JP7085955B2 - Electric toothbrush with plaque detection function - Google Patents
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Description
本発明は、歯垢検出機能付き電動歯ブラシに関する。 The present invention relates to an electric toothbrush with a plaque detection function.
一般に、電動歯ブラシは、本体とそれに装着されるアタッチメント(交換部品)とで構成され、アタッチメントを交換して使用可能である。電動歯ブラシの中には、個々のアタッチメントが識別部材を有し、本体が光、磁気または無線通信などの手段によりその識別部材を検出することで、いずれのアタッチメントが装着されているかを識別するものがある(例えば特許文献1~3を参照)。
Generally, an electric toothbrush is composed of a main body and an attachment (replacement part) attached to the main body, and the attachment can be replaced and used. In the electric toothbrush, each attachment has an identification member, and the main body detects the identification member by means such as optical, magnetic, or wireless communication to identify which attachment is attached. (See, for example,
また、試料に対して光を照射し、その照射光に応じて試料から得られる蛍光を受光して検出する蛍光検出装置が知られている。例えば、特許文献4には、歯に光を照射して得られる応答光を受光して歯垢などに含まれる蛍光物質を検出する歯科用の検査装置が記載されている。特許文献5には、歯に特定の波長の励起光を照射し、蛍光物質が発する蛍光を検出することで歯垢の量あるいはう蝕の程度を定量する蛍光測定法が記載されている。特許文献6には、歯磨きしている部位の歯垢などを歯磨き中に検知するために光出射部と受光部を備えた電動歯ブラシが記載されている。
Further, there is known a fluorescence detection device that irradiates a sample with light and receives and detects the fluorescence obtained from the sample according to the irradiation light. For example,
電動歯ブラシに蛍光測定を利用した歯垢検出機能を持たせる場合、検出感度を上げるためには、専用の交換プローブを交換ブラシ(ブラシヘッド)とは別のアタッチメントとして用意し、歯垢検出時に交換ブラシを交換プローブに交換して使用することが望ましい。この場合、内蔵のモータは電動歯ブラシとしての使用時のみ駆動させればよく、電動歯ブラシとしての使用時と歯垢検出装置としての使用時とで制御が異なるため、本体に交換ブラシと交換プローブのどちらが装着されているかを識別する必要がある。特許文献1~3の電動歯ブラシは本体に装着されているアタッチメントを識別可能であるが、いずれもアタッチメントを識別するための専用の検出手段を本体に設ける必要があるため、本体の小型化、軽量化および製造コスト削減の妨げとなる。
When the electric toothbrush has a plaque detection function using fluorescence measurement, in order to increase the detection sensitivity, prepare a dedicated replacement probe as an attachment separate from the replacement brush (brush head) and replace it when detecting plaque. It is desirable to replace the brush with a replacement probe for use. In this case, the built-in motor only needs to be driven when it is used as an electric toothbrush, and the control differs between when it is used as an electric toothbrush and when it is used as a plaque detection device. It is necessary to identify which one is attached. The electric toothbrushes of
そこで、本発明は、交換ブラシと交換プローブのいずれが電動歯ブラシの本体に装着されているかを専用の検出手段を設けずに識別することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to identify which of the replacement brush and the replacement probe is attached to the main body of the electric toothbrush without providing a dedicated detection means.
駆動モータを内蔵する本体と、本体に装着可能であり、駆動モータにより駆動される交換ブラシと、本体に内蔵され、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を入出力口から出射するとともに、入出力口から入射した蛍光を受光する蛍光検出モジュールと、本体に装着可能であり、励起光および励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する交換プローブと、励起光の光路上に設けられ、蛍光検出モジュールでの受光強度を交換ブラシの装着時と交換プローブの装着時とで異ならせる識別部材と、蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて交換ブラシと交換プローブのいずれが本体に装着されているかの識別を行い、交換プローブが装着されていると判定したときに蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて歯垢を検出する制御部とを有する電動歯ブラシが提供される。 The main body with a built-in drive motor, the replacement brush that can be attached to the main body and driven by the drive motor, and the excitation light built into the main body that excites the fluorescent substance contained in the toothpaste are emitted from the input / output port. , A fluorescence detection module that receives the fluorescence incident from the input / output port, an exchange probe that can be attached to the main body and waveguides the fluorescence generated in the teeth irradiated with the excitation light and the excitation light, and on the optical path of the excitation light. The identification member, which is provided in the fluorescence detection module and makes the light receiving intensity of the fluorescence detection module different between when the replacement brush is mounted and when the replacement probe is mounted, and which of the replacement brush and the replacement probe is the main body depending on the light reception result of the fluorescence detection module. Provided is an electric toothbrush having a control unit that detects whether or not the fluorescence probe is attached to the fluorescence detection module according to the light receiving result of the fluorescence detection module when it is determined that the replacement probe is attached.
識別部材は、交換ブラシの端面における交換ブラシの装着時に蛍光検出モジュールの入出力口に重なる位置に設けられていることが好ましい。 The identification member is preferably provided at a position on the end face of the replacement brush so as to overlap the input / output port of the fluorescence detection module when the replacement brush is mounted.
交換プローブは、励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される光導波路を有し、識別部材は、励起光を吸収または反射する部材であり、制御部は、蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて識別を行うことが好ましい。 The exchange probe has an optical waveguide made of a resin material that is excited by excitation light and emits fluorescence, the identification member is a member that absorbs or reflects the excitation light, and the control unit is a fluorescence detection module that emits fluorescence. It is preferable to perform identification according to whether or not it is detected.
交換プローブは、励起光が照射されても蛍光を発しないガラス材料で構成される光導波路を有し、識別部材は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体であり、制御部は、蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて識別を行うことが好ましい。 The exchange probe has an optical waveguide made of a glass material that does not emit fluorescence even when irradiated with excitation light, the identification member is a phosphor that emits fluorescence by irradiation with excitation light, and the control unit detects fluorescence. It is preferable to make the identification according to whether or not fluorescence is detected in the module.
電動歯ブラシは、励起光により励起されて蛍光を発する樹脂材料で構成される第2の光導波路を有する第2の交換プローブをさらに有し、識別部材は、励起光の照射により樹脂材料よりも高い強度の蛍光を発する蛍光体であり、制御部は、蛍光検出モジュールでの受光強度に応じて、交換ブラシ、交換プローブおよび第2の交換プローブのいずれが本体に装着されているかを識別することが好ましい。 The electric toothbrush further comprises a second exchange probe having a second optical waveguide composed of a resin material that is excited by the excitation light to fluoresce, and the identification member is higher than the resin material by irradiation with the excitation light. It is a phosphor that emits intense fluorescence, and the control unit can identify whether the replacement brush, the replacement probe, or the second replacement probe is attached to the main body depending on the light receiving intensity of the fluorescence detection module. preferable.
上記の電動歯ブラシは、交換ブラシと交換プローブのいずれが本体に装着されているかを専用の検出手段を設けずに識別可能である。 The above electric toothbrush can identify whether the replacement brush or the replacement probe is attached to the main body without providing a dedicated detection means.
以下、図面を参照しつつ、歯垢検出機能付き電動歯ブラシについて説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。 Hereinafter, the electric toothbrush with a plaque detection function will be described with reference to the drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the drawings or embodiments described below.
図1は、電動歯ブラシ1の全体構成図である。図2(A)および図2(B)は、電動歯ブラシ1の使用状態を説明するための図である。電動歯ブラシ1は、歯垢に含まれる蛍光物質であるプロトポルフィリンIXを検出するための蛍光検出モジュールを内蔵する歯垢検出機能付き電動歯ブラシであり、本体2、交換プローブ3および交換ブラシ5を有する。交換ブラシ5と交換プローブ3は本体2に対して着脱可能であり、使用者は、一方を本体2の先端面2Aに接続して電動歯ブラシ1を使用する。電動歯ブラシ1は、図2(A)に示すように交換ブラシ5を本体2に装着すれば電動歯ブラシになり、図2(B)に示すように交換プローブ3を本体2に装着すれば歯垢検出装置になる。図1~図2(B)では、交換ブラシ5と交換プローブ3の断面を示している。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the
本体2は、電動歯ブラシ1の柄の部分に相当し、棒状の樹脂製の外装ケースで構成される。本体2は、その外装ケースの内部に、駆動モータ10、蛍光検出モジュール20、制御部30(図3を参照)、報知部40および電源50を有する。
The
交換プローブ3は、歯垢検出時に本体2に装着される樹脂製の交換部品であり、同じく樹脂製の透明なプローブファイバ4(光導波路)を内蔵する。プローブファイバ4は、蛍光検出モジュール20から出射される励起光、および励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する光ファイバである。プローブファイバ4の先端4Aおよび後端4Bは、交換プローブ3の先端面および後端面3Bでそれぞれ開放されている。交換プローブ3の先端側は、電動歯ブラシ1を蛍光検出装置として使用するときに歯に向けられるので、歯に当て易いように後端側よりも細くなっている。交換プローブ3は、プローブファイバ4の後端4Bが蛍光検出モジュール20の入出力口20bに揃うように後端面3Bを本体2の先端面2Aに接続することで、本体2に装着される。
The
交換ブラシ5は、本体2に装着される樹脂製の交換部品(ブラシヘッド)であり、駆動モータ10により駆動される。交換ブラシ5は、樹脂製の柄の後端面5Bに設けられたマーカ6と、柄の先端に設けられたブラシ7とを有し、後端面5Bを本体2の先端面2Aに接続することで本体2に装着される。
The
マーカ6は、本体2に装着されている交換部品を制御部30が識別するための識別部材であり、交換ブラシ5の後端面5Bにおける交換ブラシ5の装着時に蛍光検出モジュール20の入出力口20bに重なる位置に設けられている。すなわち、マーカ6は、蛍光検出モジュール20から出射される励起光の光路上に配置されている。プローブファイバ4の樹脂材料は微量の蛍光物質を含むので、交換プローブ3が本体2に装着されているときには、交換プローブ3の先端を歯に当てなくても、蛍光検出モジュール20からの励起光により樹脂材料が励起されて蛍光が発生する。したがって、交換プローブ3と交換ブラシ5を識別するためには、マーカ6を蛍光検出モジュール20からの励起光により蛍光が発生しない部材にして、蛍光検出モジュール20での受光強度を交換ブラシ5の装着時と交換プローブ3の装着時とで異ならせればよい。
The
マーカ6は、蛍光検出モジュール20からの励起光を吸収する吸収体か、またはその励起光を反射する反射体であることが好ましい。吸収体の場合には、例えば、蛍光検出モジュール20の入出力口20bに面する交換ブラシ5の後端面5Bの領域を黒色に加工すればよい。反射体の場合には、後端面5Bの同じ領域を鏡面加工して反射面にすればよい。
The
駆動モータ10は、一般的な電動歯ブラシに内蔵されているものと同様のモータであり、本体2内の先端面2A側に配置されている。駆動モータ10は、本体2に交換ブラシ5が装着されているときに動作して、交換ブラシ5を駆動する。
The
図3は、蛍光検出モジュール20の概略ブロック図である。蛍光検出モジュール20は、LED(発光ダイオード)素子21A,21B、ボールレンズ22a~22c、光学フィルタ23a,23c、PD(フォトダイオード)素子24およびミラーMを有し、本体2内の先端面2A側に配置されている。蛍光検出モジュール20は、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を先端面2A側の入出力口20bから出射し、入出力口20bから入射した蛍光を受光する。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the
LED素子21A,21Bは、蛍光検出モジュール20の光源である。LED素子21Aは、励起光L1として、歯垢の蛍光物質に対する励起効率が高い第1の波長を含む光を出射する。LED素子21Bは、励起光L2として、第1の波長よりも長波長で、かつ励起効率が第1の波長よりも低いかあるいはほぼゼロとなる第2の波長を含む光を出射する。例えば、第1の波長は350~430nm、第2の波長は435~500nmの範囲内であることが好ましく、LED素子21Aをピーク波長が405nmの紫色LED素子、LED素子21Bをピーク波長が465nmの青色LED素子とするとよい。
The
光学フィルタ23aは、LED素子21A,21Bからの励起光L1,L2を透過させ、歯垢由来の蛍光L3の波長領域(620~690nm程度)の光をカットするフィルタであり、LED素子21A,21BとミラーMの間に配置されている。例えば、励起光L1,L2のピーク波長を405nmおよび465nmとする場合には、光学フィルタ23aとして500nm以上の波長の光をカットするものを使用するとよい。光学フィルタ23cは、蛍光L3以外の波長領域の光、すなわち、620~690nmを除く波長領域の光をカットするためのフィルタであり、ミラーMとPD素子24の間に配置されている。
The
ミラーMは、ダイクロイックミラーまたはハーフミラーなどで構成され、LED素子21A,21Bからの励起光L1,L2の波長領域の光を入出力口20bに向けて反射し、入出力口20bから入射した蛍光L3の波長領域の光を透過させる。PD素子24は、蛍光検出モジュール20の受光部であり、光学フィルタ23cを透過した波長領域620~690nmの蛍光L3を受光し、その強度に応じた光電流を生成して制御部30に出力する。
The mirror M is composed of a dichroic mirror, a half mirror, or the like, and reflects light in the wavelength region of the excitation lights L1 and L2 from the
ボールレンズ22aは、LED素子21A,21Bと光学フィルタ23aの間に配置され、LED素子21A,21Bからの励起光L1,L2を集光する。ボールレンズ22bは、ミラーMと入出力口20bの間に配置され、ミラーMで反射してプローブファイバ4に入射する励起光L1,L2と、プローブファイバ4から入射した蛍光L3を集光する。ボールレンズ22cは、光学フィルタ23cとPD素子24の間に配置され、ミラーMを透過した蛍光L3を集光する。なお、励起光L1,L2と蛍光L3を集光するためのレンズの形状は、必ずしもボール状でなくてもよい。
The
LED素子21A,21Bからの励起光L1,L2は、ボールレンズ22aおよび光学フィルタ23aを経て、ミラーMに入射する。励起光L1,L2は、ミラーMで反射し、ボールレンズ22bを通過して集光された後、プローブファイバ4を通って例えば歯垢付着部110を有する歯100に照射される。これにより、歯垢付着部110の歯垢に含まれる蛍光物質が励起されて、635nmおよび675nm付近にピーク波長をもつ蛍光L3が生成される。蛍光L3の一部は、プローブファイバ4を通ってボールレンズ22bに入射し、ミラーMを透過し、さらに光学フィルタ23cおよびボールレンズ22cを経てPD素子24に到達する。PD素子24で受光された蛍光は光電流に変換されて制御部30に出力され、制御部30の信号処理により蛍光物質の有無や量が求められる。
The excitation lights L1 and L2 from the
制御部30は、本体2内の回路基板に設けられたマイクロコンピュータなどの制御回路として構成され、機能ブロックとして、モータ制御部31、光信号処理部32およびモジュール制御部33を有する。モータ制御部31は、交換ブラシ5が本体2に装着されているとモジュール制御部33が識別したとき(電動歯ブラシモードのとき)に、駆動モータ10を駆動させる。
The
光信号処理部32は、交換プローブ3が本体2に装着されているとモジュール制御部33が識別したとき(歯垢検出モードのとき)に、蛍光検出モジュール20のLED素子21A,21Bを駆動して励起光L1,L2を交互に出射させ、そのときのPD素子24からの光電流を取得する。そして、光信号処理部32は、励起光L1が照射されたときの蛍光L3の強度と励起光L2が照射されたときの蛍光L3の強度とを検出し、それらの比または差に基づき、例えば国際公開第2016/122199号に記載されている蛍光測定法を用いて蛍光物質の有無や量を算出する。また、光信号処理部32は、電動歯ブラシ1の起動時(図示しない電源スイッチを使用者がONにしたとき)にも、交換ブラシ5と交換プローブ3のいずれが本体2に装着されているかを識別するために、蛍光検出モジュール20を駆動して蛍光強度を検出する。
The optical
モジュール制御部33は、電動歯ブラシ1の起動時に、蛍光検出モジュール20での受光結果に応じて交換ブラシ5と交換プローブ3のいずれが本体2に装着されているかを識別し、その識別結果に応じて電動歯ブラシ1の動作モードを設定する。
When the
交換ブラシ5の装着時には、マーカ6が吸収体であれば、蛍光検出モジュール20に入射する光はなく、マーカ6が反射体であれば、励起光がマーカ6で反射して蛍光検出モジュール20に入射するので、入射光は光学フィルタ23cでカットされる。このため、交換ブラシ5の装着時には、PD素子24での受光強度はゼロになる。よって、モジュール制御部33は、蛍光検出がなければ、交換ブラシ5が本体2に装着されていると判定する。これに対し、樹脂製のプローブファイバ4には蛍光物質が含まれるので、交換プローブ3の装着時には、励起光が歯垢に照射されなくても、微量の蛍光がPD素子24で受光される。よって、モジュール制御部33は、微量の蛍光検出があれば、交換プローブ3が本体2に装着されていると判定する。すなわち、モジュール制御部33は、蛍光検出モジュール20で蛍光が検出されるか否かに応じて交換部品を識別する。
When the
一般に、歯垢由来の蛍光は微量であるが、プローブファイバ4由来の蛍光よりは強いので、PD素子24での受光強度に基づいてマーカ6とプローブファイバ4のどちらかが接続されているかを識別することは可能である。電動歯ブラシ1での交換ブラシ5と交換プローブ3の識別条件を表1に示す。マーカ6は交換ブラシ5の識別部材であるが、プローブファイバ4も、微量な蛍光を発することから、交換プローブ3の識別部材ということができる。
Generally, the fluorescence derived from plaque is very small, but stronger than the fluorescence derived from the
なお、交換ブラシ5は樹脂製であるため、その後端面5Bも、プローブファイバ4と同様に、励起光が照射されることで蛍光を発する。このため、樹脂製のプローブファイバ4を使用する場合には、交換ブラシ5の後端面5Bを蛍光が発生しないように加工しないと、交換ブラシ5と交換プローブ3を識別することができない。しかしながら、交換ブラシ5の後端面5Bが金属などの蛍光を発しない材料で形成される場合には、マーカ6を設けなくても、樹脂製のプローブファイバ4自体が交換ブラシ5と交換プローブ3の識別部材として機能する。したがって、この場合には、交換ブラシ5にマーカ6を設けなくても、表1と同じ識別条件により交換ブラシ5と交換プローブ3を識別することが可能である。
Since the
モジュール制御部33は、交換ブラシ5が装着されていると判定したときには、電動歯ブラシ1の動作モードを電動歯ブラシモードに設定する。その際、モジュール制御部33は、光信号処理部32に蛍光検出モジュール20の動作を停止させるとともに、モータ制御部31に駆動モータ10の駆動を指示する。モジュール制御部33は、交換プローブ3が装着されていると判定したときには、電動歯ブラシ1の動作モードを歯垢検出モードに設定する。その際、モジュール制御部33は、モータ制御部31に駆動モータ10の駆動を指示せず、光信号処理部32に蛍光検出モジュール20の駆動を指示して歯垢を検出させる。
When the
報知部40は、例えばLEDやブザー、振動モータなどで構成され、歯垢検出モードのときに、光信号処理部32での歯垢の検出結果を光や音、振動などの形態で使用者に通知する。電源50は、駆動モータ10、蛍光検出モジュール20、制御部30および報知部40に電力を供給する電池である。
The
図4は、電動歯ブラシ1の制御部30の動作例を示すフローチャートである。図示しない電源スイッチを使用者がONにすると制御部30は動作を開始し、まず、光信号処理部32は、蛍光検出モジュール20を駆動して、蛍光検出を開始する(S1)。その際、微量の蛍光が検出された場合(S2でYes)には、光信号処理部32は蛍光検出を終了し(S3)、モジュール制御部33は動作モードを歯垢検出モードに設定する(S4)。一方、S1で蛍光が検出されない場合(S2でNo)には、光信号処理部32は蛍光検出を終了し(S5)、モジュール制御部33は動作モードを電動歯ブラシモードに設定する(S6)。その後、モータ制御部31または光信号処理部32は、電動歯ブラシ1を電動歯ブラシモードまたは歯垢検出モードで動作させ、使用者が電源スイッチをOFFにすると動作を終了させる。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the
交換プローブ3は、樹脂製のプローブファイバ4に替えてガラス製のプローブファイバを有してもよい。石英ガラスなどのガラス製のプローブファイバには蛍光物質は含まれないので、この場合、交換プローブの装着時には、励起光が照射されても蛍光は発生せず、励起光を歯などの測定対象物に照射しない限り、PD素子24での受光強度はゼロになる。このため、マーカ6として吸収体や反射体を使用すると、どちらの交換部品が装着されているときも蛍光検出がないので、交換ブラシ5と交換プローブを識別することができない。
The
ガラス製のプローブファイバを有する交換プローブを使用する場合には、マーカ6としては、吸収体や反射体ではなく、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体を使用すればよい。マーカ6用の蛍光体としては、歯垢と同様にLED素子21A,21Bの発光波長である405nmまたは465nmで励起され、かつ光学フィルタ23cを透過する620~690nm程度の波長領域の蛍光を発するものであればよく、その材質は特に限定されない。
When an exchange probe having a glass probe fiber is used, the
この場合も、モジュール制御部33は、樹脂製のプローブファイバ4を有する交換プローブ3を使用する場合と同様に、蛍光検出モジュール20で蛍光が検出されるか否かに応じて交換部品を識別することができる。具体的には、モジュール制御部33は、蛍光検出がなければ交換プローブが、蛍光検出があれば交換ブラシ5が、それぞれ本体2に装着されていると判定する。すなわち、制御部30の動作フローは、S2の判定条件が「蛍光検出なし?」に替わることを除いて、図4に示したものと同じである。ガラス製のプローブファイバを有する交換プローブを使用する場合の交換ブラシ5と交換プローブの識別条件を表2に示す。ガラス製のプローブファイバも、交換プローブの識別部材ということができる。
In this case as well, the
なお、樹脂製のプローブファイバ4を有する交換プローブ3を使用する場合も、同様に、マーカ6を蛍光体にしてもよい。ただし、この場合には、樹脂製のプローブファイバ4が発する微量な蛍光と区別するために、マーカ6として、PD素子24での受光強度がプローブファイバ4由来の蛍光よりも高くなるような強い蛍光を発する蛍光体を使用する必要がある。そのためには、マーカ6に含まれる蛍光物質の量をプローブファイバ4の蛍光物質よりも多くしてもよいし、マーカ6としてプローブファイバ4由来の蛍光とはピーク波長が異なる蛍光体を使用してもよい。後者の場合には、蛍光検出モジュール20内におけるミラーMと光学フィルタ23cの間で光路を分岐させ、マーカ6の識別用の受光部を蛍光検出モジュール20内にもう1つ設けて、その受光部とPD素子24の受光結果に応じて交換部品を識別してもよい。
In addition, when the
図5は、電動歯ブラシ1’の全体構成図である。電動歯ブラシ1’は、本体2、交換プローブ3,3’および交換ブラシ5を有する。電動歯ブラシ1’は、歯垢検出用の交換プローブが2種類あり、それに応じて交換プローブ3,3’と交換ブラシ5の識別条件が電動歯ブラシ1の場合とは異なるが、その他の点では電動歯ブラシ1と同様の構成を有する。本体2および交換プローブ3は電動歯ブラシ1のものと同じであり、交換プローブ3は樹脂製のプローブファイバ4を内蔵する。図5では、交換ブラシ5と交換プローブ3,3’の断面を示している。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of the electric toothbrush 1'. The electric toothbrush 1'has a
交換プローブ3’は、交換プローブ3と同じ形状を有するが、ガラス製のプローブファイバ4’(光導波路)を内蔵する点が交換プローブ3とは異なる。プローブファイバ4’の先端4A’および後端4B’は、交換プローブ3’の先端面および後端面3B’でそれぞれ開放されている。交換プローブ3’は、プローブファイバ4’の後端4B’が蛍光検出モジュール20の入出力口20bに揃うように後端面3B’を本体2の先端面2Aに接続することで、本体2に装着される。交換プローブが万一破損した場合のことを考えると、プローブファイバはガラス製よりも樹脂製の方が安全であるが、樹脂製よりもガラス製の方がプローブファイバで蛍光が発生せずノイズが少ないので、歯垢をより高感度に検出することができる。このため、高感度の検出をしたい場合には、ガラス製のプローブファイバ4’を有する交換プローブ3’を使用すればよい。
The exchange probe 3'has the same shape as the
電動歯ブラシ1’でも、電動歯ブラシ1と同様に交換ブラシ5にマーカ6’が設けられているが、マーカ6’は、励起光の照射によりPD素子24での受光強度がプローブファイバ4由来の蛍光よりも高くなるような強い蛍光を発する蛍光体である。具体的には、上記と同様に、マーカ6’に含まれる蛍光物質の量をプローブファイバ4の蛍光物質よりも多くしてもよいし、マーカ6’としてプローブファイバ4由来の蛍光とはピーク波長が異なる蛍光体を使用してもよい。例えば、プローブファイバ4由来の蛍光のピーク波長が500nm以下であれば、マーカ6’として、例えば、プローブファイバ4の蛍光物質よりも長波長側である例えば600nm以上のピーク波長を有する蛍光体を使用してもよい。この場合、マーカ6’の識別用の受光部を蛍光検出モジュール20内にもう1つ設けて、その受光部とPD素子24の受光結果に応じて交換部品を識別してもよい。
In the electric toothbrush 1', the marker 6'is provided on the
電動歯ブラシ1’のモジュール制御部33は、蛍光検出モジュール20での受光強度に応じて、交換ブラシ5および交換プローブ3,3’のいずれが本体2に装着されているかを識別する。具体的には、モジュール制御部33は、蛍光検出がなければガラス製のプローブファイバ4’の交換プローブ3’が、微量の蛍光検出があれば樹脂製のプローブファイバ4の交換プローブ3が、強い蛍光検出があれば交換ブラシ5が、それぞれ本体2に装着されていると判定する。電動歯ブラシ1’での交換ブラシ5と交換プローブ3,3’の識別条件を表3に示す。
The
図6は、電動歯ブラシ1’の制御部30の動作例を示すフローチャートである。図示しない電源スイッチを使用者がONにすると制御部30は動作を開始し、まず、光信号処理部32は、蛍光検出モジュール20を駆動して、蛍光検出を開始する(S11)。その際、蛍光が検出されない場合(S12でNo)には、光信号処理部32は蛍光検出を終了し(S13)、モジュール制御部33は動作モードを歯垢検出モードに設定する(S14)。この場合、ガラス製のプローブファイバ4’の交換プローブ3’が装着されているため、交換プローブ3の装着時よりも歯垢検出の感度は高くなる(高感度歯垢検出モード)。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the
一方、S1で蛍光が検出された場合(S12でYes)には、蛍光量がしきい値未満(微量)であれば(S15でYes)、光信号処理部32は蛍光検出を終了し(S16)、モジュール制御部33は同様に動作モードを歯垢検出モードに設定する(S17)。この場合、樹脂製のプローブファイバ4の交換プローブ3が装着されているため、交換プローブ3’の装着時よりも歯垢検出の感度は低くなる(通常歯垢検出モード)。一方、蛍光量がしきい値以上であれば(S15でNo)、光信号処理部32は蛍光検出を終了し(S18)、モジュール制御部33は動作モードを電動歯ブラシモードに設定する(S19)。S14,S17,S19の後、モータ制御部31または光信号処理部32は、電動歯ブラシ1を電動歯ブラシモードまたは歯垢検出モードで動作させ、使用者が電源スイッチをOFFにすると動作を終了させる。
On the other hand, when fluorescence is detected in S1 (Yes in S12), if the amount of fluorescence is less than the threshold value (trace amount) (Yes in S15), the optical
電動歯ブラシ1,1’では、本体2に装着された交換ブラシ5と交換プローブ3,3’を蛍光検出モジュール20により識別することができ、本体2に装着された交換部品に応じて、電動歯ブラシモードと蛍光検出モードを自動的に切り換えることができる。電動歯ブラシ1,1’では、歯垢由来の蛍光を検出するための蛍光検出モジュール20がマーカ6,6’の検出手段を兼ねており、マーカ6,6’を検出するための専用の検出手段は必要ない。このため、電動歯ブラシ1,1’では、省スペース化、軽量化およびコストダウンの効果がある。
In the
1,1’ 電動歯ブラシ
2 本体
3,3’ 交換プローブ
4,4’ プローブファイバ
5 交換ブラシ
6,6’ マーカ
10 駆動モータ
20 蛍光検出モジュール
30 制御部
40 報知部
50 電源
1,
Claims (5)
前記本体に装着可能であり、前記駆動モータにより駆動される交換ブラシと、
前記本体に内蔵され、歯垢に含まれる蛍光物質を励起する励起光を入出力口から出射するとともに、前記入出力口から入射した蛍光を受光する蛍光検出モジュールと、
前記本体に装着可能であり、前記励起光および前記励起光が照射された歯で生じた蛍光を導波する交換プローブと、
前記励起光の光路上に設けられ、前記蛍光検出モジュールでの受光強度を前記交換ブラシの装着時と前記交換プローブの装着時とで異ならせる識別部材と、
前記蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて前記交換ブラシと前記交換プローブのいずれが前記本体に装着されているかの識別を行い、前記交換プローブが装着されていると判定したときに前記蛍光検出モジュールでの受光結果に応じて歯垢を検出する制御部と、
を有することを特徴とする電動歯ブラシ。 The main body with a built-in drive motor and
A replacement brush that can be attached to the main body and is driven by the drive motor,
A fluorescence detection module built in the main body that emits excitation light that excites a fluorescent substance contained in dental plaque from an input / output port and receives fluorescence incident from the input / output port.
An exchange probe that can be attached to the main body and guides the excitation light and the fluorescence generated in the tooth irradiated with the excitation light.
An identification member provided on the optical path of the excitation light and different in the light receiving intensity in the fluorescence detection module between when the exchange brush is attached and when the exchange probe is attached.
It is determined whether the exchange brush or the exchange probe is attached to the main body according to the light receiving result of the fluorescence detection module, and when it is determined that the exchange probe is attached, the fluorescence detection module is used. A control unit that detects plaque according to the light reception result in
An electric toothbrush characterized by having.
前記識別部材は、前記励起光を吸収または反射する部材であり、
前記制御部は、前記蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて前記識別を行う、請求項2に記載の電動歯ブラシ。 The exchange probe has an optical waveguide made of a resin material that is excited by the excitation light and emits fluorescence.
The identification member is a member that absorbs or reflects the excitation light.
The electric toothbrush according to claim 2, wherein the control unit performs the identification depending on whether or not fluorescence is detected by the fluorescence detection module.
前記識別部材は、前記励起光の照射により蛍光を発する蛍光体であり、
前記制御部は、前記蛍光検出モジュールで蛍光が検出されるか否かに応じて前記識別を行う、請求項2に記載の電動歯ブラシ。 The exchange probe has an optical waveguide made of a glass material that does not emit fluorescence even when irradiated with the excitation light.
The identification member is a phosphor that emits fluorescence by irradiation with the excitation light.
The electric toothbrush according to claim 2, wherein the control unit performs the identification depending on whether or not fluorescence is detected by the fluorescence detection module.
前記識別部材は、前記励起光の照射により前記樹脂材料よりも高い強度の蛍光を発する蛍光体であり、
前記制御部は、前記蛍光検出モジュールでの受光強度に応じて、前記交換ブラシ、前記交換プローブおよび前記第2の交換プローブのいずれが前記本体に装着されているかを識別する、請求項4に記載の電動歯ブラシ。 Further comprising a second exchange probe having a second optical waveguide made of a resin material that is excited by the excitation light and emits fluorescence.
The identification member is a phosphor that emits fluorescence having a higher intensity than that of the resin material when irradiated with the excitation light.
The fourth aspect of the present invention, wherein the control unit identifies which of the exchange brush, the exchange probe, and the second exchange probe is attached to the main body according to the light receiving intensity of the fluorescence detection module. Electric toothbrush.
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