(57)【要約】口腔衛生デバイスの位置変化を追跡するための別個の光学センサを有する口腔衛生デバイスを含む、歯磨きの監視システムが開示される。光学センサは、単独で、またはモーションセンサデータと組み合わせて、ユーザの口に対する口腔衛生デバイスの位置及び向きを判定する。本システムはこうして、歯磨きの質、量、及び位置を判定し、歯磨きの質のフィードバックを提供し得る。このフィードバックは、ユーザに自身の歯磨きの習慣を向上させるモチベーションを与え、プラーク、虫歯、及び歯肉炎の低減に繋がる。【選択図】図６
2019508183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル及びヘッドを備えた口腔衛生デバイスと、
光学センサと、
前記光学センサから出力されたデータに少なくとも基づいて、前記口腔衛生デバイスの位置を判定する制御システムと
を備えた、口腔衛生レジメンのコンプライアンスを監視するための口腔衛生システム。
【請求項２】
前記口腔衛生デバイスがパターンを含み、
前記制御システムが、前記光学センサから出力されたデータにおける前記パターンの分析に少なくとも基づいて、前記口腔衛生デバイスの向き及び位置を判定する、
請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項３】
前記パターンが、前記口腔衛生デバイスに対するアドオンアタッチメント上にある、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項４】
前記パターンが前記ヘッド上にある、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項５】
前記パターンが前記ハンドル上にある、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項６】
前記口腔衛生デバイスが歯ブラシである、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項７】
前記口腔衛生デバイスの位置が、ユーザの口に対して判定される、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項８】
前記口腔衛生デバイスの位置が、前記ヘッド、ハンドル、または前記口腔衛生デバイス上のパターンの位置を判定することによって判定される、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項９】
前記口腔衛生デバイスの向きが、前記光学センサから出力されたデータに少なくとも基づいて、前記制御システムによって判定される、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１０】
前記口腔衛生デバイスが、前記口腔衛生デバイスの向きに関するデータを出力するモーションセンサをさらに含み、
前記制御システムが、前記モーションセンサから出力されたデータにさらに基づいて、空間内の前記口腔衛生デバイスの向きを判定する、
請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１１】
前記制御システムが、カメラから出力されたデータを使用して、前記口腔衛生デバイスの相対的な位置の変化も判定する、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１２】
前記制御システムが、前記光学センサから出力されたデータを使用して、前記口腔衛生デバイスがその範囲内で位置を変更した推定距離のウィンドウを判定する、請求項１１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１３】
前記制御システムが、統計的分析を利用して向きを判定する、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１４】
前記制御システムが、統計的分析を利用して位置の変化を判定する、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１５】
歯磨きの各セッションの間に判定される、基準座標系に基づく相対的な位置の変化を使用して、前記統計的分析が実施される、請求項１４に記載の口腔衛生システム。
【請求項１６】
プロセッサが歯磨きセッションの完了を判定した後に、カメラからのデータを調整データに適合させることによって、前記統計的分析が実施される、請求項１５に記載の口腔衛生システム。
【請求項１７】
前記制御システムが、地球の磁場の強度及び向きを示すモーションセンサからのデータを分析することにより、前記口腔衛生デバイスの向きをさらに判定する、請求項１に記載の口腔衛生システム。
【請求項１８】
前記モーションセンサがジャイロスコープまたは加速度計である、請求項１０に記載の口腔衛生システム。
【請求項１９】
ハンドル及びヘッドを含む口腔衛生デバイスと、
歯ブラシのハンドルに取付け可能に構成された、第１の視覚的パターンを含むアタッチメントと、
前記視覚的パターンに関する視覚的データを検出するための光学センサと、
カメラから出力されたデータを記憶するための、コントローラとデータ通信しているメモリと、
前記光学センサから出力されたデータに少なくとも基づいて、前記口腔衛生デバイスの相対距離及び位置移動の方向を判定する制御システムと
を備えた、歯磨き及び歯ブラシレジメンのコンプライアンスを監視するための電子口腔衛生デバイスシステム。
【請求項２０】
前記ヘッドが、前記第１の視覚的パターンとは異なる第２の視覚的パターンを含む、請求項１９に記載の歯磨きシステム。
【請求項２１】
前記コントローラが、前記光学センサから出力されたデータを利用して、前記口腔衛生デバイスがその範囲内で位置を変更した推定距離のウィンドウを判定する、請求項１９に記載の歯磨きシステム。
【請求項２２】
前記口腔衛生デバイスが、前記口腔衛生デバイスの向きに関するデータを出力するモーションセンサをさらに含み、
前記コントローラが、前記カメラから出力されたデータにさらに基づいて、空間内の前記口腔衛生デバイスの向きを計算する、
請求項１９に記載の歯磨きシステム。
【請求項２３】
調整セッションの間に、固定された向きにおける前記口腔衛生デバイスの画像を示す光学センサからの調整データを記録することと、
前記調整データをメモリ内に記憶することと、
使用セッションの間に、光学センサからの使用データを記録することと、
前記口腔衛生デバイスの少なくとも１つの向きを判定するために、前記使用データ及び前記調整データに統計的分析を実施することと
を含む、口腔衛生デバイスの向きを判定するための方法。
【請求項２４】
回帰分析を使用して、前記統計的分析が実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記使用セッションの間に記録されるユーザの口内の基準スタート位置を使用して、前記統計的分析が実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記使用データ及び前記調整データに前記統計的分析を実施することが、前記口腔衛生デバイスの相対的な位置の移動を判定することも含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記調整セッションにより、ユーザの顔を示すデータが記録される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記調整セッションにより、前記口腔衛生デバイスの視覚的パターンのサイズが、前記ユーザの顔のサイズと比較される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ハンドル及びヘッドを含む口腔衛生デバイスであって、視覚的パターンを含む、前記口腔衛生デバイスと、
光学センサを含むベースステーションと、
歯ブラシのモーションに関するモーションデータを出力するように構成されたモーションセンサと、
前記モーションセンサから出力されたデータを記憶するための、前記モーションセンサとデータ通信しているメモリと、
前記モーションデータと前に記録された調整データとを統計的分析を使用して比較すること、及び、前記光学センサから出力されたデータを使用して、位置判定のドリフトを定期的に補正することにより、ユーザの口内における前記口腔衛生デバイスのヘッドの位置を判定する制御システムと
を備えた、歯磨き及び歯ブラシレジメンのコンプライアンスを監視するための電子口腔衛生デバイスシステム。
【請求項３０】
ハンドル及びヘッドを含む口腔衛生デバイスと、
光学センサと、
歯ブラシの位置及び向きを判定する方法を実施するための命令を内部に記憶した、機械で実行可能なコードを含む機械読取り可能媒体を含むメモリと、
前記メモリに結合された制御システムであって、プロセッサが、前記機械で実行可能なコードを実行して、前記プロセッサに、前記口腔衛生デバイスを示す光学データを含む前記光学センサから出力されたデータに少なくとも基づいて、口腔衛生デバイスの向き及び位置を判定させるように構成された、前記制御システムと
を備えた、歯磨き及び歯ブラシレジメンのコンプライアンスを監視するための口腔衛生システム。
【請求項３１】
前記口腔衛生デバイスが、前記口腔衛生デバイスの向きの変化に関するデータを出力するジャイロスコープをさらに含み、
前記制御システムが、前記ジャイロスコープから出力されたデータにさらに基づいて、前記口腔衛生デバイスの向きを判定する、
請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項３２】
前記制御システムが、前記光学センサから出力されたデータを使用して、前記口腔衛生デバイスの相対的な位置の変化も判定する、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項３３】
前記制御システムが、前記光学センサから出力されたデータを利用して、前記口腔衛生デバイスがその範囲内で位置を変更した推定距離のウィンドウを判定する、請求項３２に記載の口腔衛生システム。
【請求項３４】
前記制御システムが、統計的分析を利用して向きを判定する、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項３５】
前記制御システムが、統計的分析を利用して位置の変化を判定する、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項３６】
歯磨きの各セッションの間に判定される、基準座標系に基づく相対的な位置の変化を使用して、前記統計的分析が実施される、請求項３５に記載の口腔衛生システム。
【請求項３７】
前記制御システムが歯磨きセッションの完了を判定した後に、カメラからのデータを調整データに適合させることによって、前記統計的分析が実施される、請求項３５に記載の口腔衛生システム。
【請求項３８】
前記制御システムが、地球の磁場の強度及び向きを示す磁気計からのデータを分析することにより、前記口腔衛生デバイスの向きをさらに判定する、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項３９】
前記制御システムが、前記口腔衛生デバイスに接続されたモーションセンサからのデータを分析することにより、前記口腔衛生デバイスの向きをさらに判定する、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項４０】
前記口腔衛生デバイスが視覚的パターンを含む、請求項３０に記載の口腔衛生システム。
【請求項４１】
前記制御システムが、歯ブラシを示す光学データに基づいて、口に対する前記口腔衛生デバイスの長手軸の向きを識別することにより、前記口腔衛生デバイスの位置を判定する、請求項３０に記載の口腔衛生デバイスシステム。
【請求項４２】
前記制御システムが、前記光学センサから出力された口腔衛生デバイスを示す光学データ及びユーザの口を示す光学データに基づいて、ユーザの口に対する前記口腔衛生デバイスの位置を判定し、ユーザのどの歯が磨かれているかを識別するために、その情報を、ジャイロメータによって出力されたデータから判定される向きの情報と合わせる、請求項４１に記載の口腔衛生デバイスシステム。
【請求項４３】
前記モーションセンサからのデータが、加速度データまたは向きのデータの少なくとも１つである、請求項３９に記載の口腔衛生システム。
【請求項４４】
機械で実行可能なコードが、少なくとも１つの機械によって実行されると、前記機械に、
歯ブラシを示す光学データを含む光学センサによって出力されたデータに少なくとも基づいて、口腔衛生デバイスの空間的位置を判定することと、
モーションセンサによって出力されたデータに少なくとも基づいて、前記口腔衛生デバイスの角度の向きを判定することと、
前記位置及び向きの情報を合わせることにより、前記口腔衛生デバイスによって磨かれているユーザの歯のセクションを判定することと
を行わせる、
機械で実行可能なコードを含む方法を実施するための命令を内部に記憶した、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４５】
ユーザの歯の前記セクションに、上側臼歯の外側面、または、下側臼歯の内側面が含まれる、請求項４４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４６】
ユーザの歯の前記セクションに、上側切歯の外側面、または、下側切歯の外側面が含まれる、請求項４４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４７】
前記口腔衛生デバイスを示す光学データに、歯ブラシ上のパターンを示す光学データが含まれる、請求項４４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４８】
前記モーションセンサにより出力されるデータが、向きのデータである、請求項４４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４９】
前記モーションセンサにより出力されるデータが、加速度のデータである、請求項４４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本発明は、口腔衛生動作を監視するための方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
歯磨き及びフロシングを含む口腔衛生動作の適切な技術及び頻度に関するコンプライアンスは、健康な歯にとって必須である。しかし、小児及び青年において、コンプライアンスは特に欠如している。たとえば、悪い癖が形成された後は、口の多くの領域が往々にして見落とされる。したがって、もし歯磨きの量及び技術を監視できれば、コンプライアンスはおそらく向上し得る。しかし、口腔衛生デバイスの技術及び各領域における時間を監視することは、様々な技術的制限に起因して、非常に困難である。
【０００３】
ＣＤＣによれば、虫歯は、予防可能ではあるが、６歳から１１歳の小児（２５％）及び１２歳から１９歳の青年（５９％）において最もありふれた慢性病である。３５歳から４４歳の大人の２８％も未処置の虫歯を有する。歯に形成されるプラークと呼ばれるバクテリアのバイオフィルムが、虫歯及び歯肉炎に寄与する。しかし、プラークは、少なくとも１日に１回２分間、好ましくは１日に２回の歯磨きにより、除去することができ、したがって、虫歯を予防するか緩和する。Ａｔｌｉｎ  Ｔ及び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（非特許文献１）。
【０００４】
さらに、研究により、小児が、歯磨きの間に同じエリアを頻繁に見落とすことが示されている。このことは、特定の歯に独立したプラークが構築されることに繋がる。したがって、歯磨きの時間の長さよりも重要なのは、歯磨きの効率である。さらに、口腔衛生教育は、プラークの蓄積に対してわずかな一時的効果のみを通常は有することが示されているだけである。Ａｔｌｉｎ  Ｔ及び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（非特許文献１）。さらに、多くの練り歯磨きは、虫歯の穴の形成を防止するために、歯のエナメル質の再生を促すようにフッ化物を組み込んでいる。米国歯科医師会によれば、歯磨きのコンプライアンスは極めて低い。たとえば、１日２回歯を磨いているのは、男性の４９％のみ、女性の５７％のみである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａｔｌｉｎ  Ｔ及び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
【発明の概要】
【０００６】
概要
したがって、歯磨き不足による虫歯の穴、歯周病、及び他の歯科的障害を低減するために、歯科医が推奨するレジメンに対する、ユーザの歯磨き、フロシング、または他の口腔衛生動作のコンプライアンスを向上させることができる、歯科システムが必要とされている。本開示により、口腔衛生デバイスの使用を監視し、コンプライアンスを向上させるために、フィードバック及び他の動機付けを電子的に提供するためのシステム及び方法が提供される。
【０００７】
本システムにより、歯磨きの動作（または、他の口腔衛生動作）の記録と、これら動作の分析が可能になる。これにより、口腔衛生システムのユーザのためのフィードバック及び動機付けを与えるサービスを形成することが可能になる。口腔衛生デバイス、または、たとえばカメラなどの関連するシステム構成要素は、その使用の間、センサを通して歯磨きのデータを記録する。いくつかの実施形態では、データは、分析され、基準データと比較される。たとえば、口に対する歯ブラシの動きを追跡する１つまたは複数の光学センサ（複数可）が開示されている。光学センサ（複数可）から出力された画像は、口に対する歯ブラシの向き及びモーションを判定するために分析され得、各領域における歯磨き（または、ウォーターピックによるフロシング）の量が判定され得る。
【０００８】
フィードバック出力デバイスを通して、ユーザは、本システムの使用に関するアドバイス、動機付け、及び推奨される使用レジメンに関するコンプライアンスを向上させるように設計された他のフィードバックを受領する。たとえば、本システムは、ユーザに、口のどの領域が磨かれたかまたはフロシングされたかを知らせ、また、ユーザに、どこをより磨くことができるかのフィードバック、または全体として不足している位置を特定するフィードバックを提供することができる。別の例では、本システムは、衛生デバイスを使用するモチベーションを向上させるためのゲーミフィケーションプロセスを実施し得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、本発明は、たとえば、ディスプレイを有するモバイル通信デバイスまたは他のデバイスに無線で統合することによって、ユーザに、ユーザの歯磨きの実践に関して知らせることによる、口腔衛生デバイスを使用するための新たなやり方についての方法に関する。電動歯ブラシは、ベースステーションに無線でデータを通信する場合もある。このベースステーションは、次いで、そのデータを、クラウドサーバでの分析のためにネットワークに送信するか、モバイルデバイスに無線で送信する場合がある。モバイル通信デバイスは、携帯電話、通信手段を有するマイクロコンピュータ、通信手段を有するタブレットコンピュータである場合がある。他の実施形態では、データは、ベースステーションに無線で送信される場合があり、次いで、コンピュータデバイスによる後のアクセスのために、サーバにアップロードされる。コンピュータデバイスには、モバイルコンピュータデバイスと固定コンピュータデバイスとの両方が含まれる。いくつかの例では、口腔衛生システムは、標準的な歯ブラシの動きを追跡する１つまたは複数の光学センサまたはカメラを含んでおり、カメラは、モバイルデバイス、ベースステーション、ローカル・エリア・ネットワーク、または他のコンピュータデバイスと統合される。この例では、電子機器またはモーションセンサを含まない任意の標準的な歯ブラシまたはウォーターピックが利用され得る。
【００１０】
口腔衛生デバイスシステムは、センサ及びベースステーションを有する口腔衛生デバイスを含む場合があり、ベースステーションは、ユーザが口腔衛生デバイスを手に持っていない時に口腔衛生デバイスを物理的に支持する。電子口腔衛生デバイスは、（ａ）信号処理回路、（ｂ）メモリ、（ｃ）口腔衛生デバイスとベースステーションとの間のデータの交換のためのベースステーションインターフェース、（ｄ）再充電可能なバッテリまたはコンデンサを含む場合がある電力供給回路、及び（ｅ）コントローラ、を含む場合がある。
【００１１】
ベースステーション及び／またはカメラは、（ａ）インターネットまたは他のネットワークとベースステーションとの間のデータの交換のためのネットワークインターフェース、及び（ｂ）歯ブラシの磁気計センサと通信する磁気送信機としても任意選択的に作用し得る歯ブラシの再充電可能なバッテリを再充電するための再充電回路を含む場合がある。他の実施形態では、本システムはベースステーションを含まない場合があり、信号は、携帯電話または他の無線ターミナルに無線で直接送信され得、あるいは、別個の光学センサ／カメラシステムが、光学データを記録し、この光学データを、分析のために、携帯デバイス、他のコンピュータデバイス、またはネットワークに直接送信する場合がある。いくつかの実施形態では、ベースステーションは、動きを視覚的に追跡するための口腔衛生デバイスのコードを監視及び識別するためのカメラを含む場合がある。
【００１２】
口腔衛生デバイスシステムは、歯磨き中の口腔衛生デバイスの画像を記録するために、口腔衛生デバイスとは離れて配置されたカメラを含む場合がある。画像処理ソフトウェアは、続いて、歯ブラシに取り付けられたモーションセンサからのデータとは独立して、またはこのデータに加えて、口腔衛生デバイスの歯磨きのモーションを分析することができる。たとえば、口腔衛生デバイスは、いかなる電子機器も組み込んでいない場合があり、その代わりに、標準的な歯ブラシである場合がある。この例では、カメラ及び画像処理システムは、単独で、歯の各セクションに関する歯磨きの位置及び時間を判定する場合がある。
【００１３】
たとえば、光学センサ（複数可）は、口、口腔衛生デバイス、及び歯を含む画像を、歯磨きセッション全体の間に記録する場合がある。画像処理ソフトウェアは、続いて、歯ブラシ、歯ブラシの特徴、口、及び、これらの各々の相対的な位置を識別して、歯磨きのセクション及び時間を判定し得る。または、本明細書にさらに論じるような他の方法を使用する。
【００１４】
いくつかの例では、口腔衛生デバイスは、認識の向上、及び、空間的な向きの計算のためのパターンを含む場合がある。いくつかの例では、口腔衛生デバイスのためのアタッチメントは、あるパターンを包含するか含む場合もある。さらに、本システムは、口腔衛生デバイスの電子機器から出力されたセンサモーションデータを画像データと合わせて、ユーザが磨いている歯のセクションまたは部分を判定する場合がある。
【００１５】
電気的構成
口腔衛生デバイスの制御システム（複数可）は、処理のための、センサ及び／または光学センサからの処理された信号の伝送のために、口腔衛生デバイス、光学センサ（複数可）、ベースステーション、モバイルデバイス、及び／または他のネットワーク化されたデバイス間でデータの交換を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスシステム１００及び関連する制御システムは、センサからの信号の処理のための信号調整回路と、センサからの処理された信号を記憶するためのメモリと、口腔衛生デバイスとベースステーションと他の電子構成要素との間の情報の交換を可能にする口腔衛生デバイスインターフェース回路と、バッテリ及び／またはコンデンサタイプの再充電可能な電源を含む、歯ブラシのセンサ及び回路に給電するための口腔衛生デバイス電力供給回路と、歯ブラシの電子機器の動作を指定するためのコントローラ回路と、を含む場合がある。
【００１６】
ベースステーション、光学センサ（複数可）、及び／または他の関連するカメラデバイスは、ネットワークとデータの交換をするためのデータ交換回路と、口腔衛生デバイスと情報を交換するように適合されたインターフェース回路と、ベースステーション回路に給電するため、及び、ベースステーションに受領された際に、口腔衛生デバイスの再充電可能な電源に再充電するためのベースステーション電力供給回路と、を含み得る。ベースステーションは、電力供給源または再充電回路であるか別個の磁場送信機である場合がある、磁場送信機も含む場合がある。ベースステーションまたは他の電子デバイスは、カメラ及び関連する電子機器も含む場合がある。制御回路は、ユーザが歯ブラシを使用していることが検出されると、センサからの処理された信号をメモリ内に記憶し、口腔衛生デバイスがベースステーションに受領された際に、ベースステーションまたは他の電子デバイスのデータ交換回路に、センサからの記憶された信号を、口腔衛生デバイス及びベースステーションのインターフェース回路または他の電子デバイスを通し、ネットワークを通じて送信するように指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、センサからの加工前のデータは、記憶され、かつ、ベースステーションまたは他の場所での処理のためにデータ交換回路を通じて送信される場合がある。
【００１７】
物理的設計
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、歯磨き中に口腔衛生デバイスのヘッドを振動させるための電子モータを含む場合がある。さらに、ブラシの毛またはウォーターピックを含む口腔衛生デバイスのヘッドは、口腔衛生デバイスの本体またはハンドルに、取外し可能に接続することができ、複数のヘッドを交換できるように構成され得る。口腔衛生デバイスは、防水である場合がある。いくつかの実施形態では、ベースステーションは、１、２、３、４、もしくは５つのみの、またはさらなる数の歯ブラシまたは他の口腔衛生ヘッドを物理的に受領するように構成され得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、カメラまたは視覚による検出器によって検出及び追跡され得る視覚的コードまたはパターンを含む場合がある。たとえば、口腔衛生デバイスヘッドがパターンを含む場合があり、ハンドルがパターンを含む場合がある。いくつかの実施形態では、ハンドルは、カメラによる検出のためのより大きなパターンを含むアドオンの球状部または突起を、端部に含む場合がある。この「球状部または突起」は、必ずしも歯ブラシの一部ではない、ハンドルに留められた専用のアドオンである場合がある。
【００１９】
このアドオンはまた、歯ブラシのためのスタンドである場合もある。たとえば、球状部は、口腔衛生デバイスを水により安定させることができる。したがって、アドオンは、水または他の重い物質が底にある空の半球である場合がある。これにより、ユーザにとって、口腔衛生デバイスを多くの場所に置くという新規性が可能になり、また、置かれる角度に関わらず縦に起立させることができる。
【００２０】
センサ
センサ（複数可）は、口腔衛生デバイスが使用される際の口腔衛生デバイスの画像を記録することができる、口腔衛生デバイスとは別個の１つまたは複数の光学センサを含む場合がある。２つ以上の光学センサが使用される場合、口腔衛生デバイスの動き及び距離を立体視的に追跡するために画像を利用することができる。
【００２１】
口腔衛生デバイスが電子機器を含む実施形態では、口腔衛生デバイスのセンサは、（ｉ）圧力センサ（１０）、モーションセンサ（１１）、または、（ｉｉ）加速度計もしくは慣性センサなどの、歯ブラシの歯磨き動作を測定することが可能である任意の他のタイプ（複数可）のセンサ、の１つまたは複数である場合がある。このセンサには、加速度計、磁気計、ジャイロスコープ、及び／またはジャイロメータが含まれ得る。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、少なくとも圧力センサと、少なくとも１つの加速度センサとを含む場合がある。いくつかの実施形態では、センサからの処理された信号は、ネットワークを介して、ベースステーションを通してサーバに送信される。さらに、センサからの処理された信号は、ネットワークを介して、モバイルデバイスを通してサーバに送信される。
【００２２】
他の実施形態では、口腔衛生デバイスは、固定されかつ歯ブラシから遠位にある視覚によるセンサによる認識のためのパターンを有する場合があるか、標準的な歯ブラシに過ぎない場合がある。たとえば、携帯電話のカメラまたはベースステーションのカメラは、歯ブラシの向き及び位置を監視するための光学センサとして利用される場合がある。これらの実施形態では、口腔衛生デバイスは、モーションセンサも含む場合があり、あるいは、他の実施形態では、製造コストを節約するために、電子機器を有していない場合がある。代わりに、口腔衛生デバイスは、カメラによる認識のためのパターンを有するのみであるか、パターンを有していない場合があり、画像処理システムは、本明細書にさらに開示するように、口腔衛生デバイスの形状、軸、及び向きを認識する場合がある。
【００２３】
コンピュータデバイス
いくつかの実施形態では、モバイル通信デバイスは、携帯電話、通信手段を有するマイクロコンピュータ、通信手段を有するタブレットコンピュータであるか、歯磨き動作に関する情報を表示するための表示手段を有するとともに、グローバルネットワークに接続するため、及び、グローバルネットワークと通信するための回路を有する、任意の他の手段である。たとえば、モバイルデバイスは典型的に携帯電話とすることができるが、他のポータブルモバイルＰＤＡデバイスのタイプ（「ＰＤＡ」）で構成することもできるか、そうでなければ、無線通信の能力を有することもできる。または、通信手段を有するマイクロコンピュータのラップトップもしくはデスクトップ、通信手段を有するタブレットコンピュータでさえある場合がある。他の実施形態では、クラウドサーバを介してデータにアクセスする固定の計算可能デバイスにより信号を視認することができる。
【００２４】
信号の処理
歯ブラシに電子機器が含まれるいくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスの制御システムは、センサからの処理された信号をメモリ内に記憶するように構成されている。いくつかの実施形態では、制御システムは、代わりに、加工前のセンサデータが処理され得るベースステーションまたは他のシステム構成要素に送信するために、センサからの加工前のデータをメモリ内に記憶する場合がある。制御システムは、制御システム及び／または他のシステム内のプロセッサが、ユーザが歯磨きを開始したことを判定すると、信号の取得、処理、及び記憶を連携させる。他の実施形態では、制御システムは、別の場所での処理のために、加工前のデータの記憶及び送信を連携させる場合がある。次に、制御システムは、さらなる処理または最初の処理、表示、もしくは分析のために、ベースステーションまたはコンピュータデバイスに、記憶された信号を無線で送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、コントローラまたは任意の電子機器を包含しない場合がある。
【００２５】
信号処理には、フィルタリング、増幅、変換、アナログからデジタルへの信号変換、デジタルフィルタリング、デジタルデータ圧縮、デジタルデータ整理、デジタルデータ計算、及びデジタルデータ変換が含まれ得る。このことは、口腔衛生デバイス、ベースステーション、関連する携帯電話、システムまたは他の位置にネットワークによってリンクしたサーバを含む、システムのいくつかの異なる態様で実施され得る。
【００２６】
データプロトコル及び送信
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスのインターフェース回路、ならびに、ベースステーション及び／またはカメラデバイスのインターフェース回路は、無線回路、たとえば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ及び派生物などである。いくつかの実施形態では、ベースステーションのデータ交換回路は、無線プロトコル、たとえば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＳＭ、または他のものを使用する。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、モバイルデバイスと歯ブラシとのペアリングを可能にする、特有の識別子を有する場合がある。
【００２７】
他の実施形態では、口腔衛生デバイスインターフェース回路及びカメラ／ベースステーションインターフェース回路は、有線接続を利用する場合がある。たとえば、ネットワークへのデータ交換回路接続は、有線である。識別データは、ネットワークを通じて送信された、センサからの記憶された信号を含むデータパケットに組み込まれている場合がある。識別には、口腔衛生デバイスまたはヘッドのシリアル識別番号、ベースステーションのシリアル識別番号、またはベースステーションのネットワークアドレスが含まれ得る。さらに、測定ステップの間に得られた歯磨きの監視データは、口腔衛生デバイスの内部クロックからのデータを使用して、タイムスタンプが付される場合がある。
【００２８】
他の実施形態では、ネットワークには、少なくとも無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）が含まれ、通信ステップの間は、口腔衛生デバイスが、前述のＷＬＡＮを介して前述のモバイルデバイスにデータを送信する。ＷＬＡＮは、Ｗｉ−ＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈのプロトコルから選択された通信プロトコルに従って動作し得る。モバイル、カメラ、または他のコンピュータデバイスもまた、局所的な無線ローカル・エリア・ネットワークと通信している場合があり、通信ステップにおいて、歯ブラシは、前述のデータをモバイルデバイスに、前述の無線ＬＡＮを介して送信する。
【００２９】
ＬＡＮには、歯ブラシと少なくとも通信するサーバが含まれる場合があり、通信ステップにおいて、口腔衛生デバイスは、前述のデータをモバイルデバイスに、サーバによって送信する場合がある。通信ネットワークは、別個のリモートの無線ＬＡＮのネットワークをさらに含み得、サーバは、前述のリモートのネットワークを介して少なくとも１つのサーバと通信し、モバイルデバイスは、リモートのネットワークを介して前述のサーバと通信もする。
【００３０】
口腔衛生デバイス、カメラ、光学センサ（複数可）デバイス、モバイルデバイス、及び／またはベースステーション間で、インターフェース回路を通して交換される情報には、データまたは指示が含まれ得、このデータには、記憶及び処理されたセンサからの信号、または、センサからの加工前のデータが含まれる。情報は、口腔衛生デバイスからベースステーションに、また、逆に、ベースステーションから歯ブラシに、必要に応じて送信される場合がある。データは、歯ブラシにより記憶及び／または実行される、プログラムまたはソフトウェアアップデートとすることもできる。たとえば、アップデート及び新しいファームウェアは、歯ブラシに無線でダウンロード及びインストールされ得る。
【００３１】
データを処理するクラウドサーバまたはローカルネットワーク
いくつかの実施形態では、本システムは、サーバを含み、記憶及び処理されたセンサからの信号またはセンサ（光学センサを含む）からの加工前のデータは、ネットワークを通じて前述のサーバに送信される。このサーバは、送信及び処理された信号の記憶手段を含むとともに、プログラムまたはソフトウェア命令の制御下のコンピュータ構成要素を含んでいる。プログラムは、送信の終了時に、ネットワークを通じて口腔衛生デバイスに消去指示を送信して、サーバに送信された、口腔衛生デバイスに記憶された信号を消去するように構成された命令を有している。サーバは、リモートのネットワーク及び／またはモバイルデバイスの地理位置情報の能力を使用して、口腔衛生デバイスの位置を判定する場合もある。
【００３２】
サーバは、連続して送信された、口腔衛生デバイスのセンサからの、記憶及び処理された信号、及び／または、センサまたは関連するカメラ（複数可）及び他のデバイスからの加工前のデータの履歴を記憶するためのメモリを含んでいる。サーバのコンピュータ構成要素を制御するためのプログラムには、記憶及び処理された信号を分析及び比較し、前述の分析及び比較からの計算結果を提供するための、ソフトウェア命令が含まれている。サーバのコンピュータ構成要素を制御するためのプログラムには、インターネットページまたは他の様々な方法を通してサーバにアクセスすることにより、モバイルまたは固定デバイスを含む様々なコンピュータデバイスに利用可能な分析結果を形成するための命令が含まれ得る。サーバからのコンピュータ分析は、ネットワークリンク３５を介して、コンピュータデバイスに直接送信されるか、ダウンロードされる場合があり、このことは、ベースステーションへの専用の通信設備ＰＯＡリンク３４を通して行われ得る。したがって、サーバからの計算結果は、専用の通信設備ＰＯＡを通したネットワークを介してモバイルデバイスに送信され、次いで、ベースステーション及び／または口腔衛生デバイスに、リンク３３、３１、及び３２を介して送信される。口腔衛生デバイスが操作可能でありかつサーバと通信する場合、前述のサーバは、口腔衛生デバイスで実行及び／または使用されるソフトウェア及び／またはパラメータをアップデートすることができる。同様に、サーバは、口腔衛生デバイスに関連しかつモバイルデバイス上で実行されるアプリケーションまたはパラメータをアップデートすることができる。
【００３３】
ユーザプロフィール
本システムは、歯磨き（または他の口腔衛生）動作に関連する、記憶されたユーザプロフィール、ならびに、ユーザの年齢、サイズ、及び性別を含む、ユーザプロフィールに関連するデータを含む場合がある。口腔衛生（たとえば、歯磨き）動作の監視のステップの間、または後に、口腔衛生デバイス、モバイルデバイス、またはサーバは、自動的に、ユーザプロフィール及び過去のデータに基づき、少なくとも１つの所定のルールを使用して、ユーザを、少なくとも１つのユーザプロフィールにマッチさせることを試みる。ユーザが、口腔衛生デバイスの通常のユーザではない場合、当該ユーザは、モバイルデバイスのゲストとして識別される。
【００３４】
ユーザ識別のステップにおいて、特定のユーザが口腔衛生デバイスと関連付けられ、そのユーザとして推定される場合がある。所与の口腔衛生デバイスに関し、複数のユーザが利用する場合、少なくとも口腔衛生デバイスにおいて、及び、場合によっては、モバイルデバイス及び／またはサーバにおいて（後の２つについては参照の目的のために）、ユーザは、歯磨き動作と関連付けられる。
【００３５】
カメラを利用する実施形態では、ユーザプロフィールには、アップロードされるかプロフィールに関連付けられたユーザの写真が含まれ得る。これにより、視覚による認識システムが、プロフィールに関連付けられた特定のユーザを自動的に判定することが可能になる。
【００３６】
データ出力
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、データをリアルタイムで、モバイル、カメラ、光学センサデバイス、または他のコンピュータデバイスに送信し、表示ステップにおいて、コンピュータデバイスが、リアルタイムでスクリーン上に、前述のデータに関する情報、たとえば、進行中の歯磨きイベントに関するユーザのその瞬間の進行状況を、表示する。
【００３７】
調整／初期化
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス及び／またはカメラは、工場で調整されるか、ユーザによって調整されるか、これら両方である場合がある。調整ステップがユーザによって実施される場合、ユーザは、たとえばモバイルデバイスのディスプレイによって与えられる情報により、このプロセスにおいてガイドされ得る。
【００３８】
特に、視覚的追跡システムは、ベースステーションまたは関連する電子デバイス（たとえば、モバイル及び／または光学センサ（複数可））からのプロンプトにより、ユーザによって調整され得る。このプロンプトは、音声であるか、ユーザインターフェースを通して生じる場合がある。調整プログラムにより、ユーザは、口腔衛生デバイスから一定の距離に立つこと、及び、特定の光または音声のトーンが示されるまで、歯磨きする位置で動き回るように要求され得る。本システムは、パターンを伴うか伴わずに、及び、モーションを検出する電子機器を伴うか伴わずに、口腔衛生デバイスを調整し得る。
【００３９】
この調整システムは、ユーザがカメラから離れて立つ距離を含む、口腔衛生デバイスのサイズ及び形状、ならびに、ユーザの頭のサイズ及び形状を検出し得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、標準的な口腔衛生デバイスのサイズの調整ツールを持って、カメラ（または他の光学センサ）が適切に距離を調整することを可能にする場合がある。いくつかの実施形態では、モーションデータは、画像データと合わせられて、システムを同時に調整する場合がある。
【００４０】
初期化のステップにおいて、本システムは、所望のローカル無線ネットワークまたはモバイルデバイスの選択を可能にする場合がある。このことは、自動的に、またはユーザの補助を伴って行われ得、これらの操作は、通信し合う本システムの各要素間のネットワークのペアリングに対応する。
【００４１】
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイスは、少なくとも圧力センサと、少なくとも１つの加速度センサと、センサからの信号の処理のための信号調整回路と、センサからの処理された信号を記憶するためのメモリ回路と、口腔衛生デバイスとベースステーションとの間の情報の送信を可能にする口腔衛生デバイスインターフェース回路と、歯ブラシのセンサ及び回路に給電するための口腔衛生デバイス電力供給回路であって、バッテリ及び／またはコンデンサタイプの再充電可能な電源を含む、口腔衛生デバイス電力供給回路と、口腔衛生デバイス回路の操作に関する制御回路と、を含み得る。好ましくは、制御回路は、ユーザが歯ブラシを使用していることを検出すると、センサからの処理された信号をメモリ内に記憶し、口腔衛生デバイスがベースステーションに受領された際に、ベースステーションのデータ交換回路に、記憶及び処理されたセンサからの信号を、口腔衛生デバイス及びベースステーションのインターフェース回路を通し、ネットワークを通じて送信するように指示するように構成されている。
【００４２】
本発明によれば、ベースステーション（及び／または光学センサデバイス）は、ネットワークとのデータ交換回路と、口腔衛生デバイス及び／またはモバイルデバイスもしくは他のコンピュータデバイスと情報を交換するように適合されたベースステーションインターフェース回路と、ベースステーション回路に給電するため、及び、ベースステーションに受領された際に、口腔衛生デバイスの再充電可能な電源に再充電するための電力供給回路と、を含んでいる。
【００４３】
この同じ発明の別の観点から、本発明は、口腔衛生（たとえば、歯磨き）動作を監視するためのシステム、及び本システムを使用するための方法を提供する。これにより、ディスプレイ及び情報入力手段を有するモバイル通信デバイスとの通信を可能にする。口腔衛生デバイス及びモバイルデバイスは、両方が、無線により、通信ネットワークと通信する。前述の通信ネットワークは、少なくともモバイルデバイスを、少なくとも１つのさらなる通信デバイスと通信させるように適合している。本方法は、（ａ）少なくとも１つの歯磨きまたは口腔衛生動作の監視ステップであって、口腔衛生デバイスが、ユーザの、少なくとも歯磨き動作または他の口腔衛生動作を示す少なくとも１つの測定を実施する、監視ステップと、（ｂ）２方向通信の少なくとも１つの段階のステップであって、この段階の間に、（ｉ）ユーザが情報をモバイルデバイスに入力し、このモバイルデバイスが、通信ネットワークを通して前述の情報を口腔衛生デバイスに送信し、（ｉｉ）口腔衛生デバイスが通信ネットワークを通して、前述の歯磨き動作の監視の測定に係るデータをモバイルデバイスに送信する、２方向通信の少なくとも１つの段階のステップと、（ｃ）少なくとも表示またはフィードバックステップであって、このステップにおいて、モバイルデバイスが、そのスクリーン上に、通信ステップにおいて送信された歯磨き（または他の口腔衛生）の動作の監視データに基づく情報を表示する、表示またはフィードバックステップと、を含んでいる。表示された情報は、送信されたデータに対して行われた計算の出力を示す場合があり、前述の計算は、モバイルデバイスまたはサーバにおいて行われる。
【００４４】
本開示は、ユーザの、自身の歯を磨くことまたは他の口腔衛生動作を実施することの使用及び／またはモチベーションを向上させる、製品及びサービスを提供する。フィードバックは、本システムとリンクした出力デバイスを通して提供される。本システムは、ユーザの歯磨き動作を監視し、歯磨きに関するフィードバックをユーザに提供するセンサを含む口腔衛生デバイスを提供する。いくつかの実施形態では、サーバは、センサから受信されたデータを使用及び処理して、歯磨きの質に関する出力データ及び他の分析を提供するアプリケーションを提供する場合がある。最後に、サーバ上で実行されるアプリケーションは、この出力データを処理して、ユーザにフィードバックを提供し、ユーザの歯を磨くかフロシングするモチベーションを増大させる、面白い／ゲームのような特性を提供する場合がある。
【００４５】
例示的実施形態及び以下の図面に関連して、本発明を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のシステムの概略図である。
【図２】本システムの口腔衛生デバイス及び例示的ベースステーションの概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る、口腔衛生デバイス及びヘッドの斜視図である。
【図３Ｂ】口腔衛生デバイスのハンドル、及びヘッドインターフェースに取り付けられ得る交換可能なヘッドの、斜視図である。
【図４】歯磨きまたは他の衛生上データを記録し、ユーザにフィードバックを提供する、本開示で利用されるプロセスの実施形態を示すフローチャートである。
【図５】ベースステーションまたは他の関連するデバイス内の磁場ジェネレータを有する、口腔衛生デバイス及びベースステーションの図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る、視覚的パターンを有する口腔衛生デバイス及びヘッドの斜視図である。
【図７】パターンを伴わずに視覚的に口腔衛生デバイスの位置を識別するシステムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
詳細な説明
本発明の様々な例をここで記載する。これらの実施形態を完全に理解し、記載を実施可能にするために、具体的な詳細が以下の詳細な説明に提供される。しかし、当業者には、本発明が、これら詳細の多くを伴わずに実施され得ることが理解される。同様に、当業者には、本発明が、本明細書に詳細に記載されていない、多くの他の明らかな特徴を含むことができることも理解される。さらに、いくつかの既知の構造または機能は、以下では詳細に示されないか記載されない場合があるが、そうすることにより、関連する記載を不必要に不明瞭にすることを避けている。
【００４８】
以下に使用される用語は、本発明のある特定の例の詳細な記載と関連してその用語が使用されている場合であっても、その最も広い理にかなった方式で解釈されるものとする。実際、特定の用語は、以下で強調される場合さえある。しかし、いずれの限定的方式で解釈されることが意図されるいずれの用語も、詳細な説明のセクションにおいてそのように明確かつ具体的に規定される。
【００４９】
本主題の特定の実施態様が記載される。他の実施態様は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。いくつかのケースでは、特許請求の範囲に記載の動作は、異なる順番で実施され得、かつ、依然として所望の結果を得る。さらに、添付の図面に記載のプロセスは、所望の結果を達成するために、図示の特定の順番、または順次的な順番を必ずしも必要としない。
【００５０】
本明細書は多くの特定の実施態様の詳細を包含しているが、これらは、いかなる発明または特許請求され得るものの範囲の限定としても解釈されないものとし、むしろ、特定の発明の特定の実施態様に特有の特徴の記載として解釈される。別々の実施態様の文脈において本明細書に記載された特定の特徴はまた、単一の実施態様において、組み合わせて実施され得る。反対に、単一の実施態様の文脈に記載される様々な特徴はまた、複数の実施態様において別々に実施され得るか、任意の適切なサブ組合せで実施され得る。さらに、各特徴が、特定の組合せで、ちょうど最初にそれとして特許請求されたように作用するものとして上述された場合であっても、特許請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、いくつかのケースでは、組合せから削除され得、また、特許請求される組合せは、サブ組合せ、または、サブ組合せの変形形態を対象とする場合がある。
【００５１】
同様に、操作は特定の順番で図面に記載され得るが、このことは、そのような操作が、所望の結果を得るために、図示の特定の順番または連続した順番で実施されること、または、図示の操作すべてが実施されることを要求するものとしては理解されないものとする。特定の状況では、複数の動作を同時に行うこと、及び、並列処理が、有利である場合がある。さらに、様々なシステムの構成要素を上述の実施態様において分離することは、そのような分離がすべての実施態様において必要であるものとしては理解されないものとし、また、記載のプログラム構成要素及びシステムが、概して、単一のソフトウェア製品に統合され得るか、複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。
【００５２】
図１は、開示の口腔衛生デバイスの監視及びフィードバックシステム１００の概観を記載している。このシステム１００は、センサが備えられた口腔衛生デバイス１と、口腔衛生デバイス１を受領するとともに充電するためのベースステーション２と、無線でデータを受信／送信するモバイルデバイス３０と、専用の無線リンクＰＯＡ８と、サーバ４と、サーバからの情報またはシステム１００の他の様々な構成要素間の情報を伝達するためのネットワーク３とを含んでいる。
【００５３】
データ通信
口腔衛生デバイス１は、ベースステーション２の適合した相補的アンテナ５及びトランシーバ手段との無線リンク３１を通しての無線通信のための、アンテナ５及びトランシーバ手段を有し得る。無線通信リンク３１は、たとえば、ＷｉＦｉ、ＧＳＭ、もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはこれらの派生物であるか、他の独自のプロトコルである場合がある。さらに、１つまたは複数の光学センサ９が、携帯電話３０、ベースステーション２、サーバ４、または、本明細書に開示の他の関連するコンピュータデバイスと通信し得る。
【００５４】
別の実施形態では、アンテナ及びトランシーバ手段は、口腔衛生デバイス１、光学センサ９、及び／またはベースステーション２間の情報の交換を可能にするように、有線通信またはコネクタによって置き換えられるか完結する。有線コネクタは、口腔衛生デバイス１の再充電可能な電源を再充電するために、ベースステーションから口腔衛生デバイス１への電力供給源を提供する場合もある。別の実施形態では、ベースステーションから口腔衛生デバイス１または光学センサデバイス９への電力供給源は、電磁誘導回路で提供される。
【００５５】
ベースステーション２には、電源コードを通して電力供給される場合がある。ベースステーション２は、代替的には、電力供給グリッドによって給電される充電器で随時充電される再充電可能なバッテリによって給電され得る。ベースステーション２は、ユーザによって使用されていない時に、歯ブラシを物理的に支持するとともに収容するための受領スロットを有している。
【００５６】
ベースステーション２及び／または別個の光学センサデバイス９は、ネットワーク３、たとえばインターネットとデータを通信するための、データ交換回路を含んでいる。データは、図１に示すように、無線通信リンク３１を使用して、ベースステーション２のアンテナ５、及び、ネットワーク３に接続された、専用の通信設備８またはＰＯＡのアンテナ５に伝達され得る。他の実施形態では、ベースステーション２とネットワーク３との間のデータの伝達は、有線リンク、たとえばＡＤＳＬを通して実施される。
【００５７】
口腔衛生デバイス１及び／またはカメラ／光学センサデバイス９のアンテナ５及びトランシーバ手段もまた、無線リンク３１を通じてモバイルデバイス３０の無線通信手段と適合している。無線通信リンク３１は、たとえば、ＷｉＦｉ、ＧＳＭ、もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはこれらの派生物であるか、他の適切なプロトコルである。いくつかの実施形態では、無線リンク３１は、セル方式または他の携帯電話システム（たとえば、ＧＳＭ及び派生物）で使用されるリンクなどの、短距離で局所的な無線通信リンクまたは無線リンク３５である。
【００５８】
モバイルデバイス３０もまた、その無線通信回路を介して、無線リンク３１上で、ネットワーク３上の専用の通信設備８またはＰＯＡを通してデータを交換することが可能である。追加的または代替的に、モバイルデバイス３０は、無線リンク３５上のデータを、ネットワーク３上で直接交換することが可能である。
【００５９】
サーバ４は、任意の適切な手段によってネットワーク３に接続されている。サーバ４は、たとえばコンピュータネットワーク内の「クラウド」上の、記憶及びコンピュータ動作が可能であるコンピュータデバイスを含むように広く規定されている。サーバ４は、たとえばメモリ、ハード・ディスク・ドライブ、フラッシュメモリ、または他の記憶デバイスなどの記憶デバイスを含む場合があり、また、プログラムの制御下のコンピュータ手段を含んでいる。データの通信のために、口腔衛生デバイス制御回路は、ネットワーク３におけるサーバ４の所定のアドレスを使用する。この所定のアドレスは、最初に口腔衛生デバイス１内に記憶され、及び／または、ネットワーク３を通して後にアップデートされ得る。口腔衛生デバイス１とサーバ４との間のデータの伝達は、ａ）口腔衛生デバイス１がベースステーション２に戻される毎にバッチ構成で、ｂ）ユーザまたはサーバ４の指示で、たとえば、モバイルデバイス３０のインターフェースを用いた、伝達を開始するユーザ操作によって、もしくはサーバ４のウェブページへのアクセスによって、ｃ）口腔衛生デバイス１の動作が検出される時にリアルタイムで、ｄ）口腔衛生デバイス１がベースステーション２から取り外される時に、または、ｅ）他の適切なインターバルで、実施され得る。
【００６０】
システム回路設計及びネットワーク構造
図２に示すように、口腔衛生デバイス１は、圧力センサ１０と、少なくとも１つのモーションセンサ１１とを含み得る。圧力センサ１０は、ユーザが自身の歯にブラシの毛を押し当てた際に、口腔衛生デバイス１のブラシ側に印加される力を検出する。モーションセンサ１１は、口腔衛生デバイス１の直行する３つの軸のいずれかまたはすべてのモーションを検出するために設けられているか、モーションセンサは、３つの軸すべてにおける加速度または他のモーションの特徴を検出することが可能である場合がある。センサによって出力された信号は、信号調整回路１２によって処理される。信号の調整の例には、周波数及びノイズのフィルタリング、増幅、転換、デジタル信号処理、及び、検出された信号を分析のために最適化する他の技術が含まれる。
【００６１】
他の実施形態では、口腔衛生デバイス１は、いかなる電子機器も含んでいない場合があり、かつ、標準的な歯ブラシである場合がある。これらの実施形態では、別個の光学センサ９が、口腔衛生デバイス１のモーションを追跡する動作を実施し得る。
【００６２】
処理された信号またはセンサからの加工前のデータは、続いて、制御システム１３によって判定されるように、メモリ１４内に記憶される。制御システム１３は、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、または他の処理構成要素である場合があり、また、その動作は、プログラム１５によって制御される。メモリ１４は、口腔衛生デバイス１内、サーバ４上、またはシステム１００の他の構成要素に含まれ得る。プログラム１５は、口腔衛生デバイス１のインターフェース回路１６、無線通信のためのモデム、及び、そのアンテナ５（及び／もしくは、接触／有線インターフェースの場合にはコネクタ）、または、口腔衛生デバイス１の他のインターフェースを通してアップデートされ得る。より一般的には、無線リンク３１が確立されている（及び／または、歯ブラシ及びベースステーションのコネクタがともに嵌合している）場合に、口腔衛生デバイスのインターフェース回路１６により、口腔衛生デバイス１と、光学センサデバイス９と、ベースステーション２との間の情報の交換が可能になる。口腔衛生デバイス１は、口腔衛生デバイス１のセンサ及び回路に電力を供給するための電力供給回路を含む場合がある。また、口腔衛生デバイス１は、再充電可能な電源１７を含み得る。
【００６３】
ベースステーション２は、ベースステーションインターフェース回路２０、リンク３１を通じて情報を交換するためのアンテナ５（及び／またはコネクタ）を有する無線通信のためのモデムを含む場合がある。さらに、ベースステーションインターフェース回路２０は、ネットワーク３との通信のために、専用の通信設備８を有する無線リンク３１を確立することができる。ベースステーション２は、ベースステーション回路に適切な電圧及び電流を提供するように２１で制御された電力供給コンバータ２２を利用する場合がある。ベースステーション２から口腔衛生デバイス１に、充電電流を提供するための電気接続（図示せず）が提供され得る。いくつかの実施形態では、ベースステーション２は、誘導充電または直接電気接続を通して、歯ブラシのバッテリまたは電力供給源を再充電するための再充電回路を含み得る。
【００６４】
ベースステーション２、光学センサデバイス９、または他の別の電子デバイスは、関連する磁気計または他の磁場センサ１１によって検知され得る磁場を放出する磁場送信機１１０も含んでいる場合がある。磁場送信機１１０は、充電回路、または、ベースステーション２もしくは他の電子デバイスに既に存在する他の回路を利用することによって提供され得る。たとえば、ベースステーション２は、磁場送信機１１０としての役割も果たすことができる再充電コイルを有する場合がある。再充電コイルは、固定され、既知の向きにある場合があり、それにより、既知の強さかつ両極性の向きの磁場を形成するようになっている。いくつかの実施形態では、ベースステーション２は、水平面または垂直面に位置する極性軸を伴う磁場を生成する再充電コイルを含む場合がある。いくつかの実施形態では、この再充電コイルは、単一軸の再充電コイルの場合などでは、単一軸の磁場送信機１１０である場合がある。他の実施形態では、２軸または３軸の磁場送信機１１０が、ベースステーション２に組み込まれている場合がある。これにより、既知の向きの決まった磁場（複数可）を有利に可能にし、それにより、口腔衛生デバイス１の磁気計１１が、口腔衛生デバイス１の位置及び向き、または、位置及び向きの相対変化に関する情報を提供するために、磁場（複数可）の強度及び極性を検知する場合がある。
【００６５】
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１とは別個のベースステーション２または他の電子デバイスは、口腔衛生デバイス１上の視覚的パターンを検出し得るカメラ９も含む場合がある。カメラ９は、口腔衛生デバイス１上の視覚的パターンを検出し得る任意の適切なカメラである場合がある。たとえば、携帯電話に設けられたカメラが適切である。他の実施形態では、スタンドアロンのカメラまたは光学検知デバイス９、携帯電話用の別個のカメラスタンド、接続されたミラー、または、他のカメラもしくは撮像デバイスが利用され得る。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ベースステーション２は、受動的であり、ベースステーション２の回路は、通信し合っている場合、特に、リンク３１が、コネクタでの有線／コンタクトタイプである場合、口腔衛生デバイス１のコントローラ１３の制御下にある。図２に示す実施形態では、ベースステーションは、その操作を制御する制御システム１９を有している。
【００６７】
専用の通信設備８は、無線モデム回路２７、及び、ネットワーク３と通信するための適切な電子機器を含み得る。専用の通信設備８は、ベースステーション２との無線リンク３１、及び／または、モバイルデバイスとの無線リンク３１を確立することが可能である。
【００６８】
モバイルデバイス３０は、少なくとも、無線リンク３１を確立するための無線モデム２６を含んでいる。モバイルデバイス３０の動作は、たとえば中央処理ユニットまたはμＣである制御システム２５、及びプログラム１５の制御下にある。モバイルデバイス３０は、ディスプレイスクリーンなどの出力手段と、仮想または有形のキーボードなどの入力手段とを含んでいる。好ましくは、モバイルデバイス３０の入力手段及び出力手段は、情報を入力するため、及び、情報、特に、サーバによって実施された計算の結果を表示するために、システムにおいて使用される。モバイルデバイス３０もまた、移動の検出のために、口腔衛生デバイスに供給された視覚的パターンの検出が可能であるカメラ９も含む場合がある。
【００６９】
サーバ４の計算手段のプログラムにより、口腔衛生デバイス１から受信された信号の記憶が可能である。さらに、サーバ４は、センサからのデータを分析して、歯を磨くユーザのパフォーマンスに関するフィードバック及びモチベーションとなるデータを生成する場合がある。これら結果は、サーバ４がホストになっているインターネットページ上でユーザがアクセス可能であるか、ホスティングのために別のウェブサーバに伝達され得る。異なる実施形態では、前の操作及び計算はモバイルデバイス３０内で完全にまたは部分的に行われ、サーバ４は全体的な監視のために使用される。
【００７０】
本明細書の開示が、任意のタイプのハードウェア及び／またはソフトウェアで実施され得ること、また、予めプログラムされた多目的コンピュータデバイスである場合があることを、最初に理解されたい。たとえば、本システムは、サーバ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、シンクライアント、または任意の適切なデバイス（複数可）を使用して実施され得る。本開示及び／または本開示の構成要素は、単一の位置にある単一のデバイス、または、電気ケーブル、光ファイバケーブルなどの任意の通信媒体を通じるか、無線の方式での、任意の適切な通信プロトコルを使用してともに接続された、単一の位置か複数の位置にある複数のデバイスである場合がある。
【００７１】
本開示が、特定の機能を実施する複数のモジュールを有するものとして本明細書に図示及び開示されていることにも留意されたい。これらのモジュールは、専ら明確化の目的のために、その機能に基づいて概略的に示されているに過ぎず、特定のハードウェアまたはソフトウェアを必ずしも示さないことを理解されたい。これに関し、これらのモジュールは、論じられている特定の機能を実質的に実施するように実行されるハードウェア及び／またはソフトウェアである場合がある。さらに、本開示内において、各モジュールはともに結合され得るか、所望の特定の機能に基づいて、追加のモジュールに分割され得る。このため、本開示は、本発明を制限するものとは解釈されるべきではなく、本発明の１つの例示的な実施態様を示すものと理解されるに過ぎない。
【００７２】
コンピュータシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアントとサーバとは、概して、互いに離れており、通常は通信ネットワークを通して相互作用する。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータで実行されかつ互いとのクライアント−サーバの関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。いくつかの実施態様では、サーバは、データ（たとえば、ＨＴＭＬページ）をクライアントデバイスに（たとえば、データを表示し、また、クライアントデバイスと相互作用するユーザからのユーザ入力を受信する目的のために）送信する。クライアントデバイスで生成されたデータ（たとえば、ユーザの相互作用の結果）が、サーバにおいて、クライアントデバイスから受信され得る。
【００７３】
本明細書に記載の主題の実施態様は、たとえばデータサーバとして、バックエンドの構成要素を含むか、たとえばアプリケーションサーバであるミドルウェア構成要素を含むか、たとえばグラフィカル・ユーザ・インターフェースを有するクライアントコンピュータ、または、ユーザが、本明細書に記載の主題の実施態様と相互作用できるウェブブラウザである、フロントエンドの構成要素を含むか、そのようなバックエンド、ミドルウェア、またはフロントエンドの構成要素の１つまたは複数の任意の組合せを含む、コンピュータシステムにおいて実施することができる。本システムの構成要素は、たとえば、通信ネットワークなどのデジタルデータ通信の任意の形態または媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例には、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」）及びワイド・エリア・ネットワーク（「ＷＡＮ」）、インターネットワーク（たとえば、インターネット）、ならびに、ピアツーピアのネットワーク（たとえば、その場限りのピアツーピアのネットワーク）が含まれる。
【００７４】
本主題の実施態様、及び、本明細書に記載の動作は、本明細書に開示の構造、及びこれら構造の均等物、または、これらの１つもしくは複数の組合せを含む、デジタル電子回路内、または、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェア内で実施され得る。本明細書に記載の本主題の実施態様は、データ処理装置による実行のため、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上でエンコードされた、１つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、コンピュータプログラムの命令の、１つまたは複数のモジュールとして実施することができる。代替的または追加的に、プログラム命令は、人為的に生成された伝播信号、たとえば、機械で生成された電気的、光学的、または電磁的信号にエンコードすることができる。これらの信号は、データ処理装置による実行のための適切な受信装置への伝達のために、情報をエンコードするために生成される。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読記憶デバイス、コンピュータ可読記憶基板、ランダム・アクセス・メモリもしくはシリアル・アクセス・メモリのアレイもしくはデバイス、またはこれらの１つもしくは複数の組合せであるか、これらが含まれ得る。さらに、コンピュータ記憶媒体は伝播信号ではないが、コンピュータ記憶媒体は、人為的に生成された伝播信号にエンコードされたコンピュータプログラム命令の発生源または送信先である場合がある。コンピュータ記憶媒体もまた、１つまたは複数の別々の物理的構成要素または媒体（たとえば、複数のＣＤ、ディスク、または他の記憶デバイス）であり得るか、これらが含まれ得る。
【００７５】
本明細書に記載の動作は、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスに記憶されているか、他のソースから受領されたデータ上の、「データ処理装置」によって実施された操作として実行され得る。
【００７６】
「データ処理装置」との用語は、例として、プログラム可能プロセッサ、コンピュータ、チップ上のシステム、もしくはこれらの複数、またはこれらの組合せを含む、データを処理するためのすべての種類の装置、デバイス、及び機械を包含する。本装置には、特定目的の論理回路、たとえば、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途の集積回路）を含むことができる。本装置は、ハードウェアに加え、問題となっているコンピュータプログラムのための実行環境を生成するコード、たとえば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、異なるプラットフォームに対応したランタイム環境、仮想機械、またはこれらの１つもしくは複数の組合せを構成するコードを含むこともできる。本装置及び実行環境により、ウェブサービス、分布されたコンピュータ、及びグリッドコンピュータのインフラなどの様々な異なるコンピュータモデルのインフラを実現することができる。
【００７７】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、またはコードとしても知られている）は、コンパイルされているか、解釈された言語、宣言型または手続き型の言語を含む任意の形態のプログラミング言語で記載され得る。また、コンピュータプログラムは、スタンドアロンのプログラムまたはモジュールとして、構成要素、サブルーチン、オブジェクト、もしくは、コンピュータ環境で使用するのに適切な他の単位を含む、任意の形態で展開され得る。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応する場合があるが、そうである必要はない。プログラムは、他のプログラムまたはデータ（たとえば、マークアップ言語のドキュメントに記憶された１つまたは複数のスクリプト）を保持するファイルの一部分、問題となっているプログラム専用の単一のファイル、または、複数の同格のファイル（たとえば、１つまたは複数のモジュール、サブプログラム、またはコードの部分を記憶するファイル）に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上、または、１つの場所に位置するか、複数の場所にわたって展開され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。
【００７８】
本明細書に記載のプロセス及び論理フローは、入力データ上で作用し、かつ、出力を生成することにより、動作を実施するように、１つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する、１つまたは複数のプログラム可能なプロセッサによって実施することができる。プロセス及び論理フローは、特定目的の論理回路、たとえば、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途の集積回路）によって実施され得、かつ、装置が、これらの回路として実施することもできる。
【００７９】
コンピュータプログラムの実行に適切なプロセッサには、例として、多目的マイクロプロセッサと特定目的マイクロプロセッサとの両方、及び、任意の種類のデジタルコンピュータの１つまたは複数のプロセッサのいずれかが含まれる。概して、プロセッサは、リード・オンリー・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、またはこれらの両方から命令及びデータを受信する。コンピュータに必須の要素は、命令にしたがって動作を実施するためのプロセッサと、命令及びデータを記憶するための１つまたは複数のメモリデバイスとである。概して、コンピュータは、たとえば磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクなどの、データを記憶するための１つまたは複数の大容量記憶デバイスも含むか、データを受信もしくは送信、またはその両方を行うように操作可能にこのデバイスに結合される。しかし、コンピュータは、そのようなデバイスを有する必要はない。さらに、コンピュータは、いくつか例を挙げると、たとえば携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、モバイルオーディオプレーヤもしくはモバイルビデオプレーヤ、ゲームコンソール、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機、またはポータブル記憶デバイス（たとえば、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ）などの別のデバイス内に埋め込まれ得る。コンピュータプログラム命令及びデータを記憶するのに適切であるデバイスには、例として、たとえばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、たとえば内部のハードディスクまたはリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ  ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、非一時的メモリ、媒体、及びメモリデバイスのすべての形態が含まれる。プロセッサ及びメモリは、特定用途の論理回路によって補足され得るか、この回路に組み込まれ得る。
【００８０】
口腔衛生デバイス口腔衛生デバイスの設計
図３に示すように、口腔衛生デバイス１は、ハンドル４０と、このハンドル４０に取外し可能に接続可能である場合があるヘッド４２とを含み得る。ハンドル４０は、ヘッド４２に機械的に接続され、作動すると、口内に置かれた際にユーザの歯を磨くような方式でヘッド４２を振動させるか動かすモータを包含する場合がある。ハンドル４０は、様々なヘッド４２をハンドル４０に取外し可能に取り付けるヘッドインターフェース４６を含んでいる。ヘッドインターフェース４０は、様々なヘッド４２への、データの伝達と電力の伝達との両方のためのリード４８を包含している。たとえば、特定のヘッド４２は、電力及びデータの伝達を必要とするセンサを含み得、したがって、電力が、ハンドル４０の電源からヘッド４２に、ヘッドインターフェース４６においてヘッド４２との接続を形成するリード４８を通して送られ得る。ヘッドインターフェース４６上で接続を形成する、様々な数のリード４８が存在し得る。たとえば、電力のための２つのリード４８、データのための２つのリード４８、電力のための３つのリード４８、データのための３つのリード４８、及び、他の様々な数のリードが存在し得る。いくつかの実施形態では、ヘッドインターフェース４６は、ヘッド４２とともに水密シールを形成して、インターフェースに水が入ること、及び、水が電気リード４８の電力及びデータの伝達を妨げることを防止する。
【００８１】
いくつかの実施形態では、一定回数使用した後に廃棄可能である場合があるヘッド４２とは対照的に、回路及び高価な構成要素の多くは、ハンドル４０の内側に包含することができる。これにより、交換ヘッド４２のコストが最小になる。たとえば、いくつかの実施形態では、バッテリ、コントローラ１３は、ハンドル４０内に包含される場合があり、任意のセンサプローブ及び、センサプローブに接続する回路は、ヘッド４２内に包含される場合がある。他の実施形態では、ヘッド４２は、回路または電気部品を包含しない場合があり、ブラシの毛を支持することにより機械的な歯磨きの機能を提供するのみである。
【００８２】
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１は、電子機器を有していないか、ヘッドを動かして歯磨きを助けるための電子機器を有するのみである場合がある、商業利用可能な、標準的な歯ブラシまたは他の標準的な口腔衛生デバイス１に過ぎない場合がある。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１は、パターン１２０、またはパターン１２０を有するアタッチメント１３０を含むのみである場合があり、いかなるモーション検知用電子機器も含まないか、いかなる電子機器も含まない場合がある。したがって、これらの実施形態では、視覚的追跡ソフトウェアが、口腔衛生デバイス１の位置及び向きを判定するために利用され得る。
【００８３】
口腔衛生デバイス１は、ユーザに音声及び視覚フィードバックを提供するために、スピーカ５０及び様々な可視インジケータ５２も含む場合がある。たとえば、ハンドル４０は、音楽再生、実質的フィードバック、意欲を高めるフレーズ、経過した残り時間、歯磨きの圧力及びどの特定の四半部が適切に歯磨きされていないかの忠告、歯磨きが完了したことに関する通知などのためのスピーカ５０を包含する場合がある。さらに、口腔衛生デバイス１は、経過時間を含む、歯磨きの実質的フィードバックを提供するための任意の数の可視インジケータ５２、歯磨きがいつ完了したかに関するＬＥＤインジケータ、各四半部が対処されたかに関するインジケータを含む、歯磨きが適切ではないことに関する警告インジケータを包含し得る。他の実施形態では、口腔衛生デバイス１は、ユーザに音声メッセージを伝えるために骨伝導も利用する場合がある。
【００８４】
図６に示すように、口腔衛生デバイス１は、ハンドル４０とヘッド４２とを包含し得、ここで、ハンドル４０とヘッド４２との一方または両方は、関連するカメラ９による、移動及び向きの視覚的検出のためのパターン１２０を含む場合がある。たとえば、いくつかの実施形態では、ヘッド４２の後ろには、パターン（すなわち、図示のような円及び線を伴う「ＡＢ」）が含まれている場合がある。他の実施形態では、パターン１２０は、ヘッドまたはネックに取付け可能である場合があるアタッチメント１３０に含まれるか、ブラシの毛か他の位置にペイントされる場合がある。
【００８５】
ハンドル４０もまたパターン１２０を含む場合があり、いくつかの実施形態では、パターン１２０を含む唯一の構成要素である場合がある。ハンドル４０のパターン１２０は、ハンドル４０に直接適用され得るか、ハンドル４０の端部にクリップで取り付けられるか接続されるアタッチメント１３０内にある場合がある。パターン１２０は、アタッチメント１３０上またはハンドル４０上の都合の良い位置に配置され得、それにより、通常の歯磨き動作におけるあらゆる角度で検出され得るようになっている。いくつかの実施形態では、ハンドル４０は、異なる向きを検出するために、異なるサイズの複数のパターン１２０を含む場合がある。たとえば、いくつかの実施形態では、アタッチメント１３０は、正方形であるか円形である場合があり、かつ、カメラに対する口腔衛生デバイスの向きをシステムが検出するために、各側に異なるパターン１２０を有する場合がある。
【００８６】
アタッチメント１３０は、口腔衛生デバイス１が、平坦な表面上に置かれた際にデバイス自体で立つように、重み付けされている場合がある。たとえば、口腔衛生デバイス１を垂直に維持するのに十分に重いウェイトが、アタッチメント１３０の底部に適用され得る。いくつかの実施形態では、このことは、アタッチメント１３０の底部が球形である場合に特に有用である場合がある。これにより、口腔衛生デバイスに、小児及び大人でさえ好奇心をそそられる、面白い特質が与えられる。
【００８７】
パターン１２０は、ペイント、他のマーキングプロセスを使用して適用され得るか、反射コーティング、ミラー、または蛍光性コーティングを使用する場合がある。いくつかの実施形態では、パターン１２０は、色を利用するか、グレースケールである場合がある。
【００８８】
パターンまたは電子機器を伴わない口腔衛生デバイス
標準的な口腔衛生デバイス１または口腔衛生デバイスは、いかなる電子機器またはパターンも伴わずに利用され得る。示されているように、いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１の位置及びモーションが検出される。
【００８９】
センサ
口腔衛生デバイス１または別の電子デバイス（たとえば、光学センサ）は、様々なフィードバック及び他のモチベーションとなる情報をユーザに提供するために分析され得る、歯磨きの特定の性質を検出する様々なセンサを組み込んでいる場合がある。たとえば、１つまたは複数の光学センサ９は、口腔衛生デバイス１の向き及び動きを検出するために、別個の電子デバイスにおいて利用される場合もある。たとえば、光学センサ９は、口腔衛生デバイス１の画像を取得するために利用される場合があり、この画像は、デバイスの境界、形状、長手軸、及び（たとえば、デバイスの毛を識別することにより）向きを識別するための処理のために送信され得る。いくつかの実施形態では、光学センサ（複数可）９が利用され得、口腔衛生デバイス１自体よりむしろ、口腔衛生デバイス１上のパターンを検出する場合がある。パターンの検出のために利用される光学センサ（複数可）９は、ヘッド４２、ハンドル４０、またはアタッチメント１３０上にあり得る口腔衛生デバイス１上のパターン１２０に視覚的な照準線を提供するために、ある方向に向けられ得る。
【００９０】
別の例として、口腔衛生デバイス１は、口、さらには個々の歯の、特定の四半部に関する歯磨きの質を判定するために、様々なモーションセンサ１１を組み込んでいる場合がある。モーションセンサ１１は、ジャイロスコープ、加速度計、磁気計、ジャイロメータ、及び、位置、動作、及び加速度を検出することができる他の様々なセンサを含み得る。これら様々なモーションセンサ１１は、ハンドル４０またはヘッド４２に組み込まれ得る。しかし、ヘッド４２、ひいては、任意の加速度センサまたは他のモーションセンサが、位置の検出に干渉し得る多くの追加のモーションを経る実施形態では、モーションセンサ１１をハンドル４０内に配置することが有利である場合がある。いくつかの実施形態では、磁気計により、地球の磁場のベクトル（複数可）を検知する。いくつかの実施形態では、３軸の磁気計が使用され、他の実施形態では、２軸または単軸の磁気計が利用される。
【００９１】
磁場ジェネレータ１１０はまた、口腔衛生デバイス１に組み込まれた磁気計によって検知され得る既知の磁場を既知の極性で発生させるために利用され得る。磁場送信機１１０は、検出可能な磁場を生成するために利用され得る再充電コイル及び／またはインターフェース回路２０を既に有するベースステーション２の内部に置かれる場合がある。他の実施形態では、磁場送信機１１０は、ベースステーション２内か、全体として別個の物理的構成要素内の別個の電子構成要素である場合がある。いくつかの実施形態では、磁場送信機１１０は、既知の向きの固定ユニットである。
【００９２】
口腔衛生デバイス１は、口腔衛生デバイス１がユーザの口に近接していることを検出する様々な近接センサも組み込んでいる場合がある。これらは、ヘッド４２またはハンドル４０に組み込まれ得る。近接センサは、ユーザの歯磨きの質を判定することに関するさらなる位置情報を取得するために利用され得る。
【００９３】
さらに、口腔衛生デバイス１は、ユーザが自身の歯磨きにおいて適切な圧力を印加しているかを判定するために、圧力センサ１０を包含する場合がある。圧力センサ１０は、より容易に曲げられ得るヘッド４２に組み込まれているか、シンプルな圧力変換器、または、圧力を測定することが可能である他の構成要素を利用する場合がある。
【００９４】
いくつかの実施形態では、様々なヘッド４２は、歯磨きの質に関連するか関連しない場合がある歯の質の様々な態様を検出するカメラ５６を組み込んでいる場合がある。たとえば、近赤外カメラ５６を含むカメラ５６は、脱灰、齲蝕、または虫歯を示すデータを収集するために、口腔衛生デバイス１において利用することが可能である場合がある。たとえば、口腔衛生デバイス１は、これらの異常を検出するのに特に適している特定の波長、たとえば、１３００ｎｍから１４００ｎｍのレンジの波長を利用し得る。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１は、歯磨き中に歯に集束させ、特定の異常を検出するためにカメラによって利用することができる、光源５８も包含し得る。
【００９５】
特定のカメラ５６と、場合によっては光源５８とはまた、歯のプラークのレベルと、歯磨きの間のプラークのレベルの変化とを検出するために実装され得る。特定の実施形態では、赤外または近赤外光源５８ならびに、この波長レンジにおける光を検出及び記録する適切なカメラ５６により、プラークの検出を可能にし得る。
【００９６】
歯磨きの分析及びフィードバックのためのプログラム
システムの様々なセンサ及び光学センサは、ユーザによる歯磨きの質、または、ユーザの歯の全体的な口腔衛生に関するデータを収集する場合がある。このデータは、このため、口腔衛生デバイス監視システム１００の様々な部分にインストールされたプログラムまたはアプリケーションを使用して処理され得る。したがって、上述のように、センサ及び光学センサからのデータは、口腔衛生デバイス１の制御システム１３、または代替的に、モバイルデバイス３０のプロセッサ、別の関連するコンピュータデバイス、もしくはサーバ４によって実行されるプログラムによって処理され得る。システム１００のデータの処理及び分析は、ユーザの歯磨きの質に関連するフィードバックを表示する出力データとなる。このフィードバックは、口腔衛生デバイス１のスピーカ５０を通しての音声フィードバックによるか、口腔衛生デバイス１のインジケータ５２上で視覚的に、または、関連するモバイルデバイス３０においてこれら両方で伝達され得るか、あるいは、サーバ４がホストとなっているウェブサイトまたはサーバ４と通信しているウェブサイトにアクセスする際に伝達され得る。
【００９７】
図４は、本プロセスの例を示しており、このプロセスにより、口腔衛生デバイス１が、特定のユーザの歯磨きの質を評価する。ステップの各々は、特定の実施形態では必要とされない場合があるが、これらステップの様々な組合せが、口腔衛生デバイス監視システム１００において実施され得る。第１に、ユーザは、ユーザのプロフィールを口腔衛生デバイス監視システム１００に入力して（７０）、ユーザが口腔衛生デバイスを調整する（７２）ことを可能にする場合がある。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１は、工場で調整されるか、ユーザによって調整されるか、これら両方である場合がある。調整の後に、ユーザは、口腔衛生デバイス１を持ち上げ、歯磨きを開始する場合がある。口腔衛生デバイスまたは関連する監視デバイス（たとえば、カメラ）は、次いで、歯磨きが開始されたことを判定し（７４）、歯磨き中のセンサデータの記録（７６）を開始する。次いで、口腔衛生デバイス監視システム１００は、センサデータを分析して（７８）、歯磨きの質のフィードバックをユーザに対して出力する（８０）。
【００９８】
ユーザプロフィール
したがって、特定の口腔衛生デバイス１の特定の各ユーザ、または、サーバ４、口腔衛生デバイスの内部、ベースステーション、もしくは他のコンピュータデバイスに記憶された特定のアカウントに関する特定の各ユーザに関して、ユーザプロフィール６０が入力され得る（７０）。新しい口腔衛生デバイス、または、サーバ４の新しいアカウント用に初期化されると、ユーザは、最適な歯磨きの時間及び特性を判定するために利用され得る自身の情報を入力する場合がある。たとえば、プログラム１５は、最初に、ユーザの名前、性別、身長、体重、年齢、及び、ユーザの歯の履歴に関する特定の質問を要求する場合がある。ユーザプロフィール６０は、続いて、ユーザによる口腔衛生デバイスの使用の間に記録された特定のデータと関連付けられる場合がある。この特定のデータには、特定の口腔衛生デバイス１もしくは関連する光学センサ９に特有な調整データ、または、システム１００に接続された任意の口腔衛生デバイス１または光学センサ９に適用することができる汎用的な調整データが含まれる。いくつかの実施形態では、ユーザが自身の写真をアップロードし得るか、ユーザが通常歯を磨く距離から光学センサ（複数可）９を使用してユーザの写真を撮るプログラムが開始される。
【００９９】
使用の検出
歯磨きの監視システム１００はまた、使用されたか、及び、１日あたりの使用回数を判定し得る。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１及び／または光学センサ検出システムにより、モーションセンサ１１及び／または光学センサ９を通してモーションデータが検出され、データを分析して、使用が行われたかどうか、または、ブラシが移動したり使用が見せかけのものであるかどうかを判定する。
【０１００】
使用を示すモーションが検出されると、口腔衛生デバイス１または光学センサデバイス９は、後の分析のために、そのメモリ１４内に位置データ及びモーションデータを記憶し得る。たとえば、これにより、たとえばユーザがブラシを戸棚に移動したり、子供が歯ブラシを少し振ることでシステムを勘違いさせることによる、誤検出の記録が防止される。
【０１０１】
たとえば、使用を示す動作は、特定のユーザの特徴である特定の加速度レベル及び／または周波数と関連付けられる場合がある。他の実施形態では、ユーザは、口腔衛生デバイス１、ベースステーション２、または光学センサ９を伴うデバイスのボタンまたはスイッチを押して、デバイスのセンサを起動する場合がある。これにより、データの記録を開始する。したがって、システムは、いつ歯磨きが開始されたかを判定する（７４）。いくつかの実施形態では、このことは、たとえば、特定の加速度及び周波数が検出されると、自動的に実施される。したがって、ユーザが歯ブラシを持ち上げると、モーションセンサ１１は、データの記録（７６）と、歯磨きに関連する特徴についてデータを分析する（７８）ためのシステム１００内の様々な制御システム１３のいずれかへのデータ送信とを開始する場合がある。
【０１０２】
たとえば、口腔衛生デバイス１は一般的に、使用前は、ユーザが口腔衛生デバイス１を持って歯磨きするには適していない向きで、立てた配置でベース２に置かれる。したがって、ユーザが口腔衛生デバイス１を持ち上げると、口腔衛生デバイス１は一般的に、約４５度回転し、歯磨きの間は主として水平に保持される。したがって、歯磨きが開始されたことの判定（７４）に関する１つの閾値の基準は、口腔衛生デバイス１が水平またはほぼ水平であることを示す、口腔衛生デバイス１が特定の角度のレンジ内に傾けられたかである。この特定の角度のレンジは、２０度、５度、１０度の角度のレンジ、または他の適切なレンジとすることができる。さらに、一連の調整セッションにより、適切なレンジが示される場合がある。当然、このことは、光学センサ９及び／またはモーションセンサ１１によって検出され得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、ユーザがデバイスをオンにし、光学センサ９が記録を開始し得る。また、本システムは、デバイスがユーザの口に近いことを示す、パターン１２０が特定の高さにある場合を判定しようとする場合がある。このことは、光学センサ（複数可）９によって検出され、モーションセンサ１１に関して上述のように分析される加速度情報と組み合わせられ得る。
【０１０４】
他の実施形態では、歯磨きが開始された（７４）か、及び、歯磨きが終了しているか否かの判定は、モーションセンサ１１及び／または光学センサ９からのモーションデータの統計的分析を使用して、システム１００によって実施され得る。この統計的分析は、前の歯磨きもしくは調整データ、または他のユーザからの記憶されたデータに対して、モーションセンサ１１及び／または光学センサ９からのデータを相関させることによって実施され得る。たとえば、分析を実施した後に、使用と関連付けられた、前に記録された調整データとのモーションデータの相関関係の特定の閾値が判定され得、これにより、歯磨きが開始された（７４）か、進行中であるかを示す。したがって、ユーザが歯磨きを開始すると、システム１００は、使用が開始された（７４）ことを記録し、たとえば相関関係が特定の閾値未満になった後に、使用が停止するまで、データを歯磨きのデータとしてメモリ１４内に記録する（７６）。
【０１０５】
たとえば、光学センサ９のシステムのセットアップを利用すると、光学センサ９は、口腔衛生デバイス（たとえば、歯ブラシまたはウォーターピック）及びユーザの画像を含むデータを出力する場合がある。データは、様々な制御システムに送信され得、モーションに関して処理及び分析される。たとえば、画像処理アルゴリズムにより、最初に、境界条件を判定して、ユーザの唇／口、歯、頭、口腔衛生デバイス、ハンドル、ヘッド、ブラシの毛、ウォーターピックなどの境界を識別し得る。
【０１０６】
人間の特徴の境界を識別することは、通常は特定の色（光の周波数）の閾値の変化を利用し得る標準的な境界識別アルゴリズムを使用して、利用することができる。口腔衛生デバイス１の境界が識別されると、長手軸が識別され、また、場合によってはブラシの毛の向き（デバイスが歯ブラシである場合）が識別されて、長手軸周りの角度の向きが判定され得る。これにより、システムが、歯ブラシの大まかな向き及びモーションを、撮像デバイスからのタイムスタンプされたフレームで判定することを可能にする。
【０１０７】
こうして、歯ブラシと、口の特徴との相対的な位置の分析により、歯ブラシを、口の特定の側部にある際に識別することができる。さらに、歯ブラシが置かれている口の側部に対する歯ブラシの向きは、ユーザの歯のどのセクションまたは部分が歯磨きされるか、水でフロシングされているかを判定するために利用することができる。たとえば、上側の臼歯の底部が右側で歯磨きされていると、可視システムは、歯ブラシが口の右側に、ブラシの毛が上を向いた状態で置かれていると判定する。
【０１０８】
さらに、歯ブラシ１の輪郭及び向きが各フレームで判定されると、各フレームのタイムスタンプが、歯ブラシのモーションを判定するために利用され得る。たとえば、位置の変化（時間及び距離）により、速度及び加速度の変化を計算することができる。したがって、モーションセンサ１１では、画像データを、口腔衛生デバイスのモーションを判定するために利用することができる。したがって、そのモーションは、歯磨き、または、本明細書にさらに開示される他の口腔衛生の基準に対するコンプライアンスを判定するために利用され得る。
【０１０９】
モーションデータ（モーションセンサ１１から処理されるか、光学センサ９からの画像データ）の分析は、フィンガープリントまたは、相対移動のみを比較するシグネチャタイプ分析を利用する場合がある。シグネチャは、歯磨きのモーションが概して、比較的速い動きで実施されることから、（モーションセンサ１１、タイムスタンプされた画像データ、または他の方法によって検出される）特定の軸における加速度に基づいて判定され得る。このような速い動きは、たとえばデバイスを棚に戻すといった口腔衛生デバイス１の他のいかなる偶然の動作の特徴でもない。さらに、歯磨きが概して素早い周期的モーションであることから、歯磨きの周波数が監視され得、したがって、様々なバンドパス周波数のフィルタ、ローパスフィルタ、及びカルマンフィルタが使用され得るか、重要な特定の周波数、及び、歯磨きを示すそれら周波数の振幅を識別するための他の技術が使用され得る。
【０１１０】
各周波数におけるこれらの振幅は、閾値の振幅に達する特定の周波数である場合がある。このことは、ユーザが歯磨きをしていることを示すために関連付けられるか、判定される。たとえば、システム１００は、歯磨きが開始されたことを判定する（７４）ために、水平軸または垂直軸における特定の周波数を必要とする。または、システムは、歯磨きが開始されたことを判定する（７４）ために、特定の閾値に達する特定の周期的加速度を必要とする場合がある。いくつかの実施形態では、このことは、１Ｈｚから５Ｈｚの周波数である場合がある。コントローラ１３によって分析されたデータが、使用を示す特定の閾値未満に低下すると、システム１００は、データの記録を停止するか、歯磨きが停止されたことを判定する場合がある。
【０１１１】
統計的分析に加え、本システムは、フィルタリングと閾値の分析とを使用することにより、使用または実際の歯磨きを示す動きを検出し得る。たとえば、システム１００は、最初に、モーションセンサ１１からのデータをフィルタリングして、（歯磨きが周期的であることから）特定のバンド内の周波数のみを通し、これらの周波数を監視して、ユーザが歯を磨いていることを判定するために、その信号が少なくとも特定の数のサイクルまたは継続時間に関する閾値に達した時間を検出する。たとえば、ユーザが自身の歯を、平均で１Ｈｚから５Ｈｚ（または、モータで可動する歯ブラシの場合では低くなる可能性がある）で磨く場合、１Ｈｚから５Ｈｚのバンドパスフィルタが実施され得る。
【０１１２】
このため、１Ｈｚから５Ｈｚのレンジ内にある周波数バンドの振幅が、使用を示す閾値に達することをシステム１００が検出した場合、コントローラ１３は、口腔衛生デバイス１が使用されていることをモーションデータが示す継続時間についての各センサからのデータをメモリ１４内に記録し始める場合がある。さらに、特定の閾値の振幅に達する特定の軸における周期的な加速度、または、（円を描く歯磨きに関する）角加速度はまた、歯磨きが開始されていることを示すために使用され得る。データの分析はまた、歯磨きを補助するためにヘッドを振動させる電子モータを口腔衛生デバイス１が含むかにより影響され得る。これらの実施形態では、データは、高い周波数の加速度と、電子モータによって生じる他のノイズとを除去するためにフィルタリングされる場合がある。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１を使用してユーザが実施する動きのタイプに基づく歯磨きの質が判定され得る。歯科医は、時計回りと反時計回りとの両方のモーションにおける円を描く動き、先端から根元へのモーション、及び左から右へのモーションを含む特定の動きが歯磨きにとってより有益であることを示している。
【０１１４】
システム１００は、これらのモーションが実施されている場合に、各モーションを示す、特定の軸におけるモーションセンサ１１または光学センサ９からのデータをフィルタリングすることにより、これらのモーションの相対量を判定する場合がある。たとえば、モーションセンサ１１または光学センサ９からのデータが、重力に対して水平な軸でフィルタリングされる場合があり、また、制御システム１３または他のシステム１００のプロセッサは、加速度、周波数、または他のモーションデータが、特定のモーションが実施されたことを示すために、特定の方向における顕著で十分な振幅に達したかを判定するために、データを処理する場合がある。
【０１１５】
イメージデータの場合では、歯磨きを示す加速度または速度の閾値を検出することに加え、光学システムは、歯磨きが開始されていることを判定するために、口腔衛生デバイス１が、ユーザの口に対して一定程度近接していることまたはユーザの口内にあることを検出する場合がある。たとえば、ヘッドを識別することができる場合、ユーザの口の内側と規定された領域内にヘッドがあれば、システムは、ユーザが自身の歯を磨いていることをかなり確実に判定することができる。
【０１１６】
他の例では、前後のモーション、または円を描くモーションが使用されているかを判定するために、加速度のみが利用され得る。他の実施形態では、モーションセンサ１１からの加速度データは統合されて、口腔衛生デバイス１の実際の動きを判定して、利用される歯磨きのストロークのタイプを評価し得る。データの分析はまた、歯磨きを補助するためにヘッドを振動させる電子モータを口腔衛生デバイス１が含むかどうかにより影響され得る。これらの実施形態では、データは、高周波数の加速度と、電子モータによって生じる他のノイズとを除去するためにフィルタリングされる場合がある。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、ヘッド４２を振動させるための電子モータは、口腔衛生デバイス１に含まれる場合がある。これらの実施形態では、歯磨きの動きに関する、センサによって記録されたモーションデータは、手動のブラシ１の場合よりも小さい振幅を有している。この理由は、電子モータ及び移動ヘッド４２の補助を伴わない手動の歯ブラシのユーザは、より力強いモーションで自身の歯を磨くためである。したがって、口腔衛生デバイスのモーション及び位置を検出及び使用する、モーションデータを分析するために利用されるアルゴリズムは、より低い振幅及び／または異なるモーションに対処するために変更され、また、モータからの高周波数のノイズのフィルタリングを含んでいる。したがって、いくつかの実施形態では、電子口腔衛生デバイスを使用するユーザは一般的により遅いペースでブラシを移動させることから、歯磨きのストロークを検出するか示すために必要とされる振幅に関して設定された閾値は、より低くかつより直線的な動きになる。
【０１１８】
さらに、圧力センサ１０はまた、歯磨きが実際に行われているかを判定するため、または、上述のモーションデータとの組合せで利用され得る。たとえば、ユーザは、口腔衛生デバイス１を歯の周りで動かしているが、歯には押し付けていない場合がある。その結果、したがって、特定の周波数、振幅、または特徴のモーションと、特定の圧力との両方を必要とすることにより、歯磨きの間には生じないブラシの偶発的な動きまたは圧力からの誤検出の多くが除去される。したがって、圧力センサ１０は、コントローラ２８により分析される（７８）信号を出力して、歯に印加される圧力を判定する場合がある。圧力が特定の閾値より上である場合、システム１００は、ユーザが歯を磨いていると思われると示すまたは判定する場合がある。この分析は、圧力センサ１０によって記録された圧力の量及び／または持続的な性質に基づいて、歯磨きが行われている可能性を判定するために、統計的分析、閾値の分析、または他の適切な計算方法によって実施され得る。
【０１１９】
交換可能なヘッドに関する使用の監視
さらに、単一の口腔衛生デバイス１のヘッド４２の耐用年数を監視するために、口腔衛生デバイス１の交換可能なヘッド４２に関する使用の総回数が、口腔衛生デバイス１のメモリ１３内に検出及び記録されるか、サーバ４に関連付けられる場合がある。このため、システム１００は、特定の口腔衛生デバイス１のヘッド４２が特定回数または持続時間だけ使用されると、たとえば、モバイルデバイス３０上、または、サーバ４へのウェブページのインターフェースを通して、ユーザに対する通知を提供し得る。ヘッド４２が消耗したら、ユーザは、接続を外し、新しいヘッド４２をふたたび接続する。このことは、新しい口腔衛生デバイス１を取り付けたものとして、システム１００によって解されるか記録され得る。さらに、各ヘッド４２は、その特定のヘッド４２に関する識別子を記憶する特有の識別モジュール６２を組み込む場合があり、それにより、たとえば洗浄または他の目的のために、同じヘッド４２がふたたび取り付けられると、システム１００は、新しいヘッド４２が取り付けられたとは見なされない。
【０１２０】
歯磨きの時間及び位置
次に、上で記録された歯磨きのデータが、分析されて（７８）、歯磨きの位置及び時間の質のフィードバックが提供され得る（８０）。このフィードバックは、歯磨きが完了した後、または、ユーザに即時のフィードバックを提供するためにリアルタイムで、提供され得る。たとえば、モーションセンサ１１及び／または光学センサ９は、口腔衛生デバイス１の位置情報を検出し得る。加速度計及びジャイロメータのデータ、光学センサ９及びパターン１２０または他のモーションセンサ１１から視覚的に検出されたデータを使用し、口腔衛生デバイス１の位置、向き、及び動きが、ヘッド４２の相対的な位置の動きを計算するために、判定及び推定され得る。たとえば、ヘッド４２のブラシの毛の部分に対するモーションセンサ１１の距離、向き、及び方向が分かっている場合、システム１１は、ヘッド４２の位置、及び、ヘッド４２の相対モーション、向き、及びカバーエリアを、モーションセンサ１１の相対モーションに基づいて判定することが可能である。
【０１２１】
このことは、口腔衛生デバイス１がモーションを検出した際に最初に基準座標を計算すること、及び、歯磨きのシグネチャを判定するために、最初の座標（複数可）に対する相対移動を記録することによって計算され得る。このことは、ブラシの向きの変化を計算することによるヘッド４２の動き、ジャイロメータまたは加速度計によって記録された加速度に起因する動きを計算することによって実施され得るか、光学センサ９によって視覚的に検出され得る。これらの計算は、制御システム１３、または、携帯電話上のアプリケーションを実行する携帯電話プロセッサ、もしくは、データを分析するためのソフトウェアを実行するサーバ上のプロセッサ（複数可）を含む、システム１００で利用される他のプロセッサによって実施され得る。
【０１２２】
歯磨きの時間及び位置−磁気計
いくつかの実施形態では、磁気計センサ１１が、極性、地球の磁場の方向ベクトル及び強度、及び／または、磁場送信機１１０によって生成された磁場を検出することによってさらなる位置情報を提供し得る。いくつかの実施形態では、このことは、ベースステーション２が固定されていることから、ベースステーション２内に位置する磁場送信機１１０である場合がある。また、磁場送信機１１０は、既知の極性及び方向（たとえば、水平または垂直、及び特定の方向）を有している。このことは、口腔衛生デバイス１内に位置する磁気計１１によって検出され得る。したがって、磁気計センサ１１によって検出される磁場の強度は、ベースステーション２または他の関連するデバイスを囲む磁場のラインを示す球形、楕円形、または卵型のカーブに沿う、ベースステーション２からの口腔衛生デバイス１の距離を概算する。
【０１２３】
さらに、磁気計は、磁場のラインに沿う磁場のベクトルの方向を検知することができる。他の実施形態では、ベースステーション２からの口腔衛生デバイス１の距離は、加速度計及びジャイロメータの傾斜の情報とともに、磁場送信機１１０から放出された、磁気計センサ１１によって検出された磁場の向きを使用して計算され得る。このことは、送信機からの特定の距離における磁場の形状及びそのベクトル、ならびにその極性の知識を利用することで可能である。たとえば、重力に対する磁場の傾きは、たとえば、磁場送信機からの様々な距離において予想されるように変化する。さらに、重力のベクトルを磁場のベクトルと比較することにより、その角度は、シェルまたは磁場のラインに沿う高さを計算するために利用され得る。この理由は、重力に対する場の角度が、各高さにおいて異なるものになるためである。場の角度が異なる理由は、卵型のシェルが、各高さにおいて、重力に対する異なる角度で向けられるためである。このことは、Ｎ極とＳ極とが垂直方向に向けられている場合に特に真であり、それにより、磁場のラインが、卵型のシェルの底部及び頂部の水平から、送信機の高さ周りにおける垂直へと変化する成分を有するようになっている。
【０１２４】
したがって、加速度計のデータ及び／または光学データと組み合わせられた磁気計のデータは、送信機１１０の周りの磁場の強度が等しい水平面に位置するリング内における口腔衛生デバイス１の位置を判定するために利用され得る。たとえば、図５は、単一コイルの磁場送信機１１０を有するベース２の実施形態を示している。この磁場送信機１１０は、垂直平面において方向を変化させるＢ（磁）場ベクトルのスライスを有するシェルを生成する。口腔衛生デバイス１のセンサ１１は、磁場送信機１１０によって生成された磁場を検出するための磁場センサ１１と、他の加速度のうちで重力加速度ａｇを検出するための加速度計１１とを含む場合がある。したがって、口腔衛生デバイス１の磁気計１１は、送信機１１０によって生成されたＢ場内に位置する場合がある。したがって、磁場の強度及び方向（Ｂｔ）は、磁気計１１によって判定され得る。同時に、加速度計１１は、重力からの加速度をベクトルａｇとして検出し得る。システム１００は、そのデータを分析し、重力ベクトルａｇと磁場ベクトルＢｔとの間のＱｏを判定する場合がある。
【０１２５】
角度Ｑｏは、このため、リングＲを判定するために使用することが可能である場合がある。ここで、口腔衛生デバイス１の位置は、リングＲに沿ういくつかのポイントにあるものと知られている。たとえば、第１に、磁気計１１によって検出された磁場Ｂの強度は、どの磁場の卵形またはドーナツ形状のシェルに口腔衛生デバイスがあるか（たとえば、Ｂ１、Ｂ２、またはＢ３）を判定するために利用することができる。これにより、口腔衛生デバイス１の位置が、送信機１１０を囲む中空のシェルまたはドーナツ型に狭められる。次に、シェルまたはドーナツ形状の垂直位置を計算し、したがって、送信機１１０を囲むリングＲに位置を狭めるために、Ｑｏを利用することができる。したがって、システム１００が、新しいリングＲへの移動を検出する場合、システムは、可能性のある移動した方向及び距離に関する情報を有することになる。この情報は、加速度計のデータによって増大され、これにより、移動方向に関するさらなる情報が提供される。このことは、たとえば、口腔衛生デバイス１が移動した方向及び／または距離の特定の上限または下限を提供する場合がある。このため、本システム１００及びデータ処理技術は、口腔衛生デバイス１の相対的な位置及び移動の情報を提供するために利用され、本明細書に記載のように、口内の歯磨き位置を判定するために適用され得る。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、磁気計センサ１１が、磁場送信機１１０によって送られた磁場を検知し得る。この検知を行うために、この磁場のデータは、外部からのノイズから、及び、特に地球の磁場からフィルタリングしなければならない。地球の磁場は、歯ブラシの移動の大きさでは、所与の位置において比較的一定の強度及び向きである。さらに、地球の磁場は非常に大きく、また、ほとんどの磁気計は、地球の磁場の大きさに調整されている。したがって、地球の磁場に関して調整された磁気計を使用するために、たとえば、向き及び位置の変化を計算するために、地球の磁場と送信機１１０の磁場との両方を検出する実施形態では、地球の磁場と送信機１１０の磁場とを区別するために特定のフィルタリングアルゴリズムを使用しなければならない。いくつかの実施形態では、これら２つをフィルタリングするために利用され得る重要なデータは、口腔衛生デバイスの移動の大きさにおいて、地球の磁場の強度が、磁場送信機１１０によって送られた検出された磁場の変化に比べ、比較的一定のままであることである。したがって、一時的なフィルタが、２つの磁場を区別するために適用され得る。いくつかの実施形態では、送信機１１０によって送られた磁場は、信号処理及びデータ分析を使用して容易にフィルタリングするために、特定の周波数または振幅のパルス状である場合がある。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、磁気計１１から出力されたベクトルデータの磁場の方向成分も、相対的な位置の変化及び／または向きを計算するために利用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、送信機１１０は、図５に示すベクトルの向きで磁場を送る場合がある。送信機１１０によって生成された、磁場Ｂからの、磁気計によって検出された方向またはベクトルの情報は、向き及び／または相対的な位置の情報を提供するのに有用である場合がある。このデータは、続いて、地球の磁場の向きとは異なる向きを有すると思われる、地球の磁場から検出された方向ベクトル情報からのデータと合わせられ得る。したがって、磁気計１１は、地球の磁場の方向を示すベクトル、及び、送信機１１０の磁場のベクトルを検出して、空間における向き、及び、位置の変化に関する基準を提供する場合がある。
【０１２８】
一例では、地球の磁場を検知する磁気計は、コンパスのように、水平面における口腔衛生デバイス１の向きを検知するか、図５に示すＺ軸周りの口腔衛生デバイス１の向きを検知することができる。いくつかの実施形態では、このことは、一定でありかつ特定の地理的位置における地球の磁場の傾きに基づく、水平方向のみならず、垂直方向におけるベクトルも含み得る。他の実施形態では、送信機１１０は、斜めであるか、水平であるか、垂直であるか、または他の既知の向きにあるように置かれる場合がある。この向きは、磁気計１１の向き、ならびに、磁気計１１及び口腔衛生デバイス１の位置的変化を計算するための基準点として使用される。
【０１２９】
さらに、調整は、ユーザに使用される場合の口腔衛生デバイス１と、ベースステーションの磁場送信機１１０との相対的な向きに基づく必要がある場合がある。磁場のラインの形状及び向きが、磁場ジェネレータに対する位置に基づいて変化するのに応じて、異なる公式、調整、または調節を実施する必要がある場合がある。たとえば、磁場ジェネレータの側部の付近では、磁束線が第１の方向を向いている場合がある。しかし、送信機１１０の極端部の一方の近位（たとえば、上もしくは下、または、右側もしくは左側）において、磁束線が、送信機１１０の側部または中間部の近位において、第１の方向に対して垂直に向けられている場合がある。さらに、ユーザは、測定のための適切な磁場がその位置で生成されていることを確実にするように、送信機１１０からの特定の距離で自身の歯を磨く必要がある場合がある。垂直方向に物理的に向けられているという、コイルの有益な態様は、生成された磁場が、送信機１１０（及び代替により、ベースステーション２）のすべての側部で比較的に同じであり、すなわち比較的同じ高さにあると見なされ、したがって、調整には、よりシンプルなアルゴリズム及び／またはプロセスが必要である場合がある。しかし、コイルが水平面に置かれている場合、ベースステーション２の向きに応じて、磁束線は、異なる方向に通っている場合がある。その実施形態では、ユーザには、ベースステーション２を、ユーザが普段自分の歯を磨いている、ユーザに対する特定の方向にあるポイントに旋回させるように指示される場合がある。他の実施形態では、調整は、送信機１１０によって送られる磁場のベクトル方向における変化を利用するか、この変化に適応することが可能である場合がある。
【０１３０】
磁気計１１からのデータは、向き及び／または位置を判定するために、加速度計１１から出力されたデータ、または、ジャイロメータ１１及び加速度計１１もしくは光学センサ９からのデータと組み合わせられ得る。たとえば、加速度計１１及び／または光学センサ９のデータは、最初に、加速度が比較的少ない間に、重力に対する口腔衛生デバイス１の向きを判定するために利用され得る。そうして、重力加速度が、３軸の加速度計または画像分析によって検出され、それにより、口腔衛生デバイス１が、水平面内にある横方向の軸周りに傾いているか、または、このデバイスが、その長手軸（歯ブラシを長さ方向に通る長手軸）周りに、地球に向かって下を向いている重力に対して、どれだけ回転しているかを判定することができるようになっている。
【０１３１】
加速度計のデータにより、口腔衛生デバイス１が、通常の歯ブラシの動きに比べて比較的小さい加速度がかけられていることが示された場合、制御システムは、口腔衛生デバイス１が比較的制止した状態にあることを判定し得、加速度計のデータを、重力方向に向けられたベクトルを判定するために利用できる。
【０１３２】
加速度計のデータが、ジャイロメータのデータと合わせられた場合、重力に対する歯ブラシの傾きの偏差を判定して、歯ブラシの傾きを計算することができる。たとえば、最初の重力ベクトルの記録は、このため、傾きを判定するための基準ベクトルとして使用され得る。このため、この最初の位置からの偏差、または、加速度計及びジャイロメータによって判定された傾きは、ジャイロメータのデータに基づいて、最初の基準ベクトルからの向きの変化を計算することによって判定され得る。したがって、加速度計、または、加速度計及びジャイロメータのデータが、ブラシの毛がどの方向を向いているかを判定するために利用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、加速度計及びジャイロメータのデータが、ブラシの毛が上方、前方、または下方、前側、左側、及び右側を向いているか、場合によっては、特定の四分円または口の中の他の部分に範囲が限定されているかを判定するために分析され得る。たとえば、口腔衛生デバイス１のブラシの毛が下を向いている場合、ブラシの毛は、下側の歯の頂部のみを磨くことができる。口腔衛生デバイス１のブラシの毛が上を向いている場合、このデバイスは、上側の歯のクラウンまたは先端のみを磨くことができる。さらなる例として、口腔衛生デバイス１が右を向いている場合、このデバイスは、臼歯などの左側のみを磨くことができる。さらに、重力を示すベクトルは常に床または地球を向く方向を指しており、歯磨きはまっすぐ立った状態で行われる可能性が極めて高いため、いくつかの実施形態では、重力に対する向きは決定論的である。
【０１３３】
したがって、いくつかの態様において、歯に対するブラシの毛の向き、または向きの平面を判定することが可能である。特定の実施形態では、これらの計算は、決定論的に行われ得るか、統計及び／または、改善された口のモデルを使用して推定される場合がある。たとえば、加速度計が、一定の誤差の許容範囲内で、または、統計的に有意な許容範囲内で、歯ブラシの毛が下を向いていることを検知した場合、システムは、磨かれている表面が、下側の歯の頂部（または、たとえば舌）であると考えられると判定することができる。他の実施形態では、本明細書に開示のように、歯磨きの向きは、互いに対して計算され得、そうして、口のモデルが、ユーザが自身の歯を磨く毎に適合し得るようになっている。
【０１３４】
重力に対して垂直な水平面における向きを判定するために、地球の磁場、または、たとえばベースステーション２、送信機１１０によって生成された磁場が利用され得る。いくつかの実施形態では、磁場送信機１１０は、重力に垂直な水平面に方向を変更する方向ベクトルを伴う磁場を生成する。したがって、絶対的な方向が既知ではない場合であっても、磁気計１１によって検出され送信機１１０によって放出される磁場に対する口腔衛生デバイス１の相対的な向きは、水平面において判定され得る。したがって、水平面におけるこの向きの相対変化が判定され得、また、基準座標系に沿う移動の経路が判定され得る。いくつかの実施形態では、基準座標系は、歯磨きセッションの間に記録された、最初のデータのポイントまたは任意の他のデータのポイントの１つに基づく場合がある。本明細書に開示のように、これら相対的な変化は、ユーザが歯磨きを完了した後の相対的な位置を使用することにより、位置を計算するか、形状を再構築するために利用され得る。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、ジャイロメータ、磁気計、光学センサ、及び加速度計からのデータは、重力、及び、地球と送信機１１０との一方または両方の磁場に対する向きを判定するために利用され得る。いくつかの実施形態では、向きは、判定されるとともに、様々なセンサ１１または光学センサ９によって確認または実証され得る。たとえば、ジャイロメータからの角速度は、特定の方向における向きの変化を判定するために統合される場合があるが、統合によるエラーは、磁気計の読取り値及び／または光学センサ９のデータを使用して修正され得る。他の実施形態では、磁気計、ジャイロメータ及び磁気計の一方または両方は、向きを判定するために、様々な組合せで利用され得る。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、向きは、本明細書に開示のように、統計的分析を使用して、口腔衛生デバイス１の位置を判定するために、単独で利用され得る。他の実施形態では、慣性の変化を検出したジャイロメータ及び／または加速度計が、移動または距離をさらに示すように提供される磁気計１１の読取り値と合わせて、または読取り値とは別に使用されて、口腔衛生デバイス１のブラシの毛の推定位置を計算し得る。いくつかの実施形態では、向きの情報は、並進運動の慣性、または位置の変化を示す、センサ１１または光学センサ９から出力されたデータと組み合わせられ得る。慣性センサの位置に応じて、向きの情報は、慣性の移動のデータと組み合わせられて、ブラシの毛の位置を示す場合がある。たとえば、モーションセンサ１１が、口腔衛生デバイス１の内側であるが、ユーザが口腔衛生デバイス１を保持する歯ブラシの長手軸の中間に位置する場合、向きの変化により、モーションセンサ１１の位置を移動することなく（しかし、定位置で回転する場合がある）、ヘッドを動かす。したがって、向きの情報も、センサ１１の位置に対するブラシの毛の、空間における位置を計算するために使用され得る。
【０１３７】
移動または位置の変化は、磁気計１１によるデータの出力から計算される場合もある。いくつかの実施形態では、磁気計１１は、ベースステーション２または、口腔衛生デバイス１とは別個の固定構成要素における磁場送信機１１０によって生成された磁場を検出する場合がある。この実施形態では、１軸、２軸、または３軸の磁気計１１によって検知される磁場の強度及び向きにより、固定されて動かないベースステーション２における磁場送信機１１０に対する口腔衛生デバイス１の位置的な移動の追加のデータを提供することができる。したがって、磁場の増大または減少は、口腔衛生デバイス１がベースステーション２に近付くか、離れるように移動していることを示す。さらに、磁場の向きまたは傾きの変化と、磁気計１１による磁場の極性の出力は、移動及び位置を判定するために利用することができる。この情報は、調整データまたは実験データに基づいて、磁場の強度の単位変化量毎のどれだけの量が、（磁場を通る異なる向きが、より高いまたはより低い変化量を有することから）移動の方向に基づく距離の変化に等しいかを判定するために利用され得る。他の実施形態では、磁場の傾きまたは形状の単位変化量は、位置の変化へと相関させられる場合もある。水平な磁場のそれぞれの向きは、ベースステーション２に磁気計を組み込んでいるようなシステムを含み、本明細書に開示の口腔衛生デバイスシステムが設定される毎に異なる場合がある。この理由は、ユーザが歯を磨いている際に各ユーザがどのように立っているか、及び／または、ベースステーション２が、台の頂部においてどのように傾いているかが、各ユーザに関して変化し得、また、台の頂部を洗浄する毎、及び洗浄した後に、いくらか変化しさえする場合がある、などのためである。したがって、適合する統計的分析は、口腔衛生デバイス１のブラシの毛の相対的な位置を判定するために利用され得る。
【０１３８】
磁気計１１から出力された磁場データから計算された位置データは、慣性のデータと合わせられて、口腔衛生デバイス１の位置変化を計算する場合がある。いくつかの実施形態では、慣性のデータは、移動した距離を計算するために利用され得、また、磁気計のデータは、エラーを除去するため、及び／または、慣性のデータに基づく位置の変化に関する計算に対する境界を設けるためにも利用され得る。たとえば、磁場の強度の変化は、磁場のラインに対して垂直に、直接移動すると仮定して、一定の最小の下限を有する場合がある。この場合では、これらのラインは最も圧縮されている。磁場の強度において一定の変化が生じる場合、磁気計が、空間内における一定のユークリッド距離を少なくとも移動した（または、一定の角度の向きが変化した）と判定することができる。これら傾き及び場の強度の変化は、加速度計またはジャイロメータのデータに従って補足されるか良好に調整され得る誤差の一定の許容範囲内での、距離の変化を判定するために利用され得る。このデータは、より正確な、口腔衛生デバイス１の移動した距離、及び、移動の相対方向を判定するために、向き及び慣性のデータと合わせることができる。
【０１３９】
歯磨きの時間及び位置−視覚的パターンの認識
光学センサ９及びパターン１２０認識システムは、いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１の移動を追跡するために利用され得る。たとえば、上述のように、口腔衛生デバイス１は、ハンドル４０またはヘッド４２に、視覚的追跡システムによって認識することができるパターン１２０を包含する場合がある。視覚的追跡システムは、口腔衛生デバイス１上にあるパターン１２０の向き、距離、及び位置を認識することが可能である場合がある。たとえば、いくつかの実施形態では、システムが口腔衛生デバイス１のハンドル４０とヘッド４２との両方の位置を判定して、向き及び移動の判定を補助することが可能であるように、パターン１２０がヘッド４２にあり、別のパターン１２０がハンドル４０上にある場合がある。視覚的パターンの認識は、たとえば、Ｂｅｒｎｈａｒｄ  Ｌ．Ｅｃｋｌｂａｕｅｒによる「Ｔｏｗａｒｄｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｍａｒｋｅｒｓ」に記載のシステムなど、マーカの移動及び向きを検出するために利用される。この文献の開示は、参照によりその全体が組み込まれる。たとえば、画像処理ソフトウェアは、標準的な境界画像識別子により口腔衛生デバイスの境界を識別し、歯ブラシに適切な寸法及びサイズの対象を識別し、次いで、口腔衛生デバイスの向きを判定すること（または、パターン１２０と口腔衛生デバイスとのそれぞれの向きを判定すること）を試みる場合がある。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、視覚的パターン認識システムは、人間の顔の位置及び向きを判定するためにも利用され得る。このことは、口に対する口腔衛生デバイスの位置を判定するために、顔及び／または口と、口腔衛生デバイス１との相対的な位置及び向きを比較するのに有用である。いくつかの実施形態では、本システムは、最初に、人間の顔と同じ光学センサ９からの距離で、口腔衛生デバイス１の画像を取得し得る。さらに、顔の向き及びサイズを使用した最初の調整が、カメラ９から口腔衛生デバイス１までの距離を調整するために利用され得、そうして、サイズ及び動きを推定することができるようになる。いくつかの実施形態では、口腔衛生デバイス１のサイズが既知であることから、口腔衛生デバイス１を使用して、顔の相対的なサイズを判定して、顎の形状及びサイズを調整または推定し、どのゾーンが磨かれているかを判定するために利用されるアルゴリズムを変更することができる。
【０１４１】
たとえば、顔の位置及び向きを判定するために本システムを利用することができる場合、本システムは、口腔衛生デバイス１が口内にあるか、口の近位にあるかを判定することができる。このことは、口腔衛生デバイス１は、実際にデバイスを使用しているユーザの口の近くに専らあることから、いつ使用が開始され、停止されたかをシステムが確認及び立証することを助ける。ユーザが実際に歯を磨いていない際に、口の近くでブラシを保持することはまれである。むしろ、ユーザは、歯磨きが終わった後、概してすぐに、口腔衛生デバイスを洗う／置く。
【０１４２】
したがって、カメラによって検出されたデータは、口腔衛生デバイス１の位置、動き、及び向きを判定するために評価され得る。たとえば、口腔衛生デバイス１は、図６に示すように、円及び線を伴う「ＡＢ」のコードを、ヘッド４２の背面、もしくはハンドル４０上、またはその両方に有する場合がある。いくつかの実施形態では、パターン１２０は、本明細書に記載のように、独特の向きの任意の他のパターン１２０とすることができる。カメラ９はパターンを検出し得、処理及び分析のためにデータが検索され得る。たとえば、カメラによって検出された視覚的データは、出力され得、プロセッサは、このデータを評価して、パターン１２０の向き及びサイズ、ならびに、パターン１２０の特定の部分の相対サイズを判定する場合がある。
【０１４３】
たとえば、パターンがＡＢであり、口腔衛生デバイス１のヘッド４２の後方で、図示されているように向けられており、かつ、データ分析により、ＡＢがまっすぐに向いていると判定された場合、ユーザは、自身の歯を磨いていないと考えられる。この理由は、このことが、口腔衛生デバイス１自体が（図６に示すように）上を向いており、この位置が、ユーザが、自身の歯を磨くために口腔衛生デバイス１を保持しているとは、非常に考えにくい位置であることを意味するためである。むしろ、口腔衛生デバイス１の長手軸は、歯磨きの間、概して水平面に保持される。しかし、カメラ９が、口腔衛生デバイス１のヘッドのＡＢが側方を向いていることを示すデータを検出した場合、以下の２つのことを意味すると考えられる。（１）ＡＢが実際にカメラ９に視認可能であることから、口腔衛生デバイス１が、口腔衛生デバイス１のヘッド４２の後部がユーザに向いている位置にある、及び（２）ＡＢが横になっていることから、口腔衛生デバイス１が水平である。たとえば、これにより、口腔衛生デバイス１が前の切歯を磨いている可能性が高くなる。この理由は、カメラ９が通常は、歯を磨いている際にユーザがカメラ９に向いているように、配置されているためである。したがって、ＡＢがカメラ９に視認可能であり、かつ横になっている場合、口腔衛生デバイス１は、前を向いたカメラ９にＡＢが依然として視認可能であることから、ブラシの毛が（前面を磨くために）口を向いており、（側部ではなく）前歯を磨いている状態で向けられているはずである。
【０１４４】
しかし、口腔衛生デバイス１の多くの位置では、口腔衛生デバイス１のヘッド４２と、任意の関連するパターン１２０は、カメラ９には視認可能ではない場合がある。たとえば、臼歯、舌、歯の頂部表面または底部表面を磨いている場合、ヘッド４２の後部のパターン１２０は、視認可能ではない。したがって、いくつかの実施形態では、追加のパターン（複数可）１２０が、口腔衛生デバイス１の端部のアタッチメント１３０上に含まれ得る。これにより、口腔衛生デバイス１がユーザの口に挿入されている間に、カメラ９が、アタッチメント１３０及び／またはハンドル４０のパターン１２０の向きを検出することが可能になる。たとえば、いくつかの実施形態では、アタッチメント１３０は、口腔衛生デバイス１のハンドル４０の底部にある球の形をした球状部である場合があり、この球の周りの異なる位置にいくつかの異なるパターンを含んでいる。
【０１４５】
これにより、カメラが、いくつかの異なるパターンの位置及び向きを検出することが可能になる。パターンを視覚的に検出すると、システムは、（１）どのパターン１２０が検出されているか、（２）パターン１２０のサイズ、（３）パターン１２０の向き、（４）パターン１２０の様々な構成要素の相対サイズ、（５）パターン１２０の他の特性を判定することができる。この情報はダウンロードされ、アタッチメント１３０（及び／または、口腔衛生デバイス１のハンドル４０もしくはヘッド４２）に配置されたパターン１２０のタイプ及び向きに関する既存のデータと比較することができる。たとえば、本システムは、異なるパターン１２０の各々、及び、口腔衛生デバイス１に関するパターン１２０に対する様々なサイズ及び向き、ならびに、カメラ９からの距離の情報を記憶したデータベースを含む場合がある。たとえば、各パターン１２０は、パターンがまっすぐな向きにあると分かった場合に、口腔衛生デバイスが横になっており、口の中に向けられている、などに関する情報を含む場合がある。他の実施形態では、検出されたパターン１２０のサイズは、カメラ９からの口腔衛生デバイス１の距離と同等と見なされ、配置距離が仮定される場合がある。いくつかの実施形態では、調整情報が、特定の個人及び／または特定の洗面所に関する歯磨きのデータのシステム分析を向上させるためにさらに追加され得る。したがって、各パターン１２０は、カメラ９からの特定の距離と関連付けられ得る、各構成要素に関連付けられたピクセル数（たとえば、特定の特徴の高さ／幅）を有し得る。このことは、概算または平均であるか、最も高い確率の距離／向きを見出すために、統計を使用する場合がある。
【０１４６】
続いて、このパターンの情報が判定されると、この情報は、調整情報または、パターン１２０を示す他のデータ、及び、たとえばアタッチメント１３０に含まれるそれぞれの向きと比較され得る。たとえば、ＡＢのパターン１２０が、図６に示すように、縦向きで、ブラシの毛と同じ方向で前方を向いている状態で、アタッチメント１３０に含まれる場合、このパターンが縦に検出されれば、ユーザが自身の歯を磨いているとは考えにくい。しかしまた、このパターン１２０が横になった向きで検出された場合、ユーザが自分の前方の臼歯を磨いていると考えられる。別の例では、別のパターンＢＣが歯ブラシの底部に付されている場合、本システムがそのパターンを検出すると、口腔衛生デバイスが、臼歯をきれいにするために使用されていると考えられる。したがって、ＢＣの向きは、こうして、ユーザが臼歯の頂部、底部、または側部のいずれをきれいにしていると考えられるかを判定するために使用することができる。いくつかの実施形態では、このことは、加速度計及びジャイロメータのデータと組み合わせて、口のどの側が磨かれているかを判定することができる。
【０１４７】
さらに別の実施形態では、本システムは、その長手軸のベクトル方向を含む、顔に対する（パターンを伴わない）口腔衛生デバイスの位置を判定することが可能である場合がある。したがって、本システムはこのため、口腔衛生デバイスが、口の左側と右側とのいずれにあると考えられるかを判定することができる。このことは、本明細書に開示のように、視覚的な認識システムを使用して行うことができる。他の実施形態では、本システムは、口と口腔衛生デバイスとの、互いに対する位置及び向きを判定することができる。たとえば、口の認識アルゴリズムは、口の角または側部の各々の位置を概算するために使用することができる。さらに、ユーザが口腔衛生デバイスを口内に入れている際に、口のどの側部が磨かれているかをシステムが判定するのを補助するために、口腔衛生デバイス１のネックに視覚的マーカを置くことができる。
【０１４８】
歯ブラシ上にパターンがない場合
図７に示すように、いくつかの実施形態では、本システムは、パターン１２０またはマーキングを利用するか利用せずに、重力に対する長手軸の向きを判定するために、口腔衛生デバイス１のハンドルの輪郭を検出するのみである場合がある。他の実施形態では、本システムは、画像の特定の部分を分類するための分類アルゴリズムを利用することにより、ヘッドを含む口腔衛生デバイスの特定の特徴（ブラシの毛など）を識別するために、追加の画像処理ソフトウェアを有する場合がある。いくつかの実施形態では、画像処理ソフトウェアにより、長手軸、ヘッド、ベース、及び、場合によってはブラシの毛を識別する。この情報から、口腔衛生デバイスの向き及び位置が判定され得る。いくつかの実施形態では、ユーザ及びユーザの口は、同様の境界検出／形状分類ソフトウェアを利用して識別され得る。したがって、口に対する口腔衛生デバイスの相対的な位置は、本明細書にさらに説明されるように、判定され得る。
【０１４９】
本発明者らは、カスタマイズされた口腔衛生デバイスを必要とせず、モーションセンサ１１を含む口腔衛生デバイスの内側にチップのみを設ける必要があるように、このシステムを利用し得る。したがって、本デバイスは、既存の口腔衛生デバイスの設計を利用して製造することができ、モーションセンサ１１、アンテナ５または他の無線接続性、及びメモリを含む、チップまたはコントローラ１３のシステムを実装するのみである。このため、本デバイスは、すべてのデータを、接続されたスマートフォンまたは他の接続されたデバイス３０（たとえば、スマートミラーなど）に送信することができる。
【０１５０】
位置の判定のための、視覚的データとモーションデータとの組合せ
視覚的データはまた、歯を磨いている際の口腔衛生デバイス１のモーションの加速度と、ベクトルまたは方向とを判定するために使用され得る。視覚的データは、異なる位置を取得し、データにタイムスタンプを付して、第１のポイントから第２のポイントへの移動するための記録された時間の量、ひいては、結果として得られる速度（方向及びスピード）ならびに加速度を判定する場合がある。本明細書に記載のように、位置データは、歯磨きの位置を計算するために利用され得る。この、向きのデータと組み合わせられたデータにより、本明細書に記載のように、ユーザの口の中の位置と、磨かれている口のセクションとを判定するために、十分な位置及び向きのデータを提供することが可能になる。
【０１５１】
たとえば、いくつかの実施形態では、パターンの認識またはブラシの輪郭からの視覚的情報は、加速度計／磁気計／ジャイロメータの位置の判定から出力された位置を再度調整するために利用され得る。これらの実施形態では、視覚的データが、センサを基準座標系に戻すために、位置センサが経たドリフトを再度調整するために利用され得る。他の実施形態では、視覚的データは、位置を判定するために使用される統計的モデル全体を再調整するために利用され得る。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、位置は、モーションセンサ／加速度センサ／位置センサとは独立して判定され得、また、視覚的認識データとは独立して判定され得る。これら２つの判定は、続いて、口に対する最終的な位置を判定するために利用され得る。他の実施形態では、視覚的認識データのみが単独で、口に対する位置を計算するために利用され得る。
【０１５３】
たとえば、第１の例は、視覚的パターン１２０が口腔衛生デバイス１に加えられずに設定される。モーションセンサ（複数可）１１のみから出力されたデータを使用すると、いくつかの状況では、口腔衛生デバイスが同じ方向を向いているが、歯の異なるセクションを磨くことが可能である場合、口のどの側に口腔衛生デバイス１があるかを区別することが困難である場合がある。たとえば、軸周りのデバイスの向きは、同一または同一に近いが、顔の一方の側におけるデバイスの位置は、口の左側か右側である。
【０１５４】
たとえば、ユーザが、口の左側の歯の外側面を磨いているか、または、口の右側の歯の内側面を磨いているか、が曖昧な判定となり得る。さらなる視覚的パターン１２０を伴わなくても、口腔衛生デバイスの視覚的情報、及び、ユーザの顔のみで、システムは、左と右とを区別することができる。そのため、頭の周りの座標系における相対的な空間位置を確立するのには慣性のデータは不十分であると知られていることから、この場合のアルゴリズムの組合せは有用である。このため、視覚的情報は、頭のどの側にブラシがあるかの二次的な判定を行うために利用され得る。したがって、視覚的情報と、（軸もしくはポイントの周り、または重力に対する）向きの情報とは、組み合わせて、頭のどの側にブラシ１があるか（たとえば、歯の内側面または外側面のどちらがが磨かれているか）を判定することができる。
【０１５５】
別の例は、口腔衛生デバイス１に取り付けられたパターン１２０を伴う実施形態を含む場合がある。たとえば、パターン１２０は、口腔衛生デバイス１の底部、及びブラシ１のヘッドの後部に付加することができる。しかし、パターン１２０に関連して、口腔衛生デバイス１の位置によっては、視覚的情報のみでは、口腔衛生デバイス１の位置及び向きを十分に正確に判定するには不十分である場合がある。たとえば、視覚的タグが部分的に隠れているか、その画像の解像度においてサイズ及び向きを正確に検出されるには小さすぎる場合である。
【０１５６】
たとえば、ユーザが臼歯を磨いており、唯一の視覚的パターン１２０が口腔衛生デバイス１の底部にあり、解像度が低い場合（たとえば、ユーザが、カメラデバイスから少々離れすぎているため、または、ユーザが、不十分な解像度のカメラを使用しているため）、システムは、どの角度でブラシ１が歯の上にあるかを十分に正確に判定することが不可能である場合がある。したがって、システムは、ユーザが、上顎の臼歯の外側を磨いているか、下顎の臼歯の外側を磨いているかを判定することができない。
【０１５７】
この場合、角度の差（たとえば、重力に対する口腔衛生デバイスの長手軸の角度であり、この理由は、ユーザが、頂部の臼歯または底部の臼歯を磨いている際の角度がわずかに異なるためである）は、これら２つの歯磨き位置間では非常に微細である場合がある。しかし、モーションデータ（特に、加速度及び垂直向き）は、視覚的データによって絞られたこの２つの潜在的な位置を区別し、ひいては、口腔衛生デバイス１が上顎か下顎を磨いている場合の必要な情報を提供することが可能である場合がある。したがって、視覚的データのみが、歯の位置またはセクションを判定するために、モーションデータに追加され得る。
【０１５８】
歯磨きの時間及び位置−モーションデータの分析
センサからのデータを利用して、各セクション、四分円、または、口の他の論理的な分割部分に費やされた時間の量を推定するために、ユーザは、口腔衛生デバイス１を調整する必要がある場合がある。いくつかの実施形態では、調整は、工場で行われるか、ユーザによって行われるか、またはその両方である場合がある。したがって、調整は、特別に製造されたユニットを調整し、また、特定のユーザの配置、解剖学的構造（すなわち、高さ）、及び／または洗面所の環境に適合するために利用することができる。洗面所の環境には、たとえば、特有の磁力による干渉、特有の高さ及び向き（テーブルトップが平らではない場合があるなど）が含まれる。たとえば、いくつかの実施形態では、ユーザは、色付きジェルを歯に塗布する場合がある。このユーザは、次いで、口腔衛生デバイス１が歯に沿った位置に置かれ、色付きジェルがすべて磨いて取り除かれると、口腔衛生デバイス１を調整モードにすることができ、同時に、モーションセンサ１１、光学センサ（複数可）９、及び他のセンサがデータを記録する。
【０１５９】
このポイントでは、ユーザは、調整をオフにして、調整データの取得を停止する場合がある。他の実施形態では、ユーザが調整機能をオンにすると、口腔衛生デバイス１は、歯磨きのいかなる一時停止も含んで、ユーザがブラシングを開始及び停止した時点を検出する。この調整の手順により、基準となる位置、向き、及びモーションの調整データが提供される。このデータは、次いで、統計的分析７８を使用して、次の歯磨きと比較することができる。または、他の分析方法を提供して、次の歯磨きで口のすべての領域が十分な時間磨かれたかを判定することができる。
【０１６０】
デバイスが調整されると、あるいは、前の歯磨きからの及び／または他のモデルユーザの歯磨きの基準データを使用して、各使用からの歯磨きのデータが、使用の質を評価するために基準のデータと比較され（７８）、新たに取得されたデータにおける口腔衛生デバイス１の位置を判定し得る。たとえば、特定のユーザの口の形状及び寸法の統計的モデルを作製するために調整データが利用され、また、ユーザの口の任意の特定のセクションを磨いているときを判定するための特定の統計的境界を生成するために、口腔衛生デバイス１が使用され得る。このため、ユーザが２回目の歯磨きを開始すると、新たに記録されたデータは、続いて、そのユーザプロフィール６０に関連付けられた調整歯磨きデータにオーバーレイされるか相関されて、歯磨きに不足があるか、及びどこに不足があるかを判定する。たとえば、システム１００は、四分円の各々の歯磨きにどれだけの時間が費やされたか、ストロークがどれだけの回数かを判定するか、歯磨きの他の評価を実施する場合がある。さらに、分析により、ユーザが特定のエリアを磨き過ぎたこと、または、ユーザの口の全体的または特定のセクションにおいて、正確なストロークパターンが使用されなかったことが示され得る。
【０１６１】
統計的分析によって相関が実施され得、たとえば、そのような差の量的な比較は、３ｘｚ空間のユークリッド距離を単に測定することによって行うことができる。そのようなベクトルは、こうして、主成分分析（ＰＣＡ）、階層的クラスタ分析（ＨＣＡ）、回帰分析、及び線形識別分析を含む、統計的分析を使用することによって処理され得る。高次元数のデータに適切な統計的方法が利用される場合がある。例として、ＨＣＡにより、体系的に、モーションの各タイプまたは位置データを示すデータ間の距離を検査する。ちょうど樹形図（ａｎｃｅｓｔｒａｌ  ｔｒｅｅ）のように、データベクトル間のユークリッド距離からのデータのクラスタリングを示すデンドログラムをこうして生成することができる。
【０１６２】
統計的データのクラスタの各々は、ユーザの口の各セクション、四分円、または、他の論理的分割部分に関するセンサデータを示す場合がある。たとえば、口は、頂部と底部とに分割される場合があり、頂部と底部との各々は、右部、前部、及び左部を有し、この右部、前部、及び左部の各々は、内側面、頂面、及び外側面を有している。したがって、口には、３６の異なるセクション、１０のセクション、８のセクション、１２のセクション、４のセクション（四分円）、頂部及び底部のみ、外側及び内側のみ、ならびに、他の論理的分割部分がある場合がある。したがって、基準データを使用することで、システム１００内のコントローラ１３または他のプロセッサ（たとえば、携帯電話またはサーバ内のプロセッサ）は、信頼区間、または口腔衛生デバイスがユーザの口の特定のセクションを歯磨きしていることの確度を示す他の値を計算し得るが、それらセクションにおいてストロークが調整データと相関するか関係する確度を判定する。基準位置を取得するために、ユーザは、口の同一の位置において歯磨きを開始するように指示される場合がある。その方法で、データは既知の位置において開始し、統計的分析を使用して残りのデータを関連付けるために、その位置を基準ポイントとして使用することができる。たとえば、モーションセンサ１１及び／または光学センサ９によって検出された口腔衛生デバイス１の基準位置からの角度、向き、計算された距離、及び他の特徴は、新しい位置の各々が、調整データに基づいて、口の特定の位置と相関している確度を示す場合がある。
【０１６３】
他の実施形態では、制御システム１３または他のシステムのプロセッサ（たとえは、スマートフォン、サーバ、または他の構成要素内のプロセッサ）は、統計的データを処理し、統計的分析により、口のセクション内にブラシがあることが、９５％、８５％、８０％、または他の適切な確率より高いと示された場合に、ブラシが口の特定のセクションを磨いていることを判定する場合がある。いくつかの実施形態では、歯磨きの静的な分析の特異性または感度は、特定のユーザの多様性にマッチするように変更され得る。
【０１６４】
この分析には、どのブラシのストロークが、口または歯のセットの各セクションにおいて存在したか、ひいては、各四分円、半分もしくは歯、または、口の他の論理的分割部分の歯磨きにどれだけの時間をユーザが費やしたか、及び、それら時間が、推奨されるレジメンに比べてどうであるかを、制御システム１３または他のプロセッサが判定することを可能にする、出力８０が含まれ得る。他の実施形態では、特定のエリアに入る開始時間と終了時間とが記録され得るか、口の各セクションを歯磨きするのに、どれだけの時間が費やされたかを判定するための他の適切な方法である。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、歯ブラシの位置を検出するのではなく、本システム１００は、一度に一人ずつ、口の特定のセクションを磨くようにユーザを指導し、また、そのユーザが実際に磨いているか否かを判定するのみであり、また、歯磨きを示すモーションが検出される間のみ、歯磨きの時間をカウントまたは記録する場合がある。次いで、規定の時間の間、指定されたセクションにおいて歯磨きが記録されると、本システム１００は、ユーザに、口の次のセクションに移動する時間であること、及び、ユーザが実際に歯磨きをしている経過時間を知らせる。これにより、ユーザが休憩を取り、それにより、各セクションにおいて最適な量より少ない時間歯磨きがされることを防止する。したがって、制御システム１３または他のプロセッサは、センサ１１（または圧力センサ１０）からのデータを分析して、システム１００が、ユーザがその特定のセクションを磨いているものと示している間、ユーザが各セクションを磨いた時間の量を記録する場合がある。
【０１６６】
他の実施形態では、歯磨きによりヘッド４２に印加される圧力は、口腔衛生デバイス１に組み込まれた圧力センサ１０によって検出される場合もある。たとえば、圧力センサ１０は、４２に組み込まれており、使用に関連する圧力を検出する場合がある。さらに、圧力は、様々な位置データにマッピングされ、したがって、システム１００のコントローラ１３または他のプロセッサが、口の各エリアを磨くために利用される圧力量を計算し得る。
【０１６７】
フィードバックの提供
システム１００のコントローラ（複数可）１３、または、スマートフォン、サーバ、もしくは、システム１００の他の構成要素に包含された他のプロセッサが、使用データを分析する（７８）と、スピーカ５０、口腔衛生デバイス１の可視インジケータ５２を通して、または、システム１００とのデータ通信における関連するモバイルデバイス３０または他のコンピュータデバイスを通して、フィードバックがユーザに提供され得る（８０）。このフィードバックは、即座に提供され得るか、進行をチェックするためのアクセスにより利用可能である場合がある。
【０１６８】
たとえば、歯磨き中に即座のフィードバックがユーザに提供される（８０）場合があり、このことは、どれだけの時間が残っているか、より強くまたはより弱く磨くかどうか、特定の四分円が十分に磨かれたか、及び、歯磨きがいつ完了したかを示す、音声または視覚的手段による通知を含んでいる。たとえば、赤いライトまたは停止のサウンドが、歯磨きが完了したことを示すために、スピーカ５０を通して提供され得る。
【０１６９】
さらに、過去の平均の歯磨きの時間及び位置データが、グラフ、チャート、パーセンテージ、及び他のメトリックを使用して、モバイルデバイスまたは他のコンピュータデバイス上でユーザに提供され得る（８０）。たとえば、一日あたり、四分円あたりの、費やされた平均時間、及び、ユーザが１回、２回、または他の回数歯磨きする平均日数がユーザに提示され得る。さらに、歯毎に歯磨きに費やされた平均時間が、計算され、モバイルデバイス３０または他のコンピュータデバイス上でユーザに提供され得る。モバイルデバイス上で実行されるプログラム１５は、モバイルデバイス３０のコントローラ１３を使用してデータの提供を制御する場合がある。
【０１７０】
歯科医を組み込むためのＡＰＩ
歯磨きの習慣及び技術に関する専門的な評価及びフィードバックのために歯磨き及び使用データを歯科医に伝達するために、ＡＰＩが構築される場合もある。さらに、このデータは、虫歯の穴及び歯肉の病気を含むさらなる歯科的な問題に繋がる歯磨きの技術を判定するために評価される場合がある。たとえば、ストロークの幅または高さが、ブラシが歯肉のラインに沿ってどれだけの高さに達したかと相関され得、歯肉が適切に磨かれたかを示す。このことは、高さにおける短いストロークが、歯肉の病気のより頻繁な発生に繋がるかを判定するために分析され得る。
【０１７１】
ゲーミフィケーション
使用データを用いて、特定の使用の閾値に達するように子供または家族が一人でまたは互いに対してプレイするためのゲームを構築する場合もある。これにより、ユーザが定期的に自身の歯を磨くことの独特のモチベーションとなるツールを提供することができる。したがって、たとえば、歯肉の病気または虫歯の穴が概して心理的に軽視されてフィードバックが遅れることから、本開示の、より迅速かつ継続的で具体的かつ量的なフィードバックが、推奨された歯磨きレジメンに適合するための、より良好な動機付けを与えることになる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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