(57)【要約】  電動歯磨きデバイスが開示され、このデバイスは、歯ブラシヘッド（１４）の振動を生成するための振動手段（１６）と、振動手段を制御するためのコントローラ（２２）とを備える。このデバイスはまた、運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するための運動センサ（２４）と、フィードバック信号を生成するために運動データを分析するための信号分析ユニット（３４）とを備える。コントローラは、フィードバック信号に応じて、振動手段（１６）によって生成される振動を調整するように構成される。このような構成は、ユーザに提供されるフィードバックを改善するために使用され得、および／またはユーザのブラッシング技術の欠陥を修正するのを助け得る。
2021525138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
前記振動手段を制御するためのコントローラと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するための運動センサと、
フィードバック信号を生成するために前記運動データを分析するための信号分析ユニットと
を備え、前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている電動歯磨きデバイス。
【請求項２】
前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動の速度および／またはタイミングを制御するように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記コントローラは、前記フィードバック信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動の速度を所定の値に設定するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記フィードバック信号は、ブラッシングされている口腔の領域の表示を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
ブラッシング時間を測定するためのタイマをさらに備え、前記コントローラは、前記ブラッシング時間に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記コントローラは、口腔の領域が所定の長さの時間にわたってブラッシングされた時点をユーザに示すために、前記振動手段によって生成される前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項５に従属する場合の請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた時間を集計するように構成されている、請求項６または７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間と事前設定されたタイミング値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記コントローラは、ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間の長さが前記事前設定されたタイミング値以上であるときに前記振動を一時的に停止または減速するように構成されている、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
ブラッシング領域で費やされた前記集計された時間の長さが前記事前設定されたタイミング値以上であるときに、前記コントローラは、前記歯磨きデバイスが別の領域に移動するまで前記振動を停止または減速するように構成されている、請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記事前設定されたタイミング値を記憶するためのメモリをさらに備え、前記事前設定されたタイミング値は、ユーザによって構成可能である、請求項９から１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記コントローラは、ブラッシングに費やされた総時間の長さと事前設定された総ブラッシング時間値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動の速度を変更するように構成されている、請求項６から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
口腔の複数の異なる領域のそれぞれの振動速度値を記憶するためのメモリをさらに備え、前記コントローラは、前記振動手段によって生成される前記振動の速度を、ブラッシングされている前記口腔の前記領域の表示に対応する前記振動速度値に設定するように構成されている、請求項５から１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記振動速度値は、ユーザによって構成可能である、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記信号分析ユニットは、
前記運動データから、ブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値を生成するための手段と、
前記ブラッシングダイナミクスの推定値および前記平均加速度の推定値に基づいて、ブラッシングされている口腔の領域の表示を生成するための手段と
を備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記信号分析ユニットは、
クラスタリング結果を生成するために前記ブラッシングダイナミクスの推定値および前記平均加速度の推定値に対してクラスタリングプロセスを実行するための手段であって、前記クラスタリング結果は、それぞれがブラッシング領域を表す複数のクラスタを含む、手段と、
前記クラスタリング結果を記憶するための手段と、
ブラッシングされている前記口腔の領域の表示を結果として得るために、ブラッシングダイナミクスのその後の推定値および平均加速度のその後の推定値と、前記記憶されたクラスタリング結果とを比較するための手段と
をさらに備える、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記フィードバック信号は、ブラッシングダイナミクスの表示を含み、前記コントローラは、前記ブラッシングダイナミクスの表示と事前設定されたブラッシングダイナミクス値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項１から１７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記ブラッシングダイナミクスの表示が前記事前設定されたブラッシングダイナミクス値以上である場合に、
前記振動が一時的に停止または減速され、および／または
前記ブラッシングダイナミクスの表示が前記事前設定されたブラッシングダイナミクス値未満になるまで前記振動が停止または減速される
ように構成されている、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段をさらに備え、前記コントローラは、前記圧力信号と所定の圧力値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記振動を調整するように構成されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記圧力信号が事前設定された圧力値以上である場合に、
前記振動が一時的に停止または減速され、および／または
前記圧力信号が前記事前設定された圧力値未満になるまで前記振動が停止または減速される
ように構成されている、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記振動手段によって引き出される電流を検知するための手段をさらに備え、圧力信号を生成するための前記手段は、前記検知された電流に応じて前記圧力信号を生成するように構成されている、請求項２０または２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
前記振動手段に電力を供給するためのバッテリと、
前記振動手段を制御するためのコントローラと、
前記振動手段によって前記バッテリから引き出される電流を検知するための電流センサと、
前記検知された電流に応じて、前記歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段と
を備え、前記コントローラは、前記圧力信号に応じて、前記振動手段によって生成される前記振動を調整するように構成されている、電動歯磨きデバイス。
【請求項２４】
圧力信号を生成するための前記手段は、検知された電流値と１つ以上の閾値とを比較し、および／または検知された電流値を圧力値にマッピングするように構成されている、請求項２２または２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
電動歯磨きデバイスを動作させる方法であって、前記方法は、
歯ブラシヘッドの振動を生成するステップと、
運動データを生成するために前記歯磨きデバイスの運動を検知するステップと、
フィードバック信号を生成するために前記運動データを分析するステップと、
前記フィードバック信号に応じて前記歯ブラシヘッドの前記振動を調整するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動歯ブラシ、特に、ブラッシング運動を検出し、ユーザにフィードバックを提供し得る電動歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動歯ブラシは、歯を磨くためにブラシヘッドの毛の振動を発生させる歯ブラシである。この振動は、線形もしくは回転またはこれら２つの組み合わせのものであり得る。この振動は通常、モータ、またはバッテリで駆動される圧電結晶によって生成される。バッテリは再充電可能であり得、誘導充電によって充電され得る。通常、ブラシヘッドは、摩耗したときに交換できるように取り外し可能である。
【０００３】
使用中、ユーザは、自分の歯をブラッシングするために口腔にわたって歯ブラシを移動させる。歯ブラシの種類および使用者のブラッシング技術に応じて、この移動は、歯ごとに異なり得、および／または手動歯ブラシと同様のブラッシング運動を伴い得る。
【０００４】
ユーザが良好な口腔の健康を維持するためには、ユーザが自分の歯を正しくブラッシングすることが重要である。ユーザが自分の歯をブラッシングするのを助けるために、ユーザがどのように自分の歯をブラッシングしているかを監視し、この情報をユーザに送り返す試みがなされてきた。
【０００５】
ブラッシング技術を監視する以前の試みは、ユーザがどのように自分の歯をブラッシングしているかを監視する運動センサを歯ブラシに取り付けることを含んでいた。多くの場合、運動センサからのデータは、外部デバイス、例えば携帯電話または他のポータブルデバイス上で実行されるアプリケーション（アプリ）またはコンピュータプログラムに送信される。次に、アプリまたはプログラムは、ユーザがどのように自分の歯をブラッシングしていたかについてフィードバックをユーザに提供する。
【０００６】
例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、本出願人の名義の英国特許出願公開第２５４１４１６号明細書は、歯ブラシホルダに取り付けられた加速度計を有する手動歯ブラシシステムを開示している。プロセッサは、歯ブラシの方向を判定するように構成される。方向の判定は、電子計算デバイス上のゲームを制御するための入力として使用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】英国特許出願公開第２５４１４１６号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／１２２４９１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、現在のシステムでは、ユーザに提供されるフィードバックは限定されている場合がある。例えば、フィードバックは、ユーザが自分の歯を正しくブラッシングしていないという事実をユーザに警告する場合があるが、ユーザが欠陥を修正し得る方法に関する情報をユーザに提供しない場合がある。そのため、ユーザが自分のブラッシング技術を改善し得る方法について試行錯誤することが、ユーザに任されていることがよくある。これにより、ユーザがどの修正を適用すべきか分からない場合、異なる欠陥がもたらされる場合がある。
【０００９】
既知の電動歯ブラシは、ユーザが様々な動作モードを選択することを可能にする。
【００１０】
例えば、国際公開第２００７／１２２４９１号パンフレットは、歯ブラシを異なる動作モードで動作させ得るコントローラを有する電動歯ブラシを開示している。ユーザにフィードバックを提供するためのディスプレイも開示されている。デバイスは、様々な動作モードをプログラムするためにセットアッププロセスに依存し、このため、デバイスの動作を特定の状況に調節し得る範囲が限定され得る。さらに、ユーザに提供されるフィードバックが限定される。
【００１１】
したがって、ユーザのブラッシング技術の欠陥を修正し、および／またはユーザに与えられるフィードバックを改善するのを助け得る電動歯ブラシを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
振動手段を制御するためのコントローラと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するための運動センサと、
フィードバック信号を生成するために運動データを分析するための信号分析ユニットと
を備え、コントローラは、フィードバック信号に応じて、振動手段によって生成される振動を調整するように構成されている電動歯磨きデバイスが提供される。
【００１３】
本発明は、フィードバック信号を生成するために運動データを分析し、フィードバック信号に応じて振動を調整することによって、ユーザに提供されるフィードバックを改善し、および／またはユーザのブラッシング技術の欠陥を修正するのを助けることが可能であり得るという利点を提供し得る。
【００１４】
歯磨きデバイスは、取り外し可能な歯ブラシヘッドに取り付け可能な歯ブラシ本体の形態であり得る。これにより、摩耗したときに歯ブラシヘッドを交換することが可能となり得る。あるいは、永久的に取り付けられた歯ブラシヘッドを有する歯磨きデバイスを提供することが可能である。
【００１５】
振動手段は、例えば、モータ、もしくは圧電結晶などの圧電デバイス、または歯ブラシヘッドの振動を生成するための他の任意の適切な手段であり得る。運動データは、ユーザによる歯ブラシの手動移動によって生成されるデータを含み得る。運動センサは加速度計であり得、運動データは加速度計データであり得るが、運動データを生成するための他の任意の適切な手段が代わりに使用され得る。
【００１６】
好ましくは、コントローラは、フィードバック信号に応じて、振動手段によって生成される振動の速度および／またはタイミングを制御するように構成される。例えば、コントローラは、ユーザにフィードバックを提供するために、フィードバック信号に応じて、振動手段によって生成される振動を一時的に停止または減速するように構成され得る。これは、例えば、振動手段を瞬間的に１回以上オフにすることによって達成され得る。振動がオフにされる時間は、好ましくは、ブラッシングに大きな影響を与えることなく、ユーザに触覚または触知フィードバックを提供するのに十分なものである。例えば、コントローラは、１秒未満、または０．８秒未満、または約０．５、０．４、０．３、もしくは０．２秒、または他の任意の適切な値の間、振動手段をオフにしてもよい。異なるブラッシングイベント（例えば、異なる領域への切り替え、ブラッシングの終了、速すぎるブラッシング、および強すぎるブラッシング）を示すために、振動がオフにされる時間の長さおよび回数は様々であってもよい。
【００１７】
あるいはまたはさらに、コントローラは、フィードバック信号に応じて、振動手段によって生成される振動の速度を所定の値に設定するように構成され得る。
【００１８】
一実施形態では、フィードバック信号は、ブラッシングされている口腔の領域の表示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を含む。これにより、ユーザがブラッシングしているおよび／またはブラッシングした場所に基づいて振動の速度および／またはタイミングを調整することが可能となり得る。例えば、コントローラは、ブラッシングされている口腔の領域の表示に応じて、振動手段によって生成される振動の速度を設定するように構成され得る。
【００１９】
デバイスは、ブラッシング時間を測定するためのタイマをさらに備え得る。この場合、コントローラは、ブラッシング時間に応じて、振動手段によって生成される振動を調整するように構成され得る。例えば、コントローラは、口腔の領域が所定の長さの時間にわたってブラッシングされた時点をユーザに示すために、振動手段によって生成される振動を一時的に停止または減速するように構成され得る。これは、例えば、振動手段を瞬間的にオフにすることによって達成され得る。
【００２０】
好ましくは、コントローラは、ブラッシング領域で費やされた時間を集計するように構成される。したがって、ユーザが異なるブラッシング領域を行ったり来たりした場合でも、任意の１つの領域で費やされた時間の総量が測定され得る。この場合、コントローラは、ブラッシング領域で費やされた集計された時間と事前設定されたタイミング値とを比較し、比較の結果に応じて振動を調整するように構成され得る。これにより、例えば、ユーザが異なるブラッシング領域を行ったり来たりする傾向を有する場合に、特定のブラッシングスタイルに合わせて振動の速度および／またはタイミングを調節することが可能となり得る。
【００２１】
例えば、コントローラは、ブラッシング領域で費やされた集計された時間の長さが事前設定されたタイミング値以上であるときに振動を一時的に停止または減速するように構成され得る。これは、例えば、振動手段を瞬間的にオフにすることによって達成され得る。これは、ユーザが異なるブラッシング領域に切り替える必要があるという触覚または触知表示をユーザに提供し得、これは、ブラッシングスタイルに関係なく、ユーザが各領域のブラッシングに適切な量の時間を費やすようにするのを助け得る。
【００２２】
あるいはまたはさらに、コントローラは、ブラッシング領域で費やされた集計された時間の長さが事前設定されたタイミング値（または何らかの他の値）以上である場合に、デバイスが別の領域に移動するまで振動を停止または減速するように構成され得る。これは、ユーザが任意の特定の領域を過度にブラッシングしないようにするのを助け得る。
【００２３】
上記の構成のいずれでも、デバイスは、事前設定されたタイミング値を記憶するためのメモリをさらに備え得る。好ましくは、事前設定されたタイミング値は、ユーザによって構成可能である。例えば、メモリには、最初にデフォルト値がロードされ得、これは、例えば別個の処理デバイス上で実行されるアプリケーションを使用して、ユーザによって更新され得る。事前設定されたタイミング値は、口腔の複数の異なる領域のそれぞれに対して設定され得る。異なるユーザに対して異なる設定が記憶され得る。これにより、ユーザの設定および／または歯の健康状態に応じてデバイスのブラッシングパターンを調整することが可能となり得る。
【００２４】
コントローラは、ブラッシングに費やされた総時間の長さと事前設定された総ブラッシング時間値とを比較し、比較の結果に応じて振動を調整するように構成され得る。例えば、コントローラは、事前設定されたブラッシング時間を超えたときに、振動を一時的に１回以上（例えば、３回）停止するように、またはブラッシングを停止もしくは減速するように構成され得る。総ブラッシング時間値は、メモリに記憶され得、ユーザにより構成可能であり得る。
【００２５】
デバイスは、口腔の複数の異なる領域のそれぞれの振動速度値を記憶するためのメモリをさらに備え得る。この場合、コントローラは、振動手段によって生成される振動の速度を、ブラッシングされている口腔の領域の表示に対応する振動速度値に設定するように構成され得る。この場合、振動速度値は、例えば別個の処理デバイス上で実行されているアプリケーションを使用して、ユーザによって構成可能であり得る。これにより、口腔の異なる領域に対して異なる振動速度を設定することが可能となり得る。これは、例えば、敏感な領域の過度のブラッシングを防ぐのを助けるのに望ましくあり得る。
【００２６】
上記の構成のいずれでも、信号分析ユニットは、
運動データから、ブラッシングダイナミクス（ｂｒｕｓｈｉｎｇ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）の推定値および平均加速度の推定値を生成するための手段と、
ブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値に基づいて、ブラッシングされている口腔の領域の表示を生成するための手段と
を備え得る。
【００２７】
この場合、信号分析ユニットは、
クラスタリング結果を生成するためにブラッシングダイナミクスの推定値および平均加速度の推定値に対してクラスタリングプロセスを実行するための手段であって、クラスタリング結果は、それぞれがブラッシング領域を表す複数のクラスタを含む、手段と、
クラスタリング結果を記憶するための手段と、
ブラッシングされている口腔の領域の表示を結果として得るために、ブラッシングダイナミクスのその後の推定値および平均加速度のその後の推定値と、記憶されたクラスタリング結果とを比較するための手段と
をさらに備え得る。
【００２８】
上記の構成は、ブラッシングされている口腔の領域の正確な表示を提供するのを助け得る。
【００２９】
別の実施形態（単独で、または上記の実施形態と組み合わせて提供され得る）では、フィードバック信号は、ブラッシングダイナミクスの表示を含む。ブラッシングダイナミクスの表示は、好ましくは、ユーザが歯ブラシを移動させている速さの表示である。コントローラは、ブラッシングダイナミクスの表示と事前設定されたブラッシングダイナミクス値とを比較し、比較の結果に応じて振動を調整するように構成され得る。これにより、ユーザがブラッシングしているおよび／またはブラッシングした速さに基づいて振動の速度および／またはタイミングを調整することが可能となり得る。
【００３０】
この実施形態では、コントローラは、ブラッシングダイナミクスの表示が事前設定されたブラッシングダイナミクス値以上である場合に、振動が一時的に停止または減速されるように構成され得る。これは、例えば、振動手段を瞬間的にオフにすることによって達成され得る。これは、ユーザが速くブラッシングしすぎているという触覚または触知表示をユーザに提供し、速度を落とすようにユーザを促し得る。
【００３１】
あるいはまたはさらに、コントローラは、ブラッシングダイナミクスの表示が事前設定されたブラッシングダイナミクス値以上である場合に、ブラッシングダイナミクスの表示が事前設定されたブラッシングダイナミクス値未満になるまで振動が停止または減速されるように構成され得る。これは、ユーザが速くブラッシングしすぎないようにするのを助け得る。
【００３２】
ブラッシングダイナミクスの表示を取得するために、デバイスは、重力成分および／または歯ブラシヘッドの振動による成分を除去するために運動データをフィルタリングするための手段を備え得る。これにより、ユーザによる歯ブラシの手動移動の表示を与えるブラッシングダイナミクスの表示を提供することが可能となり得る。
【００３３】
デバイスは、口腔の複数の異なる領域のそれぞれのブラッシングダイナミクス値を記憶するためのメモリを備え得る。この場合、コントローラは、ブラッシングダイナミクスの表示と、ブラッシングされている口腔の領域の表示に対応するブラッシングダイナミクス値とを比較するように構成され得る。ブラッシングダイナミクス値は、例えば別個の処理デバイス上で実行されているアプリケーションを使用して、ユーザによって構成可能であり得る。これにより、口腔の異なる領域に対して異なるブラッシング速度を設定することが可能となり得る。
【００３４】
さらなる実施形態（単独で、または上記の実施形態と組み合わせて提供され得る）では、デバイスは、歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段をさらに備える。コントローラは、圧力信号と所定の圧力値とを比較し、比較の結果に応じて振動を調整するように構成され得る。本開示において、「圧力」という用語は、好ましくは、その一般的な意味で、歯ブラシヘッドに加えられる力を示すために使用される。
【００３５】
この実施形態では、コントローラは、圧力信号が事前設定された圧力値（または何らかの他の値）以上である場合に、振動が一時的に停止または減速されるように構成され得る。これは、例えば、振動手段を瞬間的にオフにすることによって達成され得る。これは、ユーザが強くブラッシングしすぎているという触覚または触知表示をユーザに提供し、歯に加えられる圧力を減らすようにユーザを促す。
【００３６】
あるいはまたはさらに、コントローラは、圧力信号が事前設定された圧力値以上であるときに、圧力信号が事前設定された圧力値未満になるまで振動が停止または減速されるように構成され得る。これは、ユーザが強くブラッシングしすぎないようにするのを助け得る。
【００３７】
圧力信号を生成するための手段は、例えば、歯ブラシヘッドに加えられている圧力が特定の値を超えたときに作動するスイッチを備え得る。しかしながら、本発明の好ましい実施形態では、圧力信号を生成するためにスイッチを使用するのではなく、圧力信号は、振動手段によって引き出される電流の量に基づく。
【００３８】
この実施形態は、歯ブラシヘッドがよりしっかりと歯に押し当てられると、振動手段への負荷が増大するため、振動手段はより多くの電流を引き出すようになるという認識に基づいている。したがって、デバイスは、振動手段によって引き出される電流を検知するための手段をさらに備え得、圧力信号を生成するための手段は、検知された電流に応じて圧力信号を生成するように構成され得る。振動手段によって引き出される電流を検知することによって、歯ブラシヘッドに加えられている圧力の表示が取得され得る。この構成は、より少ない構成要素を使用して、および／またはより低コストで圧力の表示を取得し得るという利点を提供し得る。
【００３９】
本発明のこの態様はまた、単独で提供されてもよく、したがって、本発明の別の態様によれば、歯ブラシヘッドの振動を生成するための振動手段と、
振動手段への電力供給のためのバッテリと、
振動手段を制御するためのコントローラと、
振動手段によってバッテリから引き出される電流を検知するための電流センサと、
検知された電流に応じて、歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するための手段と
を備え、コントローラは、圧力信号に応じて、振動手段によって生成される振動を調整するように構成されている、電動歯磨きデバイスが提供される。
【００４０】
圧力信号を生成するための手段は、検知された電流値と１つ以上の閾値とを比較するように構成され得、圧力信号は、比較の結果に基づき得る。あるいはまたはさらに、圧力信号を生成するための手段は、例えばルックアップテーブルまたは関数を使用して、検知された電流値を圧力値にマッピングするように構成され得る。
【００４１】
デバイスは、口腔の複数の異なる領域のそれぞれの圧力値を記憶するためのメモリを備え得る。この場合、コントローラは、圧力信号と、ブラッシングされている口腔の領域の表示に対応する圧力値とを比較するように構成され得る。圧力値は、例えば別個の処理デバイス上で実行されているアプリケーションを使用して、ユーザによって構成可能であり得る。これにより、口腔の異なる領域に対して異なる圧力値を設定することが可能となり得る。これは、例えば口腔の敏感な領域が強くブラッシングされすぎないようにするのを助け得る。
【００４２】
デバイスは、バッテリ電圧を検知するための電圧センサをさらに備え得、圧力信号を生成するための手段は、検知された電圧（および電流）に応じて圧力信号を生成するように構成され得る。
【００４３】
例えば、デバイスは、閾値を記憶するためのメモリを備え得、適切な閾値は、検知された電圧の値に基づいて選択され得る。これにより、例えば、バッテリの異なる充電状態に対応する異なる電圧に対して異なる閾値を設定することが可能となり得、したがって、閾値を、歯ブラシヘッドに加えられる実際の圧力により正確に対応させることが可能となり得る。
【００４４】
様々な閾値は、あらゆるデバイスに対して設定された包括的な閾値であり得るし、または較正プロセスの一部として歯ブラシデバイスのメモリに事前に記憶され得る。いずれの場合も、閾値の１つ以上は、ユーザによって調整可能であり得る。閾値は、メモリに記憶されたモータ電流、バッテリ電圧、および／または較正データの値に基づいて、特定の目標の（要求された）圧力および／またはモータ速度に対して動的に計算され得る。
【００４５】
上記の構成のいずれでも、デバイスは、ブラッシングパラメータを記憶するためのメモリを備え得る。コントローラは、メモリに記憶されたブラッシングパラメータに応じて振動手段を制御するように構成され得る。記憶されるブラッシングパラメータは、口腔の各領域がブラッシングされるタイミング、口腔の各領域がブラッシングされる速度、口腔の各領域がブラッシングされる最大圧力、口腔の各領域の最大ブラッシングダイナミクス、およびブラッシングセッションの総ブラッシング時間のうちの少なくとも１つを含み得る。ブラッシングパラメータの少なくとも１つは、ユーザによって構成可能であり得る。
【００４６】
対応する方法も提供され得る。したがって、本発明の別の態様によれば、電動歯磨きデバイスを動作させる方法が提供され、この方法は、
歯ブラシヘッドの振動を生成するステップと、
運動データを生成するために歯磨きデバイスの運動を検知するステップと、
フィードバック信号を生成するために運動データを分析するステップと、
フィードバック信号に応じて歯ブラシヘッドの振動を調整するステップと
を含む。
【００４７】
本発明のさらなる態様によれば、電動歯磨きデバイスを動作させる方法が提供され、この方法は、
歯ブラシヘッドの振動を生成するために振動手段に電力を供給するステップと、
振動手段によって引き出される電流を検知するステップと、
検知された電流に応じて、歯ブラシヘッドに加えられている圧力を示す圧力信号を生成するステップと、
圧力信号に応じて、振動手段によって生成される振動を制御するステップと
を含む。
【００４８】
本発明の一態様の特徴は、他の任意の態様とともに使用され得る。装置の特徴のいずれも、方法の特徴として提供され得るし、その逆もまた同様である。
【００４９】
次に、本発明の好ましい特徴が、添付の図面を参照して、純粋に例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態における電動歯ブラシの諸部分を示している。
【図２】本発明の実施形態における歯ブラシシステムの主要な構成要素を示すブロック図である。
【図３】フィードバックおよび制御に使用される歯ブラシデバイスの諸部分をより詳細に示している。
【図４】図３のフィルタリングモジュールによって実行されるフィルタリングプロセスを示している。
【図５】クラスタリングプロセス前のデータを示している。
【図６】クラスタリングプロセス後のデータを示している。
【図７】自動調整可能な振動プロセスの例を示している。
【図８】圧力検出プロセスの例を示している。
【図９】ブラシ設定カスタマイズプロセスの例を示している。
【図１０】ユーザにフィードバックを与えるために振動のパターンがどのように使用され得るかを示している。
【図１１】ブラッシングパラメータを設定するプロセスを示している。
【図１２】制御およびフィードバックプロセスを示している。
【図１３】本発明の別の実施形態における歯ブラシデバイスの諸部分を示している。
【図１４】圧力検出プロセスで実行されるステップを示している。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の実施形態は、運動検出、ブラッシング予測、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー（ＢＬＥ）接続を備えたスマート電動歯ブラシデバイスに関する。歯のブラッシングに加えて、デバイスは、ブラッシングの運動、速度、方向、および圧力を検出し、ユーザにガイドおよびフィードバック（指導（ｃｏａｃｈｉｎｇ））を提供し得る。
【００５２】
好ましい実施形態では、デバイスは、マイクロコントローラ、加速度センサ、ブラッシングモータ、および充電式バッテリ電源を有する。デバイスは、誘導充電を使用して充電される。内蔵の加速度センサは、ユーザが歯のどの部分をブラッシングしているかを推定する目的でブラシの方向を検出するために使用される。モータの振動による加速度をフィルタリングするために、加速度センサにはデジタルローパスフィルタが実装される。
【００５３】
デバイスは、オンラインモード（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して接続されているとき）とオフラインモードの２つの異なるモードで動作する。オンラインモードでは、加速度データが分析され、モバイルデバイスに転送される。モバイルデバイス上で実行されているアプリケーションは、様々な種類のゲームまたは教育／指導プログラムの制御入力として、このデータを使用する。ユーザはブラッシングモータを始動／停止することができ、デバイスは、力フィードバックコントローラとしても機能するため、アプリケーションはモータの状態を制御することが可能である。
【００５４】
一方、オフラインモードでは、モバイルデバイスとのアクティブな接続なしで歯ブラシを使用することが可能である。代わりに、ブラッシング運動は、継続的に監視および分析される。そのとき、ブラッシング統計およびセンサデータが、モバイルデバイスのアプリケーションによる後の検索および分析のためにオンボードの不揮発性メモリに保存される。
【００５５】
図１は、本発明の実施形態における電動歯ブラシの諸部分を示している。デバイスは、例えば、音波範囲内または音波範囲超の振動を発生させるように設計された音波式歯ブラシであり得る。
【００５６】
図１を参照すると、歯ブラシ１０は、歯ブラシ本体１２および取り外し可能な歯ブラシヘッド１４を備える。本体１２は、モータ１６と、充電式バッテリ１８と、回路基板２０とを収容するハウジングを備える。回路基板上には、マイクロコントローラ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２２、加速度センサ２４、およびＲＧＢ（赤／緑／青）ＬＥＤ（発光ダイオード）２６が設けられる。マイクロコントローラモジュール２２は、ユーザの歯をブラッシングする目的で、歯ブラシヘッド１４の振動を発生させるようにモータ１６を制御するために使用される。デバイスをオンオフするために、および／または設定を調整するために１つ以上のボタン２５が設けられる。
【００５７】
歯ブラシシステム
図２は、本発明の実施形態における歯ブラシシステムの主要な構成要素を示すブロック図である。図２を参照すると、このシステムは、歯ブラシ１０およびモバイルデバイス３８を備える。歯ブラシ１０は、モータ１６、バッテリ１８、加速度センサ２４、ＬＥＤ２６、電力および充電制御ユニット２８、マイクロコントローラ３０、メモリ３２、信号分析モジュール３４、タイマ３５、ならびにＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６を備える。マイクロコントローラ３０、メモリ３２、および信号分析モジュール３４は、例えば、図１に示されているマイクロコントローラ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２２の一部であり得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６は、モバイルデバイス３８と通信する。モバイルデバイス３８は、例えば、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートウォッチ、または他の任意の適切な処理デバイスであり得る。モバイルデバイス上で実行されるアプリケーションは、歯ブラシがオンラインのときに、ユーザにフィードバックを提供するために、および／または歯ブラシを制御するために使用される。
【００５８】
図２にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギーモジュールが示されているが、代わりに、ＺｉｇＢｅｅ、ＬｏＲａ、またはＷｉＦｉなどの他の任意の低電力ワイヤレス伝送プロトコルが使用されてもよい。
【００５９】
動作中、バッテリ１８は、電力および充電制御ユニット２８ならびにマイクロコントローラ３０の制御下でブラッシングモータ１６に電力を供給する。マイクロコントローラ３０は、歯ブラシの動作を制御するためにプログラムコードを実行する。メモリ３２は、適切なブラッシング動作を実行するためにマイクロコントローラによって使用されるブラッシングパラメータ、ならびにブラッシング統計およびセンサデータなどの他のデータを記憶する。
【００６０】
ユーザが自分の歯をブラッシングするとき、加速度センサ２４は、歯ブラシの移動によって発生する加速度データを収集する。信号分析モジュール３４は、ユーザがどのように自分の歯をブラッシングしているかに関してユーザにフィードバックを提供し、歯ブラシヘッドの振動の制御を可能にするために、加速度データに対して信号処理を実行する。タイマ３５は、ブラッシングセッションの時間を計るために使用される。
【００６１】
図３は、フィードバックおよび制御に使用される歯ブラシデバイスの諸部分をより詳細に示している。図３を参照すると、デバイスは、加速度センサ２４、フィルタリングモジュール４０、クラスタリングモジュール４２、メモリ３２、比較モジュール４４、制御モジュール４６、電流センサ４７、および圧力検出器４８、ならびにＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６、ＬＥＤ２６、モータ１６、およびバッテリ１８を備える。
【００６２】
動作中、加速度センサ２４は、歯ブラシの移動によって発生する加速度データを収集する。加速度データは、フィルタリングモジュール４０に渡される。フィルタリングモジュール４０は、以下で説明されるように、ブラッシングダイナミクスの推定値Ｄ、および加速度の移動平均値Ｇを提供するために加速度データをフィルタリングする。フィルタリングモジュール４０の出力は、クラスタリングモジュール４２に供給される。クラスタリングモジュール４２は、フィルタリングモジュール４０から受信したデータに対してクラスタリングプロセスを実行する。クラスタリングモジュール４２は、記憶のためにメモリ３２に渡されるクラスタリング結果を生成する。
【００６３】
フィルタリングモジュール４０とメモリ３２は両方とも比較モジュール４４に接続される。比較モジュール４４は、フィルタリングモジュール４０からブラッシングダイナミクスＤおよび加速度の移動平均値Ｇを受信し、メモリ３２から、記憶されたクラスタリング結果を受信する。比較モジュール４４は、フィルタリングモジュール４０からのデータとメモリ３２からのクラスタリング結果とを比較する。比較の結果は、ユーザが口腔のどの領域をブラッシングしているかの表示を提供する方向信号Ｏである。比較モジュール４４は、方向信号を制御モジュール４６に渡す。制御モジュール４６は、方向信号Ｏに基づいてモータ１６の速度を制御することができる。制御モジュール４６はまた、方向信号に基づいてユーザにフィードバックを提供する。これは、モータ１６の速度を制御すること、ＬＥＤ２６を制御すること、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６を介してモバイルデバイス３８に信号を送信することによって行われ得る。
【００６４】
制御モジュール４６は、フィルタリングモジュール４０からブラッシングダイナミクスの推定値Ｄも受信する。制御モジュール４６は、ブラッシングダイナミクスの値Ｄに基づいてフィードバックおよび制御を提供することもできる。
【００６５】
バッテリ１８は、歯ブラシヘッドの振動を生成するために、モータ１６に電流を供給する。モータ１６によってバッテリ１８から引き出される電流の量は、電流センサ４７によって測定される。検知された電流は、圧力検出器４８に渡される。圧力検出器４８は、検知された電流に基づいて圧力信号Ｐを生成する。圧力信号Ｐも、歯ブラシヘッドの振動を制御するために、および／またはユーザにフィードバックを提供するために制御モジュール４６によって使用され得る。
【００６６】
以下では、図３に示されている様々なモジュールの動作がより詳細に説明される。
【００６７】
フィルタリングモジュール
フィルタリングモジュール４０において、加速度センサ２４からのデータは最初に、振動運動（より高い周波数の）を除去するためにローパスフィルタに通される。このようにして生成されたセンサデータは次に、正しい振幅にスケーリングされる。次に、センサデータは３つのフィルタに通される。１つの信号分岐は、ブラッシングダイナミクスの推定値Ｄを生成し、第２の分岐は、加速度の移動平均値Ｇを生成する。元の測定値の各成分（ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸における）は別々フィルタリングされる。ダイナミクス推定の最終的なスカラ値は、ダイナミクス推定ベクトル長を計算することによって生成される。次に、これらの信号は、クラスタリングモジュール４２によって実行されるその後のクラスタリングプロセスに提供される。
【００６８】
図４は、フィルタリングモジュール４０によって実行されるフィルタリングプロセスを示している。図４を参照すると、加速度センサからの生の加速度データ５０は、ローパスフィルタ５１に通される。フィルタ５１のカットオフ周波数は、歯ブラシの手動移動によって発生する加速度データの成分は通されるが、歯ブラシの振動によって発生する加速度データの高周波成分は除去されるようなものである。したがって、ローパスフィルタ５１の出力は、歯ブラシの手動移動による加速度および重力による加速度を含む生のセンサデータ５２である。次に、生のセンサデータ５２は、増幅器５３によって正しい振幅にスケーリングされる。次に、スケーリングされたセンサデータは、２つの分岐に分割される。
【００６９】
第１の分岐では、センサデータは、ローパスフィルタ５４に通される。ローパスフィルタ５４のカットオフ周波数は、重力による加速度は通されるが、歯ブラシの手動移動による加速度は通されないようなものである。
【００７０】
次に、このようにフィルタリングされたデータは、減算器５５でセンサデータから減算される。したがって、この動作は、重力による加速度をセンサデータから除去し、線形加速度成分を残す。生のセンサデータ５２のｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分は別々にフィルタリングされる。
【００７１】
次に、フィルタリングされたｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分は、絶対値計算モジュール５６に渡される。絶対値計算モジュール５６は、ｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分の二乗和の平方根から線形加速度の絶対値を計算する。
【００７２】
次に、線形加速度データの絶対値が、ローパスフィルタ５７に渡される。ローパスフィルタ５７のカットオフ周波数は、線形加速度データを通すが、より高い周波数データを除去するように設定される。したがって、ローパスフィルタ５７は、データに存在するノイズを低減するために使用される。線形加速度データのフィルタリングされた絶対値は、ダイナミクス推定モジュール５８に渡される。ダイナミクス推定モジュール５８は、ブラッシングダイナミクスの推定値Ｄを生成するために線形加速度データの平均の大きさ（ベクトル長）を計算する。ブラッシングダイナミクスの推定値Ｄは、ユーザが自分の歯をブラッシングしている強さまたは速さまたは勢いの表示を提供する。
【００７３】
フィルタリングプロセスの第２の分岐では、センサデータは、ローパスフィルタ５９に通される。ローパスフィルタ５９のカットオフ周波数は、生のセンサデータ５２の重力成分を通すが、手動移動による加速度成分を通さないようなものである。生のセンサデータ５２のｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分は、別々のｘ重力成分、ｙ重力成分、およびｚ重力成分を得るために別々にフィルタリングされる。フィルタリングされた重力データは、加速度の平均値Ｇを提供するために使用される。加速度の平均値Ｇは、平均化モジュール６０で、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向のフィルタリングされた重力加速度データを平均することによって計算される。
【００７４】
したがって、フィルタリングモジュール４０によって実行されるフィルタリングプロセスは、センサデータをフィルタに通し、ブラッシングダイナミクスＤおよび平均加速度Ｇを計算するプロセスを含む。上の経路は、ブラッシングダイナミクス推定値を生成する（重力を減算して線形加速度のみを取得し、その絶対値を得、これを平滑化するために平均化することによって）。下の経路は、生の加速度データをローパスフィルタリングすることによって重力データを生成する。フィルタリングされた重力データおよびダイナミクス推定値は、さらなる処理のためにクラスタリングモジュール４２に渡される。
【００７５】
クラスタリングモジュール
クラスタリングモジュール４２は、フィルタリングモジュール４０から受信したフィルタリングされた重力データＧおよびダイナミクス推定値Ｄに対してクラスタリングプロセスを実行する。クラスタリングプロセスは、ユーザが任意の特定の時点で口腔のどの領域をブラッシングしているかを示すためにその後の加速度データと比較され得るクラスタリング結果を生成する。
【００７６】
クラスタリングモジュール４２は、ユークリッド距離の代わりにクラスタ類似性尺度に余弦距離を使用するクラスタリングアルゴリズムを実行する。
【００７７】
角度座標は、フィルタリングされた重力データＧの平均値のｘ投影およびｙ投影から計算され、半径方向成分は、ダイナミクス推定値Ｄのスカラ値である。極座標で表される変形空間に５つのクラスタが識別され得る。１つの中央クラスタは、ブラッシング活動がないことを示し、４つのクラスタは、その周りを取り囲む。これらの４つのクラスタは、４つのブラッシング方向（上、左、右、下）を表す。
【００７８】
クラスタリングモジュール４２は、運動データが何らかの他の形態の運動ではなくブラッシングに関連していると判定された場合にのみ、クラスタリングプロセスを実行する。
【００７９】
この判定は、ブラッシングダイナミクスの値Ｄと最大および最小の加速度閾値とを比較することによって行われる。ブラッシングダイナミクスの値Ｄが最小加速度閾値を下回った場合、デバイスはブラッシングに使用されていないと判定されるため、クラスタリングプロセスは実行されない。ブラッシングダイナミクスの値Ｄが最大加速度閾値を超えた場合、運動は有効ではないと判定され、その場合、クラスタリングプロセスも実行されない。
【００８０】
クラスタリングモジュール４２では、ブラッシング運動に関連するフィルタリングされた加速度データは、最初に円筒座標基準系に投影される。これを行うために、最初に角度座標が、ローパスフィルタ５９から出力された平均加速度Ｇのｘ成分およびｙ成分から計算される。半径方向成分は、ダイナミクス推定の値Ｄである。次に、クラスタリングアルゴリズムが、データポイントに対して実行される。
【００８１】
クラスタリングアルゴリズムは、類似のデータポイントをクラスタに編成する。したがって、各クラスタは、何らかの点で互いに類似し、かつ他のクラスタに属するデータポイントとは異なるデータポイントを含む。この場合、クラスタリングアルゴリズムは、距離ベースのクラスタリングを使用する。これは、２つ以上のデータポイントが、距離的に互いに近接している場合に類似していると判定されることを意味する。クラスタリングアルゴリズムは、クラスタの類似度を測定するために、ユークリッド距離の代わりに余弦距離を使用する。
【００８２】
各クラスタは、口腔の特定の領域を表す。したがって、クラスタは、加速度データをユーザの口腔の表現にマッピングする便利な方法を表す。
【００８３】
クラスタリングプロセスを機能させるには、クラスタが定義され、ユーザの口腔の特定の領域に関連付けられる必要がある。これは、最初に実験室試験からの標準的な加速度データをクラスタリングモジュール４２に事前にロードすることによって行われる。次に、デバイスがフィードバックを提供すべき口腔の領域のリストが識別される。次に、歯ブラシデバイスが口腔の特定の領域に配置され、事前にロードされた加速度データが口腔のどの領域に対応するかを確認することによって、クラスタが定義される。
【００８４】
クラスタリングアルゴリズムは、距離閾値であって、これを上回ると、データは特定のデータポイントとは異なると判定され、これを下回ると、データは特定のデータポイントと類似し、したがって同じクラスタ内にあると判定される、距離閾値を使用する。これらの閾値は、デバイスが最初にセットアップされるときにクラスタリングモジュールに事前にプログラムされるため、ユーザが初めてデバイスを使用する場合でも、クラスタリングアルゴリズムは機能する。
【００８５】
ユーザは、歯ブラシを使用するときに、自分の歯をブラッシングし、自分自身の加速度データを生成する。次に、ユーザの加速度データ（重力データＧおよびダイナミクス推定値Ｄ）は、ユーザの加速度データが口腔のどの領域に対応するかを確認するために、事前定義されたクラスタと比較される。Ｇは、方向を判定するために使用され、Ｄは、大きさを判定するために使用される。比較の結果は、ユーザがブラッシングしているとデバイスが判定した口腔の領域である。
【００８６】
特定のブラッシングセッションからのユーザの加速度データは、デバイスにすでに記憶されている事前に記憶された加速度データと組み合わされる。ユーザがデバイスを使用すると、デバイスは、事前に記憶されたデータと組み合わされるより多くの加速度データを生成する。十分なユーザ固有の加速度データが存在するようになると、事前定義されたクラスタに依存する代わりに、クラスタリングアルゴリズムが、ユーザ固有のクラスタリング結果を生成するためにユーザ固有のデータに対して実行される。したがって、経時的に、ユーザの加速度データが、事前に記憶された加速度データに取って代わり、ユーザのクラスタリング結果が、事前に決定されたクラスタリング結果に取って代わる。ユーザ固有の加速度データを使用して生成されたクラスタリング結果は、加速度データとユーザの口腔との間のより正確なマッピングを提供する。
【００８７】
これにより、より正確なフィードバックをユーザに提供することが可能となる。
【００８８】
経時的に、クラスタリングプロセスで使用されるクラスタリングパラメータは更新され、個別のユーザにより固有のものとなる。これは、歯ブラシデバイスが外部デバイスに対してオンラインの場合に行われる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６は、クラスタリングデータを外部デバイスに転送するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続を使用する。更新される主なパラメータは、加速度データがどのクラスタに属するかを判定し、その結果、ユーザの口腔のどの領域がブラッシングされているかを判定するために使用されるクラスタ閾値である。ユーザがデバイスを使用すると、デバイスは、より多くのブラッシングセッションに対応するより多くのデータを収集して記憶する。このデータは、履歴データを分析し、クラスタリング閾値が特定のユーザにとって不適切である（例えば、厳しすぎるまたは緩すぎる）ことが判明した場合にクラスタリング閾値を更新する外部デバイスに送信され得る。
【００８９】
例えば、ユーザが、そのブラッシング技術に関して非常に堅実であり、口腔の各領域に対して明瞭なブラッシング運動を行う場合、口腔の各領域に関するユーザの最大運動と最小運動の差はわずかである。これは、ユーザのブラッシングデータが、データポイントが互いに近接している明瞭な小さなクラスタを形成することを意味する。この場合、各クラスタに対してクラスタリングアルゴリズムおよび指導関数によって使用される距離閾値は小さくされ得る。すなわち、ポイントは、互いに密接にグループ化されている場合にのみ、同じクラスタの一部と見なされる。データポイントが同じクラスタの一部と見なされなくなる限界が小さくなっている。
【００９０】
一方、より不安定なスタイルでブラッシングするユーザでは、口腔の各領域に関する最大ブラッシング運動と最小ブラッシング運動の差が大きくなる。これは、ユーザのブラッシングデータが、縁が不明瞭な大きなクラスタを形成すること、すなわち、各クラスタの境界が明瞭ではないことを意味する。各クラスタのデータポイントは分散する。これは、データポイントの変動を考慮に入れるために、各クラスタに対してクラスタリングアルゴリズムおよび指導関数によって使用される距離閾値を大きくする必要があることを意味する。データポイントが同じクラスタの一部と見なされなくなる限界が大きく、したがって、隣接するクラスタの境界が互いに非常に近接し得る。
【００９１】
したがって、クラスタリング閾値は、異なるブラッシングスタイルを考慮に入れる。クラスタリング閾値を更新することにより、デバイスは、個々のユーザに合わせてクラスタリングプロセスを調整することができる。
【００９２】
図５は、クラスタリングプロセス前の生データを示しており、図６は、クラスタリングプロセス後のデータを示している。図６を参照すると、クラスタリングプロセスは、５つのクラスタをもたらしている。中央クラスタ６１は、ブラッシング活動がないことを表す。他の４つのクラスタ６２、６３、６４、６５は、中央クラスタ６１の周りに配置されている。４つのクラスタ６２、６３、６４、６５は、ユーザによってブラッシングされる口腔の４つの主な領域を表す。これらの４つの領域は、内側上部、内側下部、外側左部、および外側右部である。
【００９３】
比較モジュール
比較モジュール４４は、フィルタリングモジュール４０からのデータとメモリ３２からのクラスタリング結果とを比較する。比較の結果は、ユーザが口腔のどの領域をブラッシングしているかの表示を提供する方向信号Ｏである。
【００９４】
比較プロセスは、ブラッシングされている口腔の領域を示すために動的クラスタリングを使用する。これは、比較プロセスが、ユーザが口腔のどの領域をブラッシングしているかを判定するために現在の加速度データおよび比較プロセスの以前の結果を使用することを意味する。したがって、デバイスは、２つのクラスタから等距離にあるデータを受信したときに、口腔のどの領域がブラッシングされているかを予測することができる。これが機能するのは、通常、ユーザが、自分の歯をブラッシングするときに、ばらばらでランダムな方法で口腔のあちこちに移動するのではなく、口腔の隣接する領域をブラッシングするためである。例えば、現在の加速度データが２つのクラスタ間で等距離にあり、各クラスタが外側右領域および内側上部領域を表しているが、前の比較結果が、ユーザが口腔の外側左領域をブラッシングしていたことを示した場合、現在のデータは口腔の外側右領域をブラッシングしていることに対応する可能性が高い。これは、ユーザが、外側左から内側上部に移動しているよりも、口腔の外側左部分から口腔の外側右部分に移動している可能性が高いためである。一方、データが２つのクラスタ（例えば、外側左および外側右）から等距離にあり、前の比較がこれら２つのクラスタの１つ（例えば、外側左）を示した場合、ユーザは方向を変更しておらず、正しいクラスタは依然として前のクラスタ（この例では、外側左）であると見なされる。
【００９５】
上で説明したフィルタリングモジュール、クラスタリングモジュール、および／または比較モジュールは、図２に示されている信号分析モジュール３４の一部であり得、例えば、その主題が参照により本明細書に組み込まれる、本出願人の名義の同時係属中の英国特許出願公開第１７１３０３４．５号明細書に記載されているものであり得る。
【００９６】
機能性
歯ブラシの中心機能に加えて、本発明の実施形態は、少なくとも以下の方法で既知のデバイスの機能性を改善する。
【００９７】
１．歯のクリーニングを効率的に補助する調整可能な振動速度。
【００９８】
２．ブラッシング中に加えられている圧力を測定する能力。
【００９９】
３．アプリを介してブラッシングプロファイル（設定）を保存し、アプリが接続されていないときにそれを使用する能力。
【０１００】
４．点灯システムと振動システムの組み合わせによる改善されたフィードバックメカニズム。
【０１０１】
これらのさらなる強化が以下で説明される。
【０１０２】
自動振動調整
デバイスは、歯をきれいにするために歯ブラシヘッドを制御する振動モータを有する。歯ブラシヘッドの振動は、ユーザによって明示的に与えられた設定と、デバイスによってキャプチャされたブラッシングの履歴パターンとに基づいて調節され得る。これにより、設定が、ユーザにとって最も効果的なブラッシングパターンを作成するように自動的に調整され、記憶されることが可能となる。
【０１０３】
設定され得る振動パラメータは、振動の速度およびタイミングを含み、これらもリアルタイムで調整され得る。これにより、それらがデバイスに直接記憶されることから、ユーザが、外部デバイスと組み合わせずにデバイスを使用すること（さらには、カスタマイズされた設定を使用すること）が可能となる。
【０１０４】
自動調整可能な振動の例が図７に示されている。この例では、ユーザは、最初に歯ブラシに接続したときにユーザの年齢に基づいて最初にブラッシング振動設定を選択し得る。この設定は、ユーザに合わせて手動でさらに調整され得る。これらの設定は、そのときスマートブラシデバイスに保存され、オンラインとオフラインの両方での使用に将来使用するためにアクセスされ得る。
【０１０５】
圧力検出
デバイスは、ユーザがブラッシングしているときにモータによって引き出される電流を検出することによって、ユーザによって加えられる圧力を測定し得る。モータ電流は、間接的な圧力の指標として機能する。ユーザが、歯ブラシヘッドを歯にしっかりと押し当てて圧力を高めると、モータの負荷が増大するため、モータはより多くの電流を引き出すようになる。引き出されているモータ電流は、ユーザによって加えられている圧力を判定するために事前設定された閾値と比較される。フィードバックは、外部デバイス（スマートフォンのような）を介してユーザに与えられるか、あるいはＬＥＤまたは振動運動を介してデバイスで直接ユーザに与えられる。
【０１０６】
圧力検出プロセスの例は、図８に示されており、以下でより詳細に説明される。
【０１０７】
図３に戻ると、本発明の好ましい実施形態では、歯ブラシデバイスは、電流センサ４７および圧力検出器４８を備える。動作中、ユーザが自分の歯をブラッシングしている間にモータ１６によってバッテリ１８から引き出される電流の量は、電流センサ４７によって検出される。検知された電流は、圧力検出器４８に供給される。圧力検出器４８は、ユーザによって加えられている圧力を判定するためにモータ電流を事前設定された閾値と比較する。圧力を示す信号Ｐが、制御モジュール４６に供給される。圧力信号Ｐは、歯ブラシヘッドの振動を制御するために制御モジュール４６によって使用され得る。
【０１０８】
圧力検出器４８は、電流信号と閾値とを比較し得る。この場合、圧力信号Ｐは、圧力が特定の値を上回っていることの表示である。閾値は、最初は、デバイスに事前設定された値である。しかしながら、閾値は、例えばユーザのモバイルデバイス上のアプリを使用してユーザによって調節され得る。さらに、例えば、異なるユーザおよび／または異なる口腔の部分に対して、異なる閾値が設定されてもよい。所望に応じて、複数の異なる閾値が設定されてもよく、その場合、圧力信号Ｐは、複数の異なる圧力、例えば、低圧、中圧、または高圧を示し得る。
【０１０９】
引き出される電流の量は、モータの速度に依存し得るため、異なるモータの速度に対して異なる閾値が使用され得る。さらに、閾値は、バッテリが部分的に消耗し、したがって全電力を供給できない可能性があるという事実を考慮に入れて、バッテリの充電状態に応じて調節され得る。これは、経時的な平均電流、またはブラッシングが行われていないと判定されたときに引き出されている電流、またはバッテリ電圧、またはこれらの何らかの組み合わせを監視することによって検出され得る。
【０１１０】
あるいはまたはさらに、圧力検出器４８は、例えばルックアップテーブルまたは事前定義された関数を使用して、電流の値を圧力値にマッピングし得る。
【０１１１】
この場合、圧力信号Ｐは、どの程度の圧力が加えられているかを示す値であり得る。関数またはルックアップテーブルは、モータの速度および／またはバッテリの充電状態に応じて調節され得る。
【０１１２】
圧力を判定するために電流を使用することの利点は、それが従来の圧力検知デバイスと比較して安価であり、必要な構成要素が少ないことである。
【０１１３】
上で言及したように、圧力検出器４８は、電流信号と閾値とを比較し、閾値を超えた場合に圧力信号Ｐを出力し得る。
【０１１４】
閾値は、デバイスに事前設定された値であり得る。例えば、一実施形態では、事前設定された閾値は、すべての歯ブラシデバイスについて同じであり得る。しかしながら、電流と圧力の関係は個々の歯ブラシデバイス間で異なり得ることが判明している。
【０１１５】
したがって、別の実施形態では、各歯ブラシは、閾値がその特定の歯ブラシの電流と圧力の関係を反映するように較正される。この場合、較正プロセスは、歯ブラシデバイスのメモリに適切な閾値または複数の閾値を記憶し得る。
【０１１６】
これにより、各歯ブラシは、ほぼ同じ圧力が加えられたことに応答して圧力信号Ｐを生成することが可能となり得る。
【０１１７】
引き出される電流の量はまた、バッテリの充電状態に依存し得るため、較正プロセスはまた、例えばバッテリ電圧によって判定される、バッテリの異なる充電状態に対して異なる閾値を設定し得る。様々な閾値は、歯ブラシのメモリに記憶され得る。この場合、圧力検出器は、バッテリの充電状態に基づいて適切な閾値をルックアップし、その閾値と現在の信号とを比較し、閾値を超えた場合に圧力信号Ｐを出力し得る。所望に応じて、異なる圧力値を表す複数の閾値が設定されてもよい。
【０１１８】
図１３は、本発明の別の実施形態における歯ブラシデバイスの諸部分を示している。図１３を参照すると、この実施形態では、歯ブラシデバイスは、上で説明した対応する部分と同じであり得るモータ１６およびバッテリ１８を備える。デバイスはまた、電流センサ４７および電圧センサ４９、ならびに圧力検出器４８の一部である比較モジュール４３およびメモリ４５を備える。
【０１１９】
動作中、バッテリ１８の電圧は、電圧センサ４９を使用して測定される。測定された電圧は、比較モジュール４３に供給される。モータ１６によってバッテリ１８から引き出される電流の量は、電流センサ４７によって検出され、比較モジュール４３に供給される。比較モジュール４３は、バッテリ電圧の測定値に基づいてメモリ４５から閾値（または複数の閾値）を読み出す。次に、比較モジュール４３は、メモリ４５から読み出された閾値（または複数の閾値）と、電流センサ４７からの検知された電流値とを比較する。閾値を超えた場合、比較モジュールは、図３に示されている制御モジュール４６に供給される圧力信号Ｐを出力する。
【０１２０】
本発明の別の実施形態では、モータ電流の閾値は、モータ電流およびバッテリ電圧の現在の値ならびにメモリに記憶された較正データに基づいて特定の目標の（要求された）圧力（力）およびモータ速度に対して動的に再計算される（状態に基づいてメモリ／ルックアップテーブルからフェッチされるのではなく）。試験では、すべての関係を線形関数で近似し得るため、モータ速度、目標の力閾値、およびバッテリ電圧に応じて較正データをスケーリングし得ることが示されている。
【０１２１】
図１４は、本発明の一実施形態における圧力検出プロセスで実行されるステップを示している。これらのステップは、図２のマイクロコントローラ３０などのプロセッサ上でソフトウェアとして実行される圧力検出モジュールによって実行され得る。
【０１２２】
図１４を参照すると、ステップ１５０では、ゼロ負荷電流値および負荷電流値が、メモリに記憶された較正データから読み出される。これらの値は、較正プロセスの一部としてデバイスに事前に記憶される値である。ゼロ負荷電流値は、歯ブラシヘッドに圧力が加えられていないときの電流値であり、負荷電流値は、歯ブラシヘッドに所定の圧力が加えられたときの電流値である。どちらの場合も、電流値は、モータが最高速度（１００％デューティサイクル）の場合に対応する。
【０１２３】
ステップ１５２では、ゼロ負荷電流値および負荷電流値は、メモリに記憶された所定の関係（例えば、線形関数）を使用して、モータのデューティサイクル（速度）に応じてスケーリングされる。モータのデューティサイクルは、例えば、図３の制御モジュール４６から取得され得る。
【０１２４】
ステップ１５４では、デバイスが較正された圧力（力）がメモリから読み出される。
【０１２５】
ステップ１５６では、所望の圧力閾値が、例えば、図３に示されている制御モジュール４６から取得される。所望の圧力閾値は、実際の圧力と比較することが望まれる圧力であり、これは、例えばユーザ、およびブラッシングされる口腔の領域に応じて変化し得る。
【０１２６】
ステップ１５８では、閾値電流値が、所望の圧力閾値および較正圧力に基づいてゼロ負荷電流値および負荷電流値をスケーリングすることによって定義される。これは、メモリに記憶された所定の関係（例えば、線形関数）を使用して行われる。
【０１２７】
ステップ１６０では、閾値電流は、メモリに記憶された所定の関係（例えば、線形関数）を使用して、（電圧センサによって測定された）バッテリ電圧に応じてスケーリングされる。
【０１２８】
ステップ１６２では、メモリに記憶された所定の関係を使用して、モータ特性（モータ速度および較正データ）に応じて追加のスケーリングが適用される。これにより、モータ特性の変動を考慮に入れることが可能となる。
【０１２９】
ステップ１６４では、計算された電流閾値が、実際のモータ電流値と比較される。ステップ１６６では、比較の結果が、例えば図３の制御モジュール４６に、圧力信号Ｐとして出力される。
【０１３０】
上記の構成により、閾値を、各歯ブラシに対して較正し、バッテリの充電状態に応じて調節することが可能となり得る。
【０１３１】
これにより、閾値を、加えられる実際の圧力により接近して対応させることが可能となり得る。
【０１３２】
ブラシ設定のカスタマイズ
デバイスは、振動速度、象限時間（ｑｕａｄｒａｎｔ  ｔｉｍｅ）、およびブラッシング時間などの個々の設定を記憶することを可能にする。これらの設定は、メモリに記憶され、ユーザの期待に一致するようにデバイスの挙動を調節するために制御ファームウェアによってアクセスされる。この機能は、ボタンのクリックによってユーザが自分の好みの「プロファイル」を選択することを可能にすることによって、ニーズの異なる複数のユーザが同じデバイスを共有することを可能にする。
【０１３３】
ブラシ設定のカスタマイズの例が図９に示されている。この例では、歯科医が、歯科診察時にブラッシングの振動、持続時間、およびパターンをカスタマイズする。これらの詳細は、モバイルデバイス（携帯電話など）上のアプリに記憶され、歯科医を離れた後、ユーザによってアクセスされ得る。
【０１３４】
フィードバックメカニズム
デバイスは、ユーザのブラッシングに関して支援するためにユーザにフィードバックを提供するように構成される。フィードバックは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３６を介したモバイルデバイス３８、ＬＥＤ２６、およびモータ１６の振動の制御を含む様々な異なる方法で提供され得る。
【０１３５】
モータ１６の振動を制御することは、オンライン（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスに接続されている間のブラッシング）時およびオフライン時にユーザに提供され得るフィードバックの種類を拡張する。例えば、振動は、以下の１つ以上、すなわち、
異なる口腔の領域へのブラッシングの切り替え、
ブラッシングの終了、
強すぎるブラッシング、
速すぎるブラッシング
の１つ以上をユーザに示すために使用され得る。
【０１３６】
上記のそれぞれを示すために、異なるパターンの振動が使用され得る。さらに、ＲＧＢ  ＬＥＤ２６により、複数の色の順序でフィードバックを与えることが可能となる。
【０１３７】
図１０は、ユーザにフィードバックを与えるために振動のパターンがどのように使用され得るかの一例を示している。ユーザに与えられ得るフィードバックのさらなる例は、以下の表に示されている。
【０１３８】
【表１】
2021525138.tif 000003
【０１３９】
セットアップ
歯ブラシデバイスが最初に使用されるとき、通常、デフォルトのブラッシングパラメータがプリインストールされている。これらのパラメータは、ブラッシング速度およびブラッシングタイミングを含み得る。例えば、デフォルト設定は、各象限を通常の速度で３０秒間ブラッシングするものであり得る。これらのパラメータは、メモリ３２に記憶され、モータ１６を制御するために制御モジュール４６によってアクセスされる。
【０１４０】
任意の段階で、ユーザは、モバイルデバイス、またはコンピュータなどの他の適切な任意の処理デバイスにインストールされたアプリケーションを使用してブラッシングパラメータを設定し得る。ブラッシングパラメータを設定するプロセスは図１１に示されている。
【０１４１】
図１１を参照すると、ステップ１００では、歯ブラシデバイスが、モバイルデバイスまたは他の処理デバイスに接続される。ステップ１０２では、モバイルデバイス上で実行されているアプリケーションが、セットアップモードに入る。ステップ１０４では、ユーザが事前定義されたブラッシングプロファイルを使用することを望むか、または自分自身のブラッシングプロファイルをセットアップすることを望むかが判定される。多くの事前定義されるブラッシングプロファイルは、例えば、ユーザの年齢、ユーザの歯科履歴、またはユーザの設定（例えば、通常のブラッシングまたはソフトブラッシング）に基づいて定義され得る。これらのプロファイルのそれぞれは、事前定義されたブラッシングパラメータを有する。
【０１４２】
ユーザが事前定義されたブラッシングプロファイルを使用することを望む場合、ステップ１０６で、事前定義されたプロファイルが選択される。一方、ユーザが自分自身のブラッシングパラメータを入力することを望む場合、ステップ１０８で、ユーザは、自分自身のブラッシングパラメータを入力する。ブラッシングパラメータは、口腔の各領域がブラッシングされるタイミングＴi、口腔の各領域がブラッシングされる速度Ｓi、口腔の各領域がブラッシングされる最大圧力Ｐi、および口腔の各領域の最大ブラッシングダイナミクスＤiを含み得る（４つの象限の場合、ｉ＝１．．．４である）。これらのパラメータは、各領域で同じであっても異なっていてもよい。さらに、総ブラッシング時間ＴTが設定されてもよい。ＴTの値は、各領域の個々のタイミングＴiの合計、または何らかの他の値であり得る。
【０１４３】
ステップ１１０では、モバイルデバイス上で実行されているアプリケーションが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介してブラッシングパラメータを歯ブラシデバイスに送信する。ステップ１１２では、ブラッシングパラメータがメモリ３２に記憶される。この結果、ブラッシングパラメータは制御モジュール４６に利用可能となる。
【０１４４】
上記のプロセスは、異なるユーザに対して繰り返されてもよく、これにより、歯ブラシの異なるユーザに対して異なるブラッシングプロファイルが利用可能になる。
【０１４５】
制御モジュール
制御モジュール４６は、メモリ３２に記憶されたブラッシングパラメータに基づいてモータ１６の動作を制御するように動作可能である。さらに、初期ブラッシング速度などのいくつかのブラッシングパラメータは、歯ブラシのボタン２５を使用してユーザによって設定され得る。
【０１４６】
本発明の好ましい実施形態では、制御モジュール４６は、方向信号Ｏ、ブラッシングダイナミクスＤ、および圧力信号Ｐの１つ以上に応じてモータ１６の振動を制御するようにも構成される。
【０１４７】
概して、モータの振動の制御は、第１に、ユーザのブラッシングをガイドするためにユーザにフィードバックを提供すること、および第２に、ユーザのブラッシング技術、個人の設定、または歯科履歴に合わせて振動の速度を調節することの２つの目的のいずれかを目的とする。
【０１４８】
例えば、ユーザがブラッシングした時間だけでなく、ユーザがブラッシングした場所を正確に判定する能力により、デバイスが振動のタイミングをよりインテリジェントに調整することが可能となる。例えば、ユーザが側面をランダムに変更する場合、ブラッシングの開始から任意の位置で３０秒に達しても、デバイスは、側面が必要な３０秒間ブラッシングされたことを依然としてユーザに通知し得る。
【０１４９】
デバイスはまた、ユーザに自分自身の個人のブラッシングパターン（例えば、各象限を一度に１５秒間ブラッシングし、このプロセスを２回繰り返すか、または各象限を一度に１０秒間ブラッシングし、このプロセスを３回繰り返す）を設定させ得る。これらの異なる設定は、ブラッシングされる時間のみを使用して測定したときに異なる回数でブラシの振動を発生させることを意味する。
【０１５０】
デバイスはまた、ユーザがブラッシングしている場所に応じて振動の速度を調整し得る。口腔の特定の領域を他の領域とは異なる速度でブラッシングすることが望ましい場合がある。例えば、歯茎は通常、歯よりも弱くブラッシングされるべきである。したがって、デバイスは、敏感な歯茎を有する口腔の領域、またはユーザが過度にブラッシングする傾向がある領域を、他の領域よりも低速でブラッシングするようにプログラムされ得る。
【０１５１】
制御モジュールはまた、ユーザが１つの領域で長くブラッシングしすぎている場合に振動を停止または減速するように、および／またはユーザがある領域を完了せずに別の領域をブラッシングし始めた場合に振動を停止または減速するようにプログラムされ得る。
【０１５２】
制御モジュール４６はまた、フィルタリングモジュール４０から受信したブラッシングダイナミクスＤに基づいてモータの速度を制御し得る。例えば、制御モジュールは、ユーザが速くブラッシングしすぎている（口腔内を性急に移動しすぎている）と判定された場合に振動を減速または停止し得る。
【０１５３】
さらに、制御モジュール４６は、圧力検出器４８から受信した圧力信号Ｐに基づいてモータの速度を制御し得る。例えば、制御モジュールは、ユーザが強くブラッシングしすぎていると判定された場合に振動を減速または停止し得る。あるいは、振動の速度は、どの程度の圧力が加えられているかを示す値に基づいて設定され得る。例えば、加えられる圧力が増大すると、振動の速度は低下され得る。これは、ユーザが自分の歯を過度にブラッシングしないようにするのを助け得、したがって、ユーザのブラッシング技術の欠陥を補うのを助け得る。
【０１５４】
図１２は、本発明の一実施形態において、制御モジュール４６によって実行される制御およびフィードバックプロセスを示している。図１２を参照すると、ステップ１２０では、使用されるブラッシングルーチンが選択される。これは、歯ブラシのボタン２５を用いて、あるいはユーザのモバイルデバイスのアプリを用いて行われ得る。ステップ１２２では、制御モジュールが、そのブラッシングルーチンのブラッシングパラメータをメモリ３２から検索する。ステップ１２４では、制御モジュールがモータ１６を始動させる。また、ステップ１２４では、制御モジュールがタイマ３５を開始する。この時点で、ユーザは自分の歯をブラッシングし始める。
【０１５５】
ステップ１２６では、制御モジュールは、方向信号Ｏから、現在ブラッシングされている口腔の領域を判定する。ステップ１２８では、制御モジュールは、メモリ３２から検索されたブラッシングパラメータに基づいて、口腔のその領域のブラッシング速度を設定する。
【０１５６】
ステップ１３０では、制御モジュールは、口腔の各領域についてブラッシング時間ＴAiを集計する。これは、各領域で費やされた時間の量を測定するためにタイマ３５を使用し、各領域について、その領域で費やされた時間を加算することによって行われる。したがって、ユーザが異なるブラッシング領域を行ったり来たりした場合でも、各領域で費やされた時間の総量が測定される。
【０１５７】
ステップ１３２では、制御モジュール４６は、口腔の各領域について、集計されたブラッシング時間ＴAiが、その領域に設定されたタイミングＴiよりも大きいかどうかを判定する。ステップ１３２で、任意の特定の領域について、集計されたブラッシング時間ＴAiがタイミングＴiよりも大きいと判定された場合、ステップ１３４で、制御モジュールは、モータを０．２秒間停止する。これは、ブラッシングを異なる領域に切り替えるようにユーザを促す触覚フィードバックをユーザに提供する。ＬＥＤ２６を用いて歯ブラシデバイスで、および／またはモバイルデバイス３８で、視覚フィードバックも提供され得る。
【０１５８】
あるいはまたはさらに、制御モジュール４６が、特定の領域について、集計されたブラッシング時間ＴAiがタイミングＴi（または所定の最大タイミング値などの何らかの他の値）よりも大きいと判定した場合、制御モジュールは、ユーザが歯ブラシを異なる領域に移動させるまでモータを減速または停止し得る。これは、特定の領域の過度のブラッシングを防ぐのを助け得る。
【０１５９】
ステップ１３６では、制御モジュール４６は、ブラッシングされている口腔の領域について、圧力信号Ｐが、口腔のその領域に対して設定された圧力値Ｐiよりも大きいかどうかを判定する。圧力信号Ｐが圧力値Ｐiよりも大きいと判定された場合、ステップ１３８で、制御モジュールは、モータを０．５秒間停止する。これは、より優しくブラッシングするようにユーザを促す触覚フィードバックをユーザに提供する。ＬＥＤ２６を用いて歯ブラシデバイスで、および／またはモバイルデバイス３８で、視覚フィードバックも提供され得る。あるいはまたはさらに、制御モジュールは、圧力信号Ｐが圧力値Ｐi、または所定の最大圧力閾値などの何らかの他の閾値よりも大きい間、モータを減速または停止し得る。
【０１６０】
ステップ１４０では、制御モジュールは、ブラッシングされている口腔の領域について、ブラッシングダイナミクス信号Ｄがその領域に対して設定されたブラッシングダイナミクス値Ｄiよりも大きいかどうかを判定する。ブラッシングダイナミクス信号Ｄがブラッシングダイナミクス値Ｄiよりも大きいと判定された場合、ステップ１４２で、制御モジュールは、モータを０．５秒間停止する。これは、よりゆっくりとブラッシングするようにユーザを促す触覚フィードバックをユーザに提供する。ＬＥＤ２６を用いて歯ブラシデバイスで、および／またはモバイルデバイス３８で、視覚フィードバックも提供され得る。あるいはまたはさらに、制御モジュールは、ブラッシングダイナミクス信号Ｄがブラッシングダイナミクス値Ｄi、または所定の最大ブラッシングダイナミクス閾値などの何らかの他の閾値よりも大きい間、モータを減速または停止し得る。
【０１６１】
ステップ１４４では、タイマによって記録された現在のブラッシング時間Ｔが、設定された総ブラッシング時間ＴTよりも大きいかどうかが判定される。現在のブラッシング時間Ｔが総ブラッシング時間ＴTよりも大きい場合、ステップ１４６で、制御モジュールは、毎回０．２秒間で３回にわたって一時的にモータを停止する。これは、ユーザがブラッシングセッションを終了すべきであることをユーザに示す。
【０１６２】
代替案として、ステップ１４６で、制御モジュールは、ブラッシングセッションの終了を合図するためにモータを減速または停止してもよい。この場合、ユーザは、例えば歯ブラシのボタンを押すことによって、または自分のモバイルデバイス上のアプリを介して、任意選択でステップ１４６を変更し得る。これに応答して、制御モジュールは、例えばさらに３０秒間、モータの動作を継続し得る。同様に、所望に応じて、ユーザは、口腔の各領域のタイミングを変更し得る。
【０１６３】
上で説明した方法でモータを制御するために制御モジュールを使用することによって、歯ブラシデバイスは、ユーザのブラッシングをガイドするためにユーザにフィードバックを提供し得るだけでなく、ユーザのブラッシング技術の欠陥を修正するのを助けるように、および／またはユーザの特定の設定もしくは歯の健康状態に合わせてブラッシングを調節し得る。
【０１６４】
上記の説明では、本発明の好ましい特徴は、様々な実施形態を参照して説明された。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されず、詳細な変形は添付の特許請求の範囲内で行われ得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【０１６５】
１０  歯ブラシ
１２  歯ブラシ本体
１４  歯ブラシヘッド
１６  ブラッシングモータ
１８  バッテリ（充電式バッテリ）
２０  回路基板
２２  マイクロコントローラ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール
２４  加速度センサ
２５  ボタン
２６  ＬＥＤ
２８  充電制御ユニット
３０  マイクロコントローラ
３２  メモリ
３４  信号分析モジュール
３５  タイマ
３６  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール
３８  モバイルデバイス
４０  フィルタリングモジュール
４２  クラスタリングモジュール
４３  比較モジュール
４４  比較モジュール
４５  メモリ
４６  制御モジュール
４７  電流センサ
４８  圧力検出器
４９  電圧センサ
５０  加速度データ
５１  ローパスフィルタ
５２  センサデータ
５３  増幅器
５４  ローパスフィルタ
５５  減算器
５６  絶対値計算モジュール
５７  ローパスフィルタ
５８  ダイナミクス推定モジュール
５９  ローパスフィルタ
６０  平均化モジュール
６１  中央クラスタ
６２  クラスタ
６３  クラスタ
６４  クラスタ
６５  クラスタ
【図１】
2021525138.tif 000004
【図２】
2021525138.tif 000005
【図３】
2021525138.tif 000006
【図４】
2021525138.tif 000007
【図５】
2021525138.tif 000008
【図６】
2021525138.tif 000009
【図７】
2021525138.tif 000010
【図８】
2021525138.tif 000011
【図９】
2021525138.tif 000012
【図１０】
2021525138.tif 000013
【図１１】
2021525138.tif 000014
【図１２】
2021525138.tif 000015
【図１３】
2021525138.tif 000016
【図１４】
2021525138.tif 000017
【国際調査報告】
2021525138.tif 000018
2021525138.tif 000019
2021525138.tif 000020
2021525138.tif 000021