電動歯ブラシ装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。   And as an electric toothbrush apparatus which presume a brushing part, the electric toothbrush apparatus which evaluates the brushing result for every part based on the brushing time for every part, a brush angle, and a brush pressure and outputs an evaluation result is also known (for example, , Patent Document 2).

特開2009−240759号公報JP, 2009-240759, A 特開2011−139844号公報JP, 2011-139844, A

最奥歯は一般に磨き残しが多い傾向にあるところ、ブラッシング部位として最奥歯を検出することができれば、最奥歯のブラッシングに関する評価結果をユーザに提示することが可能となり、歯の健康増進に資する。   Generally, the most back teeth tend to have a large amount of polishing residue. If the most back teeth can be detected as the brushing site, it is possible to present the evaluation result regarding the most back teeth brushing to the user, which contributes to the health improvement of the teeth.

特許文献2に記載された電動歯ブラシ装置では、ブラシ柄の長手方向に間隔をあけて複数の電極が設けられており、推定されたブラッシング部位が歯列端部の奥側部位にあたる場合に、ブラシ柄に設けられた複数の電極と生体(頬や舌)との接触パターンに基づいて最奥歯が検出される。   In the electric toothbrush device described in Patent Document 2, a plurality of electrodes are provided at intervals in the longitudinal direction of the brush handle, and when the estimated brushing portion hits the back side portion of the dentition end, the brush The innermost teeth are detected based on contact patterns between a plurality of electrodes provided on the handle and a living body (cheek or tongue).

しかし、電極の各々と生体との接触はインピーダンスに基づいて検出されるが、電極や生体の表面の状態によってはインピーダンスの検出精度が低下する虞がある。また、ブラシの姿勢を検出するためのセンサに加えて複数の電極及びインピーダンスの検出部が必要であり、電動歯ブラシ装置の構成が複雑になる。   However, although the contact between each of the electrodes and the living body is detected based on the impedance, the detection accuracy of the impedance may be reduced depending on the state of the surface of the electrode or the living body. Moreover, in addition to the sensor for detecting the attitude | position of a brush, the detection part of several electrodes and an impedance is required, and the structure of an electric toothbrush apparatus becomes complexity.

本発明は上述した事情に鑑みなされたものであり、簡潔な構成でブラッシング部位を精度よく推定することが可能な電動歯ブラシ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an electric toothbrush that can accurately estimate a brushing region with a simple configuration.

本発明の電動歯ブラシ装置は、ブラシの移動の軌跡を検出する軌跡検出部と、前記ブラシの姿勢を検出する姿勢検出部と、少なくとも前記軌跡検出部によって検出された軌跡を用い、該軌跡における各位置でのブラッシング部位を推定する部位推定部と、前記部位推定部によって推定された前記ブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である場合に、前記姿勢検出部によって検出された姿勢の変化に基づいて最奥歯を検出する最奥歯検出部と、を備え、前記部位推定部は、前記最奥歯検出部によって最奥歯が検出された場合に、前記軌跡検出部によって検出された前記軌跡における最奥歯の位置を更新し、更新された最奥歯の位置に基づいて前記軌跡上の各位置でのブラッシング部位を補正する。   The electric toothbrush apparatus according to the present invention uses the locus detection unit that detects the locus of movement of the brush, the posture detection unit that detects the posture of the brush, and at least the locus detected by the locus detection unit. When a part estimation unit that estimates a brushing part at a position and the brushing part estimated by the part estimation unit is the back side part of the dentition end, a change in posture detected by the posture detection unit And the region estimation unit, when the backmost teeth detection unit detects the backmost teeth, the backmost teeth detection unit detects the backmost teeth in the trajectory detected by the trajectory detection unit. And update the brushing site at each position on the trajectory based on the updated most back teeth position.

本発明によれば、簡潔な構成でブラッシング部位を精度よく推定することが可能な電動歯ブラシ装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric toothbrush apparatus which can estimate a brushing site | part precisely with a simple structure can be provided.

本発明の実施形態を説明するための、電動歯ブラシ装置の一例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of an example of an electric toothbrush device for describing an embodiment of the present invention. 図1の電動歯ブラシ装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the electric toothbrush apparatus of FIG. 図1の電動歯ブラシの内部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the electric toothbrush of FIG. ブラッシング部位の区分の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of division of a brushing site | part. ブラッシング評価処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a brushing evaluation process. ブラシの姿勢に基づくブラッシング部位の推定方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the estimation method of the brushing site | part based on the attitude | position of a brush. ブラシの姿勢に基づく最奥歯の検出方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection method of the innermost tooth based on the attitude | position of a brush. ブラシの姿勢に基づく最奥歯の検出方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the detection method of the innermost tooth based on the attitude | position of a brush. ブラシの移動の軌跡に基づく最奥歯の検出方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection method of the innermost tooth based on the locus | trajectory of a movement of a brush. ブラッシング部位の補正処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a correction process of a brushing site | part. ブラシ角を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a brush angle. ブラッシングの評価結果の出力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output of the evaluation result of a brushing. 電動歯ブラシ装置の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification of an electric toothbrush apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態を説明するための、電動歯ブラシ装置の一例の構成を示し、図2は、図1の電動歯ブラシ装置の外観を示し、図3は、図1の電動歯ブラシ装置の本体の内部構成を示す。   FIG. 1 shows the configuration of an example of an electric toothbrush device to explain the embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the appearance of the electric toothbrush device of FIG. 1, and FIG. 3 shows the electric toothbrush device of FIG. Shows the internal configuration of the main unit of

<電動歯ブラシ装置の構成について>
図1及び図2に示す電動歯ブラシ装置1は、駆動源であるモータ10を内蔵しモータ10の駆動により振動するブラシ5を有する本体2と、本体2が載置され、本体2を充電するための充電器100と、ブラッシング結果を出力するための表示器110とを備えている。
<Configuration of Electric Toothbrush Device>
The electric toothbrush device 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 incorporates a motor 10 as a drive source and has a main body 2 having a brush 5 vibrating with the drive of the motor 10 and a main body 2 mounted thereon to charge the main body 2 And a display 110 for outputting the result of brushing.

本体2は、概ね円筒形状を呈しており、歯を磨く際に使用者が手で握るためのハンドル部を兼ねている。本体2には、電源のオン/オフの切替えなどを行なうためのスイッチSが設けられている。また本体2の内部には、駆動源であるモータ10、駆動回路12、電源である充電池13、充電用のコイル14などが設けられている。充電池13を充電する際には、充電器100に本体2を載置するだけで、電磁誘導により非接触で充電可能である。駆動回路12は、各種演算および制御を実行するCPU(Central Processing Unit)120、プログラムや各種設定値を記憶するメモリ121、タイマ122、データ送信部123などを有している。データ送信部123は、表示器110のデータ受信部112との間で無線通信を行なう。表示器110は、データ受信部112で受信したブラッシング結果などのデータを出力するためのディスプレイ111を備えている。   The main body 2 has a substantially cylindrical shape, and also serves as a handle for a user to hold by hand when brushing teeth. The main body 2 is provided with a switch S for switching power on / off and the like. Further, inside the main body 2, a motor 10 as a drive source, a drive circuit 12, a rechargeable battery 13 as a power source, a coil 14 for charging, and the like are provided. When charging the rechargeable battery 13, charging can be performed in a non-contact manner by electromagnetic induction only by mounting the main body 2 on the charger 100. The drive circuit 12 includes a central processing unit (CPU) 120 that executes various calculations and controls, a memory 121 that stores programs and various setting values, a timer 122, a data transmission unit 123, and the like. The data transmission unit 123 performs wireless communication with the data reception unit 112 of the display 110. The display 110 includes a display 111 for outputting data such as the brushing result received by the data receiving unit 112.

さらに、本体2の内部には、ブラシ5の移動の軌跡及び三次元姿勢を検知するために、たとえば、多軸(ここではx,y,zの三軸)の加速度センサ15と、多軸(ここではx,y,zの三軸)の角速度センサ16と、多軸(ここではx,y,zの三軸)の地磁気センサ17とが設けられる。   Furthermore, in order to detect the movement trajectory and three-dimensional attitude of the brush 5 inside the main body 2, for example, a multi-axis (here three axes of x, y, z) acceleration sensor 15 and Here, an angular velocity sensor 16 of three axes x, y, z) and a geomagnetic sensor 17 of multiple axes (three axes x, y, z here) are provided.

加速度センサ15は、x軸がブラシ面に対して平行になり、y軸が本体2の長手方向に一致し、z軸がブラシ面に対して垂直になるように設置される。つまり、本体2を充電器100に載置したときに、重力加速度ベクトルがy軸に平行になり、ブラシ面を上に向けたときに、重力加速度ベクトルがz軸に平行になり、本体2を水平にしてブラシ面を横に向けたときに、重力加速度ベクトルがx軸に平行になる。加速度センサ15の各軸の出力はCPU120に入力され、ブラシ5の移動の軌跡及び姿勢を検出するために利用される。加速度センサ15としては、ピエゾ抵抗タイプ、静電容量タイプ、もしくは熱検知タイプのMEMSセンサを好ましく利用できる。MEMSセンサは非常に小型であるため、本体2の内部への組み込みが容易だからである。ただし、加速度センサ15の形式はこれに限らず、動電式、歪みゲージ式、圧電式などのセンサを利用しても構わない。   The acceleration sensor 15 is installed such that the x-axis is parallel to the brush surface, the y-axis coincides with the longitudinal direction of the main body 2, and the z-axis is perpendicular to the brush surface. That is, when the main body 2 is placed on the charger 100, the gravitational acceleration vector becomes parallel to the y axis, and when the brush surface is directed upward, the gravitational acceleration vector becomes parallel to the z axis, and the main body 2 is The gravity acceleration vector becomes parallel to the x-axis when the brush surface is oriented horizontally with the brush surface oriented horizontally. The output of each axis of the acceleration sensor 15 is input to the CPU 120 and is used to detect the trajectory and attitude of the movement of the brush 5. As the acceleration sensor 15, a piezoresistive type, capacitance type, or heat detection type MEMS sensor can be preferably used. This is because the MEMS sensor is so compact that it can be easily incorporated into the main body 2. However, the form of the acceleration sensor 15 is not limited to this, and an electrodynamic sensor, a strain gauge sensor, a piezoelectric sensor, or the like may be used.

角速度センサ16は、x軸まわりの角速度、y軸まわりの角速度、z軸まわりの角速度を検出可能なように設置されている。角速度センサ16の各軸の出力はCPU120に入力され、ブラシ5の移動の軌跡及び姿勢を検出するために利用される。角速度センサ16としては、振動式、光学式、機械式などどのようなタイプのものも利用可能であるが、小型で本体2への組み込みが容易であるため、MEMSセンサを好適に用いることができる。   The angular velocity sensor 16 is installed to be able to detect an angular velocity around the x axis, an angular velocity around the y axis, and an angular velocity around the z axis. The output of each axis of the angular velocity sensor 16 is input to the CPU 120 and is used to detect the locus and posture of movement of the brush 5. As the angular velocity sensor 16, any type such as vibration type, optical type, mechanical type can be used, but a MEMS sensor can be suitably used because it is small and easy to be incorporated into the main body 2. .

地磁気センサ17は、x軸方向の地磁気、y軸方向の地磁気、z軸方向の地磁気を検出可能なように設置されている。地磁気センサ17の各軸の出力はCPU120に入力され、ブラシ5の移動の軌跡及び姿勢を検出するために利用される。地磁気センサ17としては、MR(Magneto-resistive)素子タイプ、MI(Magneto-Impedance)素子タイプ、ホール素子タイプのMEMSセンサを好ましく利用できる。   The geomagnetic sensor 17 is installed to be able to detect geomagnetism in the x-axis direction, geomagnetism in the y-axis direction, and geomagnetism in the z-axis direction. The output of each axis of the geomagnetic sensor 17 is input to the CPU 120 and is used to detect the movement trajectory and posture of the brush 5. As the geomagnetic sensor 17, MEMS sensors of MR (Magneto-Resistive) element type, MI (Magneto-Impedance) element type, Hall element type can be preferably used.

また、本体2の内部には、ブラシ圧(ブラシに作用する荷重)を検知する荷重センサ18を備えている。荷重センサ18としては、ストレインゲージ、ロードセル、圧力センサなどどのようなタイプのものも利用可能であるが、小型で本体2への組み込みが容易であるという理由からMEMSセンサを好適に用いることができる。   Further, a load sensor 18 for detecting a brush pressure (load acting on the brush) is provided in the inside of the main body 2. As the load sensor 18, any type of strain gauge, load cell, pressure sensor, etc. can be used, but a MEMS sensor can be suitably used because it is small and easy to be incorporated into the main body 2. .

ブラシ5は、本体2側に固定されているステム部20と、このステム部20に装着されるブラシ部品21とを備える。ブラシ部品21の先端にはブラシ毛210が植毛されている。ブラシ部品21は消耗部品ゆえ、新品に交換できるよう、ステム部20に対して着脱自在な構成となっている。   The brush 5 includes a stem portion 20 fixed to the main body 2 side, and a brush component 21 mounted on the stem portion 20. The bristles 210 are implanted at the tip of the brush part 21. Since the brush part 21 is a consumable part, the brush part 21 is configured to be detachable from the stem portion 20 so that it can be replaced with a new one.

ステム部20は樹脂材からなり、エラストマからなる弾性部材202を介して本体2に取り付けられている。ステム部20は、先端(ブラシ側の端部)が閉じた筒状の部材であり、筒の内部の先端に軸受203を有している。モータ10の回転軸11に連結された偏心軸30の先端が、ステム部20の軸受203に挿入される。この偏心軸30は、軸受203の近傍に重り300を有しており、偏心軸30の重心はその回転中心からずれている。なお、偏心軸30の先端と軸受203の間には微小なクリアランスが設けられている。   The stem portion 20 is made of a resin material, and is attached to the main body 2 via an elastic member 202 made of an elastomer. The stem portion 20 is a tubular member whose tip (end on the brush side) is closed, and has a bearing 203 at the tip inside the barrel. The tip of the eccentric shaft 30 connected to the rotation shaft 11 of the motor 10 is inserted into the bearing 203 of the stem portion 20. The eccentric shaft 30 has a weight 300 near the bearing 203, and the center of gravity of the eccentric shaft 30 is offset from its center of rotation. A minute clearance is provided between the tip of the eccentric shaft 30 and the bearing 203.

<ブラシの駆動原理>
CPU120が駆動信号をモータ10に供給し、モータ10の回転軸11を回転させる。回転軸11の回転に伴って偏心軸30も回転するが、偏心軸30は重心がずれているために回転中心の回りに旋回するような運動を行なう。よって、偏心軸30の先端が軸受203の内壁に対して衝突を繰り返し、ステム部20とそれに装着されたブラシ部品21とを高速に振動(運動)させることとなる。つまり、モータ10が、ブラシ5を振動(運動)させる駆動部の役割を担い、偏心軸30が、モータ10の出力(回転)をブラシ5の振動に変換する運動伝達機構(運動変換機構)の役割を担っている。
<Drive principle of brush>
The CPU 120 supplies a drive signal to the motor 10 to rotate the rotating shaft 11 of the motor 10. The eccentric shaft 30 also rotates with the rotation of the rotating shaft 11, but the eccentric shaft 30 performs a motion to pivot around the rotation center because the center of gravity is shifted. Therefore, the tip of the eccentric shaft 30 repeatedly collides against the inner wall of the bearing 203, and the stem portion 20 and the brush component 21 mounted thereon are vibrated (moved) at high speed. That is, the motor 10 plays a role of a drive unit that vibrates (moves) the brush 5, and the eccentric shaft 30 converts the output (rotation) of the motor 10 into the vibration of the brush 5 It plays a role.

使用者は、本体2を手で持ち、高速に振動するブラシ毛210を歯に当てることで、ブラッシングを行なうことができる。なお、CPU120はタイマ122を用いて継続動作時間を監視しており、所定時間(たとえば2分間)が経過したら自動的にブラシ5の振動を停止させる。   The user can brush the body 2 by holding the body 2 by hand and applying the brush hairs 210 vibrating at high speed to the teeth. The CPU 120 monitors the continuous operation time using the timer 122, and automatically stops the vibration of the brush 5 when a predetermined time (for example, 2 minutes) elapses.

<電動歯ブラシ装置の動作について>
部位ごとに食物残渣や歯垢の付き方が異なり、したがって部位ごとに効果的なブラッシング動作にも違いがある。それゆえ、適切なブラッシングが行われているかどうかの評価は、部位ごとに行なうことが望ましい。そこで、電動歯ブラシ装置1は、加速度センサ15、角速度センサ16、地磁気センサ17を用いて検出されるブラシ5の移動の軌跡や姿勢に基づいてブラッシング部位を推定することにより、部位ごとのブラッシング評価を実現する。評価項目は種々考えられるが、ここではブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の3項目についての評価を行なう。
<About operation of electric toothbrush device>
Each site has different food residue and plaque formation, and thus there is a difference in the effective brushing operation for each site. Therefore, it is desirable to perform site-by-site assessment of proper brushing. Therefore, the electric toothbrush device 1 estimates the brushing region based on the movement locus and posture of the brush 5 detected using the acceleration sensor 15, the angular velocity sensor 16 and the geomagnetic sensor 17, thereby evaluating brushing for each region. To realize. There are various evaluation items, but in this case, three items, brushing time, brush angle and brush pressure, are evaluated.

図4に示すように、上下の歯列面を、「上顎前頬側表面」、「上顎前舌側表面」、「上顎左頬側表面」、「上顎左舌側表面」、「上顎左噛み合わせ面」、「上顎右頬側表面」、「上顎右舌側表面」、「上顎右噛み合わせ面」、「下顎前頬側表面」、「下顎前舌側表面」、「下顎左頬側表面」、「下顎左舌側表面」、「下顎左噛み合わせ面」、「下顎右頬側表面」、「下顎右舌側表面」、「下顎右噛み合わせ面」の16部位に区分する。ただし、歯列面の区分はこれに限らず、もっと大まかな区分でもよいし、より細かい区分でもよい。   As shown in FIG. 4, the upper and lower dentition surfaces are "maxillary anterior buccal surface", "maxillary anterior lingual surface", "maxillary left buccal surface", "maxillary left lingual surface", "maxillary left bite" 'Mapping right buccal surface', 'maxillary right tongue surface', 'maxillary right meshing surface', 'mandibular anterior buccal surface', 'mandibular anterior tongue surface', 'mandibular left buccal surface , "Mandibular left tongue surface", "Mandibular left meshing surface", "Mandibular right buccal surface", "Mandibular right tongue surface", "Mandibular right meshing surface" divided into 16 sections. However, the division of the dentition surface is not limited to this, and may be a rough division or a finer division.

図5を参照して、ブラッシング評価のフローを具体的に説明する。なお、以下に説明する処理は、特にことわりのない限り、CPU120がメモリ121に格納されているプログラムに従って実行する処理である。   The flow of the brushing evaluation will be specifically described with reference to FIG. The process described below is a process executed by the CPU 120 according to a program stored in the memory 121 unless otherwise noted.

本体2の電源がONになると、CPU120は、加速度センサ15、角速度センサ16、地磁気センサ17の出力に基づきブラシ5の移動の軌跡及び姿勢を検出する(ステップS10)。次に、CPU120は、少なくともステップS10で検出された軌跡を用いてブラッシング部位を推定する(ステップS20)。次に、CPU120は、ステップS20で推定したブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である場合に、最奥歯の検出を行う(ステップS30)。次に、CPU120は、ステップS30で検出された最奥歯の位置に基づいてブラシ5の移動の軌跡における各位置でのブラッシング部位を補正する(ステップS40)。次に、CPU120は、ブラシ角の推定、ブラシ圧の検知を行なう(ステップS50)。ブラッシング部位、ブラシ角、ブラシ圧の情報は、ブラシ5の軌跡における各位置に関連付けられてメモリ121に記録される。   When the power supply of the main body 2 is turned on, the CPU 120 detects the movement locus and posture of the brush 5 based on the outputs of the acceleration sensor 15, the angular velocity sensor 16 and the geomagnetic sensor 17 (step S10). Next, the CPU 120 estimates a brushing region using at least the trajectory detected in step S10 (step S20). Next, the CPU 120 detects the innermost tooth when the brushing portion estimated in step S20 is the back side portion of the dentition end (step S30). Next, the CPU 120 corrects the brushing portion at each position in the movement trajectory of the brush 5 based on the position of the innermost tooth detected in step S30 (step S40). Next, the CPU 120 estimates a brush angle and detects a brush pressure (step S50). Information on the brushing portion, the brush angle, and the brush pressure is recorded in the memory 121 in association with each position in the trajectory of the brush 5.

ステップS10〜S50の処理は繰り返し実行され、電源がOFFになるか継続動作時間が所定時間(たとえば2分間)に達すると、CPU120は、メモリ121に記録されたブラッシング情報(ブラッシング部位、ブラシ角、ブラシ圧)に基づき、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器110に出力する(ステップS60)。   The processing of steps S10 to S50 is repeatedly performed, and when the power is turned off or the continuous operation time reaches a predetermined time (for example, 2 minutes), the CPU 120 performs brushing information (brushing portion, brush angle, etc.) recorded in the memory 121. Based on the brush pressure, the brushing result for each part is evaluated, and the evaluation result is output to the display 110 (step S60).

以下、ステップS10〜S60の処理を詳しく説明する。   The processes of steps S10 to S60 will be described in detail below.

(軌跡及び姿勢の検出)
CPU120は、加速度センサ15からx軸、y軸、z軸それぞれの出力Ax、Ay、Azを取得し、角速度センサ16からx軸、y軸、z軸それぞれの出力Bx、By、Bzを取得し、地磁気センサ17からx軸、y軸、z軸それぞれの出力Cx、Cy、Czを取得する。Axはx軸方向の加速度成分、Ayはy軸方向の加速度成分、Azはz軸方向の加速度成分を表す。Bxはx軸まわりの角速度成分、Byはy軸まわりの角速度成分、Bzはz軸まわりの角速度成分を表す。Cxはx軸方向の磁気成分、Cyはy軸方向の磁気成分、Czはz軸方向の磁気成分を表す。
(Detection of trajectory and attitude)
The CPU 120 obtains the outputs Ax, Ay, Az of the x axis, y axis, z axis from the acceleration sensor 15, and obtains the outputs Bx, By, Bz of the x axis, y axis, z axis from the angular velocity sensor 16. The outputs Cx, Cy, Cz of the x-axis, y-axis, and z-axis are obtained from the geomagnetic sensor 17, respectively. Ax represents an acceleration component in the x-axis direction, Ay represents an acceleration component in the y-axis direction, and Az represents an acceleration component in the z-axis direction. Bx represents an angular velocity component around the x axis, By represents an angular velocity component around the y axis, and Bz represents an angular velocity component around the z axis. Cx represents a magnetic component in the x-axis direction, Cy represents a magnetic component in the y-axis direction, and Cz represents a magnetic component in the z-axis direction.

合成ベクトルA(Ax、Ay、Az)の大きさが、重力加速度相当の所定の閾値より小さい場合には、CPU120は本体2が静止しているものと判定し、加速度センサ15の出力Ax、Ay、Azを、ブラシ5の三次元姿勢を表す姿勢ベクトルD(Dx、Dy、Dz)とする。   If the magnitude of the combined vector A (Ax, Ay, Az) is smaller than the predetermined threshold equivalent to the gravitational acceleration, the CPU 120 determines that the main body 2 is stationary, and the outputs Ax, Ay of the acceleration sensor 15 , Az as posture vectors D (Dx, Dy, Dz) representing the three-dimensional posture of the brush 5.

合成ベクトルA(Ax、Ay、Az)の大きさが上記閾値より大きい場合には、CPU120は本体2が移動しているものと判定し、角速度センサ16の出力Bx、By、Bzに基づき、直近で本体2が静止しているものと判定されたときからのx軸、y軸、z軸まわりの各軸まわりの本体2の角度変化量を求め、直近で本体2が静止しているものと判定されたときの合成ベクトルA(Ax、Ay、Az)を求めた角度変化量で回転させ、姿勢ベクトルD(Dx、Dy、Dz)を求める。   When the magnitude of the combined vector A (Ax, Ay, Az) is larger than the above threshold, the CPU 120 determines that the main body 2 is moving, and based on the outputs Bx, By, Bz of the angular velocity sensor 16, The angle change amount of the main body 2 around each of the x-axis, y-axis, and z-axis from when it is determined that the main body 2 is at rest is calculated. The composite vector A (Ax, Ay, Az) at the time of determination is rotated by the determined angle change amount, and the posture vector D (Dx, Dy, Dz) is determined.

以上により求められる姿勢ベクトルD(Dx、Dy、Dz)は重力加速度に相当する。なお、角速度センサ16は一般にドリフトを生じ、角度変化量の演算において誤差が累積されることから、CPU120は加速度センサ15や地磁気センサ17の出力を用いて角速度センサ16のゼロ点校正を随時行う。   The posture vector D (Dx, Dy, Dz) determined as described above corresponds to gravitational acceleration. Since the angular velocity sensor 16 generally causes a drift, and errors are accumulated in the calculation of the amount of change in angle, the CPU 120 performs the zero point calibration of the angular velocity sensor 16 using the outputs of the acceleration sensor 15 and the geomagnetic sensor 17 as needed.

また、CPU120は、加速度センサ15の出力Ax、Ay、Azから重力加速度成分を除去した動加速度成分に基づき、x軸、y軸、z軸の各軸方向の本体2の変位量を求める。出力Ax、Ay、Azに含まれる重力加速度成分は姿勢ベクトルD(Dx、Dy、Dz)を用いることができる。そして、CPU120は、ブラシ5の三次元姿勢から定まる本体2におけるブラシ5の位置を考慮して、ブラシ5の移動の軌跡を求める。   Further, the CPU 120 obtains the displacement amount of the main body 2 in each of the x-axis, y-axis, and z-axis directions based on the dynamic acceleration component obtained by removing the gravitational acceleration component from the outputs Ax, Ay, Az of the acceleration sensor 15. The gravity acceleration component included in the outputs Ax, Ay, Az can use the posture vector D (Dx, Dy, Dz). Then, the CPU 120 obtains the locus of movement of the brush 5 in consideration of the position of the brush 5 in the main body 2 determined from the three-dimensional attitude of the brush 5.

(ブラッシング部位の推定)
CPU120は、ブラシ5の移動の軌跡と歯列面とのマッチングを行うことにより、ブラシ5の移動の軌跡上の各位置でのブラッシング部位を推定する。軌跡が蓄積されるにつれてブラッシング部位の推定精度が高まるが、ブラッシングの開始部位をユーザに報知するようにすれば、比較的初期の段階からブラッシング部位の推定を精度よく行うことが可能となる。
(Estimate of brushing site)
The CPU 120 estimates the brushing region at each position on the movement locus of the brush 5 by matching the movement locus of the brush 5 with the dentition surface. As the locus is accumulated, the estimation accuracy of the brushing region increases, but if the user is notified of the brushing start region, it is possible to estimate the brushing region with high accuracy from a relatively early stage.

なお、ブラシ5の姿勢を併せて考慮することにより、より高精度にブラッシング部位を推定することが可能である。例えば姿勢ベクトルDのz軸方向成分Dzに基づき、上顎か下顎かを判定することが可能である。図6に示すように、上顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず上向きになり、下顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず下向きになることに着目したものであり、Dz>0の場合は上顎、Dz≦0の場合は下顎と判定することができる。   In addition, it is possible to estimate a brushing part with higher precision by considering the posture of the brush 5 together. For example, based on the z-axis direction component Dz of the posture vector D, it is possible to determine whether it is the upper jaw or the lower jaw. As shown in FIG. 6, attention is paid to the fact that when brushing the upper dentition, the brush surface is slightly upward, and when brushing the lower dentition, the brush surface is not downward. When Dz> 0, it can be determined that the upper jaw is present, and when Dz ≦ 0, it is determined that the lower jaw is present.

(最奥歯の検出)
推定したブラッシング部位が歯列端部の奥側部位、即ち上記16部位の区分のうち、「上顎左頬側表面」、「上顎左舌側表面」、「上顎左噛み合わせ面」、「上顎右頬側表面」、「上顎右舌側表面」、「上顎右噛み合わせ面」、「下顎左頬側表面」、「下顎左舌側表面」、「下顎左噛み合わせ面」、「下顎右頬側表面」、「下顎右舌側表面」、「下顎右噛み合わせ面」であるときに、CPU120は最奥歯の検出を行う。
(Detection of innermost teeth)
The estimated brushing site is the back side of the end of the dentition, that is, the upper jaw left buccal surface, the upper jaw left lingual surface, the upper jaw left meshing surface, and the upper jaw right among the 16 regions described above. Buccal surface, "maxillary right lingual surface", "maxillary right meshing surface", "mandibular left buccal surface", "mandibular left tongue surface", "mandibular left meshing surface", "mandibular right cheek surface The CPU 120 detects the innermost tooth when it is the surface, the “mandible right tongue surface”, and the “mandible right meshing surface”.

図7は、推定されたブラッシング部位が「下顎左頬側表面」及び「下顎左舌側表面」である場合の最奥歯の検出方法の一例を示し、図8は、推定されたブラッシング部位が「下顎左噛み合わせ面」である場合の最奥歯の検出方法の一例を示す。   FIG. 7 shows an example of a method of detecting the innermost teeth when the estimated brushing site is the “mandible left buccal surface” and the “mandibular left tongue surface”, and FIG. 8 shows the estimated brushing site “ An example of a method of detecting the innermost teeth in the case of the lower jaw left meshing surface will be shown.

上顎左の最奥歯の側面S0をブラッシングする場合に、典型的には、ブラシ5は下顎左の歯列面に沿って奥側に移動されて最奥歯の側面S0に至る。   When brushing the side surface S0 of the maxillary left most back tooth, typically, the brush 5 is moved to the back side along the dentition surface of the lower mandible to reach the side surface S0 of the most back tooth.

ブラシ5が例えば「下顎左頬側表面」に沿って移動された場合に、図7に示すように最奥歯の頬側表面S1から側面S0に至る過程でブラシ5がx軸まわりに急激に回転される。そこで、推定されたブラッシング部位が「下顎左頬側表面」である場合には、「下顎左頬側表面」の歯列面にブラシ5が沿う姿勢を基準にブラシ5のx軸まわりの姿勢の変化量θaが所定の閾値より大きい場合に、最奥歯を検出することができる。基準となる下顎左頬側表面の歯列面にブラシ5が沿う姿勢は、例えばブラシ5の軌跡において「下顎左頬側表面」と推定された各位置でのブラシ5の姿勢の平均とすることができる。   When the brush 5 is moved, for example, along the "mandible left buccal surface", as shown in FIG. 7, the brush 5 rotates rapidly around the x axis in the process from the buccal surface S1 to the side S0 of the innermost teeth. Be done. Therefore, when the estimated brushing site is the “mandible left buccal surface”, the posture of the brush 5 around the x axis with reference to the posture that the brush 5 follows the dentition surface of the “mandible left buccal surface”. When the change amount θa is larger than a predetermined threshold value, the innermost teeth can be detected. The posture in which the brush 5 follows the dentition surface of the lower mandibular left buccal surface, which serves as a reference, is, for example, an average of the postures of the brush 5 at each position estimated to be "mandible left buccal surface" in the trajectory of the brush 5 Can.

ブラシ5が「下顎左舌側表面」に沿って移動された場合にも、最奥歯の舌側表面S2から側面S0に至る過程で、ブラシ5がx軸まわりに急激に回転される。そこで、推定されたブラッシング部位が「下顎左舌側表面」である場合には、「下顎左舌側表面」の歯列面にブラシ5が沿う姿勢を基準にブラシ5が沿う姿勢を基準にブラシ5のx軸まわりの姿勢の変化量θbが所定の閾値より大きい場合に、最奥歯を検出することができる。   Even when the brush 5 is moved along the "mandibular left lingual surface", the brush 5 is rapidly rotated about the x axis in the process from the lingual surface S2 of the innermost tooth to the side surface S0. Therefore, when the estimated brushing site is the "mandible left tongue side surface", the brush 5 is used based on the posture along which the brush 5 follows the dentition surface of the "mandible left tongue side surface". When the amount of change in posture θb around the x axis of 5 is larger than a predetermined threshold value, the innermost teeth can be detected.

また、ブラシ5が「下顎左噛み合わせ面」に沿って移動された場合には、図8に示すように最奥歯の噛み合わせ面S3から側面S0に至る過程で、ブラシ5がx軸まわりに急激に回転される。そこで、推定されたブラッシング部位が「下顎左噛み合わせ面」である場合には、「下顎左噛み合わせ面」の歯列面にブラシ5が沿う姿勢を基準にブラシ5のx軸まわりの姿勢の変化量θcが所定の閾値より大きい場合に、最奥歯を検出することができる。   In addition, when the brush 5 is moved along the "mandible left biting surface", as shown in FIG. 8, the brush 5 moves around the x axis in the process from the biting surface S3 of the innermost tooth to the side surface S0. It is rapidly rotated. Therefore, when the estimated brushing portion is the “mandible left meshing surface”, the posture of the brush 5 around the x axis with reference to the posture that the brush 5 follows the dentition surface of the “mandible left meshed surface”. When the change amount θc is larger than a predetermined threshold value, the innermost teeth can be detected.

推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側表面」、「下顎右舌側表面」、「上顎左頬側表面」、「上顎左舌側表面」、「上顎右頬側表面」、「上顎右舌側表面」である場合は、図7に示した検出方法と同様にして、また、推定されたブラッシング部位が「下顎右噛み合わせ面」、「上顎左噛み合わせ面」、「上顎右噛み合わせ面」である場合は、図8に示した検出方法と同様にして、ブラシ5の姿勢の変化に基づいて最奥歯を検出することができる。   The estimated brushing site is "mandibular right buccal surface", "mandibular right lingual surface", "maxillary left buccal surface", "maxillary left lingual surface", "maxillary right buccal surface", "maxillary right tongue" In the case of the side surface, in the same manner as in the detection method shown in FIG. 7, the estimated brushing site is the “mandible right biting surface”, the “upper mandible biting surface”, and the “upper mandible biting surface”. In the case of “1”, the innermost tooth can be detected based on the change of the posture of the brush 5 in the same manner as the detection method shown in FIG.

以上の最奥歯の検出方法は、最奥歯のブラッシングに特有のブラシ5の三次元姿勢に着目したものであるが、図9に示す最奥歯の検出方法は、最奥歯のブラッシングに特有のブラシ5の移動に着目したものである。   The above-described method for detecting the innermost teeth focuses on the three-dimensional posture of the brush 5 specific to brushing the innermost teeth, while the method for detecting the innermost teeth shown in FIG. 9 is the brush 5 specific to brushing the innermost teeth. Focusing on the movement of the

通常、口腔内の生体組織との干渉によってブラシ5を歯列面に沿って最奥歯よりも奥に移動させることは困難である。また、ブラシ5が歯列面に沿って奥側に移動されて最奥歯に至った後、ブラシ5は前側に再び移動される。そこで、図9に示すように、ブラシ5の移動の軌跡のうち歯列端部の奥側部位の軌跡部分において、ブラシ5の移動の折り返し点RP1、RP2、RP3のうち、最も奥側でのブラシ5の移動の折り返し点RP3を最奥歯として検出することができる。なお、図9には「下顎左頬側表面」の軌跡部分が示されているが、他の奥側部位の軌跡部分についても、同様に最も奥側でのブラシ5の移動の折り返し点を最奥歯として検出することができる。   In general, it is difficult to move the brush 5 along the dentition surface more deeply than the innermost teeth due to the interference with the living tissue in the oral cavity. In addition, after the brush 5 is moved to the back side along the dentition surface and reaches the innermost tooth, the brush 5 is moved to the front side again. Therefore, as shown in FIG. 9, of the movement locus of the brush 5, in the locus part of the back side part of the dentition end, among the turning points RP1, RP2 and RP3 of the movement of the brush 5, it is at the backmost side. The turning point RP3 of the movement of the brush 5 can be detected as the innermost tooth. Although FIG. 9 shows a locus portion of “mandible left cheek side surface”, similarly for the locus portions of other back side parts, the folding point of the movement of the brush 5 at the backmost side is the most similar. It can be detected as a back tooth.

CPU120は、以上のブラシ5の姿勢の変化に基づく最奥歯の検出、及びブラシ5の移動の軌跡に基づく最奥歯の検出をそれぞれ独立に行って最奥歯を検出するように構成されてもよいが、好ましくは、ブラシ5の移動の最も奥側での折り返し点でのブラシ5の姿勢の変化に基づき最奥歯を検出するように構成される。それにより、最奥歯の検出精度をさらに高めることができる。   The CPU 120 may be configured to detect the innermost teeth independently by performing detection of the innermost teeth based on the change in the posture of the brush 5 and detection of the innermost teeth based on the trajectory of movement of the brush 5 independently. Preferably, the innermost teeth are detected based on the change in the posture of the brush 5 at the turning point on the backmost side of the movement of the brush 5. Thereby, the detection accuracy of the innermost teeth can be further enhanced.

(ブラッシング部位の補正)
図10は、ブラシ5の移動の軌跡上の各位置でのブラッシング部位の補正処理の一例を示す。
(Correction of brushing site)
FIG. 10 shows an example of correction processing of the brushing portion at each position on the movement locus of the brush 5.

ブラシ5の移動の軌跡上の各位置P1〜P11について、ブラシ位置P1〜P4のブラッシング部位は「下顎右頬側表面」と推定され、P5〜P7のブラッシング部位は「下顎前頬側表面」と推定され、P8〜P11のブラッシング部位は「下顎左頬側表面」と推定されているものとする。そして、次のステップS10で検出されたブラシ5の位置P12について、ブラッシング部位は「下顎左頬側表面」と推定され、且つ位置P12において最奥歯が検出されたものとする。   For each position P1 to P11 on the movement locus of the brush 5, the brushing site at the brush position P1 to P4 is estimated to be "mandible right buccal surface", and the brushing site at P5 to P7 is "mandible anterior buccal surface" It is estimated that the brushing site of P8 to P11 is assumed to be "mandibular left buccal surface". Then, with regard to the position P12 of the brush 5 detected in the next step S10, it is assumed that the brushing portion is estimated to be “mandible left buccal surface” and the innermost tooth is detected at the position P12.

CPU120は、位置P12にて最奥歯を検出した場合に、ブラシ5の移動の軌跡における下側左の最奥歯の位置を位置P12に更新する。そして、CPU120は、更新された最奥歯の位置に基づき、ブラシ5の移動の軌跡と歯列面とのマッチングによって推定される位置P1〜P11の各々のブラッシング部位を補正する。図示の例では、補正により、P1〜P3は「下顎右頬側表面」に、P4〜P8は「下顎前頬側表面」に、そしてP9〜P11は「下顎左頬側表面」に補正されている。   When the innermost tooth is detected at the position P12, the CPU 120 updates the position of the lowermost innermost tooth in the movement trajectory of the brush 5 to the position P12. Then, the CPU 120 corrects the brushing portion of each of the positions P1 to P11 estimated by the matching of the movement locus of the brush 5 and the dentition surface based on the updated position of the innermost tooth. In the illustrated example, P1 to P3 are corrected to "mandible right buccal surface", P4 to P8 to "mandibular anterior buccal surface", and P9 to P11 to "mandibular left buccal surface" by correction. There is.

このように、最奥歯が検出された場合に、それまでに蓄積されたブラシ5の移動の軌跡における最奥歯の位置を更新し、更新された最奥歯の位置に基づいて軌跡における各位置でのブラッシング部位を補正することにより、以後の軌跡と歯列面とのマッチングによるブラッシング部位の推定精度を一層高めることができる。   Thus, when the innermost teeth are detected, the positions of the innermost teeth in the trajectory of movement of the brush 5 accumulated so far are updated, and based on the updated positions of the innermost teeth at each position in the trajectory By correcting the brushing portion, it is possible to further improve the estimation accuracy of the brushing portion by the matching between the subsequent locus and the dentition surface.

(ブラシ角の推定、ブラシ圧の検知)
CPU120は、ステップS10で検出されたブラシ5の姿勢に基づいてブラシ角を推定する。ブラシ角とは、歯軸(歯の頭と根に沿った軸)に対するブラシの当たり角である。図11の上段がブラシ角=15度の状態、中段がブラシ角=45度の状態、下段がブラシ角=90度の状態を示している。歯周ポケットや歯間から食物残渣や歯垢を効果的に掻き出すには、ブラシの毛先が歯周ポケットや歯間に入り込むようにブラシを動かすとよい。したがって、ブラシ角は35度〜55度の範囲が好ましい。
(Estimate of brush angle, detection of brush pressure)
The CPU 120 estimates the brush angle based on the posture of the brush 5 detected in step S10. The brush angle is the contact angle of the brush with respect to the tooth axis (axis along the head and root of the tooth). The upper part of FIG. 11 shows the state of the brush angle = 15 degrees, the middle part shows the state of the brush angle = 45 degrees, and the lower part shows the state of the brush angle = 90 degrees. In order to effectively scrape food residue and plaque from periodontal pockets and between teeth, it is recommended to move the brush so that the tips of the brushes enter periodontal pockets and between teeth. Therefore, the brush angle is preferably in the range of 35 degrees to 55 degrees.

ブラシ角は、たとえば、姿勢ベクトルDのz軸方向成分Dzから推定可能であり、ブラシ角が約90度の場合はDzはほとんど0を示し、ブラシ角が小さくなるほどDzの絶対値が大きくなる、というようにブラシ角に応じてDzの値が有意に変化するからである。ブラシ角は連続量で算出してもよいし、「35度未満」「35度〜55度」「55度以上」のような大まかな推定でもよい。   The brush angle can be estimated, for example, from the z-axis direction component Dz of the posture vector D. When the brush angle is about 90 degrees, Dz indicates almost 0, and the smaller the brush angle, the larger the absolute value of Dz. The reason is that the value of Dz changes significantly depending on the brush angle. The brush angle may be calculated as a continuous amount, or may be roughly estimated as “less than 35 degrees”, “35 degrees to 55 degrees”, “55 degrees or more”.

また、CPU120は、荷重センサ18の出力に基づいてブラシ圧を算出する。ブラシ圧が小さすぎると歯垢除去力が低下し、逆に高すぎるとブラシ寿命の低下や歯肉への負担増などの問題が生じる可能性がある。電動歯ブラシのブラシ圧は普通の歯ブラシよりも小さくてよいことから、電動歯ブラシを使いはじめたほとんどの人はブラシ圧超過の傾向にあるといわれている。ブラシ圧の最適値は100g程度である。   The CPU 120 also calculates the brush pressure based on the output of the load sensor 18. If the brush pressure is too small, the plaque removing power decreases, and if it is too high, problems such as a decrease in brush life and an increase in burden on the gum may occur. The brush pressure of the electric toothbrush may be smaller than that of a normal toothbrush, and it is said that most people who start using the electric toothbrush tend to be over-brushed. The optimal value of the brush pressure is about 100 g.

(ブラッシング結果の評価・出力)
CPU120は、メモリ121に記録されたブラシ5の移動の軌跡における各位置のブラッシング情報(ブラッシング部位、ブラシ角、ブラシ圧)に基づいて、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器110(ディスプレイ111)に出力する。ここでは、ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧についての評価を行なう。
(Evaluation / output of brushing result)
The CPU 120 evaluates the brushing result for each part based on the brushing information (brushing part, brush angle, brush pressure) of each position in the movement locus of the brush 5 recorded in the memory 121, and displays the evaluation result 110 (display 111). Here, the brushing time, brush angle and brush pressure are evaluated.

部位毎のブラシング時間は、ブラシ5の移動の軌跡における各位置のブラッシング部位を部位毎にカウントアップして計数される。たとえば、上記のステップS10〜S50の処理が0.1秒に1回実行されるのであれば、ブラッシング部位がカウントアップされる度に、その部位のブラッシング時間が+0.1秒だけカウントアップされる。   The brushing time for each part is counted up by counting the brushing part at each position in the movement locus of the brush 5 for each part. For example, if the processing of the above steps S10 to S50 is executed once in 0.1 seconds, then the brushing time of the site is counted up by +0.1 second each time the brushing site is counted up. .

部位毎のブラシ角は、ブラシ5の移動の軌跡における各位置のブラッシング部位に基づいて各位置のブラシ角を部位毎に集計し、例えば平均値として算出される。同様に、部位毎のブラシ圧は、ブラシ5の移動の軌跡における各位置のブラッシング部位に基づいて各位置のブラシ角を部位毎に集計し、例えば平均値として算出される。   The brush angle for each part is calculated, for example, as an average value by aggregating the brush angle at each position for each part based on the brushing part at each position in the movement locus of the brush 5. Similarly, the brush pressure for each part is calculated, for example, as an average value by aggregating the brush angle at each position for each part based on the brushing part at each position in the movement locus of the brush 5.

部位毎のブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の評価は、特に限定されるものではない。ブラッシング時間については、例えば7秒未満を「不足」、7秒〜15秒を「良好」、15秒超を「過剰」として三段階で評価することができる。また、ブラシ角については、例えば「35度未満」を「不足」、「35度〜55度」を「良好」、「55度以上」を「過大」の三段階で評価することができる。また、ブラシ圧については、80g未満を「不足」、80g〜150gを「良好」、150g超を「過大」として三段階で評価することができる。それらの評価結果は表示器110に送信される。   The evaluation of brushing time, brush angle and brush pressure for each part is not particularly limited. For the brushing time, for example, less than 7 seconds can be evaluated in three stages as "insufficient", 7 to 15 seconds as "good", and more than 15 seconds as "excess". Further, with regard to the brush angle, for example, "less than 35 degrees" can be evaluated in three stages of "insufficient", "35 to 55 degrees" as "good", and "55 degrees or more" as "excessive". Moreover, about brush pressure, less than 80 g can be evaluated in three steps as "insufficient", 80 g-150 g as "good", and more than 150 g as "excessive". The evaluation results are sent to the display 110.

表示器110における評価結果の出力もまた、特に限定されるものではない。例えば、図12に示すように、上下の歯列を表示し、各部位をその部位の評価結果に応じた色(「不足」は白色、「良好」は黄色、「過剰」は赤色など)で表示することができる。このような表示をみることで、ユーザは歯列中のどの部位のブラッシングが不足しているか、あるいは過剰であったかを直感的に把握できる。   The output of the evaluation result in the display 110 is also not particularly limited. For example, as shown in FIG. 12, the upper and lower dentitions are displayed, and each part is colored in accordance with the evaluation result of that part (“insufficient” is white, “good” is yellow, “excess” is red, etc.) It can be displayed. By looking at such a display, the user can intuitively grasp which part of the dentition the brushing is insufficient or excessive.

そして、ブラシ5の移動の軌跡において最奥歯の位置が検出されることから、歯列端部の奥側部位のなかの詳細部位として最奥歯のブラッシング結果の評価が可能である。CPU120は、最奥歯の検出の有無に基づいて最奥歯がブラッシングされたか否か、さらには、最奥歯を検出したブラシ位置及びその近傍位置でのブラッシング情報に基づき、最奥歯についてのブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧についての評価を行う。一般に磨き残しが多い傾向にある最奥歯を検出し、最奥歯のブラッシングに関する評価結果をユーザに提示することにより、歯の健康増進を図ることができる。   And since the position of the innermost tooth is detected in the locus of movement of the brush 5, it is possible to evaluate the result of brushing the innermost tooth as a detailed part in the inner side part of the end of the dentition. The CPU 120 determines whether or not the innermost tooth is brushed based on the detection of the innermost tooth, and further, based on the brush position at which the innermost tooth is detected and the brushing information in the vicinity thereof, the brushing time for the innermost tooth, the brush Evaluate the angle and brush pressure. In general, tooth health can be promoted by detecting the innermost teeth tending to have a large amount of unpolished teeth and presenting the evaluation result regarding brushing of the innermost teeth to the user.

以上、説明したとおり、電動歯ブラシ装置1によれば、ブラシ5の移動の軌跡及び姿勢を検出するための加速度センサ15等で最奥歯を検出することができるので、電動歯ブラシ装置1の構成を簡潔なものとすることができる。そして、最奥歯を検出した場合に、それまでに蓄積されたブラシ5の移動の軌跡における最奥歯の位置を更新し、更新された最奥歯の位置に基づいて軌跡における各位置でのブラッシング部位を補正するので、ブラッシング部位を精度よく推定することができる。   As described above, according to the electric toothbrush device 1, the backmost teeth can be detected by the acceleration sensor 15 or the like for detecting the movement locus and posture of the brush 5, so the configuration of the electric toothbrush device 1 is simplified. It can be Then, when the innermost teeth are detected, the positions of the innermost teeth in the trajectory of movement of the brush 5 accumulated so far are updated, and the brushing portion at each position in the trajectory is updated based on the updated positions of the innermost teeth. Since the correction is performed, the brushing site can be accurately estimated.

図13は、電動歯ブラシ装置1の変形例の構成を示す。   FIG. 13 shows the configuration of a modification of the electric toothbrush device 1.

図13に示す例は、ブラシ5のy軸方向の先端にカメラ19を設けたものである。カメラ19としては、可視光カメラや赤外線カメラなど、口腔内の画像情報を取得できればどのようなカメラを利用してもよい。赤外線カメラは放射熱をモニタするもの(サーモグラフィともいう)である。ブラッシング中の口腔内は暗い可能性があるので、可視光カメラよりも赤外線カメラのほうが好ましいといえる。以下に述べるように口蓋垂の輪郭がわかればよいので、カメラの分解能はそれほど高くなくてもよい。   In the example shown in FIG. 13, the camera 19 is provided at the tip of the brush 5 in the y-axis direction. Any camera such as a visible light camera or an infrared camera may be used as the camera 19 as long as image information in the oral cavity can be acquired. An infrared camera monitors radiation heat (also referred to as thermography). An infrared camera may be preferable to a visible light camera because the oral cavity during brushing may be dark. The resolution of the camera may not be very high, as it is sufficient to know the contour of the uvula as described below.

CPU120は、ステップS10(図5)において、加速度センサ15、角速度センサ16、地磁気センサ17の出力に加えてカメラ19から画像を取得し、その画像から口蓋垂を検出する。口蓋垂の検出には公知の画像解析技術を利用可能である。たとえば、エッジ抽出やハフ変換による口蓋垂の輪郭検出とか、パターンマッチングによる口蓋垂の検出などが考えられる。   In step S10 (FIG. 5), the CPU 120 acquires an image from the camera 19 in addition to the outputs of the acceleration sensor 15, the angular velocity sensor 16 and the geomagnetic sensor 17, and detects the uvula from the image. Known image analysis techniques can be used to detect the uvula. For example, edge detection, contour detection of the uvula by Hough transformation, or detection of the uvula by pattern matching may be considered.

ブラシ5が舌側にあるときは、ブラシ5の先端が喉のほうに向くため、画像中に口蓋垂が写る蓋然性が高い。一方、ブラシ5が頬側にあるときは、画像には口蓋垂は写らない。したがって、CPU120は、口蓋垂が検出できた場合は「舌側」と判定し、口蓋垂が検出できなかった場合は「頬側」と判定する。   When the brush 5 is on the tongue side, the tip of the brush 5 is directed to the throat, so the probability that the uvula is shown in the image is high. On the other hand, when the brush 5 is on the cheek side, the uvula is not shown in the image. Therefore, the CPU 120 determines that it is the "tongue side" when the uvula can be detected, and determines that it is the "cheek side" when the uvula can not be detected.

なお、口蓋垂を検出対象としたが、口腔内の他の部位(たとえば、舌、喉、歯、歯肉など)を認識することでブラシの位置や姿勢を判定してもよい。たとえば画像に舌や喉が写っていたらブラシが舌側にあると判定することもできる。   Although the uvula was used as a detection target, the position and posture of the brush may be determined by recognizing other regions in the oral cavity (for example, tongue, throat, teeth, gums, etc.). For example, if the image shows a tongue or throat, it can be determined that the brush is on the tongue side.

このように、加速度センサ15、角速度センサ16、地磁気センサ17の出力に基づいて検出されるブラシ5の移動の軌跡に加えて、カメラ19の画像をブラッシング部位の推定に補完的に用いることにより、ブラッシング部位の推定精度を一層高めることができる。   Thus, in addition to the trajectory of movement of the brush 5 detected based on the outputs of the acceleration sensor 15, the angular velocity sensor 16, and the geomagnetic sensor 17, the image of the camera 19 is complementarily used for brushing region estimation. The estimation accuracy of the brushing site can be further enhanced.

なお、カメラの代わりに、ブラシ部分に光センサを設けることも好ましい。頬側は真っ暗であるのに対し、舌側では光が検出されるため、光センサの出力を解析することにより両者の判別が可能である。   In addition, it is also preferable to provide an optical sensor in a brush part instead of a camera. The light is detected on the tongue side while the cheek side is completely dark, so it is possible to distinguish between the two by analyzing the output of the light sensor.

上述した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments described above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the claim, and it is intended that the meaning of a claim and equality and all the changes within the range are included.

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。   As described above, the following matters are disclosed in the present specification.

開示された電動歯ブラシ装置は、ブラシの移動の軌跡を検出する軌跡検出部と、前記ブラシの姿勢を検出する姿勢検出部と、少なくとも前記軌跡検出部によって検出された軌跡を用い、該軌跡における各位置でのブラッシング部位を推定する部位推定部と、前記部位推定部によって推定された前記ブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である場合に、前記姿勢検出部によって検出された姿勢の変化に基づいて最奥歯を検出する最奥歯検出部と、を備え、前記部位推定部は、前記最奥歯検出部によって最奥歯が検出された場合に、前記軌跡検出部によって検出された前記軌跡における最奥歯の位置を更新し、更新された最奥歯の位置に基づいて前記軌跡上の各位置でのブラッシング部位を補正する。   The disclosed electric toothbrush device uses a locus detection unit that detects a locus of movement of a brush, an attitude detection unit that detects an attitude of the brush, and at least the locus detected by the locus detection unit. When a part estimation unit that estimates a brushing part at a position and the brushing part estimated by the part estimation unit is the back side part of the dentition end, a change in posture detected by the posture detection unit And the region estimation unit, when the backmost teeth detection unit detects the backmost teeth, the backmost teeth detection unit detects the backmost teeth in the trajectory detected by the trajectory detection unit. And update the brushing site at each position on the trajectory based on the updated most back teeth position.

また、開示された電動歯ブラシ装置は、前記最奥歯検出部が、前記奥側部位の歯列面に前記ブラシが沿う姿勢を基準に、前記姿勢検出部によって検出される姿勢の前記基準との差に基づいて最奥歯を検出する。   Further, in the disclosed electric toothbrush device, the difference between the posture detected by the posture detection unit and the reference with respect to the posture that the backmost teeth detection unit follows the brush arrangement on the dentition surface of the back side portion Detect the innermost teeth based on

また、開示された電動歯ブラシ装置は、前記最奥歯検出部が、前記軌跡検出部によって検出された軌跡のうち前記部位推定部によって推定された前記ブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である軌跡部分において、前記ブラシの移動の最も奥側での折り返し点を最奥歯として検出する。   Further, in the disclosed electric toothbrush device, the brushing part estimated by the part estimation unit in the locus detected by the locus detection unit is the innermost part of the dentition end part of the locus detected by the locus detection part. In the locus portion, the turning point on the back of the movement of the brush is detected as the innermost tooth.

また、開示された電動歯ブラシ装置は、前記部位推定部が、前記姿勢検出部によって検出された姿勢をさらに用い、前記軌跡検出部によって検出された軌跡上の各位置でのブラッシング部位を推定する。   Further, in the disclosed electric toothbrush device, the part estimation unit further estimates the brushing part at each position on the trajectory detected by the trajectory detection unit, further using the posture detected by the posture detection unit.

また、開示された電動歯ブラシ装置は、部位毎のブラッシング結果を評価し出力する評価出力部をさらに備える。   In addition, the disclosed electric toothbrush device further includes an evaluation output unit that evaluates and outputs a brushing result for each part.

1 電動歯ブラシ装置
2 本体
5 ブラシ
15 加速度センサ
16 角速度センサ
17 地磁気センサ
18 荷重センサ
19 カメラ
110 表示器
111 ディスプレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 electric toothbrush apparatus 2 main body 5 brush 15 acceleration sensor 16 angular velocity sensor 17 geomagnetic sensor 18 load sensor 19 camera 110 indicator 111 display

Claims (5)

ブラシの移動の軌跡を検出する軌跡検出部と、
前記ブラシの姿勢を検出する姿勢検出部と、
少なくとも前記軌跡検出部によって検出された軌跡を用い、該軌跡における各位置でのブラッシング部位を推定する部位推定部と、
前記部位推定部によって推定された前記ブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である場合に、前記姿勢検出部によって検出された姿勢の変化に基づいて最奥歯を検出する最奥歯検出部と、
を備え、
前記部位推定部は、前記最奥歯検出部によって最奥歯が検出された場合に、前記軌跡検出部によって検出された前記軌跡における最奥歯の位置を更新し、更新された最奥歯の位置に基づいて前記軌跡上の各位置でのブラッシング部位を補正する電動歯ブラシ装置。
A locus detection unit that detects a locus of movement of the brush;
A posture detection unit that detects the posture of the brush;
A part estimation unit that estimates a brushing part at each position on the locus using at least the locus detected by the locus detection unit;
If the brushing portion estimated by the portion estimation unit is the far side portion of the dentition end, a deepest tooth detection unit that detects the innermost tooth based on the change in posture detected by the posture detection unit;
Equipped with
The part estimation unit updates the position of the innermost tooth in the locus detected by the locus detection unit when the innermost tooth is detected by the innermost tooth detection unit, and based on the updated position of the innermost tooth. The electric toothbrush apparatus which correct | amends the brushing site | part in each position on the said locus | trajectory.
請求項1記載の電動歯ブラシ装置であって、
前記最奥歯検出部は、前記奥側部位の歯列面に前記ブラシが沿う姿勢を基準に、前記姿勢検出部によって検出される姿勢の前記基準との差に基づいて最奥歯を検出する電動歯ブラシ装置。
The electric toothbrush apparatus according to claim 1, wherein
The innermost tooth detection unit is an electric toothbrush that detects the innermost tooth based on the difference between the posture detected by the posture detection unit and the reference with respect to the posture along which the brush follows the dentition surface of the rear side portion. apparatus.
請求項1又は請求項2記載の電動歯ブラシ装置であって、
前記最奥歯検出部は、前記軌跡検出部によって検出された軌跡のうち前記部位推定部によって推定された前記ブラッシング部位が歯列端部の奥側部位である軌跡部分において、前記ブラシの移動の最も奥側での折り返し点を最奥歯として検出する電動歯ブラシ装置。
The electric toothbrush device according to claim 1 or 2, wherein
The innermost teeth detection unit is the most movable portion of the movement of the brush in a locus portion where the brushing portion estimated by the portion estimation unit is the back side portion of the dentition end in the locus detected by the locus detection unit. An electric toothbrush that detects the turning point on the back side as the innermost tooth.
請求項1から請求項3のいずれか一項記載の電動歯ブラシ装置であって、
前記部位推定部は、前記姿勢検出部によって検出された姿勢をさらに用い、前記軌跡検出部によって検出された軌跡上の各位置でのブラッシング部位を推定する電動歯ブラシ装置。
The electric toothbrush device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The said part estimation part is an electric toothbrush apparatus which estimates the brushing part in each position on the locus | trajectory detected by the said locus | trajectory detection part further using the attitude | position detected by the said attitude | position detection part.
請求項1から請求項4のいずれか一項記載の電動歯ブラシ装置であって、
部位毎のブラッシング結果を評価し出力する評価出力部をさらに備える電動歯ブラシ装置。
The electric toothbrush apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
The electric toothbrush apparatus further provided with the evaluation output part which evaluates and outputs the brushing result for every site | part.
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