KR20200105557A - 스마트 칫솔을 이용한 구강관리 시스템 - Google Patents

스마트 칫솔을 이용한 구강관리 시스템 Download PDF

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KR20200105557A
KR20200105557A KR1020190023552A KR20190023552A KR20200105557A KR 20200105557 A KR20200105557 A KR 20200105557A KR 1020190023552 A KR1020190023552 A KR 1020190023552A KR 20190023552 A KR20190023552 A KR 20190023552A KR 20200105557 A KR20200105557 A KR 20200105557A
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김동진
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Abstract

본 발명은 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양치 시 사용자가 올바른 양치질을 수행하고, 양치질 습관 및 패턴을 분석하여 구강 관리의 효율을 높일 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템은, 칫솔; 상기 칫솔에 내장되며, IMU센서로 형성되고, 상기 칫솔의 위치 및 방향 데이터를 획득하는 감지센서부; 상기 감지센서부로부터 송출되는 데이터를 수집하여 해석하는 제어부를 포함하고, 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보를 저장 및 제공하는 구강 관리 어플리케이션이 설치되는 사용자 단말기; 상기 제어부로부터 송출된 위치 식별 신호를 상기 구강 관리 어플리케이션으로 전송하는 통신부;로 구성되며, 상기 제어부는, 상기 IMU센서로부터 송출된 데이터 중에서 x, y, z축 진동 신호만을 획득하고, 획득된 각 치아 위치에 대한 x, y, z축 진동패턴을 해석하여 칫솔의 위치 및 방향을 판별하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템{Smart toothbrush and Oral management system}
본 발명은 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양치 시 사용자가 올바른 양치질을 수행하고, 양치질 습관 및 패턴을 분석하여 구강 관리의 효율을 높일 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템에 관한 것이다.
음식의 섭취는 인간에게 매우 중요한 요소 중 하나이며, 음식의 섭취를 위해서는 건강한 치아와 잇몸을 유지하는 것이 매우 중요하다. 건강한 구강 관리를 위해서는 올바른 양치질 방법에 대한 교육과 습관이 중요하며, 식후 또는 취침 전의 양치질은 매우 필수적이라고 할 수 있다.
음식을 섭취한 후 양치질을 제대로 하지 않으면 음식 찌꺼기가 치아에 남게되고, 이로 인해 세균이 증식하게 되어 치아우식증을 비롯한 감염성 질환이 발생할 수 있으며, 각종 무기질이 침착되어 만들어지는 치석 및 치주질병 중 하나인 치태, 또는 잇몸 염증 등이 발생하기도 한다. 그로 인해 충치 치료 및 신경 치료, 보철, 임플란트 등 큰 비용이 드는 치료가 요구되는 경우가 많으며, 보험금 수령 조건에 부합하는 경우가 드물어 개인적으로 재정에 큰 손실을 입게 된다.
따라서, 이러한 질환들을 예방하는 것이 가장 중요하며, 이를 위해서 평소 습관 만을 개선하여 효과를 볼 수 있는 가장 좋은 방법이 올바른 양치 습관이라고 할 수 있다. 하지만 많은 사람들이 올바른 양치법을 숙지하지 않아 양치를 하더라도 충치, 치석, 치태 등이 나타날 수 있으며, 청소년의 경우 양치질을 건너뛰는 경우가 많아 충치 발생 확률이 매우 높다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국공개특허공보 제10-2017-0075334호(맞춤형 구강 관리 시스템, 구강 관리 장치, 애플리케이션 시스템 및 그 제공방법)과 한국공개특허공보 제10-2016-0149012호(치아관리 방법, 이를 위한 단말기 및 시스템)이 개시되어 있다.
한국공개특허공보 제10-2017-0075334호(맞춤형 구강 관리 시스템, 구강 관리 장치, 애플리케이션 시스템 및 그 제공방법)은 종래기술 1로서, 칫솔 헤드의 운동을 감지하는 감지부, 사용자 단말기로 운동 상태를 전송하는 통신부를 포함하는 구강 관리 장치, 단말기에 설치되는 애플리케이션 시스템으로 이루어져 사용자의 구강 이미지를 활용하여 사용자 개인별로 최적화된 칫솔질 방식을 권장하고, 올바르게 수행하였는지의 여부를 용이하게 확인할 수 있다는 장점이 있으나, 칫솔 헤드의 움직임을 분석하는 동작분석모듈이 치아 내부가 아닌 곳에서 칫솔 헤드가 움직일 경우 분석의 오차가 발생할 수 있다는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2016-0149012호(치아관리 방법, 이를 위한 단말기 및 시스템)은 종래기술 2로서, 칫솔의 움직임 정보를 수신하는 단계, 양치질 정보를 생성하는 단계, 보상 아이템을 제공하는 단계로 이루어져 양치질 정보를 분석하고 콘텐츠 제공을 통해 꾸준한 양치질을 유도한다는 장점이 있으나, 양치질 시 칫솔이 구강의 좌측 또는 우측 방향으로 이동된 것을 식별하여 인식하기 어려우며, 칫솔의 움직임을 통하여 양치질 횟수만 측정할 뿐 올바른 양치법을 제공하지 않는 단점이 있다.
특허문헌[0001] 제10-2017-0075334호(맞춤형 구강 관리 시스템, 구강 관리 장치, 애플리케이션 시스템 및 그 제공방법) 특허문헌[0002] 제10-2016-0149012호(치아관리 방법, 이를 위한 단말기 및 시스템)
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여 올바른 양치법을 제공하고, 양치질 습관을 개선할 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 구강 관리를 더 효율적으로 할 수 있도록 구강 관리 어플리케이션을 제공하며, 보험 가입 및 갱신 시 활용할 수 있는 데이터를 어플리케이션을 통해 제공할 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
칫솔; 상기 칫솔에 내장되며, IMU센서로 형성되고, 상기 칫솔의 위치 및 방향 데이터를 획득하는 감지센서부; 상기 감지센서부로부터 송출되는 데이터를 수집하여 해석하는 제어부를 포함하고, 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보를 저장 및 제공하는 구강 관리 어플리케이션이 설치되는 사용자 단말기; 상기 제어부로부터 송출된 위치 식별 신호를 상기 구강 관리 어플리케이션으로 전송하는 통신부;로 구성되며, 상기 제어부는, 상기 IMU센서로부터 송출된 데이터 중에서 x, y, z축 진동 신호만을 획득하고, 획득된 각 치아 위치에 대한 x, y, z축 진동패턴을 해석하여 칫솔의 위치 및 방향을 판별하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템을 기술적 요지로 한다.
상기 제어부는, 수집된 칫솔의 위치 및 방향 데이터를 이용하여 사용자의 양치질 패턴을 데이터베이스화하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템으로 되는 것이 바람직하다.
상기 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템은, 상기 구강 관리 어플리케이션으로부터 제공된 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보에 따라 칫솔의 좌, 우 위치를 지시하는 지시부;를 포함하며, 상기 지시부는, 알림음을 통해 칫솔의 방향을 지시하는 청각지시모듈; 또는 LED방향지시등을 통해 칫솔의 방향을 지시하는 시각지시모듈;로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템으로 되는 것이 바람직하다.
상기 구강 관리 어플리케이션은, 치아 구간을 16개로 나누어 각 구간별로 양치 시간을 부여할 수 있도록 양치질 관리 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템으로 되는 것이 바람직하다.
상기 구강 관리 시스템은, 보험 가입 대상의 상태를 측정하는 측정기기 및 보험 내용 조정 장치와 네트워크를 통해 연동이 가능하며, 상기 구강 관리 어플리케이션에 저장된 데이터는, 보험 가입 또는 갱신 시 보험료 조정 데이터로 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템으로 되는 것이 바람직하다.
본 발명은 올바른 양치법을 제공하고, 양치질 습관을 개선할 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템이 제공되는 이점이 있다.
또한, 구강 관리 어플리케이션을 통하여 구강 관리를 더 효율적으로 함으로써 구강 내에 발생할 수 있는 질환을 예방할 수 있으며, 보험 가입 및 갱신 시 활용할 수 있는 데이터를 어플리케이션을 통해 제공할 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템이 제공되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 데이터 이동 경로이다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 치아 구간을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 개략적인 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 데이터 이동 경로를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명인 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템(1000)은 크게 칫솔(10), 감지센서부(100), 제어부(200), 구강 관리 어플리케이션(300), 사용자 단말기(400), 통신부(500), 지시부(600)로 구성되며, 이하 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
칫솔(10)은 헤드부와 몸체부로 이루어지며, 헤드부의 일면에는 솔이 부착된다. 또한, 헤드부와 몸체부의 내부에 공간이 형성되어 감지센서부(100), 통신부(500) 등이 배치될 수 있으며, 내부에 물이 유입되지 않도록 방수 처리되는 것이 바람직하다. 또한, 칫솔(10)은 내부에 충전식 배터리를 구비하여 유선 또는 무선으로 충전될 수 있다.
감지센서부(100) 칫솔(100)의 내부에 형성되는 공간에 배치되어 칫솔(10)의 운동을 감지하며, IMU센서로 형성될 수 있다. 이때, 감지센서부(100)는 칫솔(10)의 x, y, z축에 대한 데이터를 센싱하여 제어부(200)로 송출한다.
제어부(200)는 감지센서부(100)로부터 센싱된 x, y, z축에 대한 데이터를 토대로 진동값을 획득하고, 획득한 진동 패턴을 분석하여 치아의 위치를 파악한 후 그에 대응하는 치아 위치 식별신호를 발생시킨다. 또한, 감지센서부(100)가 센싱하는 x, y, z축에 대한 데이터는 칫솔(10)이 치아에 접촉하여 운동을 수행할 때 각각 다른 값을 가지므로, 제어부(200)에서 변환되는 진동값 또한 각각 다른 값을 가질 수 있다. 따라서, 치아의 위치마다 상이한 진동 패턴을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 칫솔(10)의 왕복 횟수에 따른 진동이 별도로 감지되어 수집될 수 있다. 그리고, 감지센서부(100)로부터 송출된 x, y, z축에 대한 데이터로 형성된 진동 패턴을 해석하여 칫솔의 위치 및 방향을 판별하며, 양치질 패턴을 분석한 후 데이터베이스화 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 치아 구간을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 구강 관리 어플리케이션(300)은 사용자 단말기(400)에 설치되어 사용자에게 양치질 패턴과 구강 관리 정보를 제공하며, 감지센서부(100)로부터 송출된 데이터를 수집하여 해석하는 제어부(200)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 구강 관리 어플리케이션(300)에 저장된 데이터를 토대로 사용자의 양치질 패턴을 디스플레이하여 사용자에게 칫솔질에 대한 권장 운동 정보를 제공할 수 있으며, 사용자에게 양치질을 유도하기 위해 치아 관리용 컨텐츠 또는 게임 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 사용자는 치아 관리용 컨텐츠 또는 게임의 유도에 따라 칫솔(10)을 이동시킬 수 있으며, 감지센서부(100)에서 센싱된 데이터를 연산한 값을 치아 관리용 컨텐츠 또는 게임의 유도에 대한 응답신호로 출력할 수 있다.
또한, 구강 관리 어플리케이션(300)은 치아 구간을 16개로 나누어 각 구간별로 양치시간을 부여할 수 있도록 양치질 관리 기능을 제공할 수 있다. 16개의 구간은 양치 시 같은 진동 패턴을 보유하고 있는 치아 끼리 그룹화되어 이루어질 수 있으며, 사용자의 구강 구조, 치아 배열에 따라 가변적일 수 있다. 이때, 치아의 구간은 상악 8구간 하악 8구간으로 나누어 맵핑 과정을 거쳐 디스플레이 되는 것이 바람직하다. 예로서, 도 3의 1번, 16번 또는 17번, 32번 치아가 같은 진동 패턴을 가져 한 구간에 포함될 수 있으며, 필요에 따라 다른 진동 패턴을 가진 치아 또한 한 구간에 포함될 수 있다. 이때, 한 구간에는 두 개의 치아가 포함되는 것이 바람직하다.
실시예로서, 구강 관리 어플리케이션(300)의 16개 치아 구간에 각각 10초의 양치 시간을 설정하고 양치 시작점을 설정한 후, 칫솔(10)에 내장된 감지센서부(100)가 x, y, z축에 대한 데이터를 센싱하여 사용자의 양치질 진행 방향 및 횟수를 유도하여 제어할 수 있다. 그리고, 1~16구간 중 양치 시간이 부족하거나, 횟수가 부족한 구간을 표시하여 사용자에게 추가적인 양치 운동을 유도할 수 있다.
또한, 구강 관리 어플리케이션(300)은 양치 방법, 양치 수행 일수, 양치 상태 등 사용자의 양치 습관에 대한 결과물을 시뮬레이션할 수 있는 기능이 인스톨될 수 있으며, 해당 기능을 참고하여 사용자가 자신의 양치 패턴을 파악할 수 있다.
그리고, 구강 관리 어플리케이션(300)에 저장된 데이터는 구강 관리 어플리케이션(300)을 통하여 보험 가입 대상의 상태를 측정하고 보험료 산정, 보험 내용 수정 등을 조정할 수 있는 네트워크 장치와 연동할 수 있으며, 이를 토대로 보험 가입 또는 보험 갱신 시 활용 데이터로 제공할 수 있다.
사용자 단말기(400)는 무선 통신이 가능한 단말기로서, 장거리 네트워크, 와이파이(Wifi), 블루투스(BlueTooth) 등 근거리 네트워크 통신 또한 가능한 기기 장치로서, 디스플레이를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 사용자 단말기(400)에 구강 관리 어플리케이션(300)이 설치될 수 있으며, 관리 서버를 통해 구강 관리 어플리케이션(300)을 관리 또는 업데이트할 수 있다. 또한, 구강 관리 어플리케이션(300)을 통해 사용자의 양치 패턴, 구강 관리 시뮬레이션 등을 디스플레이할 수 있다.
통신부(500)는 감지센서부(100)로부터 센싱된 칫솔(10)의 운동 데이터를 사용자 단말기(400)로 전송할 수 있다. 통신부(500)는 블루투스와 같은 근거리 통신망을 이용할 수 있으며, 반드시 이에 한정하지는 않는다. 통신부(500)는 구강 관리 어플리케이션(300) 또는 칫솔(10)에 부착된 스위치 등 다양한 방법으로 ON/OFF 모드로 설정될 수 있다.
지시부(600)는 구강 관리 어플리케이션(300)으로부터 제공된 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보에 적합한 권장 운동 정보에 따라 양치질 시 사용자에게 칫솔의 좌, 우 위치를 지시하며, 청각지시모듈(610) 또는 시각지시모듈(620)로 이루어질 수 있다.
청각지시모듈(610)은 칫솔(10)의 몸체부에 형성될 수 있으며, 칫솔(10)의 방향을 지시할 수 있도록 스피커 형상으로서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 구강 관리 어플리케이션(300)의 권장 운동 방법에 따라 좌측 또는 우측에 대응하는 음성, 소리음을 내어 사용자의 양치질 방향을 유도할 수 있다.
시각지시모듈(620)은 칫솔(10)의 몸체부에 형성될 수 있으며, 칫솔(10)의 방향을 지시할 수 있도록 복수개의 LED 방향지시등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상측에 배치된 LED 방향지시등은 사용자 기준 구강 내의 우측을 나타낼 수 있고, 하측에 배치된 LED 방향지시등은 사용자 기준 구강 내의 좌측을 나타내어 구강 관리 어플리케이션(300)의 권장 운동 방법에 따라 선택적으로 발광될 수 있다.
또한, 청각지시모듈(610)과 시각지시모듈(620)을 통하여 구강 관리 어플리케이션(300)을 보지 않고 거울을 통해 칫솔(10)에 나타나는 좌측 또는 우측 방향 조절 지시를 수행함으로써 데이터에 대한 신뢰를 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템의 흐름도를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 사용자의 치아 구간별 칫솔의 권장 운동 정보가 저장된다. 이때, 권장 운동 정보는 데이터베이스, 사용자의 설문, 의학 자료 등이 활용될 수 있다.
그리고, 사용자의 성별, 연령 등에 따라 적절한 양치 시간이 부여된다. 이때, 사용자는 선택적으로 양치 시간을 조절할 수 있으며, 구강 관리 어플리케이션(300)에 설정된 값을 사용할 수도 있다.
사용자가 구강 관리 어플리케이션(300)의 양치 시작 버튼 또는 칫솔(10)에 부착된 스위치를 눌러 통신부를 ON 상태로 전환하면, 칫솔(10)의 운동 정보를 감지센서부(100)가 통신부(500)를 통해 사용자 단말기(400)로 데이터를 전송하며, 사용자는 각 치아 구간에 해당하는 칫솔(10)의 왕복 횟수, 시간 등을 디스플레이를 통해 확인할 수 있다.
수집된 데이터는 저장되어 사용자가 확인할 수 있도록 분석되며, 데이터베이스에 저장된다. 또한, 수집된 데이터가 누적되어 사용자의 양치 패턴이 통계화될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 올바른 양치질을 수행하고, 양치질 습관 및 패턴을 분석하여 구강 관리의 효율을 높일 수 있는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주 내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허 청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.
10 : 칫솔
100 : 감지센서부
200 : 제어부
300 : 구강 관리 어플리케이션
400 : 사용자 단말기
500 : 통신부
600 : 지시부
610 : 청각지시모듈
620 : 시각지시모듈

Claims (5)

  1. 칫솔;
    상기 칫솔에 내장되며, IMU센서로 형성되고, 상기 칫솔의 위치 및 방향 데이터를 획득하는 감지센서부;
    상기 감지센서부로부터 송출되는 데이터를 수집하여 해석하는 제어부를 포함하고, 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보를 저장 및 제공하는 구강 관리 어플리케이션이 설치되는 사용자 단말기;
    상기 제어부로부터 송출된 위치 식별 신호를 상기 구강 관리 어플리케이션으로 전송하는 통신부;로 구성되며,
    상기 제어부는, 상기 IMU센서로부터 송출된 데이터 중에서 x, y, z축 진동 신호만을 획득하고, 획득된 각 치아 위치에 대한 x, y, z축 진동패턴을 해석하여 칫솔의 위치 및 방향을 판별하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    수집된 칫솔의 위치 및 방향 데이터를 이용하여 사용자의 양치질 패턴을 데이터베이스화하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템은,
    상기 구강 관리 어플리케이션으로부터 제공된 사용자의 양치질 패턴과 구강 관리 정보에 따라 칫솔의 좌, 우 위치를 지시하는 지시부;를 포함하며,
    상기 지시부는,
    알림음을 통해 칫솔의 방향을 지시하는 청각지시모듈; 또는
    LED방향지시등을 통해 칫솔의 방향을 지시하는 시각지시모듈;로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 구강 관리 어플리케이션은,
    치아 구간을 16개로 나누어 각 구간별로 양치 시간을 부여할 수 있도록 양치질 관리 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구강 관리 시스템은,
    보험 가입 대상의 상태를 측정하는 측정기기 및 보험 내용 조정 장치와 네트워크를 통해 연동이 가능하며,
    상기 구강 관리 어플리케이션에 저장된 데이터는,
    보험 가입 또는 갱신 시 보험료 조정 데이터로 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 칫솔 및 구강 관리 시스템.
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