JP7147102B2 - 機能ユニットのセットを備えたパーソナルヘルスケアシステム - Google Patents

Description

本発明は、パーソナルケアシステムに関し、特に、共有された本体に選択的に取り付けられ、該共有された本体から取り外され得る、種々の機能ユニットのセットを持つパーソナルケアシステムに関する。

シェーバ、ヘアトリマ、女性用脱毛装置等のような現代のパーソナルケア器具は、種々の機能ユニットを本体に選択的に取り付けることができるモジュール式装置であることが多い。斯かる機能ユニットの例は、シェービングユニット、トリマモジュール、ひげスタイラモジュール、（顔面用）クリーニングブラシなどである。

また、斯かる装置は、異なる装置設定を可能にし、ユーザインタフェースを介してユーザに状態のフィードバックを提供するという意味で、よりスマートになってきている。これらの機能が最適に機能するためには、どの機能ユニットが現在本体に取り付けられているかを知ることがしばしば有用であるか、又は必要でさえある。

このことは、機能ユニットがその性質に関する情報を本体内のコントローラに転送することを必要とする。斯かる情報の転送は、従来、電気的又は機械的（マイクロ）スイッチを使用して、又は高度な無線通信技術を使用してさえ行われる。

しかしながら、このアプローチを実施することはしばしば望ましくなく、その理由は例えば、機能ユニット内又は本体内に必要な部品のための空間が不足していること、又は電気的又は機械的接続が作動しなければならない過酷な環境（水、石けん等）に耐えることができないためである。無線データ通信（例えばＲＦＩＤ）を使用する方法は、高価であり、アンテナ配置の可能性が限られているために、しばしば不可能である。

既知の方法はまた、既存の機能ユニットと後方互換性がない。それらは、機能ユニットに対する修正を必要とし、これらの修正が存在しない場合、それらを検出することができない。

それ故、機能ユニットの既存の特徴を利用し、多くの追加部品を必要とせず、湿った環境又は汚れた環境で動作するのに十分堅固であり、比較的多数の種々の機能ユニットを確実に識別することができる検出方法に対するニーズがある。

国際特許出願公開第２０１８／１９２７８８は、処置ヘッドの使用から引き出されるモータ電流に基づいて処置ヘッドを識別することができるパーソナルケア装置を開示している。しかしながら、このことは、正確な結果を与えず、従って例えば、同様のモータ電流特性を有するかなりの数の処置ヘッドが存在する場合には、信頼性のある識別を可能にしない。

国際特許出願公開第２０１４／１３５５８９は、把持本体と、把持本体に結合された処置ヘッドと、把持本体の加速度を測定するために本体内に配置された加速度センサとを有する歯科装置を開示している。この装置は、更に、加速度センサによって測定された加速度に基づいて処置ヘッドを制御するようになっている制御ユニットを有する。特に、コントローラは、加速度センサによって測定された運動シーケンスを、所定のコマンドに関連付けられた所定の運動シーケンスと比較する。測定された運動シーケンスが所定の運動シーケンスと一致する場合、コントローラは、前記所定のコマンドに基づいて処置ヘッドを制御する。従って、歯科装置のユーザは、所定の運動シーケンスに従って把持体を移動させることによって歯科装置を操作することができる。一例では、処置ヘッドは、光ダイオードによって発生された光を口に導く光ガイドを有し、ユーザは、指先による操作力を把持体の表面に入力することによって、発生された光の強度を切り替えることができる。

本発明は、請求項によって規定される。

本発明の一態様による例によれば、パーソナルケア装置駆動ユニットであって、
本体と、
前記本体に配置されたモータと、
前記本体上に配置され、種々の機能ユニットのセットのうち選択された１つの、前記本体への接続を可能とし、それにより、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの可動機能要素の、前記モータによる駆動を可能とするよう構成された、接続インタフェースと、
前記モータを駆動する電流に関する少なくとも１つの電流パラメータを測定するための電流センサと、
前記本体に接続されたときに、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの駆動の間、前記本体の振動に関する少なくとも１つの振動パラメータを測定するための、前記本体に配置された振動センサと、
コントローラと、
を有し、前記コントローラは、前記電流センサにより測定された前記少なくとも１つの電流パラメータの値、前記振動センサにより測定された前記少なくとも１つの振動パラメータの値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する前記出力信号を生成するよう構成された
パーソナルケア装置駆動ユニットが提供される。

本発明によるパーソナルケア装置駆動ユニットは、振動検知及びモータ電流検知を使用して、種々の機能ユニットのうちの選択された１つに関連する出力を生成する。機能ユニットは、例えば、本体に取り付けるためのパーソナルケアアクセサリである。出力信号は、その出力信号がその特定の機能ユニットに関連するものとして選択されるという点で、選択された（即ち接続された）機能ユニットに「関連付けられる」ものである。該信号は、特定の方法で機能ユニットを制御するための、又は、別の構成要素、例えば出力装置を制御して、機能ユニットに関する情報を提示するための、制御信号であっても良い。例えば、出力信号は、ディスプレイに、識別された機能要素の識別を提供させるようにディスプレイを制御しても良いし、又はディスプレイに、その機能ユニットに関するオプションのセットをユーザに提示させても良い。前記電流センサによって測定された前記少なくとも１つの電流パラメータの値及び前記振動センサによって測定された前記少なくとも１つの振動パラメータの値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する出力信号を生成することによって、前記パーソナルケア装置駆動ユニットの前記コントローラは、種々の機能ユニットのセットのうちの、実際に前記パーソナルケア装置駆動ユニットの前記本体に接続された、種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つを、少なくとも１つの電流パラメータの測定値及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定値の両方に基づいて、識別するように構成される。このとき、出力信号は、適切な方法で、モータによって駆動されるべき識別された機能ユニットを自動的に制御することができる。

振動検知と電流検知（機能ユニットから生じる電気的負荷を検出する）の両方を使用することは、複数の種々の機能ユニットが識別されることを可能とする。特に、幾つかのユニットは、回転運動を使用することができ、従って、僅かな量の振動しか誘発しない（又は誘発しない）。他の機能ユニットは、振動が誘導されるように、往復運動を使用し得る。振動とモータ駆動電流の両方（即ちモータから見た負荷）を考慮することで、同じタイプの振動を引き起こしても（電流が異なる限り）、又は同じモータ電流をもたらしても（振動特性が異なる限り）、種々の機能ユニットを区別することができる。斯くして、感知処理に２つの自由度を設けることにより、検出精度を大幅に向上させることができる。

前記コントローラは、複数のデータセットを保存するよう構成されたメモリを有しても良く、このとき、
前記複数のデータセットの各データセットは、前記種々の機能ユニットのセットのそれぞれ１つに関連し、
前記コントローラは、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値、及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して、前記複数のデータセットからデータセットを選択し、前記出力信号が前記選択されたデータセットに関連するよう、前記出力信号を生成するよう構成される。

このようにして、データセットが各機能ユニットに関連付けられ、データセットは、どの機能ユニットが本体に接続されていると識別されたかに基づいて選択される。

パーソナルケア装置駆動ユニットは、モータの駆動速度を制御するように構成された速度フィードバック制御システムを更に有しても良い。

正確な速度フィードバック制御システムでモータ駆動速度を制御することにより、モータ自体によって生じる振動（例えば僅かな不均衡から）は、既知の振動パラメータを生じさせ、それは次いで、接続された機能ユニットに関連しないものとしてフィルタリングされるか、又は無視され得る。加えて、互いに近い周波数で振動する振動する機能ユニットもまた、より好適に区別可能である。

速度フィードバック制御システムは、例えば、目標駆動速度から１％未満のモータの駆動速度の偏差をもたらすモータの速度制御を実装するように構成される。

モータ駆動速度がより正確であればあるほど、モータ自体によって引き起こされる振動がより正確に特定され得、それ故、接続された機能ユニットに関連するとは考えられない。

速度フィードバック制御システムは、例えば、少なくとも１つの電流パラメータの測定値からモータ速度フィードバック信号を生成するように構成され、速度フィードバック制御システムは、モータ速度フィードバック信号と目標駆動速度との間の差を処理するためのＰＩコントローラを有する。

モータ速度を導出するためにモータ駆動電流を使用することは、追加のフィードバックセンサの必要性を回避する。ＰＩコントローラにより、必要なモータ駆動速度の正確な制御が可能になる。

前記コントローラは、
デフォルトのモータ駆動特性により前記モータを起動させ、
前記モータの起動から所定の時間の後に、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットの前記選択された１つに関連する前記出力信号を生成する
よう構成されても良い。

該所定の時間は、モータ駆動電流を安定させることを可能にする。モータの初期動作は、例えば、任意の機能ユニットに安全に適用できる一般的な駆動タイプに基づいている。この初期動作は、従って、デフォルトのモータ駆動特性を有する。機能ユニットが特定されると、出力信号が生成される。このことは例えば、特定の機能ユニットに特有の駆動スキームに関連し得る。所定時間は、例えば１秒以下、例えば５００ｍｓ以下、典型的には少なくとも２５０ｍｓであっても良い。

この時間は、例えば、機能ユニットが実際にユーザに接触される前に出力信号が生成されるほど十分に短い。従って、機能ユニットが実際に使用される前に、自動制御のために、又は関連する選択肢又は情報をユーザに提示するために、出力信号が生成される。

種々の機能ユニットのセットのうちの選択された１つに関連付けられた出力信号は、例えば、種々の機能ユニットのセットのうちの選択された１つに関連付けられた所定のモータ駆動特性に関連付けられる。

斯くして、出力信号は、接続された機能ユニットに適した駆動特性に関する。これにより、パーソナルケア装置駆動ユニットのユーザからの入力を必要とせずに、機能ユニットの自動制御を可能にすることができる。

振動センサは、例えば、加速度計を有する。

加速度センサは、必要な振動情報を生成することができる低コストの構成要素である。該センサは、３軸加速度計を有しても良い。少なくとも１つの振動パラメータは、振動周波数及び振動振幅の一方又は両方を含んでも良い。これらはいずれも、接続された機能ユニットによって引き起こされる振動についてのとり得る識別特性である。両方のパラメータを使用する場合、異なる振動源間のより良い識別が可能となり得る。

コントローラは、例えば、振動周波数の所定の範囲内で発生する最大振動振幅が所定の閾値を上回っているか否かを判定するように構成される。斯くして、コントローラは、ある周波数帯域内の特性振幅を有する振動を特定しようとすることができる。一般的に、コントローラは、前記少なくとも１つの振動パラメータの測定値を、前記本体に接続されたときに種々の機能ユニットのセットのうちの第１の選択された１つのセットの駆動によって引き起こされる前記本体の振動に関連する前記少なくとも１つの振動パラメータの少なくとも１つの第１の値、及び前記本体に接続されたときに種々の機能ユニットのセットのうちの第２の選択された１つの駆動によって引き起こされる前記本体の振動に関連する前記少なくとも１つの振動パラメータの第２の値、と比較するように構成されても良い。

本発明はまた、以上に定義されたパーソナルケア装置駆動ユニットと、各々がパーソナルケア装置駆動ユニットの接続インタフェース、即ちパーソナルケア装置駆動ユニットの本体に取り外し可能に接続可能であり、各々が可動機能要素を有する、種々の機能ユニットのセットと、を有するパーソナルヘルスケアシステムを提供する。

種々の機能ユニットのセットは、往復運動を実行するように構成された機能要素をそれぞれが有する少なくとも第１及び第２の機能ユニットと、単一方向の回転運動を実行するように構成された機能要素をそれぞれが有する少なくとも第３及び第４の機能ユニットとを有しても良い。

このとき、第１及び第２の機能ユニットは、それぞれ、相互に異なる振動周波数の第１及び第２の所定範囲内の第１及び第２の所定の閾値を上回る最大振動振幅の本体内での発生に関連付けられ、次いで、第３及び第４の機能ユニットは、少なくとも１つの電流パラメータの相互に異なる第１及び第２の所定範囲内の少なくとも１つの電流パラメータの値の発生にそれぞれ関連付けられる。

次いで、コントローラは、第１のステップにおいて、第１又は第２の所定の振動周波数範囲内でそれぞれ発生する最大振動振幅が、第１又は第２の所定の閾値をそれぞれ上回る場合に、第１又は第２の機能ユニットに関連する出力信号を生成するように構成される。次いで、コントローラは、第１のステップに続く第２のステップにおいて、少なくとも１つの現在のパラメータの値が、少なくとも１つの電流パラメータの前記第１又は前記第２の所定の範囲にそれぞれあるときに、第３又は第４の機能ユニットに関連する出力信号を生成するように更に構成される。

斯くして、該セットの機能ユニットのうちの少なくとも２つは、回転を使用し、従って、大きな振動信号を生じさせず、少なくとも２つの他のものは、振動を生じさせる往復運動を使用する。パーソナルケア装置駆動ユニットは、異なるタイプの機能ユニットの全てを区別することができ、それにより、機能ユニットの各タイプに対して、例えば、運動制御に関する適切な出力信号を提供することができる。

第１及び第２の機能ユニットの識別のためには、それぞれ固有の振動特性を有するため、振動振幅のみ測定すれば十分となり得る。これにより、処理量を削減することができる。従って、２つの測定値（電流と振動）は必ずしも必要ではないかもしれないが、システムは両方の測定値を行う能力を持ち、両方ともが機能ユニットのセット全体をカバーするために使用される。

種々の機能ユニットのセットは、例えば、少なくとも回転式シェービングユニットと、往復式精密ヘアトリマと、回転式顔面用ブラッシングユニットと、往復式ひげスタイラとを含む。

このことは、（少なくとも）４つの種々の機能ユニットを有するヘアトリートメントパーソナルケアシステムの一例である。

より一般的には、種々の機能ユニットのセットは、シェービングユニット、顔面ブラッシングユニット、ひげスタイラ、及び精密ヘアトリマのうちの少なくとも２つを有しても良い。このより一般的なシステム構成では、少なくとも２つの機能ユニットがあり、この例でもヘアトリートメントに関する。他の例では、システムは、脱毛のためのものであっても良く、歯科ケアのためのものであっても良い。

本発明はまた、パーソナルケアシステムの本体に接続された機能ユニットを制御する方法であって、前記パーソナルケアシステムは、前記本体と、前記本体に配置されたモータと、それぞれが前記本体に着脱可能に接続可能であり、それぞれが可動機能要素を有する、種々の機能ユニットのセットと、前記本体上に配置され、前記種々の機能ユニットのセットのうち選択された１つの前記本体への接続を可能とし、それにより前記可動機能要素の前記モータによる駆動を可能とするよう構成された、接続インタフェースと、を有し、前記方法は、
前記モータを駆動する電流に関する少なくとも１つの電流パラメータを測定するステップと、
前記本体に接続されたときに、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの駆動の間、前記本体の振動に関する少なくとも１つの振動パラメータを測定するステップと、
前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値、及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する出力機能を実行するステップと、
を有する方法を提供する。

該方法は、上述のパーソナルケア装置駆動ユニット及びパーソナルヘルスケアシステムによって実施される方法である。該方法は、目標駆動速度から１％未満の偏差でモータの駆動速度を制御するステップを更に有しても良い。

これにより、少なくとも１つの振動パラメータの測定値がより堅固になる。

本発明の方法は、少なくとも部分的にソフトウェアで実施することができる。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例から明らかになり、それを参照して説明される。

本発明をより良く理解し、本発明をどのように実施することができるかをより明確に示すために、単に例として、添付の図面を参照する。

シェーバの形をとるパーソナルケアシステムを示す。 パーソナルケアシステムの本体（本体内に含まれる構成要素を含む、パーソナルケア装置駆動ユニットとして定義され得る）を、関連する機能ユニットのセットとともに示す。 機能ユニットのとり得る回転特性の一例を示す。 ハンドルに接続されたひげスタイラについての加速度計のｘ軸信号の周波数スペクトルを示す。 ハンドルに取り付けられた精密トリマについての加速度計のｘ軸信号の周波数スペクトルを示す。 とり得る速度フィードバック制御システムの一例を示す。 パーソナルケア装置駆動ユニットの得られた構成要素を示す。 種々ハンドル（同じタイプのもの）を使用し、種々の機能ユニットを使用した、一連の測定を示す。 ２段階の測定アプローチを図式的に示す。

本発明は、図面を参照して説明される。

詳細な説明及び特定の例は、装置、システム、及び方法の例示的な実施例を示しているが、例示のみを目的としたものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことを理解されたい。本発明の装置、システム、及び方法のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面からより良く理解されるであろう。図面は単に概略的なものであり、一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。また、同じ参照番号は、同じ又は類似の部分を示すために、図面全体に亘って使用されることを理解されたい。

本発明は、モータを収容する本体を有するパーソナルケア装置駆動ユニットを提供し、種々の機能ユニットのセットは、それぞれ、本体に着脱可能に接続可能である。コントローラは、感知された電流及び感知された振動に依存して、接続された機能ユニットに関連する出力信号を生成する。振動検知と電流検知（機能ユニットから生じる電気負荷を検出する）の両方を使用することで、複数の種々の機能ユニットをより確実に識別することができる。

図１は、シェーバの形をとるパーソナルケアシステム１０を示す。

該シェーバは、接続インタフェース１４を介して本体１５（この例ではハンドル）に取り外し可能に接続された機能ユニット１２、特にシェーバヘッドを有する。本体内に収容されたコンポーネントを含む本体は、本明細書ではパーソナルケア装置駆動ユニットと呼ばれる。シェーバヘッドは、可動機能要素を有し、この例では、３つのロータリカッタ１３のセットを有する。本体にはモータ１６が配置されており、モータによる可動機能要素の駆動を可能にしている。シェーバヘッドは、本体に接続できる機能ユニットのセットの１つにすぎない。

モータを駆動する電流に関する少なくとも１つの電流パラメータを測定するための電流センサ１８が設けられ、シェーバヘッドの駆動中に本体１５の振動に関する少なくとも１つの振動パラメータを測定するための振動センサ１９が本体内に配置されている。

電流センサ１８は、機能ユニットを駆動する電気モータ１６に流れる電流を測定する。モータは通常、本体内、例えばハンドル内に取り付けられ、機能ユニットは、回転又は平行移動する機械的インタフェースを介してそれに接続される。モータ電流は、典型的には、モータを制御する電子機器及び／又はソフトウェアにとって重要なパラメータであり、従ってこの情報は、通常、既に利用可能である。センサは、抵抗器、例えば、表面実装要素を単に有するものであっても良い。電圧が測定され、電流に比例する。

振動センサは、本体の、又は本体内の機械的振動を測定する。該センサは、表面実装装置のような加速度計として実装することができ、このことは、主プリント回路基板に付加することができる小型で安価な部品である。幾つかの場合において、例えば、ユーザインタフェースが器具のピックアップ時に自動的に起動される器具において、斯かる加速度計は既に存在し、従って利用されることができる。基板上の位置が、検出される振動レベルに影響する。好適には、加速度計は、機能ユニットの振動が容易にピックアップされる位置に配置される。

コントローラ２０は、接続された機能要素、即ちこの場合にはシェーバヘッドに関連した出力信号を生成し、電流センサによって測定された少なくとも１つの電流パラメータの値及び振動センサによって測定された少なくとも１つの振動パラメータの値に依存する。

このように、パーソナルケア装置駆動ユニットは、振動感知及びモータ電流感知を使用して、種々の機能ユニットのうちの選択された１つに関連する出力を生成する。出力信号は、その出力信号が、その特定の機能ユニットに関連するものとして選択されるか、又はそれによって使用されるという点で、接続された機能ユニットに「関連付けられて」いる。振動検知と電流検知（機能ユニットから生じる電気的負荷を検出する）の両方を使用することで、複数の種々の機能ユニットを識別することができる。特に、幾つかのユニットは、回転運動を使用することができ、従って、僅かな量の振動しか誘発しない（又は誘発しない）。他の機能ユニットは、振動が誘導されるように、往復運動を使用しても良い。

図２は、パーソナルケア装置駆動ユニットの本体１５を、各々が本体に取り外し可能に接続され得る機能ユニットの関連するセットとともに示す。機能ユニットは、回転式シェービングユニット１２と、往復式精密ヘアトリマ３０と、回転式顔面用ブラッシングユニット３２と、往復式ひげスタイラ３４とを有する。それぞれは、本体の接続インタフェース１４と協働するための接続インタフェースを有する。この例は、（少なくとも）４つの種々の機能ユニットを有するヘアトリートメントパーソナルケアシステムの一例である。より一般的には、種々の機能ユニットのセットは、示される異なるタイプのうちの少なくとも２つを含み得る。

パーソナルケア装置駆動ユニットがスイッチオンされると、モータ速度は定常状態レベルに達するまで上昇する。この定常状態レベルに達する前は、電流及び加速度計の読取値は安定していない。十分に安定した信号は、例えば、２５０ｍｓと５００ｍｓとの間の遅延期間の後に得られ得る。従って、出力信号を決定するために使用される電流センサ及び加速度計信号は、例えば、スイッチオンから２５０ｍｓから５００ｍｓの期間の後に、例えば１秒間の最大遅延までに得られる。好適には、センサ信号の収集及び分析は、ユーザが機器を使用し始める前に行われる。

電流センサ信号は、ハードウェア及び／又はソフトウェアにおいてフィルタリングされても良い。ソフトウェアにおいては、平均電流は、遅延期間の後、例えば２５０ｍｓまでの時間ウィンドウの間に開始して決定される。

加速度計信号は、例えば１ｋＨｚ付近、例えば１６００Ｈｚでサンプリングすることができる。関心のある信号は、振動信号であり、ハンドルを動かすユーザの重力又は他のゆっくりとした動きによって引き起こされる加速度ではなく、従って、加速度計信号は、例えば約３０Ｈｚの下限カットオフ周波数を有する帯域通過ハイパスフィルタでフィルタリングされる。バンドパスフィルタ用の上限カットオフ周波数は、例えば２００Ｈｚ付近であっても良い。加速度計は、例えば、３軸装置である。

異なる機能ユニットは、異なる電流及び振動特性を有する。

図３に回転特性の一例を示す。モータ１６は、６０００ｒｐｍのロータ回転速度で示されている。出力歯車列は、モータの出力軸で２６４０ｒｐｍの回転速度を与える降圧ギヤ比２．２７３を有する。

各機能ユニットは異なる歯車列を有し、回転結合比を与える。シェービングユニット１２は、１．３２の降圧比を有し、２０００ｒｐｍの回転を与え、振動はない（又は最小限しかない）。精密トリマ３０は、２６４０ｒｐｍの往復運動を与える１．０の比を有し、対応する４４Ｈｚの周波数で強い振動信号を与える。回転ブラシ３２は、ステップダウン比が１１．５２であり、振動がない（又は最小限の振動しかない）２２９ｒｐｍの回転を与える。ひげスタイラユニット３４は、５５７３ｒｐｍの往復運動を与える０．４３７のステップダウン比を有し、対応する周波数９２．９Ｈｚで強い振動信号を与える。

この例では、２つの振動機能ユニットしかない。これらは、ひげスタイラと精密トリマである。シェービングユニットとブラシは回転システムである。それ故、それらの２つの機能ユニットからは振動周波数は期待されない。

モータ速度の制御にフィードフォワード制御を使用すると、目標速度に対して±１０％の偏差が期待できる。この偏差は、期待される振動周波数に直接反映される。このレベルの公差では、精密トリマ周波数は、３９．６Ｈｚ乃至４８．４Ｈｚの範囲内に存在し、ひげスタイラ周波数は、８３．６Ｈｚ乃至１０．２Ｈｚの範囲内に存在し得る。

図４は、ハンドルに接続されたひげスタイラに対して、加速度計のｘ軸信号（これが支配的な振動軸である）に対してＦＦＴ (高速フーリエ変換）を行って得られた周波数スペクトルを示す。

図４は、ひげスタイラ信号が予想される周波数ウィンドウ内に、振幅ピーク５０が存在することを示している。このことは、あごひげスタイラが装着されていなければならないことを示している。しかしながら、図４は、１００Ｈｚ付近（６０００ｒｐｍに相当）において、モータの不均衡によって生じる振幅スパイクも示している。この周波数は、ひげスタイラ信号と同じ一般的な周波数ウィンドウ内にある。場合によっては、不均衡周波数の振幅は、実際にシェービングユニットが取り付けられている間に、ひげスタイラがハンドルに取り付けられているように見えるほど十分に高くなり得る。このことは、誤分類をもたらす。

このモータの不均衡の問題は、図５において更に顕著である。周波数スペクトラムは、ここでもまた、ハンドルに取り付けられた精密トリマによる加速度計のｘ軸信号のＦＦＴに基づいて示される。

この場合、ハンドルに何が取り付けられているかは明らかではないが、それは、ひげスタイラの予想周波数ウィンドウと精密トリマの周波数ウィンドウの両方において、大きな振幅ピークが見られるからである。ピーク６０は精密トリマのウィンドウ内にあり、ピーク６２及び６４は共に、ひげスタイラ信号が期待される一般ウィンドウ内にある。ピーク６２は、精密トリマの第２高調波周波数である。例えば、ピーク６０は４３．５Ｈｚにあり、ピーク６２は８７Ｈｚにあり、第１高調波ピーク６０であるより低い振幅を有する。ピーク６４は、モータ不均衡ピークである。このことはまた、誤分類をもたらし得る。

堅固さの向上のために、モータは、フィードバック手法を使用して、速度をより正確に制御することができる。この目的のために、ディジタルアルゴリズム又はアナログシステムを使用してモータ速度を測定し、ディジタル又はアナログシステムを使用してフィードバック制御を使用してモータ速度を正確に制御する。

図６にとり得る速度フィードバック制御系の一例を示す。このことは、モータ自体によって生じる振動（例えば僅かな不均衡から）は、既知の振動パラメータを生じさせ、それから、接続された機能ユニットに関連しないものとしてフィルタリングされるか、又は無視され得ることを意味する。加えて、互いに近い周波数で振動する振動機能ユニットもまた、より好適に区別可能である。速度フィードバック制御システムは、例えば、目標駆動速度から１％未満の偏差でモータ速度を制御する。

所望のモータ速度７０が入力として提供される。該モータ速度が、フィードバック信号と比較され、その差がＰＩ（比例－積分）コントローラ７２に与えられる。制御出力は、モータ１６用の駆動信号Ｕｍである。モータ速度はエンコーダ７４によって検出され、エンコーダパルスはパルス／速度変換ユニット７６によってフィードバック速度信号に変換される。エンコーダによる検出は、実際に、モータ電流（即ち少なくとも１つの電流パラメータ）に基づいても良い。斯くして、モータ駆動電流は、モータ速度を導出するために使用することができ、それによって、追加のフィードバックセンサの必要性を回避することができる。

速度フィードバック制御システムは、高価な設計によってモータの固有のバランスを改善する必要性を回避する。斯かる設計はまた、モータフレームのような周囲の構成要素を含む必要がある。

モータ速度上の偏差を±１％に制御することにより、ひげスタイラの例の周波数ウィンドウは９１．９７Ｈｚ乃至９３．８３Ｈｚになるであろう。モータの目標速度が６０００ｒｐｍの場合、不均衡周波数は１００Ｈｚ（±１％）になる。その場合、不均衡周波数は、ひげスタイラに必要な検出ウィンドウから外れ、誤分類を回避することができる。

図７は、パーソナルケア装置駆動ユニットの結果として生じるコンポーネントを示す。
すでに上述したのは、モータ１６、電流センサ１８、振動センサ１９（即ち加速度計）及びコントローラ２０である。

図７は、コントローラ２０が、複数のデータセット４２を記憶するメモリ４０を有することを示す。複数のデータセットの各データセットは、種々の機能ユニットのセットのそれぞれ１つに関連付けられる。コントローラ２０は、測定された電流値及び振動値に依存して複数のデータセット４２からデータセットを選択し、次いで、選択されたデータセットに基づいて出力信号が生成される。

図７はまた、コントローラ２０がＰＩ制御アルゴリズム４４を含むことを示している。本図はまた、出力表示４６を示す。

コントローラ２０によって生成された出力信号は、モータ１６を制御するため、及び／又はディスプレイ４６を制御するために使用することができる。両方を図７に示す。もちろん、他の出力装置を使用しても良い。

好適な実装は、識別された機能ユニット、例えば好適なモータ速度、又は時間の経過に伴うモータ速度の変動の自動制御を有する。従って、一旦機能ユニットが特定されると、モータ速度を６０００ｒｐｍに維持するのではなく、時変モータ速度プロファイルを実装することが望まれる場合がある。

（例えば）６０００ｒｐｍでの初期動作は、任意の機能ユニットに安全に適用することができる一般的な動作モードであると考えることができる。従って、モータの初期動作は、デフォルトのモータ駆動特性でのものある。機能ユニットが特定されると、出力信号が生成される。このことは、例えば、特定の機能ユニットに特有の駆動スキームに関連し得る。

図８は、異なるハンドル（同じタイプの）を使用し、種々の機能ユニットを使用した一連の測定を示す。測定値は、フィードフォワード制御を使用して収集される。これにより、速度に約±１０％の偏差が生じる。従って、クラスタリングは、フィードバック速度制御が使用されるときに、更に良好になる。

ｘ軸は、測定された平均電流の自然対数をプロットする。ｙ軸は、Ｍａｘ１とＭａｘ２の自然対数をプロットする。Ｍａｘ１は、精密トリマ（ＰＴ）とノーズトリマ（ＮＴ）が期待される周波数ウィンドウに見られる最大振幅である。Ｍａｘ２は、ひげスタイラ（ＢＳ）が期待される周波数ウィンドウにおいて見出される最大振幅である。

領域８０はシェービングブラシ（ＢＲ）に関連し、領域８２はノーズトリマ（ＮＴ）に関連し、領域８４は精密トリマ（ＰＴ）に関連し、領域８６はシェービングユニットに関連し、領域８８はひげスタイラ（ＢＳ）に関連する。

一例では、機能ユニットのセットは、ブラシ、精密トリマ、シェービングユニット、及びひげスタイラを含む。斯かる場合、種々の機能ユニットのセットは、第１の機能ユニット（精密トリマ）及び第２の機能ユニット（バードスタイラ）を備え、各々は、往復運動を行うように構成された機能要素（例えばブレード）を備え、少なくとも、第３の機能ユニット（削りユニット）及び第４の機能ユニット（ブラシ）を備え、各々は、単一方向の回転運動を行うように構成された機能要素（例えばカッターディスク又は毛先）を有する。

このとき、第１及び第２の機能ユニットは、相互に異なる第１及び第２の事前定義された振動周波数の範囲内で、それぞれ、第１及び第２の事前定義された閾値を上回る最大振動振幅の本体内での発生に関連付けられる。従って、それらは、それら自身の特性振幅を有する異なる周波数で振動する。第３及び第４の機能ユニットは、それぞれ、少なくとも１つの現在のパラメータの互いに異なる第１及び第２の所定の範囲における少なくとも１つの現在のパラメータの値の発生に関連付けられる。従って、それらは駆動モータに対する特性負荷電流をもたらす。

斯かる場合には、第１及び第２の機能ユニットを識別するために、２つの周波数ウィンドウの１つに十分大きな振動振幅が見つかっているかどうかをチェックすれば十分である。斯くして、コントローラは、振動周波数の所定の範囲内で発生する最大振動振幅が所定の閾値を上回っているかどうかを判定する。斯くして、コントローラは、ある周波数帯域内の特性振幅を有する振動を特定しようとすることができる。

このようにして、コントローラは、第１のステップにおいて、第１又は第２の所定の振動周波数範囲内でそれぞれ発生する最大振動振幅が、第１又は第２の所定の閾値をそれぞれ上回る場合に、第１又は第２の機能ユニットに関連する出力信号を生成する。この例では、精密トリマが期待される周波数ウィンドウで必要な振幅に達した場合、機能ユニットは精密トリマであると考えられる。ひげスタイラが予想される周波数ウィンドウにあった場合は、機能ユニットはひげスタイラであると考えられる。

両方の周波数ウィンドウの振動振幅が十分に高くない場合（予想閾値より高くない場合）、ブラシ又はシェービングユニットが取り付けられていると考えられる。その場合、これらの２つは、平均電流レベルを見ることによって区別することができる。或る電流閾値より下ではブラシであると考えられ、この閾値より上ではシェービングユニットであると考えられる。

斯くして、コントローラは、第１のステップに続く第２のステップにおいて、少なくとも１つの現在のパラメータの値が、それぞれ、少なくとも１つの現在のパラメータの前記第１又は前記第２の所定の範囲内にあるときに、第３又は第４の機能ユニットに関連する制御信号を生成する。

機能ユニットが取り付けられているか否かを検出するため、単なるスイッチが用いられ得る。

図９は、この２段階アプローチをグラフで示す。

第１のステップは９０として示されている。振動振幅は、グラフに示すように、２つの周波数ウィンドウで測定される。第１の測定値は、精密トリマ（ＰＴ）が存在するかどうかを識別し、第２の測定値は、ひげスタイラ（ＢＳ）が存在するかどうかを識別する。

第２のステップは、ステップ９２として示されている。平均電流は、ブラシ（ＢＲ）とシェービングユニット（ＳＵ）とを区別するために使用される（また、図示されるように、任意にノーズトリマＮＴも区別されても良く、この場合には周波数決定だけでは十分でない）。

本発明は、シェービングシステム以外のパーソナルケアシステムに適用することができる。例えば、脱毛器システムのような他のヘアケアシステム、又は口腔ヘルスケアモジュラーシステムにも適用することができる。

開示された実施例に対する変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求された発明を実施する際に当業者によって理解され、実施されることができる。特許請求の範囲において、単語「有する（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a又はan）」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に列挙される幾つかのアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に、又はその一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体上に記憶／配布することができるが、インターネット又は他の有線もしくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で配布することもできる。用語「適合される（adapted to）」が特許請求の範囲又は説明において使用される場合、用語「構成される」は、用語「構成される（configured to）」と同等であることが意図されることに留意されたい。

特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (17)

1. パーソナルケア装置駆動ユニットであって、
   本体と、
   前記本体に配置されたモータと、
   前記本体上に配置され、種々の機能ユニットのセットのうち選択された１つの、前記本体への接続を可能とし、それにより、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの可動機能要素の、前記モータによる駆動を可能とするよう構成された、接続インタフェースと、
   前記モータを駆動する電流に関する少なくとも１つの電流パラメータを測定するための電流センサと、
   前記電流センサにより測定された前記少なくとも１つの電流パラメータの値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する出力信号を生成するよう構成された、コントローラと、
   を有するパーソナルケア装置駆動ユニットにおいて、
   前記パーソナルケア装置駆動ユニットは更に、前記本体に接続されたときに、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの駆動の間、前記本体の振動に関する少なくとも１つの振動パラメータを測定するための、前記本体に配置された振動センサを有し、
   前記コントローラは、前記電流センサにより測定された前記少なくとも１つの電流パラメータの値、及び前記振動センサにより測定された前記少なくとも１つの振動パラメータの値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する前記出力信号を生成するよう構成された
   ことを特徴とする、パーソナルケア装置駆動ユニット。
2. 前記コントローラは、複数のデータセットを保存するよう構成されたメモリを有し、
   前記複数のデータセットの各データセットは、前記種々の機能ユニットのセットのそれぞれ１つに関連し、
   前記コントローラは、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値、及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して、前記複数のデータセットからデータセットを選択し、前記出力信号が前記選択されたデータセットに関連するよう、前記出力信号を生成するよう構成された、
   請求項１に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
3. 前記モータの駆動速度を制御するよう構成された速度フィードバック制御システムを更に有する、請求項１又は２に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
4. 前記速度フィードバック制御システムは、目標駆動速度から１％未満の前記モータの駆動速度の逸脱に帰着する、前記モータの速度制御を実装するよう構成された、請求項３に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
5. 前記速度フィードバック制御システムは、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値からモータ速度フィードバック信号を生成するよう構成され、前記速度フィードバック制御システムは、前記モータ速度フィードバック信号と前記目標駆動速度との間の差を処理するためのＰＩコントローラを有する、請求項４に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
6. 前記コントローラは、
   デフォルトのモータ駆動特性により前記モータを起動させ、
   前記モータの起動から所定の時間の後に、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットの前記選択された１つに関連する前記出力信号を生成する
   よう構成された、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
7. 前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する前記出力信号は、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する所定のモータ駆動特性に関連する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
8. 前記振動センサは、加速度計を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
9. 前記少なくとも１つの振動パラメータは、振動周波数及び振動振幅の一方又は両方を有する、請求項８に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
10. 前記コントローラは、所定の範囲の振動周波数内で発生する最大の振動振幅が、所定の閾値を超えるか否かを決定するよう構成された、請求項９に記載のパーソナルケア装置駆動ユニット。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のパーソナルケア装置駆動ユニットと、それぞれが前記パーソナルケア装置駆動ユニットの前記本体の前記接続インタフェースに着脱可能に接続可能であり、それぞれが可動機能要素を有する、種々の機能ユニットのセットと、を有するパーソナルケアシステム。
12. 前記種々の機能ユニットのセットは、それぞれが往復運動を実行するよう構成された機能要素を有する、少なくとも第１の機能ユニット及び第２の機能ユニットと、それぞれが単一方向における回転運動を実行するよう構成された機能要素を有する、少なくとも第３の機能ユニット及び第４の機能ユニットと、を有し、
    前記第１及び第２の機能ユニットは、それぞれ相互に異なる第１及び第２の所定の振動周波数範囲における、それぞれ第１及び第２の所定の閾値を超える、最大の振動振幅の前記本体における発生に関連し、
    前記第３及び第４の機能ユニットは、それぞれ相互に異なる前記少なくとも１つの電流パラメータの第１及び第２の所定の範囲における、前記少なくとも１つの電流パラメータの値の発生に関連し、
    前記コントローラは、第１のステップにおいて、それぞれ前記第１又は第２の所定の振動周波数範囲内で発生する最大の振動振幅が、それぞれ前記第１又は第２の所定の閾値を超える場合に、前記第１又は第２の機能ユニットに関連する出力信号を生成するよう構成され、
    前記コントローラは、前記第１のステップに後続する第２のステップにおいて、前記少なくとも１つの電流パラメータの値が、それぞれ前記少なくとも１つの電流パラメータの第１又は第２の所定の範囲内である場合に、前記第３又は第４の機能ユニットに関連する出力信号を生成するよう構成された、
    請求項１１に記載のパーソナルケアシステム。
13. 前記種々の機能ユニットのセットは、少なくとも回転式シェービングユニット、往復式精密ヘアトリマ、回転式顔面ブラッシングユニット、及び往復式ひげスタイラを有する、請求項１２に記載のパーソナルケアシステム。
14. 前記種々の機能ユニットのセットは、シェービングユニット、顔面ブラッシングユニット、ひげスタイラ及び精密ヘアトリマのうちの少なくとも２つを有する、請求項１１に記載のパーソナルケアシステム。
15. パーソナルケアシステムの本体に接続された機能ユニットを制御する方法であって、前記パーソナルケアシステムは、前記本体と、前記本体に配置されたモータと、それぞれが前記本体に着脱可能に接続可能であり、それぞれが可動機能要素を有する、種々の機能ユニットのセットと、前記本体上に配置され、前記種々の機能ユニットのセットのうち選択された１つの前記本体への接続を可能とし、それにより前記可動機能要素の前記モータによる駆動を可能とするよう構成された、接続インタフェースと、を有し、前記方法は、
    前記モータを駆動する電流に関する少なくとも１つの電流パラメータを測定するステップと、
    前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値に依存して、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する出力機能を実行するステップと、
    を有する方法において、
    前記方法は更に、前記本体に接続されたときに、前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つの駆動の間、前記本体の振動に関する少なくとも１つの振動パラメータを測定するステップを有し、
    前記種々の機能ユニットのセットのうちの前記選択された１つに関連する前記出力機能は、前記少なくとも１つの電流パラメータの測定された値、及び前記少なくとも１つの振動パラメータの測定された値に依存して実行される
    ことを特徴とする、方法。
16. 目標駆動速度から１％未満の逸脱を伴って前記モータの駆動速度を制御するステップを更に有する、請求項１５に記載の方法。
17. パーソナルケア装置のコントローラに、請求項１５又は１６に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。

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