KR20180027431A - 치과 위생 모니터링을 위한 자기력계를 갖는 칫솔 시스템 - Google Patents

치과 위생 모니터링을 위한 자기력계를 갖는 칫솔 시스템 Download PDF

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KR20180027431A
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Abstract

센서들을 갖는 칫솔 및 베이스 스테이션을 포함하는 칫솔질 모니터링 시스템이 개시된다. 센서들은 칫솔질의 품질, 양 및 위치에 관련한 데이터를 레코딩하고 시스템은 칫솔질의 품질에 관한 피드백을 제공하기 위해 데이터를 분석할 수 있다. 이 피드백은 유저들의 칫솔질 습관들을 증가시키기 위해 유저들에게 동기 부여를 제공하고, 플라크, 충치 및 치은염에 축소로 이어진다.

Description

치과 위생 모니터링을 위한 자기력계를 갖는 칫솔 시스템
본 발명은 칫솔질(tooth brushing) 활동들을 위한 모니터링하기 위한 방법들 및 디바이스들에 관한 것이다.
CDC에 따라, 비록 방지가능하지만, 충치는 6 - 11 나이의 아이들 (25%) 및 12 내지 19 살의 청소년(59%)의 가장 흔한 만성적인 질병이다. 또한 35 내지 44 나이의 성인들의 28%가 치료받지 않은 충치를 갖는다. 치아에 성장한 박테리아 생물막 소위 플라크(plaque)는 충치 및 치은염의 한 원인이 된다. 그러나, 플라크는 적어도 하루에 한번 2 분동안, 바람직하게는 하루에 두번 칫솔질 함으로써 제거될 수 있고 따라서 충치를 방지하거나 완화할 수 있다. Atlin T 및 Horecker E., “Tooth Brushing and Oral Health: How Frequently and When Should Tooth Brushing be Performed” Oral Health & Prevention Dentistry, 2005 3 (3): 135-140. 추가적으로, 연구는 아이들은 지속적으로 칫솔질동안에 동일한 구역들을 빠드리고 이는 어떤 치아에 플라크의 고립된 빌드업(buildup)들로 이어진다는 것을 보여준다. 따라서, 칫솔질의 시간의 길이보다 더 중요한 것은, 칫솔질의 유효성이다. 추가적으로, 치과 건강 교육은 단지 일반적으로 플라크 축적에 관한 작고 일시적인 효과만을 갖는 것을 보여주었다. Atlin T 및 Horecker E., “Tooth Brushing and Oral Health: How Frequently and When Should Tooth Brushing be Performed”” Oral Health & Prevention Dentistry, 2005 3 (3): 135-140. 더욱이, 많은 치약들은 플루오라이드(fluoride)를 통합하여 공동 형성을 막기 위해 치아 에나멜(tooth enamel)의 재성장을 촉진시킨다. 미국 치과 연합회에 의하면, 칫솔질의 준수는 매우 낮다. 예를 들어, 단지 남자의 49% 및 여자의 57%만이 하루에 두번 그들의 치아를 닦는다.
따라서, 칫솔질 부족으로부터의 공동들, 치주염, 및 다른 치과적 합병증을 줄이기 위해서 치과 추천 체계에 따른 칫솔질의 유저의 준수를 증가시킬 수 있는 치과 시스템에 대한 요구가 존재한다. 본 발명은 준수를 증가시키기 위해서 유저에게 피드백 및 다른 장려책을 전자적으로 제공하고 칫솔 사용을 모니터링하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
상기 시스템은 칫솔질 활동들의 레코딩 및 해당 활동들의 분석을 허용한다. 그것은 상기 칫솔 시스템의 유저를 위한 피드백 및 장려책을 제공하는 서비스의 신설을 허용한다. 상기 칫솔은 그것의 사용 동안에 센서들을 통하여 칫솔질 데이터를 레코딩한다. 일부 실시예들에서, 상기 데이터는 분석되고 기준 데이터(reference data)에 비교된다. 피드백 출력 디바이스를 통하여, 상기 유저는 상기 시스템의 사용에 대한 충고 및 추천된 사용 레짐(usage regime)에 따른 준수를 증가시키도록 디자인된 다른 피드백 및 장려책를 수신한다. 예를 들어, 상기 시스템은 상기 위생 디바이스의 사용에 대한 동기 부여를 증가시키기 위해 게임화 프로세스를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 발명은 예를 들어 디스플레이 스크린 부품을 갖는 모바일 텔레통신 디바이스와의 무선 통합에 의해 그의/그녀의 칫솔질 실천에 대하여 유저에게 알림으로써 칫솔 사용에 대한 새로운 방법에 관한 것이다. 상기 전기 칫솔은 또한 그런 다음 클라우드 서버들상에서 또는 모바일 디바이스에 무선으로 분석을 위해 네트워크에 데이터를 발송할 수 있는 베이스 스테이션에 무선으로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 모바일 텔레통신 디바이스는 이동 전화, 텔레통신 수단들을 갖는 마이크로컴퓨터, 텔레통신 수단들을 갖는 태블릿 컴퓨터일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 데이터는 무선으로 상기 베이스 스테이션에 발송될 수 있고 그런 다음 모바일 및 비-모바일 컴퓨팅 디바이스들 양쪽을 포함하는 컴퓨팅 디바이스들에 의해 차후 액세스를 위해 서버들에 업로딩될 수 있다.
칫솔 시스템은 센서들을 갖는 칫솔 및 베이스 스테이션을 포함할 수 있고, 상기 베이스 스테이션은 칫솔이 유저에 의해 핸들링되지 않을 때 상기 칫솔을 물리적으로 지지한다. 상기 전자 칫솔은 (a) 신호 프로세싱 회로부, (b) 메모리, (c) 상기 칫솔과 베이스 스테이션 사이에서 데이터를 상호 교환하기 위한 베이스 스테이션 인터페이스, (d) 재충전이 가능한 배터리 또는 커패시터를 포함할 수 있는 파워 서플라이 회로, 및 (e) 제어기를 포함할 수 있다. 상기 베이스 스테이션은 포함할 수 있다 (a) 상기 인터넷 또는 다른 네트워크와 상기 베이스 스테이션 사이에서 데이터를 상호 교환하기 위한 네트워크 인터페이스, 및 (b) 옵션으로 또한 상기 칫솔내 자기력계 센서와 관련하여 자기 송신기로서 역할을 할 수 있는 상기 칫솔의 재충전이 가능한 배터리를 재충전하기 위한 재충전 회로를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 시스템은 베이스 스테이션을 포함하지 않을 수 있고 신호들은 무선으로 직접 이동 전화 또는 다른 무선 단말에 발송될 수 있다.
전기적 구성
상기 칫솔의 제어기는 상기 센서들로부터 상기 베이스 스테이션으로 상기 프로세스된 신호들의 전송을 위해 상기 칫솔과 상기 베이스 스테이션 및/또는 모바일 디바이스간의 데이터 교환을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 칫솔 시스템 (100)은 상기 센서들로부터 신호들의 프로세싱을 위한 신호 컨디셔닝 회로들, 상기 센서들로부터 상기 프로세스된 신호들의 저장을 위한 메모리, 상기 칫솔과 상기 베이스 스테이션간의 정보 교환을 허용하기 위한 칫솔 인터페이싱 회로, 상기 배터리 및/또는 커패시터 유형의 재충전이 가능한 전기 소스를 포함하여 상기 칫솔의 회로들 및 센서들에 파워를 공급하기 위한 칫솔 파워 서플라이 회로, 및 상기 칫솔 전자 기기들의 동작을 제어하기 위한 제어기 회로를 포함할 수 있다.
상기 베이스 스테이션은 이하의 회로들: 네트워크와 데이터를 상호 교환하기 위한 데이터 교환 회로, 상기 칫솔과 정보를 교환하도록 적응된 베이스 스테이션 인터페이싱 회로, 파워가 상기 베이스 스테이션에 수신된 때 상기 칫솔의 재충전이 가능한 전기 소스를 재충전하기 위한 그리고 상기 베이스 스테이션 회로들에 파워를 공급하기 위한 베이스 스테이션 파워 서플라이 회로를 포함할 수 있다. 상기 베이스 스테이션은 또한 상기 파워 서플라이 또는 재충전 회로일 수 있는 자기장 송신기를 포함할 수 있거나, 또는 별개의 자기장 송신기일 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 칫솔을 사용하는 유저의 감지시에 상기 센서들로부터 상기 프로세스된 신호들을 메모리에 저장하고, 상기 칫솔이 상기 베이스 스테이션에 수용된 때, 상기 네트워크를 통하여 상기 칫솔의 그리고 상기 베이스 스테이션의 인터페이싱 회로들을 통하여 상기 센서들로부터 저장된 신호들을 전송하도록 상기 베이스 스테이션의 데이터 교환 회로를 명령하도록 구성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 센서들로부터의 미가공(raw) 데이터는 상기 베이스 스테이션에서 프로세싱을 위해 또는 어디 다른곳에서 프로세싱을 위해 상기 데이터 교환 회로를 통하여 발송 및 저장될 수 있다.
물리적 디자인
일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 칫솔질 동안에 칫솔 헤드를 진동시키기 위한 전자 모터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 강모들을 포함하는 칫솔의 헤드는, 상기 칫솔의 핸들 또는 바디에 착탈 가능하게 연결가능할 수 있고, 다수의 헤드들의 호환을 위해 구성될 수 있다. 상기 칫솔은 방수(waterproof)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 베이스 스테이션은 단지 하나, 둘, 세개, 네개 또는 다섯개, 또는 추가의 수의 칫솔들을 물리적으로 수용하도록 구성될 수 있다.
센서들
상기 칫솔의 센서들은 : i) 압력 센서 (10) 모션 센서들 (11), 또는 ii) 상기 칫솔의 칫솔질 활동들을 측정하는 것이 가능한 임의의 다른 유형(들)의 센서들, 예컨대 가속도계 또는 관성 센서 중 하나 이상일 수 있다. 이것은 가속도계들, 자기력계들, 및 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 적어도 압력 센서 및 적어도 하나의 가속도 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 센서들로부터의 상기 프로세스된 신호들은 상기 베이스 스테이션을 통하여 네트워크를 통하여 상기 서버로 전송된다. 추가적으로, 상기 센서들로부터의 프로세스된 신호들은 상기 모바일 디바이스를 통하여 네트워크를 통하여 상기 서버로 전송된다.
컴퓨팅 디바이스
일부 실시예들에서 상기 모바일 텔레통신 디바이스는 이동 전화, 텔레통신 수단들을 갖는 마이크로컴퓨터, 텔레통신 수단들을 갖는 태블릿 컴퓨터, 또는 칫솔질 활동에 관련된 정보를 디스플레를 하기 위한 디스플레이 수단들을 갖고 상기 글로벌 네트워크에 연결하기 위한 그릭 상기 글로벌 네트워크와 통신하기 위한 회로들을 갖는 임의의 다른 수단들이다. 예를 들어, 상기 모바일 디바이스는 전형적으로 이동 전화일 수 있지만, 그러나 또한 다른 휴대용 모바일 PDA 디바이스 유형들 ("PDA") 또는 그렇지 않으면, 라디오 통신의 성능을 갖거나 또는, 심지어, 텔레통신 수단들을 갖는 마이크로컴퓨터 랩탑 또는 데스크탑, 텔레통신 수단들을 갖는 태블릿 컴퓨터로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 신호들은 클라우드 서버들을 통하여 상기 데이터를 액세스하는 정적인 컴퓨팅가능한 디바이스상에서 볼 수 있다.
신호 프로세싱
상기 칫솔의 제어기는 상기 센서들로부터의 프로세싱된 신호들을 메모리에 저장하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 제어기는 대신에 베이스 스테이션 또는 상기 미가공 센서 데이터가 프로세싱될 수 있는 상기 시스템의 다른 컴포넌트에 발송하기 위해 미가공 데이터를 상기 센서들로부터 상기 메모리에 저장할 수 있다. 상기 제어기는 상기 시스템내 상기 제어기 또는 다른 프로세서가 유저가 칫솔질을 개시했는지를 결정한 후에 신호들의 취득, 프로세싱, 및 저장을 조절한다. 다른 실시예들에서, 상기 제어기는 어디 다른곳에서 프로세싱을 위해 미가공 데이터의 저장 및 발송을 조절할 수 있다. 그런다음 상기 제어기는 추가 프로세싱 또는 최초 프로세싱, 디스플레이, 또는 분석을 위하여 상기 저장된 신호들을 무선으로 상기 베이스 스테이션로 또는 상기 컴퓨팅 디바이스로 발송하도록 구성될 수 있다.
신호 프로세싱은 필터링, 증폭, 변환, 아날로그로부터 디지털로 신호 변환, 디지털 필터링, 디지털 데이터 압축, 디지털 데이터 감소, 디지털 데이터 계산, 및 디지털 데이터 변환을 포함할 수 있다. 이것은 네트워크에 의해 상기 시스템 및 다른 위치들에 링크된 상기 칫솔, 상기 베이스 스테이션, 관련된 이동 전화 서버를 포함하는 상기 시스템의 몇몇의 상이한 측면들에서 수행될 수 있다.
데이터 프로토콜들 및 전송
일부 실시예들에서, 상기 칫솔 인터페이스 회로 및 상기 베이스 스테이션 인터페이스 회로는 무선 회로들, 예를 들어: 와이파이®, 블루투스®, GSM/UMTS 및 파생물들이다. 일부 실시예들에서, 상기 베이스 스테이션의 데이터 교환 회로는 무선 프로토콜, 예를 들어: 와이파이®, 블루투스®, GSM 또는 다른 것들을 사용한다. 일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 모바일 디바이스과 상기 칫솔의 페어링(pairing)을 허용하기 위한 고유 식별자를 가질 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 칫솔 인터페이스 회로 및 상기 베이스 스테이션 인터페이스 회로는 유선 연결들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 네트워크에 대한 데이터 교환 회로 연결은 유선이다. 식별 데이터는 상기 네트워크를 통하여 발송되는 상기 센서들로부터 저장된 신호들을 포함하는데이터 패킷들에 통합될 수 있다. 상기 식별은 상기 칫솔 또는 헤드의 시리얼 아이덴티티 번호, 상기 베이스 스테이션의 시리얼 아이덴티티 번호, 또는 상기 베이스 스테이션의 네트워크 어드레스를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 측정 단계동안에 획득된 칫솔질 모니터링 데이터는 칫솔 내부의 클럭으로부터의 데이터를 이용하여 타임-스탬프(time-stamp)될 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 네트워크는 적어도 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN)를 포함하고 통신 단계동안에, 상기 칫솔은 데이터를 상기 WLAN를 통하여 상기 모바일 디바이스로 송신한다. 상기 WLAN은 상기 와이파이 또는 블루투스 프로토콜들로부터 선택된 통신 프로토콜에 따라 동작할 수 있다. 모바일 또는 다른 컴퓨팅 디바이스는 또한 상기 로컬 무선 로컬 영역 네트워크와 통신할 수 있고 통신 단계에서, 상기 칫솔은 상기 무선 LAN을 통하여 상기 모바일 디바이스에 상기 데이터를 송신한다
상기 LAN은 적어도 상기 칫솔과 통신하는 서버를 포함할 수 있고, 통신 단계에서, 상기 칫솔은 상기 서버를 써서 상기 모바일 디바이스 에 상기 데이터를 송신할 수 있다. 상기 텔레통신 네트워크는 추가로 별개의 원격 무선 LAN들의 네트워크를 더 포함할 수 있고, 상기 서버는 상기 원격 네트워크를 통하여 적어도 하나의 서버와 통신하고, 상기 모바일 디바이스는 또한 상기 원격 네트워크를 통하여 상기 서버와 통신한다.
상기 인터페이싱 회로들을 통한 상기 칫솔과 상기 베이스 스테이션 사이에서 교환되는 정보는 데이터 또는 명령어들을 포함할 수 있고, 상기 데이터는 상기 센서들로부터의 저장된, 프로세스된 신호들 또는 상기 센서들로부터의 미가공 데이터를 포함한다. 정보는 요구될 때 상기 칫솔로부터 상기 베이스 스테이션로 그리고, 반대로, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 칫솔로 송신될 수 있다. 상기 데이터 는 또한 상기 칫솔에 의해 저장 및/또는 실행하기 위한 프로그램 또는 소프트웨어 업데이트일 수 있다. 예를 들어, 업데이트들 및 새로운 펌웨어는 무선으로 상기 칫솔 상에 다운로드 및 인스톨될 수 있다.
데이터의 클라우드 서버 또는 로컬 네트워크 프로세싱
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 서버를 포함하고 상기 센서들로부터 저장된, 프로세스된 신호들 또는 상기 센서들로부터 미가공 데이터는 상기 네트워크를 통하여 상기 서버로 전송되고, 상기 서버는 상기 전송 프로세스된 신호들을 저장하기 위한 수단들을 포함하고 그리고 프로그램 또는 소프트웨어 명령들의 제어하에 있는 컴퓨터 컴포넌트들을 포함한다. 상기 프로그램은 상기 전송의 말단에서, 상기 서버에 전송된 상기 칫솔상에 저장된 신호들을 삭제하기 위해 상기 네트워크를 통하여 상기 칫솔에 삭제 명령어를 발송하도록 구성된 명령들을 갖는다. 상기 서버는 상기 원격 네트워크의 및/또는 상기 모바일 디바이스의 지오로케이션 성능들을 이용하여 상기 칫솔의 위치를 또한 결정할 수 있다.
상기 서버는 상기 연속 전송되어 저장된 이력 및 상기 칫솔 센서들로부터 프로세스된 신호들 및/또는 상기 센서들로부터 미가공 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 상기 서버의 컴퓨터 컴포넌트들을 제어하기 위한 프로그램은 상기 저장된 및 프로세스된 신호들을 분석 및 비교하기 위한 및 상기 분석 및 비교로부터의 계산 결과들을 제공하기 위한 소프트웨어 명령들을 포함한다. 상기 상기 서버의 컴퓨터 컴포넌트들을 제어하기 위한 프로그램은 인터넷 페이지 또는 다른 다양한 방법들을 통하여 상기 서버를 액세함으로써 모바일 또는 정지(stationary) 디바이스를 포함하여 여러 가지 컴퓨팅 디바이스들에 이용 가능한 분석의 결과들을 만들기 위한 명령들을 포함할 수 있다. 상기 서버로부터의 컴퓨터 분석은 네트워크 링크 (35)를 통하여 컴퓨팅 디바이스로 직접 전송되거나 또는 다운로드될 수 있고, 이는 전용 통신 장비 POA 링크 (34)를 통하여 상기 베이스 스테이션으로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 서버로부터의 계산 결과들은 네트워크를 통하여 전용 통신 장비 POA를 통하여 상기 모바일 디바이스로 전송되고, 그런 다음 링크들 (33, 31, 및32)를 통하여 상기 베이스 스테이션 및/또는 상기 칫솔에 전송된다. 상기 칫솔이 동작상태에 있고 상기 서버와 통신할 때, 상기 서버는 상기 칫솔에서 사용되고 및/또는 운용하는 상기 소프트웨어 및/또는 상기 파라미터들을 업데이트할 수 있다. 유사하게, 상기 서버는 상기 모바일 디바이스상에서 운용하고 상기 칫솔과 관련된 애플리케이션 또는 파라미터들을 업데이트할 수 있다.
유저 프로파일
상기 시스템은 상기 칫솔질 활동 에 관련된 저장된 유저 프로파일을 포함할 수 있고 그것의 관련된 데이터는 상기 유저의 나이, 사이즈 및 성별을 포함한다. 칫솔질 활동들 모니터링 단계 동안에 또는 그 후에, 상기 칫솔, 모바일 디바이스, 또는 서버는 자동으로 과거 데이터의 그리고 상기 유저 프로파일에 의존하여 적어도 하나의 미리 결정된 규칙을 사용하여 적어도 하나의 유저 프로파일을 상기 유저와 매칭시키도록 한다. 만약 상기 유저가 상기 칫솔의 정식 유저가 아니면, 상기 유저는 상기 모바일 디바이스상에 게스트로서 그/그녀를 식별한다.
유저 식별의 단계에서, 특정 유저는 상기 유저인 것으로 추정되고 상기 칫솔과 연관될 수 있다. 만약 소정의 칫솔에 대하여 다수의 유저들이 사용하고 있다면, 유저를 적어도 상기 칫솔에 칫솔질 활동 및 어쩌면 상기 모바일 디바이스에 및/또는 상기 서버에 연관시키기 적어도 마지막 두개의 것들에 대한 기준 목적을 위해서.
데이터 출력
일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 상기 모바일 또는 다른 컴퓨팅 디바이스에 실시간으로 데이터를 송신하고, 상기 디스플레이 단계에서, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 데이터에 관련된 정보, 예를 들어 진행중인 칫솔질 에피소드에 대한 유저의 순간적인 과정(progress)을 상기 스크린상에 실시간으로 디스플레이한다.
캘리브레이션 / 초기화(calibration/initialization)
일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 공장에서, 유저에 의해 또는 둘모두에 의해 캘리브레이트될 수 있다. 만약 캘리브레이션 단계는 상기 유저에 의해 수행되며, 상기 유저는 예를 들어, 상기 모바일 디바이스의 디스플레이에 의해 주어진 정보에 의해 이 프로세스로 가이드될 수 있다.
초기화의 단계에서, 상기 시스템은 상기 희망하는 로컬 무선 네트워크 또는 모바일 디바이스의 선택을 허용할 수 있다. 이것은 자동으로 또는 유저의 도움으로 이루어질 수 있고, 이들 동작들은 엘리먼트들간에 통신하는 시스템의 엘리먼트 사이의 네트워크 페어링(network pairing)에 해당한다. 일부 실시예들에서, 상기 칫솔은 적어도 압력 센서, 적어도 하나의 가속도 센서, 상기 센서들로부터 신호들의 프로세싱을 위한 신호 컨디셔닝 회로들, 상기 센서들로부터 상기 프로세스된 신호들의 저장을 위한 메모리 회로, 상기 칫솔과 상기 베이스 스테이션간의 정보 전송을 허용하기 위한 칫솔 인터페이싱 회로, 상기 칫솔의 회로들 및 센서들에 파워를 공급하기 위한 칫솔 파워 서플라이 회로, 상기 칫솔 파워 파워 서플라이는 상기 배터리 및/또는 커패시터 유형의 재충전이 가능한 전기 소스를 포함하고, 및 상기 칫솔 회로들의 동작을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어 회로는 상기 칫솔을 사용하는 유저의 감지시에 상기 센서들로부터 상기 프로세스된 신호들을 메모리에 저장하고, 상기 칫솔이 상기 베이스 스테이션에 수용된 때, 상기 네트워크를 통하여 상기 칫솔의 그리고 상기 베이스 스테이션의 인터페이싱 회로들을 통하여 상기 센서들로부터 저장되고 프로세스된 신호들의 전송을 위해 상기 베이스 스테이션의 데이터 교환 회로를 명령하도록 구성하도록 구성된다.
본 발명에 따른, 상기 베이스 스테이션은 네트워크와 데이터 교환 회로, 본 발명에 따른 상기 칫솔과 정보를 교환하도록 적응된 베이스 스테이션 인터페이싱 회로, 파워가 상기 베이스 스테이션에 수신된 때 상기 칫솔의 재충전이 가능한 전기 소스를 재충전하기 위한 그리고 상기 베이스 스테이션 회로들에 파워를 공급하기 위한 베이스 스테이션 파워 서플라이 회로를 포함한다.
이 동일한 발명의 다른 시점으로부터, 본 발명은 시스템 및 또한 칫솔질 활동들을 모니터링하기 위해 상기 시스템을 사용하는 방법을 제공하고, 디스플레이 및 정보 엔트리 수단들을 갖는 모바일 통신 디바이스와 통신을 허용하고, 상기 칫솔 및 상기 모바일 디바이스는 텔레통신 네트워크를 갖는 라디오에 의해 둘 모두 통신하고, 상기 텔레통신 네트워크는 적어도 상기 모바일 디바이스를 적어도 하나의 추가 텔레통신 디바이스와 통신을 이루도록 적응되고, 상기 방법은 이하의 단계들을 포함한다 : (a) 상기 칫솔이 적어도 상기 유저의 칫솔질 활동을 나타내는 적어도 하나의 측정을 수행하는 적어도 하나의 칫솔질 활동 모니터링 단계, (b) 이하의 동안에 양방향 통신 중 적어도 하나의 스테이지 : i) 유저가 상기 모바일 디바이스에 정보를 입력하고, 및 상기 모바일 디바이스는 상기 텔레통신 네트워크를 통하여 상기 칫솔에 상기 정보를 송신하고, 및 ii) 상기 칫솔은 상기 모바일 디바이스에, 상기 텔레통신 네트워크를 통하여 상기 칫솔질 활동 모니터링 측정에 따른 데이터를 송신하고, 및 (c) 상기 모바일 디바이스가 상기 통신 단계에서 송신된 칫솔질 활동 모니터링 데이터에 기초하여 그것의 스크린 정보상에 디스프레이하는 적어도 디스플레이 또는 피드백 단계. 상기 디스플레이된 정보는 상기 송신된 데이터에 기초하여 수행된 계산의 출력을 나타낼 수 있고, 상기 계산은 상기 모바일 디바이스에서 또는 서버에서 수행된다.
본 개시는 유저가 그들의 치아를 칫솔질 하도록 동기 부여 및/또는 사용을 개선시키는 서비스 및 산물을 제공한다. 피드백은 상기 시스템과 링크된 출력 디바이스를 통하여 제공된다. 상기 시스템은 유저의 칫솔질 활동들을 모니터링하는 센서들을 포함하는 칫솔을 제공하고 상기 유저에 칫솔질과 관련된 피드백을 제공한다. 일부 실시예들에서, 서버는 상기 칫솔질의 품질(quality) 및 다른 분석에 관련된 출력 데이터를 제공하기 위해서 상기 센서들로부터 수신된 데이터를 사용 및 프로세스하는 애플리케이션들을 제공할 수 있다. 마지막으로, 상기 서버상에서 운용하는 애플리케이션들은 상기 유저에게 피드백을 제공하기 위해 이 출력 데이터를 프로세스할 수 있고 유저의 치아 칫솔질하는 동기부여를 증가시키는 놀이식의/게임같은 차원을 제공한다.
본 발명은 이제 예시화된 실시예 및 이하의 도면들에 관련하여 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 시스템의 개략도이고, 및
도 2 는 시스템의 베이스 스테이션(base station) 및 칫솔의 도시적인 뷰이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 칫솔 및 헤드의 사시도이다.
도 3b는 헤드 인터페이스에 부착될 수 있는 교체가능한 헤드들 및 칫솔 핸들의 사시도이다.
도 4 는 칫솔질 데이터를 레코딩하고 피드백을 유저에게 제공하기 위해 본 발명에서 사용되는 프로세스의 일 실시예를 예시하는 플로우 차트이다.
도 5 는 시스템에 의해 생성되고 검출된 자기장들의 다이어그램이다.
본 발명의 다양한 예제들이 이제 설명될 것이다. 이하의 설명은 이들 예제들의 설명을 가능하게 하고 철저한 이해를 위해 특정 세부사항들을 제공한다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 그러나, 본 발명이 많은 이들 세부사항들 없이 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 또한 본 발명은 본 출원에 상세하게 설명되지 않은 많은 다른 명백한 특징들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가적으로, 관련 설명을 불필요하게 애매하게 하는 것을 피하기 위하여 일부 주지의 구조들 또는 기능들은 이하에 상세하게 설명되거나 또는 도시되지 않을 수 있다.
이하에 사용되는 용어는 설사 그것이 본 발명의 어떤 특정 예들의 상세한 설명과 함께 사용된다 할지라도 그것의 가장넓은 적정한 방식으로 해석되어야 한다. 실제로, 어떤 용어들은 아래에 훨씬 강조될 수 있지만; 그러나, 임의의 제한된 방식으로 해석되도록 의도된 임의의 용어는 이 상세한 설명 섹션에서와 같이 명백하게 그리고 구체적으로 정의될 것이다.
내용의 특정 구현예들이 설명된다. 다른 실시예들은 이하의 청구항들의 범위내에 있다. 일부 경우들에서, 청구항들에 열거된 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고 또한 바람직한 결과들을 달성할 수 있다. 추가하여, 첨부 도면들에 도시된 프로세스들은 바람직한 결과들을 달성하기 위해서 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 반드시 필요로 하지 않는다..
이 명세서는 많은 특정 구현예 세부사항들을 포함하지만, 이들은 임의의 발명들 또는 청구될 수 있는 것의 범위에 제한들로서 해석되지 않아야 하고, 오히려 특정 발명들의 특정 구현예들을 구체화할 수 있는 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 별개의 구현예들의 상황하에서 본 명세서에 설명된 어떤 특징들은 단일 구현예에 조합으로 또한 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현예의 상황하에서 설명된 다양한 특징들은 다수의 구현예들로 분리하여 또는 임의의 적절한 서브조합으로 또한 구현될 수 있다. 게다가, 비록 특징들은 어떤 조합들로 동작하는 것으로 그리고 심지어 처음에 청구된 것과 같이 상기에서 설명될 수 있지만, 청구된 조합으로부터 하나 이상의 특징들은 일부 경우들에서 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변형에 관한 것일 수 있다.
유사하게, 동작들이 도면들에서 특정 순서로 묘사될 수 있지만, 이것은 바람직한 결과들을 달성하기 위해서 이런 동작들은 도시된 특정순서로 또는 순차적인 순서로 수행될 수 있거나, 또는 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 특정 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유익할 수 있다. 게다가, 실시예들 상기에서 설명된 구현예들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현예들에서 이런 분리가 필요한 것으로 이해되지 않아야 하고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합될 수 있거나 또는 다수의 소프트웨어 제품들로 패키지될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
도 1 은 센서들이 구비된 칫솔(1), 칫솔 (1) 충전 및 수신을 위한 베이스 스테이션 (2), 데이터를 무선으로 수신하고/발송하는 모바일 디바이스 (30), 전용 무선 링크 POA (8), 서버 (4) 및 시스템 (100)의 다른 다양한 컴포넌트들 사이에서 또는 서버로부터의 정보를 전송하기 위한 네트워크 (3)를 포함하는 개시된 칫솔 모니터링 및 피드백 시스템 (100)의 개요를 예시한다.
데이터 통신
칫솔 (1)은 안테나 (5) 및 라디오 링크 (31)를 통한 베이스 스테이션 (2)의 트랜시버 수단들과 호환 가능한 상보적인 안테나 (5)에 라디오 통신을 위한 트랜시버 수단들을 갖는다. 라디오-통신 링크 (31)는 예를 들어 와이파이 또는 GSM 또는 블루투스 또는 그것들의 파생물들 또는 다른 전용 프로토콜들일 수 있다.
다른 실시예에서, 안테나들 및 트랜시버 수단들은 칫솔 (1)과 베이스 스테이션 (2) 사이의 정보의 교환을 허용하기 위해 유선 연결들 또는 커넥터들에 의해 완성되거가 또는 대체된다. 유선 커넥터들은 또한 칫솔의 재충전이 가능한 전기 소스의 재충 전을 위해 베이스 스테이션으로부터 칫솔로 전기 전력 서플라이를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 베이스 스테이션으로부터 칫솔로의 전기 전력 서플라이는 전자기 유도 회로부와 함께 제공된다.
베이스 스테이션 (2)은 파워 코드를 통하여 전력공급될 수 있다. 베이스 스테이션 (2)은 대안적으로 파워 서플라이 그리드(grid)에 의해 전력 공급되는 배터리 충전기로 때때로 충전되는 재충전이 가능한 배터리에 의해 전력 공급될 수 있다. 베이스 스테이션 (2)은 칫솔이 유저에 의해 사용되지 않을 때 칫솔을 물리적으로 지지하고 보관하기 위한 수신 슬롯을 가진다.
베이스 스테이션 (2)은 네트워크 (3), 예를 들어 인터넷과 데이터를 통신하기 위한 데이터 교환 회로를 포함한다. 데이터는 도 1에 예시된 바와 같이, 네트워크 (3)에 연결된 전용 통신 장비 (8) 또는 POA의 안테나 (5) 및 베이스 스테이션 (2)의 안테나 (5)와 라디오-통신 링크 (31)를 이용하여 전송될 수 있다. 다른 실시예들에서, 베이스 스테이션 (2)과 네트워크 (3) 사이의 데이터 전송은 유선 링크, 예를 들어 ADSL를 통하여 수행된다.
칫솔 (1)의 안테나 (5) 및 트랜시버 수단들은 또한 라디오 링크 (31)를 통하여 모바일 디바이스 (30)의 라디오 통신 수단들과 호환 가능하다. 라디오-통신 링크 (31)는 예를 들어 와이파이 또는 GSM 또는 블루투스 또는 그것들의 파생물들 또는 다른 적절한 프로토콜들이다. 일부 실시예들에서, 라디오 링크들 (31)는 숏 레인지(short range), 로컬, 라디오 통신 링크들 또는 라디오 링크 (35) 예컨대 셀룰러 또는 다른 이동 전화 시스템들 (예를 들어, GSM 및 파생물들)에서 사용되는 것들이다.
모바일 디바이스 (30)는 또한 그것의 라디오 통신 회로들을 통하여, 네트워크 (3)상에 전용 통신 장비 (8) 또는 POA을 통하여 라디오 링크 (31)상에서 데이터를 교환할 수 있다. 추가하여 또는 대안적으로, 모바일 디바이스 (30)는 네트워크 (3)상에 직접 라디오 링크 (35)상에서 데이터를 교환하는 것이 가능하다.
서버 (4)는 임의의 적절한 수단들에 의해 네트워크 (3)에 연결된다. 서버 (4)는 예를 들어 컴퓨팅 네트워크에 “클라우드”상에서 컴퓨터의 동작들 및 저장이 가능한 컴퓨터 디바이스들을 포함하도록 광범위하게 정의된다. 서버 (4)는 스토리지 디바이스들, 예를 들어 메모리, 하드 디스크 드라이브들, 플래시 메모리, 또는 다른 스토리지 디바이스들을 포함할 수 있고 프로그램의 제어하에 컴퓨터 수단들을 포함한다. 데이터의 전송을 위해, 칫솔 제어 회로는 네트워크 (3)의 미리 결정된 서버 (4) 어드레스를 사용한다. 이 미리 결정된 어드레스는 처음에 칫솔 (1)에 저장될 수 있고 및/또는 네트워크 (3)를 통하여 나중에 업데이트될 수 있다. 칫솔 (1)과 서버 (4)사이의 데이터 전송은 아래와 같이 수행될 수 있다: a) 칫솔 (1)이 배치(batch) 구성으로 베이스 스테이션 (2)에 교체될 때 마다, b) 유저 또는 서버 (4)의 방향에서, 예를 들어 모바일 디바이스 (30)의 인터페이스 또는 서버 (4)를 액세스하는 웹 페이지를 이용하여 전송을 개시하는 유저에 의해 또는 c) 칫솔 (1) 활동들 감지된 때 실시간으로, 또는 d) 칫솔 (1)이 베이스 스테이션 (2)로부터 제거되거나 또는 e) 다른 적절한 간격들에서.
시스템 회로 디자인 및 네트워크 아키텍쳐
도 2에 예시된 바와 같이, 칫솔 (1)은 압력 센서 (10) 및 적어도 하나의 모션 센서(motion sensor) (11)를 포함할 수 있다. 압력 센서 (10)는 유저가 강모들을 그들의 이빨에 인가할 때 칫솔 (1)의 칫솔질 측면상에 인가된 힘을 감지한다. 모션 센서 (11)는 칫솔 (1)의 임의의 또는 모든 세개의 직교하는 축들 상에 모션을 감지하기 위해 제공될 수 있거나, 또는 모션 센서는 모든 세개의 축들에 다른 모션 특성들 또는 가속도들을 감지할 수 있다. 센서들에 의해 출력된 신호들은 신호 컨디셔닝 회로(signal conditioning circuit)들 (12)에 의해 프로세스된다. 신호 컨디셔닝의 예들은 : 분석을 위해 감지된 신호들을 최적화하기 위한 주파수 및 잡음 필터링, 증폭, 변환, 디지털 신호 프로세싱, 및 다른 기술들을 포함한다.
센서들로부터의 프로세스된 신호들 또는 미가공(raw) 데이터는 그런 다음 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 다른 프로세싱 컴포넌트일 수 있고 동작들이 프로그램 (15)에 의해 제어되는 제어기 (13)에 의해 결정된 때 메모리 (14)에 저장된다. 메모리 (14)는 시스템 (100)의 서버 (4) 또는 다른 컴포넌트상에 또는 칫솔 (1) 내에 포함될 수 있다. 프로그램 (15)은 라디오 통신을 위한 모뎀 인 칫솔 (1) 인터페이싱 회로 (16), 및 그것의 안테나 (5) (및/또는 컨택/유선 인터페이스의 경우에 커넥터) 또는 칫솔 (1)의 다른 인터페이스들을 통하여 업데이트될 수 있다. 더 구체적으로, 칫솔 인터페이싱 회로 (16)는 라디오 링크 (31)가 수립된 때(및/또는 칫솔의 커넥터 그리고 베이스 스테이션의 커넥터가 함께 짝지어진 때) 칫솔 (1)과 베이스 스테이션 (2) 사이에서 정보 교환들을 허용한다. 칫솔 (1)은 칫솔 (1)의 센서들 및 회로들에 전력을 공급하기 위한 파워 서플라이 회로를 수용할 수 있고 그것은 재충전이 가능한 전기 소스 (17)를 포함할 수 있다.
베이스 스테이션 (2)은 링크 (31)을 통하여 정보를 교환하기 위해 안테나 (5) (및/또는 커넥터)와 라디오 통신을 위한 모뎀인 베이스 스테이션 인터페이싱 회로 (20)를 포함할 수 있다. 추가하여, 베이스 스테이션 인터페이싱 회로 (20)는 네트워크 (3)와 통신을 위해서 전용 통신 장비 (8)와 라디오 링크 (31)를 수립하는 것이 가능하다. 베이스 스테이션 (2)은 베이스 스테이션 회로들에 적절한 전압 및 전류를 제공하도록 조절되는(21) 파워 서플라이 컨버터 (22)를 활용할 수 있다. 베이스 스테이션 (2)으로부터 칫솔 (1)에 충전 전류를 제공하기 위한 전기적 연결들 (예시되지 않은)이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 베이스 스테이션 (2)은 유도성 충전 또는 직접 전기 연결을 통하여 칫솔의 배터리 또는 파워 서플라이를 재충전하기 위한 재충전 회로를 포함할 수 있다.
베이스 스테이션 (2)은 관련 자기력계 또는 다른 자기장 센서 (11)에 의해 센싱될 수 있는 자기장을 방출하는 자기장 송신기 (110)를 또한 포함할 수 있다. 자기장 송신기 (110)는 베이스 스테이션 (2)에 이미 존재하는 충전 회로들 또는 다른 회로들을 활용함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션 (2)은 자기장 송신기 (110)로서 역할을 할 수 있는 재충전 코일을 가질 수 있다. 재충전 코일은 알려진 세기 및 극성 방위(polarity orientation)의 자기장을 생성하기 위해서 알려진 방위로 고정될 수 있디. 일부 실시예들에서, 베이스 스테이션 (2)은 수평 또는 수직 평면에 위치된 극성 축(polar axis)을 갖는 자기장을 생성하는 재충전 코일을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은 예컨대 단일 축 재충전 코일의 경우에서 단일 축 자기장 송신기 (110)일 수 있다. 다른 실시예들에서, 2 또는 3 축 자기장 송신기들 (110)이 베이스 스테이션 (2)내에 통합될 수 있다. 이것은 바람직하게는 칫솔 (1)상에 자기력계 (11)가 칫솔 (1)의 위치 및 방위, 또는 위치 및 방위에 상대적 변화들에 관련한 정보를 제공하기 위해 자기장(들)의 극성 및 세기를 센싱할 수 있도록 알려진 방위의 고정된 자기장(들)을 허용할 것이다.
일부 실시예들에서, 베이스 스테이션 (2)은 수동(passive)이고 그것의 회로들은 그것들이 함께 통신하고 있을 때, 구체적으로 링크 (31)가 커넥터들과 유선/컨택 유형을 가질 때 칫솔 (1)의 제어기 (13)의 제어하에 잇다. 도 2에 나타낸 실시예에서, 베이스 스테이션은 그것의 동작들 제어하는 제어기 (19)를 갖는다.
전용 통신 장비 (8)는 네트워크 (3)와 통신을 위해 적절한 전자 기기들 및 라디오 모뎀 회로 (27)를 포함할 수 있다. 전용 통신 장비 (8)는, 베이스 스테이션 (2)와 라디오 링크 (31) 및/또는 모바일 디바이스와 라디오 링크 (31)를 수립하는 것이 가능하다.
모바일 디바이스 (30)는 적어도 라디오 링크 (31)를 수립하기 위해 라디오 모뎀 (26)을 포함한다. 모바일 디바이스 (30)의 동작들은 프로그램 (15)의 제어기 (25), 즉 중앙 프로세싱 유닛 또는 μC의 제어하게 있다. 모바일 디바이스 (30)는 출력 수단들 예컨대 디스플레이 스크린 및 입력 수단들 예컨대 가상 또는 재료 키보드를 포함한다. 바람직하게는, 모바일 디바이스 (30)의 입력 및 출력 수단들은 특히 서버에 의해 수행된 컴퓨터들의 결과들, 정보를 디스플레이 하기 위해 그리고 정보를 입력하기 위해 시스템에서 사용된다.
서버 (4)의 컴퓨터의 수단들의 프로그램은 칫솔 (1)로부터 수신된 신호들의 저장을 허용한다. 추가적으로 서버 (4)는 유저의 치아를 칫솔질 할 때 유저의 성능에 관련한 피드백 및 동기 부여가 되는 데이터를 생성하기 위해 센서들로부터의 데이터를 분석할 수 있다. 이들 결과들은 서버 (4)에 의해 호스트되는 인터넷 페이지 상에서 유저에 액세스 가능하게 될 수 있거나 또는 호스팅을 위한 다른 웹서버에 전송될 수 있다. 상이한 실시예에서, 사전 동작들 및 컴퓨터 조작은 전체적인 모니터링을 위해 사용되는 서버(4), 모바일 디바이스 (30)에서 완전히 또는 부분적으로 수행된다.
처음에 본 출원에서 본 개시는 임의의 유형의 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있고, 사전-프로그래밍된 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 시스템은 서버, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 신 클라이언트(thin client), 또는 임의의 적절한 디바이스 또는 디바이스들을 이용하여 구현될 수 있다. 본 개시 및/또는 그것의 컴포넌트들은 임의의 통신 매체 예컨대 전기 케이블, 광 파이버 케이블을 통하여, 또는 무선 방식으로 임의의 적절한 통신 프로토콜들을 이용하여 함께 연결되는 단일 위치에서의 단일 디바이스, 또는 단일, 또는 다수의, 위치들에서의 다수의 디바이스들일 수 있다.
본 개시는 특정한 기능들을 수행하는 복수의 모듈들을 갖는 것으로 본 출원에서 예시되고 그리고 논의된다는 것에 또한 유의하여야 한다. 이들 모듈들은 그것들의 기능 명확성 목적만을 위하여 그것들의 기능에 기초하여 개략적으로만 예시되고, 특정 하드웨어 또는 소프트웨어를 반드시 나타내지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이것과 관련하여, 이들 모듈들은 논의된 특정한 기능들을 실질적으로 수행하도로 구현된 하드웨어 및/또는 소프트웨어일 수 있다. 게다가, 모듈들은 본 개시내에서 함께 결합될 수 있거나, 또는 희망하는 특정 기능에 기초하여 추가의 모듈들로 분할될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않고, 단지 그것의 일 예제 구현예를 예시하는 것으로 이해되어야 한다.
컴퓨팅 시스템은 클라이언트들 및 서버들을 포함할 수 있다. 클라이언트 및 서버는 일반적으로 서로로부터 원격에 있고 전형적으로 통신 네트워크를 통하여 상호 작용한다. 클라이언트 및 서버의 관계는 개별 컴퓨터들상에서 운용하고 서로에 클라이언트-서버 관계를 갖는 컴퓨터 프로그램들 때문에 발생한다. 일부 구현예들에서, 서버는 데이터 (예를 들어, HTML 페이지)를 클라이언트 디바이스 (예를 들어, 클라이언트 디바이스와 상호 작용하는 유저로부터 유저 입력을 수신하고 클라이언트 디바이스에 데이터를 디스플레이하는 목적들을 위하여)에 송신한다. 클라이언트 디바이스에서 생성된 데이터 (예를 들어, 유저 상호작용의 결과)는 서버에서 클라이언트 디바이스로부터 수신될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 내용의 구현예들은 예를 들어, 데이터 서버로서 백 엔드 컴포넌트를 포함하거나, 또는 미들웨어 컴포넌트, 예를 들어, 애플리케이션 서버를 포함하거나, 또는 프론트 엔드 컴포넌트, 예를 들어, 유저가 본 명세서에 설명된 내용의 구현예와 상호 작용할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스 또는 웹 브라우저을 갖는 클라이언트 컴퓨터를 포함하거나, 또는 하나 이상의 이런 백 엔드, 미들웨어, 또는 프론트 엔드 컴포넌트들의 임의의 조합을 포함하는 컴퓨팅 시스템에 구현될 수 있다. 시스템의 컴포넌트들은 디지털 데이터 통신, 예를 들어, 통신 네트워크의 매체 또는 임의의 형태에 의해 상호연결될 수 있다. 통신 네트워크들의 예제들은 로컬 영역 네트워크 (“LAN”) 및 와이드 영역 네트워크 (“WAN”), 인터-네트워크 (예를 들어, 인터넷), 및 피어 투 피어 네트워크들 (예를 들어, 애드 혹 피어 투 피어(ad hoc peer to-peer) 네트워크들)을 포함한다.
본 명세서에 설명된 내용 및 동작들의 구현예들은 디지털 전자 회로부로, 또는 본 명세서에 개시된 구조들 및 그것들의 구조상의 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로, 또는 그것들 중 하나의 조합들로 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명된 내용의 구현예들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 또는 동작에 의한 실행을 위한 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들로서 구현로서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가하여, 프로그램 명령들은 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 적절한 수신기 장치로 송신을 위해 정보를 인코딩하기 위해 생성된 인공적으로 생성된 전파 신호, 예를 들어, 기계-생성된 전기적, 광학적, 또는 전자기 신호상에 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터-판독가능한 저장 디바이스, 컴퓨터-판독가능한 저장 기판, 랜덤 또는 직렬 액세스 메모리 어레이 또는 디바이스, 또는 그것들 중 하나 이상의 조합일 수 있거나 또는 그것에 포함될 수 있다. 게다가, 컴퓨터 저장 매체는 전파되는 신호가 아니지만, 컴퓨터 저장 매체는 인공적으로 생성된 전파되는 신호로 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령들의 소스 또는 목적지일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 또한 하나 이상의 별개의 물리적 컴포넌트들 또는 매체들 (예를 들어, 다수의 CD들, 디스크들, 또는 다른 스토리지 디바이스들)일 수 있거나 또는 거기에 포함될 수 있다.
본 명세서에 설명된 동작들은 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 저장 디바이스들 상에 저장되거나 또는 다른 소스들로부터 수신된 데이터에 기초하여 “데이터 프로세싱 장치”에 의해 수행된 동작들로서 구현될 수 있다.
용어 “데이터 프로세싱 장치”는 예시의 방식으로 프로그램 가능한 프로세서, 컴퓨터, 시스템 온 칩, 또는 앞에서의 것의 다수의 것들 또는 조합들을 포함하여 데이터 프로세싱을 위한 모든 종류들의 장치, 디바이스들, 및 기계들을 아우른다. 장치는 특별 용도 로직 회로부, 예를 들어, FPGA (필드 프로그램 가능한 게이트 어레이) 또는 ASIC (애플리케이션 특정 집적 회로)를 포함할 수 있다. 장치는 하드웨어에 추가하여, 문제의 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어, 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 동작 시스템, 교차-플랫폼 런타임 환경, 가상 기계, 또는 그것들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 또한 포함할 수 있다. 장치 및 실행 환경은 다양한 상이한 컴퓨팅 모델 인프라스트럭처들, 예컨대 웹 서비스들, 분산 컴퓨팅 및 그리드 컴퓨팅 인프라스트럭처들 실현할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 (또한 프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트, 또는 코드로서 알려진)은 컴파일된 또는 기계 번역 언어들, 선언적(declarative) 또는 절차적(procedural) 언어들을 포함하는 임의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 그것은 컴퓨팅 환경에서의 사용을 위해 적절한 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 오브젝트, 또는 다른 유닛으로서 또는 독립형 프로그램으로서를 포함하여 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템내에 파일에 대응할 수 있지만 그러나 반드시 그렇지는 않다. 프로그램은 문제의 프로그램에 전용인 단일 파일에, 또는 다수의 조정된 파일들에(예를 들어, 하나 이상의 모듈들, 서브 프로그램들, 또는 코드의 부분들을 저장하는 파일들) 다른 프로그램들 또는 데이터 (예를 들어, 마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트들)을 보유하는 파일의 부분에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치되거나 또는 분배된 걸쳐서 다수의 사이트들에 걸쳐 분포되고 통신 네트워크에 의해 상호연결된 하나의 컴퓨터 상에 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.
본 명에서에 설명된 프로세스들 및 로직 플로우들은 입력 데이터 및 생성 출력에 기한 동작에 의해 동작들을 수행하도록 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행시키는 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 로직 플로우들은 또한 특별 용도 로직 회로부, 예를 들어, FPGA (필드 프로그램 가능한 게이트 어레이) 또는 ASIC (애플리케이션 특정 집적 회로)에 의해 수행될 수 있고 장치는 또한 그것들로서 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특별한 용도 마이크로프로세서들, 및 임의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘모두로부터 명령들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 필수 엘리먼트들은 명령들에 따라 동작들을 수행하기 위한 프로세서 및 명령들 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스들이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스들, 예를 들어, 자기, 자기 광 디스크들, 또는 광 디스크들을 또한 포함할 것이고 또는 그것들로부터 데이터를 수신하거나 또는 그것들에 데이터를 전송하기 위해 또는 둘 모두를 위해 동작가능하게 결합될 것이다. 그러나, 컴퓨터는 이런 디바이스들을 반드시 가질 필요는 없다. 게다가, 컴퓨터는 다른 디바이스, 예를 들어, 몇가지만 열거하자면 모바일 전화기, 개인 디지털 보조장치 (PDA), 모바일 오디오 또는 비디오 플레이어, 게임 콘솔, 글로벌 측위 시스템 (GPS) 수신기, 또는 휴대용 스토리지 디바이스 (예를 들어, 범용 직렬 버스 (USB) 플래시 드라이브)에 내장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령들 및 데이터를 저장하기에 적절한 디바이스들은 예제의 방식으로 반도체 메모리 디바이스들, 예를 들어, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스들; 자기 디스크들, 예를 들어, 내부 하드 디스크들 또는 착탈 가능한 디스크들; 자기 광 디스크들; 및 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크들를 포함하는 모든 형태들의 비 휘발성 메모리, 매체들 및 메모리 디바이스들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특별 용도 로직 회로부에 의해 보조될 수 있거나 또는 거기에 통합될 수 있다.
칫솔 디자인
도 3에 예시된 바와 같이, 칫솔 (1)은 핸들 (40), 및 핸들 (40)에 착탈 가능하게 연결가능할 수 있는 헤드 (42)를 포함한다. 핸들 (40)은 헤드 (42)에 기계적으로 연결되고 입 안쪽에 놓여진 때 유저의 치아를 칫솔질하는 방식으로 활성화된 때 헤드(42)를 진동시키거나 또는 움직이는 모터를 수용할 수 있다. 핸들 (40)는 다양한 헤드들 (42)를 핸들 (40)에 착탈 가능하게 부착시키는 헤드 인터페이스 (46)를 포함한다. 헤드 인터페이스 (40)는 다양한 헤드들 (42)에 데이터 및 전력 전송 둘 모두를 위한 리드(lead)들(48)을 수용한다. 예를 들어, 어떤 헤드들 (42)은 파워 및 데이터 전송을 요구하는 센서들을 포함할 수 있고, 따라서 파워는 핸들의 (40) 전원으로부터 헤드 인터페이스 (46)에서 헤드 (42)와 연결을 형성하는 리드들 (48)을 통하여 헤드 (42)로 라우팅될 수 있다. 헤드 인터페이스 (46)상에 연결을 형성하는 다양한 수의 리드들 (48)일 수 있고, 예를 들어 파워를 위한 두개의 리드들 (48), 및 데이터를 위한 두개의 리드들 (48), 파워를 위한 세개의 리드들 (48), 데이터를 세개의 리드들 (48), 및 다른 다양한 수의 리드들이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서 헤드 인터페이스 (46)는 헤드 (42)와 방수 시일(watertight seal)을 형성하여 물이 파워 및 데이터 전송을 위한 전기적 리드들 (48)과의 간섭 및 계면으로 들어오는 것을 방지한다.
일부 실시예들에서, 대부분의 회로부 및 비용이 많이 드는 컴포넌트들은 몇번의 사용 후에 폐기될 수 있는 헤드 (42)에 대향되는 핸들(40) 내부에 수용될 수 있다. 이것은 대체 헤드들 (42)의 비용을 최소화할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 배터리, 제어기 (13)는 핸들 (40)에 수용될 수 있고, 임의의 센서 프로브들 및 센서 프로브들에 연결하는 회로부는 헤드 (42)에 수용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 헤드 (42)는 어떠한 회로부 또는 전기 컴포넌트들을 수용하지 않을 수 있고 강모들을 지지함으로써 기계적 칫솔질 기능만을 제공할 것이다.
칫솔 (1)은 유저에게 오디오 및 시각적 피드백을 제공하기 위해 스피커 (50) 및 다양한 시각의 표시자들 (52)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 핸들 (40)은 음악, 실재적인 피드백, 동기 여부의 어구들, 경과된 남은 시간, 칫솔질 압력에 관한 권고 사항들, 어떤 사분면(quadrant)들이 적절하게 칫솔질 되지 않았지 여부에 관하여, 칫솔질의 완료에 대한 고지, 등을 플레이하기 위한 스피커 (50)를 수용할 수 있다. 추가적으로, 칫솔 (1)은 각각의 사분면이 다루어졌는지에 대한 표시자들을 포함하여 부적절한 칫솔질에 대한 경고 표시자들, 칫솔질이 완료된 때를 위한 LED 표시자, 경과된 시간을 포함하는 칫솔질에 관한 실재적인 피드백을 제공하기 위한 임의 개수의 시각적 표시자들 (52)을 수용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 칫솔 (1)은 오디오 메시지들을 유저에게 전달하기 위해 골전도(osteophony)를 또한 활용할 수 있다.
센서들
칫솔 (1)은 다양한 피드백 및 다른 동기 부여의 정보를 유저에게 제공하기 위해 분석될 수 있는 칫솔질의 어떤 속성들을 감지하는 다양한 센서들을 통합할 수 있다. 예를 들어, 칫솔 (1)은 입의 어떤 사분면들 또는 심지어 개별 치아에 대하여 칫솔질의 품질(quality)를 결정하기 위한 다양한 모션 센서들 (11)을 통합할 수 있다. 모션 센서들 (11)은 위치들, 움직임, 및 가속도를 검출하는 것이 가능한 자이로스코프들, 가속도계들, 자기력계들, 및 다른 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 이들 다양한 모션 센서들 (11)은 핸들 (40) 또는 헤드 (42)에 통합될 수 있다. 그러나, 헤드 (42) 및 따라서 임의의 가속도 또는 다른 모션 센서가 위치를 검출하는 것과 인터페이스할 수 있는 많은 추가 모션을 경험하는 실시예들에서 핸들 (40)내 모션 센서(11)를 배치하는 것이 유익할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기력계들은 지구의 자기장 벡터(들)을 센싱할 것이다. 일부 실시예들에서, 세개의-축 자기력계가 사용될 것이고 다른 실시예들에서 두개의 또는 하나의 축 자기력계가 활용될 것이다.
자기장 제너레이터는 또한 칫솔 (1)내에 통합된 자기력계에 의해 센싱될 수 있는 알려진 극성을 갖는 알려진 자기장을 생성하기 위해 활용될 수 있다. 자기장 송신기 (110)가 검출가능한 자기장을 생성하기 위해 이용될 수 있는 재충전 코일 및/또는 인터페이싱 회로 (20)을 이미 가질 것인 베이스 스테이션 (2) 내부에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 자기장 송신기 (110)는 베이스 스테이션 (2)내 또는 완전히 별개의 물리적 컴포넌트내 별개의 전자 컴포넌트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기장 송신기 (110)는 알려진 방위를 갖는 정지상태(stationary) 유닛일 것이다.
칫솔 (1)은 또한 유저의 입에 칫솔 (1)의 접근을 감지하는 다양한 근접 센서들을 통합할 수 있다. 이들은 헤드 (42)에 또는 핸들 (40)에 통합될 수 있다. 근접 센서들은 유저의 칫솔질 품질을 결정하는 것에 관련된 추가 위치상의 정보를 획득하는데 이용될 수 있다.
추가적으로, 칫솔 (1)은 유저가 그들의 치아를 칫솔질 할때 적절한 압력을 인가하는지를 결정하기 위한 압력 센서 (10)를 수용할 수 있다. 압력 센서 (10)는 보다 용이하게 가요적일 수 있는 헤드 (42)내에 통합될 수 있거나 또는 압력을 측정하는 것이 가능한 간단한 압력 트랜스듀서들 또는 다른 컴포넌트들을 활용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 다양한 헤드들 (42)은 칫솔질 품질에 관련될 수 있거나 또는 관련되지 않을 수 있는 치아 품질의 다양한 측면들을 검출할 카메라 (56)를 통합할 수 있다. 예를 들어, 근 적외선 카메라 (56)를 포함하는 카메라 (56)가 탈염(demineralization) 또는 치아 우식증 또는 충치를 나타내는 데이터를 수집하기 위해 칫솔 (1) 위에 사용되도록 할 수 있다. 예를 들어, 칫솔 (1)은 이들 비정상적인 것들을 검출하기에 특별히 적합한 어떤 파장들, 예를 들어 1300 - 1400 nm 범위에 파장들을 사용할 것이다. 일부 실시예들에서, 칫솔 (1)은 칫솔질 동안에 치아쪽으로 집속될 것이고 어떤 비정상적인 것들을 검출하기 위해 카메라에 의해 사용될 수 있는 광원 (58)을 또한 수용할 수 있다.
어떤 카메라들 (56) 및 잠재적으로 광원들 (58)은 칫솔질 동안에 플라크의 레벨들에 변화들 및 치아에 플라크의 레벨들을 검출하도록 또한 구현될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 이 파장 범위에 광을 검출하고 레코딩하는 적외선 또는 근-적외선 광원들 (58) 및 적절한 카메라 (56)는 잠재적으로 플라크들의 감지를 허용할 수 있다.
칫솔질 분석 및 피드백을 위한 프로그램
칫솔의(1) 다양한 센서들은 유저에 의한 칫솔질의 품질 또는 유저의 치아의 전체적 치과 건강에 관련된 데이터를 수집할 수 있다. 이 데이터는 그런 다음 칫솔 모니터링 시스템 (100)의 다양한 부분들에 인스톨된 프로그램들 또는 애플리케이션들을 이용하여 프로세스될 수 있다. 따라서, 상기에서 설명된 것 처럼, 센서들로부터의 데이터는 칫솔의(1) 제어기 (13)에 의해 또는 대안적으로 모바일 디바이스 (30)상의 또는 서버(4)의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램에 의해 프로세스될 수 있다. 시스템의 (100) 프로세싱 및 데이터의 분석은 유저의 칫솔질의 품질에 관련된 피드백을 나타내는 출력 데이터로 귀결될 것이다. 이 피드백은 칫솔 (1) 스피커 (50)을 통한 오디오 피드백을 통하여, 칫솔 (1) 표시자들 (52) 상에서 시각적으로, 또는 관련된 모바일 디바이스 (30)상에서 또는 서버 (4)와 통신하거나 또는 호스트되는 웹사이트상에서 액세스될 때 둘 모두 방법으로 전달될 수 있다.
도 4 는 칫솔 (1)이 특정 유저의 칫솔질 품질을 평가하는 프로세스의 예를 예시한다. 각각의 단계들이 특정 실시예에서 요구되지 않을 수 있지만, 그러나 이들 단계들의 다양한 조합들은 칫솔 모니터링 시스템 (100)에 구현될 수 있다. 먼저, 유저는 유저가 칫솔 (72)을 캘리브레이션 하는 것을 허용하기 위해 유저 프로파일 (70)을 칫솔 모니터링 시스템 (100)에 입력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 칫솔 (1)은 공장에서, 유저에 의해 또는 둘모두에 의해 캘리브레이트될 수 있다. 캘리브레이션 후에, 유저는 칫솔 (1)을 집어서 그녀의 치아를 칫솔질 하기 시작할 수 있다. 칫솔은 그런 다음 칫솔질이 개시된 것을 결정할 것이고(74), 칫솔질 동안에 센서 데이터를 레토딩하기 시작할 것이다 (76). 그런 다음 칫솔 모니터링 시스템 (100)은 칫솔질 품질 피드백 (80)을 유저에게 출력하기 위해 센서 데이터를 분석할 수 있다(78).
유저 프로파일
따라서, 먼저 유저 프로파일 (60)이 서버 (4)상에 저장된 특정 계정과 관련되거나 또는 어떤 칫솔 (1) 의 각각의 특정 유저에 대하여 입력될 수 있다(70). 새로운 칫솔 또는 서버 (4)상의 새로운 계정을 위한 초기화시에, 유저는 최적의 칫솔질 시간들 및 특성들을 결정하기 이용될 수 있는 그들의 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 프로그램 (15)은 유저의 이름, 성별, 키, 몸무게, 나이, 및 그들의 치과 이력에 관한 어떤 질문들을 먼저 요청할 수 있다. 유저 프로파일 (60)은 그런 다음 어떤 칫솔들 (1)에 특정되거나 또는 포괄적이고 시스템 (100)에 연결된 임의의 칫솔 (1)에 적용될 수 있는 캘리브레이션 데이터를 포함하여 유저에 의한 칫솔의 사용동안에 레코딩된 어떤 데이터와 관련될 수 있다.
사용 검출하기
칫솔질 모니터링 시스템 (100)은 또한 사용이 발생하였는지 하루당 사용 수를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 칫솔은 모션 센서들 (11)을 통하여 모션 데이터를 검출하고 사용이 일어 났는지 또는 칫솔이 움직였는지 또는 사용이 가장되었는지를 결정하기 위해 데이터를 분석한다. 사용을 나타내는 모션이 감지된 때, 칫솔 (1)는 차후의 분석을 위해 그것의 메모리 (14)에 위치 및 모션 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 이것은 예를 들어 유저가 칫솔을 약 캐비닛에 이동시킬 때, 또는 간단하게 칫솔을 흔들어서 시스템을 피해 가는 아이들로부터 긍정 오류(false positive)의 레코딩을 방지할 것이다.
예를 들어, 움직임 나타내는 사용은 특정 유저의 특성인 어떤 가속도 레벨 및/또는 주파수와 관련될 수 있다. 다른 실시예들에서, 유저는 디바이스상의 센서들을 웨이크 업하기 위해서 칫솔(1)상의 버튼 또는 스위치를 밀 수 있고, 그런 다음 데이터 레코딩을 시작할 것이다. 따라서, 칫솔 (1)은 칫솔질이 개시된 때를 결정할 것이다(74). 일부 실시예들에서, 이는 자동으로, 예를 들어, 어떤 가속도들 및 주파수들의 감지시에 수행될 것이다. 따라서, 일단 유저가 칫솔을 집으면, 모션 센서들 (11)은 칫솔질과 관련된 특성들을 위해 그것들 분석하기 위해(78) 시스템 (100)내 임의의 다양한 제어기들(13)에 데이터를 발송하고 데이터를 레코딩하기(76) 시작할 수 있다. 예를 들어, 칫솔 (1)은 일반적으로 칫솔 (1)을 보유하는 유저에 의해 칫솔질 동안 적절하지 않을 방위로, 사용전에는 위쪽을 가리키는 그것의 베이스(2) 상에 놓여질 것이다. 따라서, 일단 유저가 칫솔 (1)을 집으면, 칫솔 (1)은 일반적으로 칫솔질 동안에 주로 수평으로 보유되도록 대략 45도로 회전될 것이다. 따라서, 칫솔질이 개시된 지를 결정하기 위한 (74) 하나의 임계 기준은 칫솔 (1)이 수평인지 또는 거의 수평 인지를 나타내는 칫솔 (1)이 어떤 각도 범위내에서 틸트되는지 여부일 것이다. 이것은 20 도, 5 도, 10 도의 각도 범위, 또는 다른 적절한 범위들일 수 있다. 추가적으로, 일련의 캘리브레이션 세션들은 적절한 범위를 나타낼 수 있다.
다른 실시예들에서, 칫솔질이 개시된 지 여부 (74) 및 그것이 종료된지 여부의 결정은 모션 센서들 (11)로부터의 모션 데이터의 통계적 분석을 이용하여 시스템 (100)에 의해 수행될 수 있다. 이 통계적 분석은 모션 센서들 (11)로부터 데이터를 이전 칫솔질 또는 캘리브레이션 데이터, 또는 다른 유저들로부터 저장된 데이터에 상관시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 분석을 수행한 후에, 사용과 관련된 앞에서 레코딩된 캘리브레이션 데이터와 모션 데이터의 상관 관계의 어떤 임계값이 칫솔질이 개시되었는지 (74) 또는 진행 중 인지를 나타내는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 유저가 칫솔질을 시작하면, 시스템 (100)은 사용이 개시 된 것을 레코딩할 수 있고(74), 예를 들어 상관관계가 어떤 임계값 아래에 해당된 후에 칫솔질 데이터로서 사용이 중단될 때까지 메모리 (14)에 데이터를 레코딩할 수 있다(76). 분석은 상대적 움직임들만을 비교하는 핑거프린트(fingerprint) 또는 시그니처(signature) 유형 분석을 활용할 수 있다. 시그니처는 치아 칫솔질의 모션은 일반적으로 예를 들어, 캐비닛에 그것을 다시 놓는 것의 칫솔 (1)의 임의의 다른 우발적인 움직임 답지 않은 비교적 빠른 모션에서 수행될 때 어떤 축들에서 가속도에 기초하여 결정될 수 있다. 추가적으로, 칫솔질이 일반적으로 빠른 주기적인 모션일 때 칫솔질의 주파수가 모니터링 될 수 있고 따라서 다양한 대역통과 주파수, 저-대역, 및 칼만 필터들이 사용될 수 있거나 또는 칫솔질을 나타내는 해당 주파수들에서 진폭들 및 관심영역의 어떤 주파수들을 식별하는 다른 기술들이 사용될 수 있다. 주파수들에서 이들 진폭들은 임계 진폭에 도달하고, 유저가 칫솔질하는 것을 표시하도록 관련되거나 또는 결정된 어떤 주파수들일 수 있다. 예를 들어, 수평의 또는 수직 축들에 어떤 주파수들이 시스템 (100)이 칫솔질이 개시된 것을 결정하기 위해 (74) 요구될 수 있거나, 또는 시스템이 칫솔질이 개시되었다는 것을 결정하기 위해(74) 요구될 수 있는 어떤 임계값들에 도달한 어떤 주기적인 가속도들이 요구될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은 1-5Hz 주파수일 수 있다. 일단 제어기 (13)에 의해 분석된 데이터가 사용을 나타내는 어떤 임계값 아래에 해당하면, 시스템 (100)은 데이터 레코딩을 중단할 수 있거나 또는 칫솔질이 중단되었다고 결정할 수 있다.
통계적 분석에 추가하여, 시스템은 필터링 및 임계값 분석 이용함으로써 사용 또는 실제 칫솔질을 나타내는 움직임을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시스템 (100)은 모션 센서들 (11)로부터 데이터를 먼저 필터링할 수 있어서 하나의 신호에 대하여 유저가 칫솔질하는 것을 결정하기 위해서 적어도 어떤 수의 사이클들 또는 지속기간동안 임계값에 도달한 때를 감지하도록 단지 어떤 대역(칫솔질이 주기적일 때)에 주파수들을 통과시키고 해당 주파수들을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 만약 유저가 그들의 치아를 평균 1 - 5 Hz (또는 잠재적으로 전동 칫솔의 경우에 그 미만)에서 칫솔질하면, 1-5 Hz의 대역 통과 필터가 구현될 수 있다. 따라서 시스템 (100)이 1-5 Hz 범위에 주파수 대역의 진폭이 사용을 나타내는 임계값에 도달한 것을 감지한 때, 제어기 (13)는 칫솔 (1)이 사용되고 있음을 나타내는 모션 데이터를 시간 지속기간 동안 메모리 (14)에 센서들로부터 데이터를 레코딩하기 시작할 수 있다. 추가적으로, 어떤 임계 진폭들에 도달한 어떤 축들에 주기적인 가속도들 또는 각 가속도 (원형 칫솔질에 대하여)는 칫솔질이 개시된 것을 나타내기 위해 또한 사용될 수 있다. 데이터의 분석은 또한 칫솔 (1)이 칫솔질을 돕기 위해 헤드를 진동시키는 전자 모터를 포함하는 지 여부에 의해 영향을 받을 수 있다. 해당 실시예들에서, 데이터는 전자 모터에 신설된 고 주파수 가속도 및 다른 잡음을 제거하기 위해 필터링될 수 있다.
일부 실시예들에서, 유저가 칫솔(1)을 사용하여 수행하는 움직임들의 유형에 기초하여 칫솔질의 품질이 결정될 수 있다. 치과의사들은 원형 움직임들, 시계방향 및 반시계방향 모션들에서, 기본 모션들에 대한 팁, 및 왼쪽 대 오른쪽 모션들을 포함하여 어떤 움직임들이 칫솔질에 대하여 더 유익한 지를 표시한다. 시스템 (100)은 각각의 모션이 나타내는 어떤 축들에서 모션 센서들 (11)로부터 데이터를 필터링함으로써 이들 모션이 이들 모션들의 상대적 양이 수행되고 있음을 결정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서들 (11)로부터 데이터는 중력의 수평 축에서 필터링될 수 있고, 및 제어기 (13) 또는 다른 시스템 (100) 프로세서들은 가속도, 주파수, 또는 다른 모션 데이터가 특정한 모션이 수행되는지를 나타내기 위해 어떤 방향에서 상당히 충분한 진폭에 도달했는지 여부를 결정하기 위해 데이터를 프로세스할 수 있다. 예를 들어, 가속도 단독으로는 왔다 갔다하는 모션들이 사용되고 있는지, 또는 원형 모션들이 사용되고 있는지를 결정하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 모션 센서들 (11)로부터의 가속도 데이터는 사용되는 칫솔 스트로크들의 유형을 평가하기 위해서 칫솔 (1)의 실제 움직임을 결정하기 위해 통합될 수 있다. 데이터의 분석은 또한 칫솔 (1)이 칫솔질을 돕기 위해 헤드를 진동시키는 전자 모터를 포함하는 지 여부에 의해 영향을 받을 수 있다. 해당 실시예들에서, 데이터는 전자 모터에 신설된 고 주파수 가속도 및 다른 잡음을 제거하기 위해 필터링될 수 있다.
일부 실시예들에서, 헤드 (42)를 진동시키기 위해 전자 모터가 칫솔 (1)내에 포함될 수 있다. 해당 실시예들에서, 칫솔질 움직임들에 관련하여 센서들에 의해 레코딩된 모션 데이터는 수동 칫솔(1)에 비하여 더 작은 진폭을 가질 것이다. 이것은 전자 모터 및 움직이는 헤드 (42)로부터의 보조 없는 수동 칫솔들의 유저들은, 보다 격렬한 모션들로 그들의 치아를 칫솔질 할 것이기 때문이다. 따라서, 칫솔의 사용, 모션, 및 위치를 감지하기 위해 모션 데이터를 분석하는 데 사용되는 알고리즘들은 더 낮은 진폭들 및/또는 상이한 모션들을 다루기 위해 변형될 것이고, 모터로부터 고 주파수 잡음의 필터링을 포함할 것이다. 따라서, 일부 실시예들에서, 칫솔 스트로크를 감지하거나 나타내기 위해 요구되는 진폭을 개시하는 임계값들은 전자 칫솔을 사용하는 유저가 일반적으로 더 느린 페이스에서 칫솔을 움직일 때 더 작을 것이고, 더 직선 라인 움직임들을 만들것이다.
더욱이, 압력 센서 (10)가 또한 칫솔질이 실제로 수행되는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 상기의 모션 데이터와 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 유저는 치아 위를 누를 것이 아니라 칫솔(1)을 주변으로 움직일 수 있다. 따라서, 따라서, 어떤 주파수, 진폭, 또는 특징들의 모션, 및 어떤 압력을 을 요구하는 것은 칫솔질 동안에 일어나지 않는 칫솔의 압력 또는 부수적인 움직임으로 많은 긍정 오류를 제거할 것이다. 따라서, 압력 센서 (10)는 압력이 치아에 인가되고 있는 지를 결정하기 위해서 제어기 (28)에 의해 분석되는 (78) 신호를 출력할 수 있다. 만약 압력이 어떤 임계값을 초과하면, 시스템 (100)은 유저가 칫솔질을 하고 있을 것이라고 표시하거나 또는 결정할 수 있다. 이 분석은 압력 센서 (10)에 의해 레코딩된 압력의 양 및/또는 지속되는 성질에 기초하여 칫솔질의 가능성을 결정하기 위해 통계적 분석, 임계값 분석 또는 다른 적절한 계산 방법들에 의해 수행될 수 있다.
교체가능한 헤드들을 위한 사용 모니터
추가적으로, 교체가능한 칫솔 (1) 헤드 (42)에 대한 전체 사용 수가 유용한 단일 칫솔 (1) 헤드 (42)의 수명을 모니터링 하기 위해 감지될 수 있고 서버 (4)와 관련되거나 또는 칫솔 (1)의 메모리 (13)에 저장될 수 있다. 따라서, 시스템 (100)은 예를 들어 특정 칫솔 (1) 헤드 (42)가 어떤 수 또는 시간의 지속기간 사용 되면 서버(4)에 웹페이지 인터페이스를 통하여 또는 그들의 모바일 디바이스 (30)상에 유저에게 통지를 제공할 수 있다. 헤드 (42)가 배출된 후에, 유저는 연결해제하고 새로운 헤드 (42)를 재연결할 것이고, 이는 새로운 칫솔 (1)을 부착할 때 시스템(100)에 의해 해석되거나 또는 레코딩될 수 있다. 추가적으로, 각각의 헤드 (42)는 해당 특정 헤드 (42)에 대한 식별자를 저장하는 고유의 아이덴티티 모듈 (62)을 통합할 수 있고, 따라서 동일한 헤드 (42)가 재부착된 때, 예를 들어, 세정 또는 다른 용도를 위해, 시스템 (100)우은 새로운 헤드 (42)가 부착된 것으로 간주하지 않을 것이다.
칫솔질 시간 및 위치
다음으로, 상기에서 레코딩된 칫솔질 데이터는 칫솔질의 위치상 및 시간 품질에 관한 피드백을 제공하기 위해 (80) 분석될 수 있다(78). 이것은 칫솔질이 완료된 후에 또는 순간적인 피드백을 유저에게 제공하기 위해 실시간으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 모션 센서들 (11)은 칫솔 (1)의 위치상 정보를 감지할 수 있다. 가속도계 및 자이로스코프 데이터 또는 다른 모션 센서들 (11)를 이용하여, 칫솔 (1)의 위치, 방위, 및 움직임이 결정될 수 있고 헤드 (42)의 상대적 위치상 움직임을 계산하기 위해 추론될 수 있다. 예를 들어, 만약 헤드 (42)의 강모 부분에 대한 모션 센서들 (11)의 거리, 방위, 및 방향이 알려지면, 시스템 (11)은 모션 센서들 (11)의 상대적 모션에 기초하여 헤드 (42)의 위치, 및 그것의 상대적 모션, 방위, 및 커버리지 영역을 결정하는 것이 가능할 것이다. 이것은 칫솔 (1)이 모션을 감지하는 기준 좌표계를 처음에 계산하고, 및 칫솔질의 시그니처를 결정하기 위해서 최초 좌표(들)에 대하여 상대적인 움직임을 레코딩 함으로써 산출될 수 있다. 이것은 자이로스코프 또는 가속도계에 의해 레코딩된 가속도에 기인하여 움직임 및 칫솔의 방위에서의 변화들을 계산함으로써 헤드 (42)의 움직임을 계산함으로써 수행될 수 있다. 이들 계산들은 데이터를 분석하기 위해 소프트웨어를 운용하는 서버상의 프로세서(들) 또는 이동 전화상의 애플리케이션을 실행시키는 이동 전화 프로세서를 포함하여 시스템 (100)에서 사용되는 다른 프로세서들 또는 제어기(13)에 의해 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자기력계 센서 (11)는 지구 자기장 및/또는 자기장 송신기 (110)에 의해 생성된 자기장의 극성, 방향 벡터 및 세기를 검출함으로써 추가 위치상의 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은 베이스 스테이션 (2)이 정적상태에 있을 때 베이스 스테이션 (2)내에 위치된 자기장 송신기 (110)일 수 있고, 자기장 송신기 (110)는 알려진 극성 및 방향 (예를 들어, 수평 또는 수직 및 어떤 방향에서)을 가질 것이다. 이것은 칫솔 (1)내에 위치된 자기력계 (11)에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 자기력계 센서 (11)에 의해 검출된 자기장의 세기는 베이스 스테이션 (2)을 둘러싸는 자기장 라인들을 나타내는 구 또는 오벌(oval) 커브 또는 계란 형상의 커브를 따라서 베이스 스테이션 (2)으로부터 칫솔 (1)이 있는 거리의 추정을 제공할 것이다. 추가적으로, 자기력계는 자기장 라인들을 따라서 자기장의 벡터 방향을 감지할 것이다. 다른 실시예들에서, 베이스 스테이션 (2)로부터 칫솔(1)의 거리는 가속도계 및 자이로스코프의 자세 정보와 함께 자기장 송신기 (110)로부터 방출된 자기력계 센서 (11)에 의해 검출된 자기장 방위를 이용하여 산출될 수 있다. 이것은 자기장의 형상 및 송신기 및 그것의 극성로부터 특정 거리에 그것의 벡터들의 지식을 이용하여 가능하다. 예를 들어, 중력에 대하여 자기장의 경사도(inclination)는 예를 들어 자기장 송신기로부터 다양한 거리들에서 예측가능하게 변할 것이다. 추가적으로, 중력 벡터를 자기장 벡터와 비교함으로써, 쉘 또는 자기장 라인들을 따라서 높이를 계산하느데 각도가 이용될 수 있다. 이것은 중력에 대하여 필드의 각도는 각각의 높이에서 다를 것이기 때문이고 계란 쉘이 각각의 높이에서 중력에 대하여 상이한 각도에서 지향될 것이기 때문이다. 이것은 북쪽 및 남쪽 폴(pole)들이 수직 방향으로 배향된 때 특별히 더 맞을 것이고, 자기장 라인들은 계란 쉘의 최상부 및 바닥 근처의 수평으로부터 수직으로 대략 송신기의 높이에서 까지 변하는 컴포넌트들을 가진다.
따라서, 가속도계 데이터와 결합된 자기력계 데이터는 송신기 (110) 주변에 같은 자기장 세기를 갖는 수평 평면에 위치되는 링 내에서 칫솔(1)의 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어 도 5는 수직 평면에서 방향을 바꾸는 B (자기) 필드 벡터들로 슬라이스들을 갖는 쉘들을 생성하는 단일 코일 자기장 송신기 (110)를 갖는 베이스(2)의 실시예를 도시한다. 칫솔 (1)상에 센서들(11)은 자기장 송신기들 (110)에 의해 생성된 자기장을 감지하는 자기장 센서 (11) 및 다른 가속도들 중에서, 중력 가속도 ag를 감지하는 가속도계 (11)를 포함할 수 있다. 따라서, 칫솔 (1)상의 자기력계 (11)는 송신기 (110)에 의해 생성된 B 필드를 따라 위치될 수 있다. 따라서, 자기장 세기 및 방향 (Bt)은 자기력계 (11)에 의해 결정될 수 있다. 동시에, 가속도계 (11)는 벡터 ag 로서 중력으로부터의 가속도를 감지할 수 있다. 시스템 (100)은 해당 데이터를 분석할 수 있고, 중력 벡터 ag와 자기장 벡터 Bt 사이의 Qo를 결정한다.
각도 Qo는 그런 다음 칫솔 (1) 위치가 링 R을 따라서 동일한 지점에 있는 것으로 알려진 링 R을 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 먼저, 자기력계 (11)에 의해 검출된 자기장 B의 세기는 칫솔이 어느 자기장 계란 또는 도넛 형상의 쉘 위에 (예를 들어, B1, B2, 또는 B3) 있는지를 결정하기 위해 활용될 수 있다. 이것은 송신기 (110)를 둘러싸는 중공 쉘 또는 도넛에 칫솔(1)의 위치를 좁게할 것이다. 그런다음, Qo는 쉘 또는 도넛상의 수직 위치를 그리고 이어 송신기 (110)를 둘러싸는 링 R아래 좁은 위치를 계산하기 위해서 일체화될 수 있다. 따라서, 만약 시스템 (100)이 새로운 링 R에 대한 움직임을 감지하면, 시스템은 이동되는 가능한 방향 및 거리들에 대한 정보를 가질 것이다. 이 정보는 이동되는 방향에 대한 추가 정보를 제공할 가속도계 데이터에 의해 증강될 것이다. 이것은, 예를 들어, 칫솔 (1)에 의해 이동되는 방향 및/또는 거리의 어떤 상단 또는 하단 경계(bound)를 제공할 수 있다. 따라서, 이 시스템 (100) 및 데이터 프로세싱 기술은 칫솔 (1)의 상대적 위치 및 움직임 정보를 제공하기 위해 이용될 수 있고 본 출원에서 설명된 입 안에 칫솔질 위치를 결정하는데 적용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자기력계 센서 (11)는 자기장 송신기 (110)에 의해 송신된 자기장을 감지할 수 있다. 이를 수행하기 위해서, 이 자기장 데이터는 잉여 잡음 및 특별히 지구의 자기장으로부터 필터링되어야만 한다. 지구의 자기장은 칫솔의 움직임의 스케일에 기초하여 소정의 위치에서 상대적으로 일정한 세기 및 방향을 가질 것이다. 추가적으로, 지구의 자기장은 매우 크고 대부분의 자기력계들은 지구의 자기장의 스케일에 캘리브레이트된다. 따라서, 지구의 자기장에 대하여 캘리브레이트된 자기력계를 사용하는 것은, 예를 들어, 방위 및 위치 변화들을 계산하기 위해서 지구 및 송신기들 (110) 자기장을 검출하는 실시예들에서, 어떤 필터링 알고리즘들이 두가지를 구별하기 위해 사용되어야만 한다. 일부 실시예들에서, 두개를 필터링하기 위해 이용될 수 있는 중요한 데이터(critical data)는 지구 자기장의 세기는 자기장 송신기 (110)에 의해 송신된 감지된 자기장에서의 변화에 비교하여 칫솔 움직임의 스켈링에 비교적 일정하게 유지된다는 것이다. 따라서, 일시적인 필터(temporal filter)들이 두개의 자기장들을 구별하는데 적용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신기 (110)에 의해 송신된 자기장은 신호 프로세싱 및 데이터 분석을 이용하여 용이하게 필터링 되도록 어떤 주파수 또는 진폭에서 펄스화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자기력계 (11)로부터 출력된 벡터 데이터의 자기장 방향 컴포넌트가 상대적 위치 변화 및/또는 방위를 계산하기 위해 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 송신기 (110)는 도 5에 예시된 벡터 방위를 갖는 자기장을 송신할 수 있다. 송신기 (110)에 의해 생성된 자기장 B로부터 자기력계에 의해 검출된 방향 또는 벡터 정보는 방위 및 또는 상대적 위치상의 정보를 제공하는데 유용할 수 있다. 이 데이터는 그런 다음 지구 자기장의 방위와 다른 방위를 가질 것이며, 지구의 자기장으로부터 감지된 방향 벡터 정보로부터의 데이터와 결합될 수 있다. 따라서, 자기력계 (11)는 위치에서의 변화들 및 공간내 방위에 대한 기준을 제공하기 위해 송신기 (110)의 자기장 벡터들 및 지구의 자기장의 방향을 나타내는 벡터들을 감지할 수 있다.
일 예에서, 지구의 자기장을 센싱하는 자기력계는 나침반일 것인 수평 평면에 또는 도 5에 예시된 Z 축에 대하여 칫솔 (1)의 방위를 감지할 것이다. 일부 실시예들에서, 이는 일정할 수평 방향에서 뿐만 수직 방향에서 및 특정 지리적 위치에서 지구 자기장의 경사도에 기반된 벡터를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 송신기 (110)는 자기력계 (11)의 방위 및 자기력계 (11) 및 칫솔 (1)의 위치상의 변화들을 계산하기 위한 기준 지점으로 사용되는 대각선, 수평, 수직 또는 다른 알려진 방위에 배치될 수 있다.
더욱이, 캘리브레이션은 유저 및 베이스 스테이션의 자기장 송신기 (110)에 의해 사용될 때 칫솔 (1)의 상대적 방위에 기초하여 필요할 수 있다. 자기장 라인들의 형상 및 방위는 자기장 제너레이터에 대한 위치에 기초하여 변화하기 때문에, 상이한 공식들, 캘리브레이션들, 또는 조절들이 수행될 것이 요구될 수 있다. 예를 들어, 자기장 제너레이터 측 근처에, 플럭스 라인(flux line)들은 제 1 방향으로 배향될 수 있지만; 그러나, 송신기 (110)의 극성 단부(polar end) 근처 (예를 들어,위 또는 아래, 또는 우측 또는 좌측) 플럭스 라인들은 송신기 (110)의 측면 또는 중간 근처의 제 1 방향 수직으로 배향될 수 있다. 추가적으로, 유저는 측정을 위한 적절한 자기장이 해당 위치에서 생성되는 것을 보장하기 위해서 송신기 (110) 로부터 어떤 거리에서 그녀의 치아를 칫솔질 하는 것이 요구될 수 있다. 물리적으로 수직 방향에 배향된 코일들의 유익한 측면은 생성된 자기장이 상대적으로 같은 높이를 가정하여 송신기 (110) (및 프록시(proxy), 베이스 스테이션 (2)에 의해)의 모든 측면들 상에서 상대적으로 동일하여, 따라서 캘리브레이션은 더 간단한 알고리즘들 및/또는 프로세스들을 필요로 할 수 있다는 것이다. 그러나, 만약 코일들이 베이스 스테이션 (2)의 방위에 의존하여, 수평 평면에 있으면 자기 플럭스 라인들은 상이한 방향들로 이동될 수 있다. 해당 실시예에서, 유저가 전형적으로 그들의 치아를 칫솔질 하는 유저에 대한 어떤 방향에 그것을 가리키도록 유저는 스위블(swivel) 베이스 스테이션 (2)에 지시할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캘리브레이션은 송신기 (110)에 의해 송신된 자기장의 벡터 방향에서의 변화들에 대하여 활용하거나 또는 수용할 수 있다.
자기력계 (11)로부터의 데이터는 방위 및/또는 위치를 결정하기 위해서 가속도계 (11)로부터 출력된 데이터 또는 자이로스코프 (11) 및 가속도계 (11)로부터의 데이터와 결합될 수 있다. 예를 들어, 가속도계 (11) 데이터는 상대적으로 작은 가속도의 기간들 동안에 중력에 대하여 칫솔(1)의 방위를 결정하기 위해 먼저 사용될 수 있고 그래서 중력 가속도는 세개의 축 가속도계에 의해 검출될 것이고 따라서 칫솔 (1)이 수평 평면에 있는 측방향의 축에 대하여 틸트된지 여부, 또는 지면 쪽으로 아래를 가리키는 중력에 대하여 그것의 종축 (칫솔을 관통하는 세로로 이어지는 종축)에 대하여 어떻게 그것이 회전되는 지가 결정될 수 있다. 만약 가속도계 데이터가 칫솔 (1)이 정상 칫솔질 움직임들에 비하여 가속도의 양이 상대적으로 작은 것을 경험하고 있다고 표시하면, 제어기는 칫솔 (1)이 비교적 정지하고 있다는 것을 결정할 수 있고 가속도계 데이터는 중력의 방향으로 배항된 벡터를 결정하기 위해 활용될 수 있다. 만약 가속도계 데이터가 자이로스코프 데이터와 결합되면, 중력에 대하여 칫솔의 자세의 편차들이 칫솔의 자세(attitude)를 계산하기 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, 중력 벡터의 최초 레코딩은 그런 다음 자세를 결정하기 위해 기준 벡터로서 사용될 수 있다. 그런 다음 가속도계 및 자이로스코프에 의해 결정된 이 처음의 위치 또는 자세의 편차들은 자이로스코프 데이터에 기초하여 최초 기준 벡터로부터의 방위 변화들을 계산함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 가속도계 또는 가속도계 및 자이로스코프 데이터는 강모들이 어떤 식으로 마주하는 지를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 가속도계 및 자이로스코프 데이터는 강모들이 위쪽으로 앞쪽으로 또는 하향으로, 전면, 왼쪽 및 오른쪽 측면을 마주하는지, 잠재적으로 입의 특정 사분면 또는 다른 분할로 좁아지는지를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 예를 들어, 칫솔 (1) 강모들이 아래를 마주하고 있을 때 그것들은 바닥 치아의 최상부만을 칫솔질 할 수 있을 것이다. 만약 칫솔 (1) 강모들이 위를 마주하고 있을 때 그것들은 상단 치아의 크라운(crown)들 또는 끝(tip)만을 칫솔질 할 수 있을 것이다. 추가 예로서, 칫솔 (1)이 오른쪽을 마주하고 있을 때 그것들은 어금니 등의 좌측만을 칫솔질 할 수 있을 것이다. 추가적으로, 일부 실시예들에서, 중력에 대한 방위들은 항상 바닥 또는 지면 쪽의 방향을 가리키는 중력을 나타내는 벡터로서 결정될 것이고, 칫솔질은 매우 똑바른 직선에서 발생할 것이다. 따라서, 방위의 일부 측면들 또는 평면들에서 치아에 대하여 강모들의 방위를 결정하는 것이 가능하다. 어떤 실시예들에서, 이들 계산들은 입의 통계들 및/또는 새로 장착된(retrofitted) 모델을 이용하여 추정될 수 있거나 또는 결정론적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 만약 가속도계가 칫솔의 강모들이 어떤 에러의 마진내에서 또는 통계적으로 상당한 마진내에서 아래쪽을 마주하고 있다고 감지하면, 그러면 시스템은 하단 치아의 최상부 (또는 예를 들어 혀)일 것 같은 표면들이 칫솔질 된다고 결정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 본 출원에 개시된, 칫솔질 방위들은 서로에 관하여 계산될 수 있어서, 입의 모델은 유저가 그들의 치아를 칫솔질 할 때 마다 피팅(fit)될 수 있다.
중력에 수직인 수평 평면에서 방위를 결정하기 위해서, 지구의 자기장 또는 예를 들어, 베이스 스테이션 (2) 송신기 (110)에 의해 생성된 자기장이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기장 송신기 (110)는 중력에 수직인 수평 평면에서 방향을 바꾸는 방향 벡터를 갖는 자기장을 생성할 것이다. 따라서, 설사 만약 절대적 방향이 알려지지 않을 지라도, 송신기 (110) 에 의해 방출되고 자기력계 (11)에 의해 검출된 자기장에 대하여 칫솔(1)의 상대적 방위는 수평 평면에서 결정될 수 있다. 따라서, 수평 평면에서의 이 방위의 상대적 변화들이 결정될 수 있고 기준 좌표 시스템을 따라서의 움직임의 경로가 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기준 좌표 시스템은 칫솔질 세션 동안에 레코딩된 최초 또는 임의의 다른 데이터 지점들 중 하나에 기반될 수 있다. 본 출원에 개시된, 이들 상대적 변화들은 이용될 유저가 칫솔질을 마친 후에 상대적 위치들을 이용함으로써 위치를 계산하거나 또는 형상을 재구성하는데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자이로스코프, 자기력계, 및 가속도계로부터의 데이터는 중력에 대한 및 지구 및 송신기들 (110) 자기장 중 어느 하나 또는 둘모두에 대한 방위를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방위는 상이한 센서들 (11)에 의해 결정되고 확인되거나 또는 인증될 수 있다. 예를 들어, 자이로스코프로부터의 각 속도는 어떤 방향들에 방위 변화들을 결정하기 위해 통합될 수 있지만, 그러나 통합에서의 에러들은 자기력계 판독들을 이용하여 정정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 어느 하나 또는 둘모두 자기력계, 자이로스코프 및 자기력계들이 방위들을 결정하기 위해 다양한 조합들로 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방위는 단독으로 본 출원에 개시된 통계적 분석을 이용하여 칫솔(1)의 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 자이로스코프 및/또는 가속도계 감지 관성 변화들은 칫솔 (1) 강모들의 추정된 위치들을 계산하기 위해서 움직임 또는 거리의 추가 표시들을 제공하도록 자기력계 (11) 판독들과 따로 또는 그것과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방위 정보는 병진이동 관성(translationsl inertia), 또는 위치상의 변화들을 나타내는 센서들 (11)로부터 출력된 데이터와 결합될 수 있다. 관성 센서의 위치에 의존하여, 방위 정보는 강모들의 위치를 나타내기 위해 관성 움직임 데이터와 결합될 수 있다. 예를 들어, 만약 모션 센서 (11)가 칫솔 (1) 안쪽에 그러나 유저가 칫솔 (1)을 홀딩하는 칫솔의 종축 중간에 위치되면, 방위에서의 변화들은 모션 센서 (11)의 움직이는 위치 (비록 그것은 제 위치를 회전할 수 있지만) 헤드를 움직일 것이다. 따라서, 방위 정보는 센서 (11)의 위치에 관하여 강모들의 공간내 위치를 계산하는데 또한 사용될 수 있다.
움직임 또는 위치상의 변화들은 자기력계 (11)에 의한 데이터 출력으로부터 또한 산출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기력계 (11)는 베이스 스테이션 (2)에 또는 칫솔 (1)과 별개인다른 정적상태 컴포넌트에 자기장 송신기 (110)에 의해 생성된 자기장을 감지할 수 있다. 이 실시예에서, 단일, 두개, 또는 세개의 축 자기력계 (11)에 의해 센싱된 자기장의 세기 및 방위는 고정되고 정적상태에 있는 베이스 스테이션 (2)내 자기장 송신기 (110) 에 대하여 칫솔(1)의 위치상의 움직임에 관한 추가 데이터를 제공할 수 있다. 따라서, 자기장에서의 증가 또는 축소는 칫솔 (1)이 베이스 스테이션 (2) 쪽으로 움직이는지 또는 베이스 스테이션으로부터 멀어지는지를 나타낼 것이다. 추가적으로, 방위에서의 변화들 또는 자기장의 경사도 및 자기력계 (11)에 의한 그것의 극성 출력은 병진이동 및 위치를 결정하는데 활용될 수 있다. 이 정보는 캘리브레이션 또는 실험 데이터에 기초하여, 자기장 세기에서의 단위당 변화(per unit change)가 얼마나 많은 지는 움직임의 방향에 기반된 거리에 동등하다는 것을 (자기장을 통과하는 상이한 방향들은 더 높은 또는 더 낮은 변화의 비율을 가질 것이기 때문에) 결정하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 경사도에서의 단위 유닛당 변환 또는 자기장의 형상은 또한 위치내 변화들에 상관될 수 있다. 수평 자기장의 개별 방위는 베이스 스테이션 (2)에 자기력계를 통합한 그런 시스템을 포함하여 본 출원에 개시된 칫솔 시스템이 셋업 될 때마다 다를 수 있다. 이것은 유저들이 칫솔질 그들의 치아를 칫솔질 할 때 각각의 유저가 어떻게 서 있는지, 및/또는 베이스 스테이션 (2)이 카운터의 최상부에 어떻게 배향되는지가 각각의 유저에 대하여 변할 수 있고 심지어 각각의 시간에 다소 변할 수 있고 카운터탑, 등을 세정한 후에 변할 수 있기 때문이다. 따라서, 적응적 통계적 분석이 칫솔 (1)의 강모들의 상대적 위치들을 결정하는데 이용될 수 있다.
자기력계 (11)로부터 출력된 자기장 데이터로부터 계산된 위치상의 데이터는 칫솔 (1)에 위치상의 변화들을 계산하는데 관성 데이터와 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 관성 데이터는 이동된 거리를 계산하는데 이용될 수 있고 자기력계 데이터는 에러들을 제거하는데 또한 이용될 수 있고, 및/또는 관성 데이터에 기초하여 위치상의 변화들에 대한 계산들에 경계를 제공할 수 있다. 예를 들어, 자기장 세기에서의 변화들은 그것들이 가장 압축된된 자기장 라인들에 바로 수직으로 이동하는 것을 가정하여 어떤 최소의 하단 경계 한계치를 가질 수 있다. 자기장 세기에서의 어떤 변화들이 주어지면, 자기력계가 공간 내 적어도 어떤 유클리드(Euclidean) 거리를 이동하였다는 (또는 어떤 각 방위를 변화시키거나) 것이 결정될 수 있다. 경사도 및 필드 세기에서의 이들 변화들은 가속도계 또는 자이로스코프 데이터에 따라 추가되거나 또는 미세 조정될 수 있는 에러의 어떤 마진들내에서 거리 변화들을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 이 데이터는 칫솔 (1)의 상대적 방향 이동 및 보다 정밀한 이동된 거리를 결정하기 위해 방위 및 관성 데이터와 결합될 수 있다.
입의 사분면 또는 다른 논리적 분할, 각각의 섹션에서 소모된 시간의 양을 추정하기 위해서 센서들로부터 데이터를 이용하기 위해, 유저는 칫솔 (1)을 캘리브레이트하는 것이 요구될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캘리브레이션은 공장에서 유저에 의해 또는 둘모두에 의해 일어날 수 있다. 따라서, 캘리브레이션은 예를 들어, 고유의 자기 간섭들 고유의 높이들 및 방위들 (테이블탑들이 고르지 않다, 등)을 포함할 수 있는 특정한 유저의 기하학적 구조, 해부 구조 (즉, 키) 및/또는 욕실 환경에 적응되도록 구체적으로 제조된 유닛을 캘리브레이트하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 유저는 그들의 치아에 채색된 겔(gel)을 도포할 수 있다. 유저는 그런 다음 칫솔 (1)이 치아내 제 자리에 위치한 후에 캘리브레이션 모드로 칫솔(1)을 턴 온 시킬 수 있고 모션 센서들 (11) 및 다른 센서들이 데이터를 레코딩하는 동안 모든 채색된 겔을 칫솔질 할 수 있다. 이 지점에서, 유저는 캘리브레이션 데이터의 취득을 멈추기 위해 캘리브레이션을 스위치 오프 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유저가 캘리브레이션 기능을 턴 온 한 후에, 칫솔 (1)은 칫솔질에 임의의 중지를 포함하여 유저가 칫솔질을 시작하고 중단한 시간에 지점들을 검출 할 것이다. 이 캘리브레이션 절차는 그런 다음 후속 칫솔질들이 충분한 시간 동안 입의 모든 영역들을 칫솔질 하였는지 여부를 결정하기 위해 통계적 분석 (78), 또는 다른 분석 방법들을 이용하여 후속하여 칫솔질에 비교될 수 있는 위치, 방위 및 모션 캘리브레이션 데이터의 기준을 제공한다.
디바이스가 캘리브레이트된 후에, 또는 이전 칫솔질 또는 및 다른 모델 유저들 칫솔질로부터 기준 데이터를 이용하여, 각각의 사용에서의 칫솔질 데이터는 그것의 품질 (78)을 평가하기 위해 기준 데이터에 비교될 수 있고 새롭게 획득된 데이터로 칫솔 (1)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어 캘리브레이션 데이터는 특정 유저의 입의 치수 및 형상의 통계적 모델을 준비하는데 이용될 수 있고 칫솔 (1)이 유저의 입의 임의의 어떤 섹션을 칫솔질 할 때를 결정하기 위한 어떤 통계적 경계들을 생성하는데 이용될 수 있다. 그런다음, 유저가 두번째 칫솔질을 개시한 후에 새롭게 레코딩된 데이터는 그런 다음 칫솔질에서의 임의의 결함들이 있는지 어디인지를 결정하기 위해서 해당 유저 프로파일 (60)과 관련된 캘리브레이션 칫솔질 데이터와 오버레이되거나 또는 상관될 수 있다. 예를 들어, 시스템 (100)은 얼마나 많은 시간이 각각의 사분면 칫솔질에 소모된 지, 얼마나 많은 스트로크들을 결정할 수 있거나, 또는 칫솔질의 다른 평가들을 수행할 수 있다. 추가적으로, 분석은 유저가 어떤 영역들에 너무 많이 칫솔질 하거나 또는 전체적으로 또는 유저의 입의 특정 섹션들에 올바른 스트로크 패턴들을 사용하지 않는다는 것을 나타낼 수 있다.
상관관계는 통계적 분석, 예를 들어, 이런 차이들은 3xz 스페이스내 유클리드(Euclidean) 거리를 측정함으로써 간단하게 이루어질 수 있는 양적인 비교에 의해 수행될 수 있다. 이런 벡터들은 그런 다음 주요 컴포넌트 분석 (PCA), 계층적인 클러스터 분석 (HCA), 회귀 분석, 및 선형 판별식 분석을 포함하는 통계적 분석을 이용함으로써 취급될 수 있다. 높은 차원성 데이터에 적절한 통계적 방법들이 이용될 수 있다. 일 예로서, HCA는 체계적으로 모션 또는 위치상의 데이터의 각각의 유형을 나타내는 데이터간의 거리를 조사한다. 그런 다음 선조수(ancestral tree)와 같은 데이터 벡터들사이에서 그리고 그것들 간에 유클리드(Euclidean) 거리들로부터 데이터를 클러스터링하는 것을 보여주는 계통수(dendrogram)가 생성될 수 있다.
각각의 통계적 데이터 클러스터는 유저의 입의 각각의 섹션, 사분면 또는 다른 논리적 분할에 대한 센서 데이터를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 입은 상단 및 하단으로 분할될 수 있고, 상단 및 하단 각각은 우측 전면 및 왼쪽 부분을 갖고, 각각의 우측, 전면 및 왼쪽 부분들은, 내부, 최상부, 및 외측 면을 갖는다. 따라서, 입은 36 상이한 섹션들, 10 섹션들, 8 섹션들, 12 섹션들, 또는 4 섹션들 (사분면들), 단지 상단 및 하단, 단지 외부 및 안쪽, 및 다른 논리적 분할들을 가질 수 있다. 따라서, 기준 데이터를 이용하여, 제어기 (13), 또는 시스템 (100)내 다른 프로세서들(예를 들어, 이동 전화 또는 서버들내 프로세서들)은, 확실한 간격 또는 칫솔이 유저 입의 특정 세션을 칫솔질 하는 가능성을 나타내는 다른 값을 계산할 수 있고스트로크들 확률을 결정할 수 있거나 또는 해당 섹션들내 캘리브레이션 데이터에 관련될 수 있다. 기준 위치를 획득하기 위해서, 유저는 입의 같은 위치에서 칫솔질을 개시하도록 지시받을 수 있다. 해당 방법은 데이터는 알려진 위치에서 시작하고 통계적 분석을 이용하여 데이터의 나머지를 연관시키기 위한 기준 점으로서 해당 위치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 각도, 방위, 산출된 거리 및 모션 센서 (11)에 의해 검출된 칫솔 (1)의 기준 위치로부터의 다른 특징들은 각각의 새로운 위치가 캘리브레이션 데이터에 기초하여 입의 어떤 위치와 상관되는 확률을 표시한다.
다른 실시예들에서, 제어기 (13) 또는 다른 시스템 프로세서들 (예를 들어, 스마트폰, 서버들, 또는 다른 컴포넌트들내 프로세서들)은 통계적 데이터를 프로세스할 수 있고 만약 통계적 분석이 95%, 85%, 80%보다 크거나 또는 칫솔이 입의 섹션내에 있다는 다른 적절한 확실성을 보여주면 칫솔이 입의 어떤 섹션을 칫솔질 한다고 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 칫솔질의 특이성 또는 감도 정적 분석은 특정 유저의 변화량에 일치하도록 수정될 수 있다.
이 분석은 제어기 (13) 또는 다른 프로세서들이 어떤 칫솔 스트로크들이 입 또는 치아 세트의 각각의 섹션내에 있는지를 결정하는 것을 허용하는 출력 (80)을 포함할 수 있고, 따라서 유저가 각각의 사분면, 절반 또는 치아, 또는 입의 다른 논리적 분할을 칫솔질 하는데 얼마나 많은 시간을 소비하는지 및 추전된 레짐에 비교하여 얼마나 자주 칫솔질 하는지를 결정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 어떤 영역들 진입의 시작 및 끝 시간이 레코딩될 수 있거나, 또는 다른 적절한 방법들은 입의 각각의 섹션을 칫솔질 하는데 얼마마 많은 시간이 소비되는 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 칫솔의 위치를 감지하기 보다는, 시스템 (100)은 한번에 입의 어떤 섹션들을 칫솔질 할지를 유저에게 지시할 수 있고 단지 유저가 실제로 칫솔질하는지 여부를 결정할 수 있고, 칫솔질을 나타내는 모션이 감지되는 동안만 칫솔질 시간을 카운트 또는 레코딩할 수 있다. 그런다음, 칫솔질이 미리 규정된 시간동안 지시된 섹션내에서 레코딩 된후에, 시스템 (100)은 유저에게 입의 다음 섹션으로 이동할 시간인지, 및 유저가 실제로 칫솔질 한 때의 경과 시간을 표시할 것이다. 이것은 유저가 휴식을 취하는 것을 방지하고 그렇게 함으로써 각각의 섹션에서 최적의 시간의 양보다 작게 칫솔질 한다. 따라서, 제어기 (13) 또는 다른 프로세서들은 시스템 (100)이 유저가 해당 특정 섹션에서 칫솔질 해야하는 것을 표시한 동안 유저가 각각의 섹션에서 칫솔질을 한 시간의 양을 레코딩하기 위해 센서들 (11) (또는 압력 센서 (10))로부터 데이터를 분석할 수 있다.
다른 실시예들에서, 칫솔질로부터 헤드 (42) 상에 발휘되는 압력은 칫솔 (1)에 통합된 압력 센서 (10)에 의해 또한 검출될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서 (10)가 헤드(42)에 통합될 수 있고, 사용과 관련된 압력을 감지할 수 있다. 추가적으로, 압력은 다양한 위치상의 데이터에 매핑될 수 있고 따라서 제어기들 (13) 또는 시스템 (100)의 다른 프로세서들은 입의 각각의 영역 칫솔질 동안 사용되는 압력의 양을 계산할 수 있다.
피드백의 제공
시스템의 (100) 제어기(들) (13), 또는 스마트폰에 수용된 다른 프로세서들, 서버들, 또는 시스템 (100)의 다른 컴포넌트들이 사용 데이터를 분석한 (78) 후에, 피드백은 스피커 (50), 칫솔 (1)상에 시각적 표시자들 (52)을 통하여, 또는 관련모바일 디바이스 (30) 또는 시스템 (100)과 데이터 통신하는 다른 컴퓨팅 디바이스를 통하여 유저(80)에게 제공될 수 있다. 이 피드백은 순간적으로 제공될 수 있거나 또는 진행을 체크하기 위해서 액세스동안 이용 가능할 수 있다.
예를 들어, 얼마나 많은 시간이 남았는지, 더 세게 또는 더 부드럽게 칫솔질 해야 하는지 여부, 어떤 사분면들이 충분하게 칫솔질 되었는지 여부, 및 칫솔질이 완료된 때를 표시하는 오디오 또는 시각의 수단들에 의한 표시들을 포함하는 순간적인 피드백이 칫솔질 동안에 유저에게 제공될 수 있다 (80). 예를 들어, 레드 광 또는 중단 사운드기 칫솔질이 완료된 것을 표시하기 위해서 스피커 (50)를 통하여 생성될 수 있다.
추가적으로, 이력 및 평균 칫솔질 시간들 및 위치상의 데이터가 그래프들, 챠트들, 퍼센티지들 및 다른 메트릭들을 이용하여 모바일 디바이스 또는 다른 컴퓨팅 디바이스상에 유저에게 제공될 수 있다(80). 예를 들어, 유저는 하루당, 사분면당, 및 유저가 한번, 두번 또는 여러번 칫솔질 한 평균 날들 소비하는 평균 시간으로 제공될 수 있다. 추가적으로, 치아당 칫솔질에 소비된 평균 시간이 계산될 수 있고 모바일 디바이스 (30) 또는 다른 컴퓨팅 디바이스상에서 유저에게 제공될 수 있다. 모바일 디바이스상에서 운용하는 프로그램 (15)은 모바일 디바이스 (30) 제어기 (13)를 이용하여 데이터의 제공을 제어할 수 있다.
치과의사 통합을 위한 API
API는 또한 칫솔질 습관들 및 기술들에 관한 전문가 평가 및 피드백을 위해 치과의사에게 칫솔질 및 사용 데이터를 전송하기 위해 개발될 수 있다. 더욱이 이 데이터는 공동들 및 치주염을 포함하는 더 많은 치과적 이슈들로 귀결되는 칫솔질 기술들을 결정하기 위해 평가될 수 있다. 예를 들어, 잇몸들이 적절하게 칫솔질 되는지 여부를 나타내는 스트로크들의 폭 또는 높이가 칫솔이 도달하는 잇몸-선(gum-line)을 따라서 얼마나 높이 있는지 상관될 수 있다. 이것은 높이에서 짧은 스트로크들이 치주염의 보다 흔한 인스턴스들로 이어지는 여부를 결정하기 위해 분석될 수 있다.
게임화(Gamification)
사용 데이터는 또한 아이들 또는 가족 구성원들을 위한 게임을 생성하기 위해 사용될 수 있어서 어떤 사용 임계값들에 도달했는지 서로 대항하여 또는 혼자서 플레이할 수 있다. 이것은 규칙적인 베이시스 상에서 그들의 치아를 칫솔질 하도록 유저들에 대하여 고유의 동기 부여 툴을 제공할 수 있다. 따라서, 지연된 피드백으로서, 예를 들어, 치주염 또는 공동들의 경우에 일반적으로 심리적으로 무시되고, 보다 즉각적이고 지속적 구체적인, 본 발명의 양적 피드백은 추천 칫솔질 투약 레짐들에 따르기 위한 훨씬 더 나은 장려책을 제공할 것이다..

Claims (17)

  1. 칫솔 레짐(regime)에 따른 준수 및 칫솔질 모니터링을 위한 전자 칫솔 시스템에 있어서,
    핸들 및 헤드를 포함하는 칫솔;
    자기장을 송신하는 자기 송신기를 포함하는 베이스 스테이션(base station);
    상기 칫솔에 통합되고 중력에 기인한 가속도의 방향을 나타내는 데이터를 출력하도록 구성된 가속도계;
    상기 자기장의 세기 및 방향에 관련한 데이터를 출력하도록 구성되고 상기 칫솔에 통합된 자기력계;
    상기 가속도계 및 자기력계에 의해 출력된 상기 데이터를 저장하고 상기 제어기와 데이터 통신하는 메모리; 및
    적어도 상기 자기력계 및 상기 가속도계에 의해 출력된 데이터에 기초하여 공간내 칫솔의 방위를 결정하는 제어기로서, 상기 공간내 방위는 중력 및 상기 자기장에 대하여 결정되는, 상기 제어기를 포함하는, 칫솔 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 칫솔은 상기 칫솔의 방위 변화들에 관련한 데이터를 출력하는 자이로스코프를 더 포함하고, 상기 제어기는 추가적으로 상기 자이로스코프로부터 출력된 데이터에 기초하여 공간내 상기 칫솔의 방위를 결정하는, 칫솔 시스템.
    청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 상기 가속도계 및 자기력계로부터의 출력된 데이터를 이용하여 상기 칫솔의 상대적 위치상의 변화들을 또한 결정하는, 칫솔 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 상기 칫솔이 바뀐 위치를 갖는 추정 거리 윈도우(estimated distance window)를 결정하기 위해 상기 자기력계로부터 출력된 데이터를 사용하는, 칫솔 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 방위를 결정하기 위해 통계적 분석을 사용하는, 칫솔 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 위치상의 변화들을 결정하기 위해 통계적 분석을 사용하는, 칫솔 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 통계적 분석은 각각의 세션의 칫솔질 동안에 결정된 기준 좌표계에 기초하여 상대적 위치상의 변화들을 사용하여 수행되는, 칫솔 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 통계적 분석은 상기 프로세서가 완료된 칫솔질 세션을 결정한 후에 데이터를 캘리브레이션(calibration) 하기 위해 상기 자기력계 및 상기 가속도계로부터의 데이터를 피팅(fitting)함으로써 수행되는, 칫솔 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 추가적으로 지구의 자기장의 세기 및 방향을 나타내는 상기 자기력계로부터의 데이터를 분석함으로써 상기 칫솔의 방위를 결정하는, 칫솔 시스템.
  9. 칫솔 레짐(regime)에 따른 준수 및 칫솔질 모니터링을 위한 전자 칫솔 시스템에 있어서,
    핸들 및 헤드를 포함하는 칫솔;
    자기장을 송신하는 자기 송신기를 포함하는 베이스 스테이션(base station);
    상기 칫솔에 통합되고 상기 칫솔의 가속도에 관련 데이터를 출력하도록 구성된 가속도계;
    감지된 자기장의 세기에 관련한 데이터를 출력하도록 구성되고 상기 칫솔에 통합된 자기력계;
    상기 모션 가속도계 및 자기력계 센서에 의해 출력된 상기 데이터를 저장하고 상기 제어기와 데이터 통신하는 메모리; 및
    적어도 상기 자기력계 및 상기 가속도계에 의해 출력된 데이터에 기초하여 칫솔의 위치상의 움직임의 상대적 거리 및 방향을 결정하는 제어기로서, 상기 움직임의 방향은 중력 및 상기 자기장에 대하여 결정되는, 상기 제어기를 포함하는, 칫솔 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제어기는 상기 칫솔이 바뀐 위치를 갖는 추정 거리 윈도우(estimated distance window)를 결정하기 위해 상기 자기력계로부터의 출력된 데이터를 사용하는, 칫솔 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 칫솔은 상기 칫솔의 방위 변화들에 관련한 데이터를 출력하는 자이로스코프를 더 포함하고, 상기 제어기는 추가적으로 상기 자이로스코프로부터 출력된 데이터에 기초하여 공간내 상기 칫솔의 방위를 계산하는, 칫솔 시스템.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 자기장 송신기는 대략 수평 평면에 놓인 상기 자기장의 극성 축(polar axis)에 대한 크기로 베이스 스테이션(base station)내에 배향되는, 칫솔 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 자기장 송신기는 대략 수직 평면에 놓인 상기 자기장의 극성 축에 대한 크기(order)로 베이스 스테이션내에 배향되는, 칫솔 시스템.
  14. 중력 및 자기장에 대하여 칫솔의 방위를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
    칫솔 베이스 스테이션내 자기장 송신기로 자기장을 생성하는 단계;
    캘리브레이션 세션 동안에, 상기 칫솔의 가속도를 나타내는 칫솔에 통합된 가속도 센서로부터 및 상기 자기력계에 의해 검출된 상기 자기장의 세기를 나타내는 상기 칫솔에 통합된 자기력계로부터의 캘리브레이션 데이터를 레코딩하는 단계(recording);
    상기 캘리브레이션 데이터를 메모리에 저장하는 단계;
    칫솔질 세션 동안에, 상기 가속도 센서 및 상기 자기력계로부터의 사용 데이터(usage data)를 레코딩하는 단계; 및
    중력 및 상기 자기장에 대하여 상기 칫솔의 적어도 하나의 방위를 결정하기 위해 상기 사용 데이터 및 상기 캘리브레이션 데이터에 통계적 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 통계적 분석은 회귀 분석(regression analysis)을 이용하여 수행되는, 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 통계적 분석은 상기 칫솔질 세션 동안에 레코딩된 상기 유저의 입에 기준 시작 위치를 이용하여 수행되는, 방법.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 사용 데이터 및 상기 캘리브레이션 데이터에 상기 통계적 분석을 수행하는 단계는 상기 칫솔의 상대적 위치상의 움직임을 결정하는 단계를 또한 포함하는, 방법.
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