(57)【要約】  ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを決定する方法であって、少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、センサデータを生成するステップ（２４０）と、生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを推定するステップとを含む方法。
2021516562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを決定する方法であって、
少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、前記少なくとも１つのエネルギ源及び前記少なくとも１つの検出器の両方は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、前記少なくとも１つのエネルギ源は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、
前記少なくとも１つのエネルギ源によって、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、
前記少なくとも１つの検出器によって、前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するステップと、
前記少なくとも１つの検出器によって、前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの前記検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、
該生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、
該抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定するステップとを含む、
方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの前記部分を検出するステップは、前記ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの検出器によって生成される前記センサデータを処理して、使用中の前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴を作り出すステップを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある前記少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、前記少なくとも１つの検出器の前記第２の位置及び前記第２の向きは、前記少なくとも１つのエネルギ源の前記第１の位置及び前記第１の向きと異なる、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、前記放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、前記少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのエネルギ源及び前記少なくとも１つの検出器は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、前記第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、前記第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、該第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを決定する方法であって、
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源によって、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される少なくとも１つの検出器によって、前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するステップと、
前記少なくとも１つの検出器によって、前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの前記検出される部分に基づいてセンサデータを生成するステップと、
該生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、
該抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定するステップとを含む、
方法。
【請求項１１】
前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法であって、
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内でエネルギを放射するステップと、
複数の時に、前記ユーザの身体から反射又は散乱される前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するステップと、
該検出されるエネルギの部分に基づいて、前記複数の時のうちの異なる時に検出されるエネルギにそれぞれ対応する、複数のセンサデータを生成するステップと、
該複数のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、
前記複数のセンサデータから抽出される前記特徴に基づいて前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップとを含む、
方法。
【請求項１３】
前記特徴付けられる動きを所定の動きと比較するステップを更に含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記特徴付けられる動きと前記所定の動きとの前記比較に関する情報を生成するステップと、
前記情報を前記ユーザに伝達するステップ及び前記情報を格納するステップのうちの少なくとも１つとを更に含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記特徴付けるステップは、前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの前記動きを決定することを含む、請求項１１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と該第１の位置よりも前記ユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間の前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含む、請求項１１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記特徴付けるステップは、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが前記ユーザの身体に対する位置の間で動く動きの速度を決定することを含む、請求項１１乃至１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記動きの速度は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と該第１の位置よりも前記ユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間で移動する動きの周波数に基づき、前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、前記動きの周波数を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記動きの速度は、前記第１の位置の範囲と前記第２の位置の範囲との間の距離に対応する振幅に更に基づき、前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、前記振幅を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記特徴付けるステップは、前記動きの周波数が所定の周波数よりも大きいかどうかを決定することを含む、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記抽出するステップは、フーリエ分析及び帯域フィルタリングのうちの少なくとも１つを用いて行われる、請求項１１乃至２０のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記抽出するステップは、前記特徴を抽出する前に前記複数のデータを前処理することを更に含む、請求項１１乃至２１のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記前処理することは、前記特徴を抽出する前に前記複数のデータの各々から所定の周波数を除去することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記前処理することは、低域フィルタリングを適用すること及び少なくとも１つの追加的なセンサからの信号を追加することのうちの少なくとも１つを含む、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイスであって、
ユーザの身体に向かってエネルギを放射し、当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りの三次元空間内にエネルギを放射するように構成され、当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され且つ第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源と、
該少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するように構成される、前記ユーザの身体に向かってエネルギを放射することに応答して前記ユーザの身体からエネルギを受け取る少なくとも１つの検出器とを含む、
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス。
【請求項２６】
請求項２５に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイスに請求項１乃至２４のうちのいずれか１項に記載の方法のステップを実行させるコードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項２７】
請求項２６のコンピュータプログラムを含むコントローラ。
【請求項２８】
当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、口腔デバイス、歯ブラシ、シェーバ、口腔洗浄器、フロスデバイス、前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を受け入れるための本体部分、及び前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの群から選択される、請求項２５に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイス。
【請求項２９】
当該コントローラは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、遠隔サーバ、遠隔デバイス、インタフェースデバイスのうちの少なくとも１つの内にある、請求項２７に記載のコントローラ。
【請求項３０】
請求項２５に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイスと、
請求項２７に記載のコントローラとを含む、
感知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、ユーザの動き及びユーザ特性の変動に対してロバスト(頑健)なユーザの身体に対するハンドヘルド(手持ち式)パーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報を決定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス及びその構成部品の位置及び／又は向き情報を決定することは、歯磨き及び歯間洗浄、顔面洗浄又は剃毛(shaving)のような、個人洗浄又はグルーミング処方計画(regimens)におけるモニタリング及びコーチングを可能にする。例えば、パーソナルケアデバイスのヘッド部材の場所がユーザの口内で決定されるならば、一群の歯の部分、特定の歯、又は歯肉区画は、ユーザがそれらの領域に焦点を合わせることができるように識別されてよい。
【０００３】
適切な洗浄技法を容易にするために、幾つかのデバイスは、使用セッション中にハンドヘルドパーソナルケアデバイスの場所情報を検出する１つ又はそれよりも多くのセンサを含む。既存の方法及びデバイスは、動力歯ブラシにおけるように、慣性測定ユニットを使用してハンドヘルドパーソナルケアデバイスの向きを検出する。しかしながら、現在のデバイスにおける向きデータは、口腔内の全ての特定の場所を特異に識別しない。よって、口腔の特定の領域内のヘッド部材部分を位置特定するために、向きデータはガイダンス情報と組み合わせられなければならない。この技術を可能にするために、ユーザは、ガイダンス情報に従いながら特定の期間の使用セッションを実行して、口の特定のセグメント内にヘッド部材部分を位置決めしなければならない。この技術は、世界に対するハンドヘルパーソナルデバイスの向きに基づくので、デバイスの使用に関連する動作を不使用動作（例えば、歩行又は頭を回転させること）と区別することができない。その結果、ユーザは、正確な場所データが望まれるならば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを操作する間の自分の動きを制限させられる。センサの前の皮膚の存在又は不存在を単に検出するアプローチは、個々のユーザについて時間の経過と共に変化し得る及び／又はユーザ間で異なるユーザ挙動を説明することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ユーザの動き及びユーザ特性の変化に対してロバストなユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報を決定する方法及びシステムについての継続的な必要性が当該技術分野にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの一部の位置及び／又は向きを正確に決定する発明的な方法及びシステムに向けられており、位置は、三次元空間内のデバイスの場所である。本明細書中の様々な実施形態及び実装は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスからユーザの身体を検出するように構成された１つ又はそれよりも多くのセンサを含むハンドヘルドパーソナルケアデバイスに向けられている。プロセッサとプログラムコードを格納する非一時な記憶媒体とを含むコントローラは、１つ又はそれよりも多くのセンサから受信した信号を解釈して、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きの側面に関する情報を提供するようにプログラムされる。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内のセンサの空間的特性及びその位置及び向きは、１つ又はそれよりも多くのセンサから受信された信号から追加的な情報を導出することができるように選択される。加えて、信号の解釈は、特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関する可能なユーザ挙動の知識と組み合わされた、源(source)及び検出器の空間的特性の知識に基づいて、アルゴリズム又は逆関数を作り出すことによって強化される。発明的なシステム及び方法は、ガイダンス情報に従う間にユーザが特定期間の使用セッションを実行することを要求することなく並びに／或いはユーザが自分の動作を制限することを要求することなく、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを決定することを可能にする。
【０００６】
一般的には、１つの態様において、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを決定する方法が提供される。方法は、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分(一部)を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを推定するステップとを含む。
【０００７】
ある実施形態によれば、方法は、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出するステップを更に含む。
【０００８】
ある実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの検出器によって生成されるセンサデータを処理して、使用中のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴(構成)(features)を作り出すステップを更に含む。
【０００９】
ある実施形態によれば、方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる。
【００１０】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである。
【００１１】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される。
【００１２】
ある実施形態によれば、方法は、生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む。
【００１３】
ある実施形態によれば、方法は、第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む。
【００１４】
ある実施形態によれば、方法は、第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを更に含む。
【００１５】
他の態様によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを決定する方法が提供される。ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを推定するステップとを含む。
【００１６】
ある実施形態によれば、方法は、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出するステップを更に含む。
【００１７】
ある実施形態によれば、方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、前記少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる。
【００１８】
ある実施形態によれば、方法は、生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む。
【００１９】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される。
【００２０】
更なる態様によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を決定する方法が提供される。方法は、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を推定するステップとを含む。
【００２１】
ある実施形態によれば、方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて、パーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップを更に含む。
【００２２】
ある実施形態によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法が提供される。方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内でエネルギを放射するステップと、複数の時に、ユーザの身体から反射又は散乱される少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、検出されるエネルギの部分に基づいて、複数の時のうちの異なる時に検出されるエネルギにそれぞれ対応する、複数のセンサデータを生成するステップと、複数のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、複数のセンサデータから抽出される特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップとを含む。
【００２３】
ある実施形態によれば、方法は、特徴付けられる動きを所定の動きと比較するステップを更に含む。
【００２４】
ある実施形態によれば、方法は、特徴付けられる動きと所定の動きとの比較に関する情報を生成するステップと、情報をユーザに伝達するステップ及び情報を格納するステップのうちの少なくとも１つとを更に含む。
【００２５】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの前記動きを決定することを含む。
【００２６】
ある実施形態によれば、動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含む。
【００２７】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に対する位置の間で動く動きの速度を決定することを含む。
【００２８】
ある実施形態によれば、動きの速度は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間で移動する動きの周波数に基づき、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、動きの周波数を含む。
【００２９】
ある実施形態によれば、動きの速度は、第１の位置の範囲と第２の位置の範囲との間の距離に対応する振幅に更に基づき、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、振幅を含む。
【００３０】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、動きの周波数が所定の周波数よりも大きいかどうかを決定することを含む。
【００３１】
ある実施形態によれば、抽出するステップは、フーリエ分析及び帯域フィルタリングのうちの少なくとも１つを用いて行われる。
【００３２】
ある実施形態によれば、抽出するステップは、特徴を抽出する前に複数のデータを前処理することを更に含む。
【００３３】
ある実施形態によれば、前処理することは、特徴を抽出する前に複数のデータの各々から所定の周波数を除去することを含む。
【００３４】
ある実施形態によれば、前処理することは、低域フィルタリングを適用すること及び少なくとも１つの追加的なセンサからの信号を追加することのうちの少なくとも１つを含む。
【００３５】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスであって、ユーザの身体に向かってエネルギを放射し、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りの三次元空間内にエネルギを放射するように構成され、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され且つ第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するように構成される、ユーザの身体に向かってエネルギを放射することに応答してユーザの身体からエネルギを受け取る少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが提供される。
【００３６】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに本明細書に記載するいずれかの方法のステップを実行させるコードを含む、コンピュータプログラム（製品）。
【００３７】
ある実施形態によれば、コンピュータプログラム（製品）を含むコントローラが提供される。
【００３８】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、口腔デバイス、歯ブラシ、シェーバ、口腔洗浄器、フロスデバイス、前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を受け入れるための本体部分、及び前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの群から選択される。
【００３９】
ある実施形態によれば、コントローラは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、遠隔サーバ、遠隔デバイス、インタフェースデバイスのうちの少なくとも１つの内にある。
【００４０】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスと、コントローラとを含む、感知システムが提供される。
【００４１】
本開示の目的のために本明細書で使用されるとき、「コントローラ(controller)」という用語は、一般的に、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、システム、又は方法の操作に関して様々な装置を記述するために使用される。コントローラは、本明細書で議論する様々な機能を実行するために、（例えば、専用ハードウェアを用いるような）様々な方法で実装されることができる。「プロセッサ(processor)」は、本明細書で議論する様々な機能を実行するために、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされることがある１つ又はそれよりも多くのマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いて或いは用いないで実装されてよく、幾つかの機能を実行する専用ハードウェアと他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１つ又はそれよりも多くのプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路構成）との組み合わせとして実装されてもよい。本開示の様々な実施形態において利用されてよいコントローラコンポーネントの例は、従来的なマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むが、これらに限定されない。
【００４２】
様々な実装では、プロセッサ又はコントローラが、１つ又はそれよりも多くの（本明細書では、一般的に、「メモリ」、例えば、揮発性及び不揮発性コンピュータメモリと呼ぶ）記憶媒体と関連付けられてよい。幾つかの実装において、記憶媒体は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されるときに、本明細書で議論する機能の少なくとも一部を実行する、１つ又はそれよりも多くのプログラムで符号化されてよい。様々な記憶媒体は、本明細書で議論する本開示の様々な態様を実装するために、その上に格納される１つ又はそれよりも多くのプログラムをプロセッサ又はコントローラ内にロードし得るように、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてよく、或いは搬送可能であってよい。「プログラム(program)」又は「コンピュータプログラム(computer  program)」という用語は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ又はコントローラをプログラムするために利用されることができる任意のタイプのコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指すよう、本明細書では一般的な意味において使用される。
【００４３】
本明細書で使用されるとき、「ユーザインタフェース(user  interface)」という用語は、人間のユーザ又はオペレータと、ユーザと（複数の）デバイスとの間の通信を可能にする１つ又はそれよりも多くのデバイスとの間の、インタフェースを指す。本開示の様々な実装において利用されることがあるユーザインタフェースの例は、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々なタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロホン、及び何らかの形態の人間が生成した刺激を受け且つそれに応答して信号を生成することがある他のタイプのセンサを含むが、これらに限定されない。
【００４４】
前述の概念及び以下により詳細に議論する追加的な概念の全ての組み合わせは、（そのような概念が相互に矛盾しないならば）本明細書に開示する発明的な主題の一部であると想定されることが理解されるべきである。特に、本開示の末尾に現れる特許請求する主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示する発明的な主題の一部であると想定される。
【００４５】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載する（複数の）実施形態から明らかであり、それ（ら）を参照して解明されるであろう。
【００４６】
図面において、同等の参照符号は、概して異なる図面を通じて同じ部品を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りでなく、むしろ本発明の原理を例示することに概ね重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ある実施形態に従ったハンドヘルドパーソナルケアデバイスの概略的な側面図である。
【図２】ある実施形態に従ったハンドヘルドパーソナルケアデバイスの概略的な端部図である。
【図３】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサデータのグラフ表現である。
【図４】ある実施形態に従った場所感知機能性のアルゴリズムモジュールのフローチャートである。
【図５】ある実施形態に従った場所感知システムの概略図である。
【図６】ある実施形態に従った場所感知方法のフローチャートである。
【図７】ある実施形態に従った測定されたセンサ出力とデバイスの対応する位置及び向きとを含むデータセットのグラフ表現である。
【図８】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサ出力の概略図である。
【図９】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサ出力のグラフ表現である。
【図１０】ある実施形態に従った複数のセンサ技術を組み合わせた概略図である。
【図１１】ある実施形態に従った運動センサ及びエネルギ放射源及び検出器から形成されるセンサからの測定値を組み合わせる方法のフローチャートである。
【図１２】ある実施形態に従った運動センサ及びエネルギ放射源及び検出器から形成されるセンサからの測定値を組み合わせる方法のフローチャートである。
【図１３】ある実施形態に従ったユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法のフローチャートである。
【図１４】所定の動き検出のグラフ表現である。
【図１５】複数のセンサ源から結合された複数の信号のグラフ表現である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本開示は、ユーザの動き及びユーザ特性(user  characteristics)の変化に対してロバスト(頑健)なユーザの身体部分に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス(handheld  personal  care  device)の位置及び／又は向き情報を決定するシステム及び方法の様々な実施形態を記載する。より具体的には、出願人は、アクティブセンサを用いた運動ロバスト場所感知を口腔ケアデバイスに適用して、ユーザのクリーニング技術を向上させるユーザのコーチング、十分な時間が各領域において費やされた全ての領域の洗浄を可能にすることが有益であることを認識し且つ理解した。従って、本明細書に記載されている或いはさもなければ想定される方法は、センサデータをユーザの身体に対するデバイスの場所に変換する逆関数（アルゴリズム）との組み合わせにおいてユーザの身体を感知するように構成されるハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供する。身体に対するその位置をモニタリング(監視)することが望ましい任意のデバイスにこの技術を適用することができる。システムは、ユーザの身体の存在に関する情報を得るために、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源と、少なくとも１つの検出器とを含む。システムは、逆関数（アルゴリズム）を用いてセンサデータをユーザに対するデバイスの位置及び／又は向き情報に変換するように構成されたプロセッサも含む。
【００４９】
本明細書に開示されている或いはさもなければ想定される実施形態及び実装を任意の適切なハンドヘルドパーソナルケアデバイスと共に利用することができる。ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、本体部分を含んでよく或いは本体部分で構成されてよく、且つ／或いは本体部分に取り外し可能に又は取り外し不能に取り付けられるヘッド部材を含んでよく或いはそのようなヘッド部分で構成されてよい。適切なパーソナルケアデバイスの例は、歯ブラシ、シェーバ又は他のグルーミングデバイス、フロスデバイス、口腔洗浄器、舌洗浄器、スキンケアデバイス、又は他のハンドヘルドパーソナルケアデバイスを含む。しかしながら、本開示は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに限定されず、よって、本明細書に開示されている開示及び実施形態は、任意のハンドヘルド又はパーソナルケアデバイスを含むことができる。
【００５０】
図１を参照すると、１つの実施形態では、本体部分１２と、本体部分１２に取り外し可能に又は取り外し不能に取り付けられるヘッド部材１４とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が提供されている。本体部分１２は、ハウジングを含み、ハウジングの少なくともその一部は、デバイスのコンポーネント(構成要素)、例えば、図示しない駆動アセンブリ／回路、コントローラ、及び／又は電源（例えば、バッテリ又は電源コード）を収容するために、中空である。図１に示す特定の構成及び配置は、ほんの一例であり、以下に開示する実施形態の範囲を限定しない。
【００５１】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内に配置される、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０と、１つ又はそれよりも多くの検出器２２とを含む。エネルギ放射源２０及び検出器２２を（図２に示すように）デバイス１０の本体部分１２内に直接的に統合することができる。代替的に、エネルギ放射源２０及び検出器２２は、デバイス本体部分１２に取り付けることができるモジュール又はヘッド部材１４のようなデバイスアタッチメント内にあることができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２をハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の平面的な又は湾曲した表面に配置することができる。エネルギ放射源及び／又は検出器は、それらが使用中に口の外側にあるか或いは使用中に口の内側にあるように配置されることができる。センサは、口の外側に配置されることが好ましい。エネルギ放射源２０及び検出器２２は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内での組立の容易さのために単一のパッケージ内に一緒に取り付けられることができ、或いはハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内で異なる位置及び向きを備えて別々に取り付けられることができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２は、互いに近接近して配置されることができ、或いはエネルギ放射源２０及び検出器２２は、互いからある距離に配置されることができる。
【００５２】
ある実施形態によれば、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０は、発光ダイオードを使用して近赤外光エネルギを生成するように構成されることができ、１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０によって放射される光の波長を検出するように構成されることができる。１つ又はそれよりも多くの検出器は、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０によって生成される光の波長の検出と一致する分光感度を有する光検出器、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタであることができる。
【００５３】
図１及び図２を参照すると、ある実施形態によれば、本体部分１２は、長軸と、前側と、後側と、左側と、右側とを含む。前側は、典型的には、動作コンポーネント１６とアクチュエータとを収容するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の側である。典型的には、動作コンポーネント１６は、動力歯ブラシの剛毛、フロスデバイスのノズル、シェーバのブレード、顔洗浄デバイスのブラシヘッドなどのようなコンポーネントである。動作側が本体部分１２の前側であるならば、エネルギ源２０は、ヘッド部材１４に近接するその端で、前側とは反対の本体部分の後側に配置されることができる。しかしながら、エネルギ放射源２０は、長軸に沿うデバイス内のいずれかの場所に配置されてよく、或いはハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の外周の周りに配置されてよい。同様に、検出器２２は、ヘッド部材１４に近接するその端で、前側とは反対の本体部分の後側に配置されることができる。図２は、光源２０に隣接して配置された検出器２２を描写しているが、検出器２２は、長軸に沿うデバイス内にいずれかの場所に配置されてよく、デバイスの外周の周りに配置されてもよい。
【００５４】
放射源２０及び検出器２２の数は、等しいことができ、或いは等しくないことができ、個々の放射源又は検出器は、最良の性能を与えるために、それらの位置に依存して、異なる特性、例えば、異なる角度放射又は感度特性を有することができる。例えば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、４つの発光ダイオードと、単一の広い検出器とを含むことができる。別の例として、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、４つの発光ダイオードと、４つの対応する検出器とを含むことができる。任意の数の光源が想定されるが、例示的な実施形態では、最適化のために、最小数の３つの光源を含めることができる。
【００５５】
図２及び図３に示すように、ある実施形態によれば、（エネルギ放射源２０及び検出器２２を含む）ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内の単一のセンサの位置及び向きは、位置／向き分類(position/orientation  classification)のデバイスの性能に影響を及ぼす。例えば、位置／向き分類は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が歯ブラシであるならば、動作コンポーネント又はヘッド部材の剛毛は、歯の内面、咀嚼面、又は外面にあることを示すことができる。単一のセンサを含む例示的な構成において、センサの最適な位置及び向きは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の外周の周りで０度に、すなわち、動作コンポーネント１６とは反対のヘッド部材１４の後側に、及び１５〜３５度の仰角(elevation)に配置される。図１において、仰角Ｅは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の長軸に対して示されている。０度の上昇は、長軸に対して平行であるのに対し、９０度の上昇は、長軸に対して垂直である。測定されたユーザ挙動から導出されたシミュレートされたセンサデータと機械学習アプローチに基づくアルゴリズムを使用して生成された図３を参照すると、センサ角度及び仰角に関する明確な最適がある。図３のグラフのｘ軸は、本体部分１２の外周の周り（０〜３６０度）のセンサ角度を表している。ｙ軸は、仰角（上から下へ０〜９０度）を表している。単一のセンサを含むこの構成において、最高の性能をもたらす場所は、本体部分１２の周りの約０度（又は１８０度）であり、１５〜３５度の仰角を有する。最高の性能をもたらす場所は、異なるタイプのハンドヘルドパーソナルケアデバイス、及び、例えば、追加的なセンサを含む、異なるセンサ構成について異なることが理解されるべきである。
【００５６】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、センサデータを生成して、そのようなセンサデータを図１及び図５に示すようなコントローラ３０に提供するように構成されることができる。１つの実施形態によれば、放射源２０及び検出器２２は、コントローラ３０と一体的である。コントローラ３０は、１つ又はそれよりも多くのモジュールで構成されてよく、本明細書に記載する場所感知機能性(location  sensing  functionality)を作動させるように構成される。コントローラ３０は、例えば、プロセッサ３２と、メモリ又はデータベース３４とを含むことができる。プロセッサ３２は、マイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路構成、単一のプロセッサ、又は複数のプロセッサを含むが、これらに限定されない、任意の適切な形態を取ってよい。メモリ又はデータベース３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む、任意の適切な形態を取ることができる。不揮発性メモリは、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含んでよい。メモリは、とりわけ、オペレーティングシステムを格納することができる。ＲＡＭは、データの一時記憶のためにプロセッサによって使用される。ある実施形態によれば、オペレーティングシステムは、コントローラ３０によって実行されるときに、デバイス１０のハードウェアコンポーネントの動作を制御する、コードを含んでよい。ある実施形態によれば、接続性モジュール３６は、収集されるセンサデータを送信し、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近接場通信、及び／又はセルラーモジュールを含むが、これらに限定されない、有線又は無線信号を送信し得る、任意のモジュール、デバイス、又は手段であることができる。ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のコントローラ３０は、１つ又はそれよりも多くの検出器２２によって生成されるセンサデータを受信し、そのセンサデータを評価し且つ分析し、ユーザに通信することができる情報を提供する
【００５７】
図４を参照すると、場所感知機能性のアルゴリズムモジュールの概要が提供されている。これらのステップは、リアルタイムで又は（コントローラ３０のメモリ又はデータベースに以前に記録され且つ格納されたデータを使用して）オフラインで実施されてよい。ステップは、周囲光補償１００(ambient  light  compensation)、スライディング時間窓１１０(sliding  temporal  window)、特徴抽出１２０(feature  extraction)、場所推定１３０(location  estimation)、及び時間フィルタリング１４０(temporal  filtering)のような、動作を含んでよい。周囲光補償ステップ及び時間フィルタリングステップは任意的である。
【００５８】
ある実施形態によれば、周囲光補償ステップ１００は、例えば、周囲照明が、検出器の感度範囲内の波長を有する光を含む、すなわち、デバイスの光源によって放射される光の反射の検出器による測定値が、環境中に存在する光によって妨害されることがある場合に、周囲光のあらゆる影響を除去するように構成、設計、又はプログラムされる。この補正機構は、例えば、放射源照明のオン／オフで連続的な測定を行い、一方を他方から差し引くことによって、達成されることができる。他の戦略は、放射源の信号に変調を適用すること、及び検出器によって測定される信号を適切に復調することを含んでよい。
【００５９】
ある実施形態によれば、スライディング時間窓ステップ１１０は、デバイス内に存在する任意の追加的なセンサからのデータと共に、時間窓内の放射源／検出器測定値をグループ化し且つ処理するように構成され、設計され或いはプログラムされる。これらの窓は、１つの単一の時間サンプル(temporal  sample)（すなわち、最新の測定値のみが使用される）から数秒に及ぶ任意の長さであってよい。
【００６０】
ある実施形態によれば、特徴抽出ステップ１２０は、信号処理を使用して測定窓内のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの識別特徴(discriminative  features)を抽出するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。
【００６１】
ある実施形態によれば、場所推定ステップ１３０は、特徴値に基づいてデバイスの場所を推定するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。実施形態において、このステップは、予測の精度を向上させるために、追加的な較正パラメータを入力として含んでよい。そのような較正パラメータは、ユーザの頭部幾何学的形状に関連するパラメータのような、ユーザ特異なパラメータであることがある。代替的に、較正パラメータは、製造プロセス中に生じる変動に起因するセンサ較正のために必要とされる値のような、デバイス特異なパラメータであることがある。
【００６２】
ある実施形態によれば、時間フィルタリングステップ１４０は、ユーザに提示される出力の時間一貫性を強制するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。時間フィルタリングは、推定された場所に適用されてよい。そのような時間フィルタリングは、低域フィルタの形態を取ってよい。代替的に、Hidden  Markov  Models又はKalman  Filtersのような、統計的方法が用いられてよい。
【００６３】
図５を参照すると、１つの実施形態では、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の場所感知システム２００の概略図が提供されている。場所感知システム２００は、本明細書に開示されている或いはさもなければ想定されるデバイスの実施形態のいずれであることができる、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のある実施形態である。ある実施形態によれば、場所感知システム２００は、２つ又はそれよりも多くのデバイスにおいて実装されてよい。例えば、モジュール又はコンポーネントのうちの１つ又はそれよりも多くは、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、コンピュータ、又は他のコンピューティングデバイスのような、遠隔デバイスにおいて実装されることができる。
【００６４】
場所感知システム２００は、プロセッサ３２及びメモリ３４を有する、コントローラ３０を含み、メモリ３４は、オペレーティングシステム及びセンサデータを格納することができる。システム２００は、センサデータを生成してコントローラ３０に提供するように構成されるエネルギ放射源及び検出器２０、２２も含む。システム２００は、センサデータを無線トランシーバ（図示せず）に送信するように構成及び／又はプログラムされることができる接続性モジュール３６を含むことができる。例えば、接続性モジュール３６は、Ｗｉ−Ｆｉ接続を介してインターネット又はイントラネットを通じて歯科専門家、データベース又は他の場所にセンサデータを送信してよい。代替的に、接続性モジュール３６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は他の無線接続を介してローカルデバイス（例えば、別個のコンピューティング装置）、データベース、又は他のトランシーバにセンサ又はフィードバックデータを送信してよい。例えば、接続性モジュール３６は、ユーザが、センサデータを、他の用途の中でも、長期格納のために保存される別個のデータベースに送信したり、更なる分析のためにセンサデータを送信したり、別個のユーザインタフェースにユーザフィードバックを送信したり、或いは歯科専門家とデータを共有したりすることを可能にする。接続性モジュール３６は、（本開示の考察と共に当業者によって理解されるはずであるような）上記で言及した規格を含む、ユーザ入力情報を受信することができる送受信器であってもよい。本明細書に記載する他の通信及び制御信号は、ハードワイヤ（非無線）接続によって或いは無線及び非無線接続の組み合わせによって実施されることができる。システム２００は、任意の適切な電源３８を含むこともできる。実施形態において、システム２００は、ユーザに情報を送信する（或いはユーザから情報を受信する）ように構成及び／又はプログラムされることができるユーザインタフェース４６も含む。ユーザインタフェース４６は、触覚信号、可聴信号、視覚信号、及び／又は任意の他のタイプの信号を介してユーザにフィードバックを提供するフィードバックモジュールであることができ、或いはそのようなフィードバックモジュールを含むことができる。
【００６５】
ある実施形態によれば、場所感知システム２００は、使用中に（図８に示すような）ユーザの身体５０に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の位置及び／又は向きを決定するようにプログラム及び／又は構成されることができる。本明細書において議論するように、本明細書に記載する機能及び方法を実行するためにシステム２００によって分析又は使用される情報又はデータは、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源及び検出器２０、２２によって生成されることができる。例えば、システム２００は、（ｉ）ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間の１つ又はそれよりも多くの領域内のユーザの身体の検出、（ｉｉ）センサデータの生成、及び（ｉｉｉ）ハンドヘルドパーソナルケアデバイスからのユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報の決定を実施するようにプログラム及び／又は構成されることができる。
【００６６】
エネルギ放射源／検出器２０、２２は、本明細書に記載されている或いはさもなければ想定されるセンサのいずれかであることができ、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きのうちの１つ又はそれよりも多くの側面に関するセンサデータを生成するようにプログラム及び／又は構成されることができる。コントローラ３０は、リアルタイムで又は周期的にセンサデータを受信することができる。例えば、センサデータの一定のストリームは、格納及び／又は分析のために検出器２２によってコントローラ３０に提供されることができ、或いはデータをコントローラ３０に送信する前にデータを一時的に格納し且つ集約し或いは処理してよい。ひとたびコントローラ３０によって受信されると、センサデータは、プロセッサ３２によって処理されることができる。
【００６７】
図６を参照すると、１つの実施形態において、ユーザの身体５０に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のヘッド部材１４の位置及び／又は向きを決定する方法３００のフローチャートがある。例示的な実施形態において、本方法は、口腔ケアデバイスであるパーソナルケアデバイスのヘッド部材が、ユーザの口腔の内側にあるか或いは使用者の口腔の外側にあるかどうかを決定することを含む。ユーザの口腔の内側にヘッド部材を配置することは、１つの例示的な位置であり、ユーザの口腔の外側にヘッド部材を配置することは、別の例示的な位置である。本方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが、典型的には、使用中に特定の位置及び向きに保持されるという事実を活用する。例えば、ユーザは、典型的には、下歯の上方咀嚼面を洗浄するために、ヘッド部材の動作コンポーネント（すなわち、剛毛）側が下を向いた状態で、歯ブラシを方向付ける。同様に、ユーザは、典型的には、歯の外面を洗浄にするために、動作コンポーネント側が内側を向いた状態で、歯ブラシを方向付ける。しかしながら、ユーザ挙動は、個人について及び／又は異なるユーザの間で時間の経過と共に有意に変化し得る。例えば、特定の歯面を洗浄するときにユーザが適用する歯ブラシ剛毛の角度。センサの空間的特性及びユーザ挙動へのセンサ出力の依存性を考慮に入れて、大きく多様なユーザ集団に効果的な解決策を作り出すことができる。これらの態様は、本明細書に記載する１つ又はそれよりも多くのセンサを用いて測定されることができ、この情報は、ユーザの身体５０に対するヘッド部材の位置及び／又は向きを決定するために使用されることができる。
【００６８】
ある実施形態によれば、本方法のステップ３１０において、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が提供される。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、本体ハンドル又は本体部分１２と、ヘッド部材１４と、ユーザ入力部２６と、プロセッサ３２を備えたコントローラ３０とを含むことがある。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、エネルギ放射源２０と、検出器２２とを含む、１つ又はそれよりも多くのセンサも含む。非限定的に、近接センサ、及び加速度計、ジャイロスコープ、磁気センサ、容量センサ、カメラ、フォトセル、時計、タイマ、任意の他のタイプのセンサ、又は、例えば、慣性測定ユニットを含む、センサの任意の組み合わせのような、他のタイプのセンサを含む、追加的なセンサを含められることがある。
【００６９】
本方法のステップ３２０で、システム又はデバイスは、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０からエネルギを放出して、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間内に１つ又はそれよりも多くの領域を形成し、（存在するならば）ユーザの身体５０の部分をその中で検出することができる。このエネルギの部分は、身体の表面から或いは身体を覆う衣服又は他の材料の表面から散乱又は反射される。方法のステップ３３０で、システム又はデバイスは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内に配置される１つ又はそれよりも多くの検出器２２によって、この反射又は散乱されるエネルギの更なる部分を収集する。１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間内の１つ又はそれよりも多くの領域からのエネルギを検出するように構成される。光が放射される並びに光を検出する領域の交点は、身体部分又は身体部分を覆う何かの存在が特定のセンサからのデータに影響を与える空間内の１つ又はそれよりも多くの三次元領域を画定する（前述のように、センサは、出力信号を生成するために協働する放射源及び検出器の組み合わせを含む）。レンズ、光バッフル、又は他の光学コンポーネントを使用して、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源からのエネルギが放射される空間の領域及び身体から反射又は散乱されるエネルギが検出される空間領域を修正及び／又は制御してよい。１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０が光を放射する実施形態では、ユーザの身体が照明されるようになり得る。実施形態によれば、複数のエネルギ放射源及び検出器を有することによってハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りに複数の画定された感知領域を構築することができる。
【００７０】
方法のステップ３４０で、システム又はデバイスは、センサデータを生成する。センサ出力を決定する機構は、センサの仕様化の間に、すなわち、エネルギ放射源及び検出器の位置、向き、及び空間特性の特定の構成を選択する間に適用される。例えば、センサ出力が、ユーザの身体５０からエネルギ放射源及び検出器までの距離又はセンサが身体の存在に敏感である空間内の１つ又はそれよりも多くの三次元領域をユーザの身体が満たす程度に依存すると決定することは、追加的な情報がセンサデータから導出されることを可能にする。放射源及び検出器の空間特性ならびにデバイス内のそれらの位置及び向きは、生成されるセンサデータ内に識別特徴を作り出すために（特定の歯面のような）特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関するデータと組み合わせられることができる。
【００７１】
ある実施形態では、１つ又はそれよりも多くの検出器２２からのデータを処理して、アルゴリズムへの入力として作用することができる特徴(features)を作り出すことができる。加えて、放射源２０及び検出器２２の空間特性、並びにデバイス１０内のそれらの位置及び向きは、区別されることが必要とされるデバイスの位置及び向きと特異に又は強く相関させられる検出器２２から導出されるデータ内の特徴（例えば、異なる歯面の洗浄に含められるもの）を生成するように選択される。これは、ユーザの身体部分の存在が検出器の出力を修正するデバイスの周りの三次元空間内に特定の領域を作り出すことを含む。放射源及び検出器の空間特性の知識は、検出器の出力からユーザの身体に対するデバイスの位置及び向きの側面を決定するアルゴリズム又は逆関数を作り出すために特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関する可能なユーザ挙動の知識と組み合わせられる。追加的な位置／向き情報を提供するアルゴリズムを作り出すために、異なる特徴が組み合わせられてよい。特徴が組み合わせられる方法は、機械学習アプローチ又は発見的アプローチを使用して定義されてよい。
【００７２】
例示的な実施形態において、逆関数は、ラベル付きトレーニング例のセットから自動的に推論される。そのようなトレーニング例は、センサ出力並びにデバイスの対応する位置及び向きからなるデータセットの形態を取る。例えば、２つのセンサ、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の前側に配置された１つのセンサ及び後面に配置された１つのセンサからのセンサ／検出器の測定値を使用するならば、機械学習を使用して、ユーザの口腔内の歯の内面、咀嚼面及び外面を検出することができる。この例は２つのセンサを使用するが、任意の数のセンサについて同じアプローチを適用することができる。図７は、センサ／検出器の測定値とデバイスの場所（歯の外面、内面、及び咀嚼面）との間の関係を推論するためにシミュレートされたセンサ出力を使用する機械学習の例を示している。図７において、ドットは、トレーニングデータを表している一方で、輪郭は、推論される分類領域（外面、内面、咀嚼面）を表している。
【００７３】
トレーニングのために使用されるセンサ出力を測定するか或いはシミュレートすることができる。測定したセンサ出力をデバイスの使用中に記録することができる。これらは、（全てのユーザについての一般的モデルの作成を可能にする）多数の被験者での試験によって、及び／又はエンドユーザから、例えば、エンドユーザが（パーソナライズされたモデルを可能にする）１つ又はそれよりも多くのトレーニングセッションを実行することを要求することによって、得られることができる。
【００７４】
シミュレートされたセンサ出力は、シミュレーションを介して得られる。三次元ヘッドモデルを用いるならば、例えば、デバイスについての任意の位置及び向きについてのセンサ出力を正確にシミュレートすることが可能である。従って、センサ測定値は、平均ヘッドモデルを使用すること、及び／又は様々な三次元ヘッドモデルを使用すること、及び／又はエンドユーザの頭部幾何学的形状に対応する三次元ヘッドモデルを使用することによって、任意の関心場所でシミュレートされることができる。
【００７５】
図８及び図９は、特定のデバイスの位置及び向きについてのセンサ出力シミュレーションの例を示している。図８及び図９に示す例において、センサ／検出器の測定値は、４つのセンサ、すなわち、デバイスの前側に配置された１つのセンサ（センサ２）、デバイスの後側に配置された１つのセンサ（センサ４）、左側に配置された１つのセンサ（センサ１）、及び右側に配置された１つのセンサ（センサ３）から得られる。ユーザが（図示のように）歯の外面を洗浄するとき、４つのセンサのうちの３つのセンサは、ユーザの身体５０の異なる部分に部分的又は完全に向けられ、それらのセンサは、相応してより高い出力を生成する。第２のセンサは、ユーザの顔を最も直接的に指し示し、最大の出力を有する。対照的に、第４のセンサは、ユーザの身体５０から離れる方向に向けられ、低出力又はゼロ出力を有する。ヘッド部材の動作コンポーネントがより上向き又は下向きに傾くようにパーソナルケアデバイスの向きを変更することは、センサ１〜３からの出力信号の分配を変化させる。よって、ユーザが歯の外面を洗浄していることを示す例示的な特徴は、センサ２からの信号がセンサ４からの信号よりも大きいことである。これは、動作コンポーネントがより上向きに傾けられているか或いはより下向きに傾けられているかを検出するために、センサ１及びセンサ３からの信号レベルを比較する特徴(構成)を適用することによって、拡張させられることができる。
【００７６】
本方法のステップ３５０で、システム又はデバイスは、信号処理を用いて生成されたセンサデータから１つ又はそれよりも多くの識別特徴を抽出する。ある実施形態によれば、口腔内のヘッド部材の深さに関する情報を除去する傾向がある全てのセンサからのデータを正規化することによって識別特徴を作り出すことができる。正規化されたデータは、ユーザの頭部に対するヘッド部材及び動作コンポーネントの指向方向(pointing  direction)に関する情報を残す。次に、動作コンポーネント角度を抽出するために、センサを横切るレベルの分布を予想されるパターンに整合させてよい。識別特徴を使用して、例えば、ユーザが歯の特定の表面（例えば、内面、咀嚼面、又は外面）を洗浄していることを示すことができる。
【００７７】
方法のステップ３６０で、システム又はデバイスは、特徴値に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを推定する。例示的な実施形態において、アルゴリズム又は逆関数、すなわち、検出器測定値のセットを条件としてデバイスの位置及び向きを推定する関数は、機械学習アルゴリズムを使用して作り出される。逆関数は、ある実施形態に従った発見的アプローチを使用して作り出されることもできる。発見的アプローチでは、センサ及びユーザ特性の理解を適用して、ユーザの身体に対するデバイスの位置及び／又は向きに関連し得るセンサデータ中の特徴を識別する。更なる実施形態において、逆関数は、発見的アプローチ及び機械学習アプローチの両方を使用して作り出されることができる。
【００７８】
図１０に示すように、更なる実施形態では、１つ又はそれよりも多くの運動センサからのデータを、本明細書に記載するエネルギ放射源及び検出器と組み合わせて、データ融合(fusion)のプロセスを通じた位置／向き検出の改良された性能を可能にする。デバイスと垂直方向（重力）との間の角度θｂｒｕｓｈを推定するために、運動センサ、例えば、加速度計やジャイロスコープからのデータを使用することができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２から形成されるセンサは、ユーザの身体に対するデバイスの向きの推定値θｂｒｕｓｈ／ｈｅａｄ＝θｂｒｕｓｈ＋θｈｅａｄを提供することができる。両方の測定値を適切に組み合わせることによって、ユーザの身体５０に対するデバイスの位置及び向きのより正確な推定を得ることが可能である。世界θｈｅａｄに対するユーザの身体の向きの推定値を得ることも可能である。
【００７９】
図１１に例示するような機械学習アルゴリズムのための入力として運動センサのデータを加えることによって、運動センサからの測定値とエネルギ放射源及び検出器で形成されるセンサからの測定値とを組み合わせることができる。２セットの測定値を別々に処理し、次に、図１２に例示するような第２のステップにおいて出力を組み合わせることによっても、運動センサからの測定値と放射源及び検出器で形成されるセンサからの測定値とを組み合わせることができる。ある実施形態において、融合ステップは、２つのアルゴリズムの出力の重み付け平均であることができ、或いはカルマンフィルタリング(Kalman  filtering)のようなより洗練された方法を使用することができる。
【００８０】
更なる実施形態では、前述の方法又は上述のシステムのいずれかに代えて或いは加えて、検出されるエネルギを使用して、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定してよい。
【００８１】
そのような方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定することに加えて、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定するステップを含んでよい。
【００８２】
代替的に、本方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定する代わりとして、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定するステップを含んでよい。本方法は、いずれかの機能性が選択されることを可能にする。例えば、本方法は、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定すること、及び／又は抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定することを含んでよい。更に、パーソナルケアデバイスの推定される位置／向き使用して、パーソナルケアデバイスの動きを特徴付けてよい。例えば、複数の位置／向きが推定されるように本方法の様々なステップが繰り返されるならば、これらの位置／向きの間のパーソナルケアデバイスの動きが特徴付けられることがある。これは、異なる時間に少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出し、エネルギの検出される部分に基づいてセンサデータを生成し、生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出し、抽出される特徴に基づいて複数の位置／向きを推定し、抽出される特徴に基づいてパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けることによって達成されてよい。
【００８３】
図１３は、この方法を例示するフローチャートであり、以下のステップを含む。
ステップＳ１２００：ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射する。
ステップＳ１２３０：ユーザの身体から反射又は散乱される少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を複数の時に検出する。
ステップＳ１２４０：検出されるエネルギの部分に基づいて、複数の時のうちの異なる時に検出されるエネルギにそれぞれ対応する、複数のセンサデータを生成する。
ステップＳ１２５０：複数のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出する。
ステップＳ１３００：複数のデータから抽出される特徴に基づいてユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける。
【００８４】
上述のように、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、エネルギ源からエネルギを放射し、エネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出してよい。センサデータは、エネルギ源から放射されるエネルギの検出される一部に基づいて生成されてよく、少なくとも１つの特徴が、複数のセンサデータから抽出されてよい。この実施形態では、複数の異なる時間で検出されるエネルギに対応するセンサデータが生成される。センサデータは、例えば、デバイスが使用されている間に、一連の時点に亘って収集されてよい。
【００８５】
複数のセンサデータから抽出される特徴を使用して、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けてよい。特徴付けることは、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを決定することを含んでよい。特徴付けられた動きは、異なる場所の間のパーソナルケアデバイスの移動に関する情報を含んでよい。代替的に又は追加的に、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスの一般的な動きの情報、例えば、ユーザの身体に対することがある或いは空間における一般的な座標に対することがある、位置又は位置群の間の移動のマップを含んでよい。運動は、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含んでよい。特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがユーザの身体に対して移動する速度に関する情報を含んでよい。例えば、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがユーザの顔及び／又は身体に対する様々な位置の間を移動する運動速度（速さ）に関する情報を含んでよい。例えば、パーソナルケアデバイスがユーザの身体及び／又は顔に近い（複数の）第１の位置（の範囲）と（ユーザの身体に向かう並びにユーザの身体から離れる）（複数の）第１の位置（の範囲）よりもユーザの身体及び／又は顔から離れる（複数の）第２の位置（の範囲）との間を移動する速さは、特徴付けられた動きであってよい。
【００８６】
特徴は、上述のアルゴリズム又は方法のうちのいずれかを用いて抽出されてよい。抽出される特徴は、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを含んでよい。
【００８７】
代替的に又は追加的に、抽出される特徴は、運動の周波数を含んでよい。例えば、センサデータの周波数成分を分離するためにフーリエ分析が行われてよく、少なくとも１つの周波数がセンサデータから抽出されてよい。抽出される周波数は、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数は、データの周波数成分の支配的周波数を検出することによって決定されてよい（支配的周波数は、信号が（周波数領域内で）最大振幅を有する周波数である）。例えば、パーソナルケアデバイスが歯ブラシである場合、支配的な周波数（最大振幅を有する周波数）は、ユーザの顔に向かう並びにユーザの顔から離れるパーソナルケアデバイスの動き（例えば、歯磨き運度）の周波数であってよい。よって、運動の周波数は、最大振幅検出を用いて抽出されてよい。
【００８８】
ある例では、ハン関数(Hann  function)がセンサデータに適用されてよく、結果として得られるデータの窓(windows)は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又はヒルバート変換(Hilbert  Transform)を用いて処理されてよい。例えば、センサ（時間）データ信号は、例えば、ＦＦＴを用いて、周波数領域に変換されてよく、引き続き、支配的周波数は、運動の周波数であるとして識別されることができる。次に、運動の周波数は、最大振幅検出を用いて抽出されてよい。
【００８９】
代替的に又は追加的に、運動の周波数は、回数及びセンサデータの信号表現（例えば、低周波数が除去された高域フィルタリングされた信号）がゼロを通過する（軸を交差する）時間期間に基づいて決定されてよい。
【００９０】
代替的に又は追加的に、運動の周波数を決定するために帯域フィルタリングが使用されてよい。例えば、３つの帯域周波数フィルタ（上方、下方及び中央帯域）がセンサデータに適用されてよい。帯域通過の各帯域における周波数のエネルギは、例えば、各帯域についての二乗平均平方根（ＲＭＳ）値を計算することによって決定されてよい。帯域のＲＭＳ値を比較し、帯域のうちのどれが最大のＲＭＳ値を有するか（従って、最高のエネルギ信号を含むか）を決定することによって、支配的な歯磨き周波数（よって、運動の周波数）が、決定された帯域が含む周波数として決定されてよい。
【００９１】
追加的に又は代替的に、抽出される特徴は、振幅、例えば、センサデータ信号の振幅を含んでよい。フーリエ分析は、データの周波数成分を分離するために行われてよい。次に、支配的周波数の振幅が決定されて抽出されてよい。
【００９２】
代替的に又は追加的に、センサデータ内の連続する極値（最大又は最小）間の距離を使用して振幅を決定してよい。
【００９３】
ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きは、１つ又はそれよりも多くの抽出される特徴に基づいて特徴付けられてよく、例えば、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きは、抽出される周波数（及び抽出される振幅）に基づいて特徴付けられてよい。
【００９４】
パーソナルケアデバイスの動きは、ユーザの身体（又は顔）に対して特徴付けられてよい。本方法又はシステムが実施されてよい適切なパーソナルケアデバイスの例は、歯ブラシ、シェーバもしくは他のグルーミングデバイス、フロスデバイス、口腔洗浄器、舌洗浄器、スキンケアデバイス、又は他のハンドヘルドパーソナルケアデバイスを含む。例えば、パーソナルケアデバイスがシェーバである場合、ユーザの顔に亘るシェーバの動きは特徴付けられることがある（例えば、ユーザの顔に対するシェーバの相対的な動作のマップが生成されてよく、且つ／或いはシェーバの周期的な動きが検出されてよい）。特徴付けられた動きは、上述の又は以下に記載する方法のいずれかを使用して所定の動きと比較されてよく、且つ／或いは、比較の結果は、ユーザに表示されてよく且つ／或いは格納されてよい
【００９５】
抽出される特徴は、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。よって、特徴付けられた動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。従って、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがそれらの位置の間を移動する速度（周波数）を示すことがある。
【００９６】
特徴付けられた動きは、抽出される動きの周波数との組み合わせにおいて抽出される振幅と用いて決定されてもよい。抽出される振幅は、パーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間を移動する距離を示すことがある。よって、抽出される動きの周波数と抽出される振幅との組み合わせは、パーソナルケアデバイスが特定の時間フレームに亘って移動する距離に関する情報を提供することがあり、従って、パーソナルケアデバイスがそれらの位置の間を移動する速度（速さ）を示すことがある。
【００９７】
パーソナルケアデバイス内の特徴付けられた動きとして検出されることがある動きの一例は、スクラブ運動(ゴシゴシ磨く運動)(scrubbing  motion)である。スクラブ運動は、ユーザが歯ブラシを歯セグメントの上で周期的にあまりにも速く（すなわち、時間期間に亘ってあまりにも高い周波数で）動かしているときに行われることがある。スクラブ運動は、他のデバイスにおいても検出されることがあり、第１の位置と第２の位置との間の任意の動作に関係することがあるが、この例において、スクラブ運動は、上述のように定義される。動力歯ブラシを用いて行われるスクラブ運動は望ましくない。何故ならば、動力歯ブラシは、スクラブ運動が行われるときにユーザの歯の洗浄においてあまり効果的でないことがあるからである。パーソナルケアデバイスがユーザの身体及び／又は顔に近い第１の位置（の範囲）と第１の位置（の範囲）よりもユーザの身体及び／又は顔から離れた第２の位置（の範囲）との間を移動する動きの周波数は、使用者が歯ブラシのようなパーソナルケアデバイスで「スクラブ運動」を行っていることを示すことがある。追加的に又は代替的に、運動速度は、ユーザの顔から離れる第１の方向への移動、ユーザの顔に向かう移動のうちの少なくとも１つとして定義されてよい。
【００９８】
閾値運動が、図１４に示すように定義されてよい。図１４は、望ましい運動についての閾値を示すグラフであり、線より下の領域は、望ましい運動であり、線より上の領域は、望ましくない（所定の）運動である。距離の表示（運動の振幅の表示、パーソナルケアデバイスが第１の方向において移動する距離）は、ｙ軸に沿っており、運動の周波数は、ｘ軸に沿っている。このグラフに示されるように、望ましくない運動から望ましい運動を区別する閾値を示す線がプロットされてよく、抽出される周波数及び／又は振幅は、運動が線より上の陰影が付けられた（望ましくない）領域にあるか或いは線より下の陰影のない（望ましい）領域にあるかどうかを決定するために使用されてよい。よって、低周波数で、運動は、特徴付けられた動きが望ましい運動であるか望ましくない運動であるかを見るために、ストローク長と運動の周波数との間の関係に基づいて分析されてよい。
【００９９】
この例では、特定の周波数より上で、行われている望ましくない運動の決定における距離の表示の効果は無視できる程度になり、従って、望ましくない運動が行われているかどうかを決定するために、検出される周波数のみを使用することができる。従って、運動は、（閾値より上の）運動の周波数の検出に基づいて且つ／或いは距離（振幅）の表示及び運動の周波数の両方を使用して特徴付けられてよい。
【０１００】
議論したように、抽出される振幅及び抽出される周波数は、運動を特徴付けるために使用されてよく、これは、所望の運動との比較のための基礎として使用されてよい。例えば、特徴付けられた動きが所定の動き（望ましくない動き）の閾値範囲内にあるかどうかを決定するために、抽出される周波数は、抽出される振幅との組み合わせにおいて使用されてよい。例えば、抽出された振幅の値に対してプロットされた抽出された周波数の値が、図１４の陰影付き領域内に（線より上に）あるならば、望ましくない動きが行われていると決定される。
【０１０１】
代替的に、閾値周波数が抽出された周波数と比較され、抽出された周波数が閾値周波数を超えるならば、望ましくない動きが行われていると決定されるように、近似が行われてよい。よって、比較を得るために必要とされる処理は低減される。
【０１０２】
例えば、特徴付けられた動きは、所定の動きと比較されてよい。上記で議論したようなパーソナルケアデバイスの動きの周波数は、所定の周波数、例えば、望ましい及び／又は閾値の周波数（例えば、それより上では望ましくない動きが行われる周波数）と比較されてよい。特徴付けられた動きと所定の動きとの比較に関する情報が生成されてよい。例えば、（抽出される周波数から決定される）動きの周波数が所定の周波数を超えるかどうかに関する情報が決定されてよい（例えば、その情報は、望ましくない動きが行われているかどうかであってよい）。この情報は、パーソナルケアデバイスのユーザに伝達されてよく、且つ／或いは格納されてよい。例えば、情報は、触覚的、音声的及び／又は視覚的手段を用いて表示されてよい。情報は、パーソナルケアデバイス自体を通じて介して、あるいは、例えば、スマートフォン上のアプリケーションを通じて、遠隔デバイス（スマートフォン、スマートウォッチなど）のような手段を通じて伝達されてよい。情報は、例えば、パーソナルケアデバイス自体に、遠隔サーバ（パーソナルケアデバイスは遠隔サーバと無線通信してよい）、携帯電話のような遠隔デバイス、スマートウォッチに格納されてよい。よって、ユーザによるパーソナルケアデバイスの使用（移動）に関する情報は照合される(collated)ことがある。
【０１０３】
ある実施形態では、スクラブ運動が上述のように所定の周波数を超える動きの周波数に基づいて検出されるならば、それを達成するための情報がユーザに伝達されてよい。例えば、２Ｈｚの運動周波数目標（所定の動き）が設定され、ユーザが顔への及び顔からのパーソナルケアデバイスの移動ための２Ｈｚの運動周波数を超えるならば、ユーザが所定の周波数を超え、従って、スクラブ運動を行っているという情報は、ユーザに伝達（及び／又は格納）されてよい。そのような伝達に応答して、ユーザは、彼らの歯磨き運動を相応して調整してよい。
【０１０４】
複数のセンサデータは、連続的に収集されてよく、或いは間隔をおいて収集されてよい。センサデータは、データを収集するためにサンプリングされてよい。サンプリングは、パーソナルケアデバイスの予想される動きに関連する周波数で起こってよい。例えば、歯ブラシでは、信号は通常の歯磨きのための予想される周波数よりも大きい周波数でサンプリングされ、その場合、運動周波数は、上述のように、パーソナルケアデバイスがユーザの顔に近い第１の位置と第１の位置よりもユーザの顔から離れた第２の位置との間で移動する周波数である。例えば、センサデータは、予想される周波数の（少なくとも）２倍の周波数（速度）でサンプリングされてよい。よって、センサデータは、収集されるデータがユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを正確に表すことを許容する周波数でサンプリングされてよい。
【０１０５】
センサデータは、特徴が抽出される前に前処理されてよい。例えば、センサデータは、所定の周波数を除去するように前処理されてよい。上記で議論した第１の場所と第２の場所との間の動きの周波数に関係しない周波数（ユーザの顔への及びユーザの顔からのパーソナルケアデバイスの一般的な動きに関係しない周波数情報）は除去されてよい。前処理は、低域フィルタリングを適用することを含んでよい。例えば、４Ｈｚを超える周波数成分は、使用者の顔への及び使用者の顔からのパーソナルケアデバイスの移動に起因する可能性は低いことがある。従って、低域フィルタリングは、４Ｈｚを超えるセンサデータ内の任意の周波数をフィルタリングして除去するために使用されてよい。
【０１０６】
前処理は、少なくとも１つの追加的なセンサから収集されるセンサ信号を追加することを含んでよい。例えば、パーソナルケアデバイスは、少なくとも１つの追加的な検出器を含んでよい。代替的に又は追加的に、パーソナルケアデバイスは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）及び／又はホール効果圧力センサ及び／又はカメラのような、任意の数の追加的なセンサを含んでよい。複合センサ信号は、パーソナルケアデバイス内に設けられるセンサのいずれかに関連して生成されるセンサデータを組み合わせることによって生成されてよい。複合信号は、デバイスの向きの変化にあまり敏感ではないことがあるが、ユーザの顔及び／又は身体からのパーソナルケアデバイスの距離に関する情報を依然として含むことがある。
【０１０７】
図１５は、パーソナルケアデバイスに含まれる複数のセンサから生成されたセンサデータを組み合わせることによって生成された複合信号を含むパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法を用いて収集されたデータの例示である。グラフに示されるピークは、顔に近いパーソナルケアデバイス（ユーザの身体に近い第１の位置の範囲）に対応し、谷は、顔から遠いパーソナルケアデバイス（第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲）に対応する。図１５のグラフに示す複合信号は、デバイスによって測定された８つのセンサ信号の合計に対応する。この図から分かるように、ユーザの顔への及びユーザの顔からのパーソナルケアデバイスの動きは、例えば、周波数及び／又は振幅を抽出することによって、上記で議論した任意の方法においてセンサデータを用いて特徴付けられてよい。
【０１０８】
本明細書に記載する幾つかの実施形態は、近赤外光エネルギ源及び検出器を含むが、他のタイプのエネルギを使用することもできる。例えば、可視スペクトル内のような光の代替的な波長、レーダセンサを形成する無線周波数電磁放射、又は相互キャパシタンスセンサにおけるような静電エネルギを使用することもできる。センサ出力は、検出されるエネルギの大きさ及び／又はエネルギ源と検出された信号との間の位相もしくは時間遅延、飛行時間のような、検出されるエネルギの異なる態様から導出されることができる。
【０１０９】
幾つかの発明的な実施形態を本明細書中に記載し且つ例示したが、当業者は、機能を実施し且つ／或いは結果及び／又は本明細書に記載する利点の１つ又はそれよりも多く及び結果を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に考え付き、そのような変形及び／又は修飾の各々は、本明細書に記載する発明的な実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、当業者は、本明細書中で記載する全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意図すること、及び実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明の教示が用いられる具体的な適用又は複数の適用に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、日常的な実験を超えないものを用いて、本明細書に記載する特定の発明的な実施形態に対する多くの均等物を認識し或いはそれらを確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は、ほんの一例として提示されていること、並びに添付の請求項及びそれらの均等物の範囲内で、発明的な実施形態は、具体的に記載され且つ特許請求されるものとは異なって実施されてよいことが理解されるべきである。本開示の発明的な実施形態は、本明細書に記載する各々の個別の特徴(構成)、システム(系)、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられている。加えて、２つ又はそれよりも多くのそのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法のあらゆる組み合わせは、そのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しないならば、本開示の発明的範囲内に含まれる。
【０１１０】
（陳述）
１．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【０１１１】
２．少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップは、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出することを含む、陳述１の方法。
【０１１２】
３．少なくとも１つの検出器によって生成されるセンサデータを処理して、使用中のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴を作り出すステップを更に含む、陳述１の方法。
【０１１３】
４．ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる、陳述１の方法。
【０１１４】
５．少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである、陳述１の方法。
【０１１５】
６．少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、陳述１の方法。
【０１１６】
７．生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む、陳述１の方法。
【０１１７】
８．第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む、陳述７の方法。
【０１１８】
９．第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを含む、陳述７の方法。
【０１１９】
１０．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【０１２０】
１１．少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップは、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出することを含む、陳述１０の方法。
【０１２１】
１２．ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる、陳述１０の方法。
【０１２２】
１３．生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む、陳述１０の方法。
【０１２３】
１４．少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、陳述１０の方法。
【０１２４】
１５．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【図１】
2021516562.tif 000003
【図２】
2021516562.tif 000004
【図３】
2021516562.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月3日(2020.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを決定する方法であって、
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源によって、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される少なくとも１つの検出器によって、使用中に前記ユーザの身体から反射又は散乱される前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するステップと、
前記少なくとも１つの検出器によって、前記少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの前記検出される部分に基づいてセンサデータを生成するステップと、
該生成されるセンサデータから、使用中に前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップであって、該抽出される特徴は、前記ユーザの身体から前記エネルギ源及び前記少なくとも１つの検出器までの距離、及び／又は前記ユーザの身体が前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む前記三次元空間内の１つ又はそれよりも多くの三次元領域を満たす程度に依存する、抽出するステップと、
該抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定するステップ、及び／又は前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップとを含む、
方法。
【請求項２】
前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある前記少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、前記少なくとも１つの検出器の前記第２の位置及び前記第２の向きは、前記少なくとも１つのエネルギ源の前記第１の位置及び前記第１の向きと異なる、及び／又は、
前記少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、前記放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、前記少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである、及び／又は
前記少なくとも１つのエネルギ源及び前記少なくとも１つの検出器は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含み、任意的に、
前記第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、前記第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む、又は
前記第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、前記第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、該第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴付けられる動きを所定の動きと比較するステップを更に含み、任意的に
前記特徴付けられる動きと前記所定の動きとの前記比較に関する情報を生成するステップと、
前記情報を前記ユーザに伝達するステップ及び前記情報を格納するステップのうちの少なくとも１つとを更に含む、
請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記動きが特徴付けられる場合、前記特徴付けるステップは、前記ユーザの身体に対する前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの前記動きを決定することを含む、及び／又は
前記動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と該第１の位置よりも前記ユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間の前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含む、
請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記動きが特徴付けられる場合、前記特徴付けるステップは、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが前記ユーザの身体に対する位置の間で動く動きの速度を決定することを含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記動きの速度は、前記ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と該第１の位置よりも前記ユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間で移動する動きの周波数に基づき、前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、前記動きの周波数を含み、任意的に
前記動きの速度は、前記第１の位置の範囲と前記第２の位置の範囲との間の距離に対応する振幅に更に基づき、前記抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、前記振幅を含む、及び／又は
前記動きが特徴付けられる場合、前記特徴付けるステップは、前記動きの周波数が所定の周波数よりも大きいかどうかを決定することを含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記抽出するステップは、前記特徴を抽出する前に前記複数のデータを前処理することを更に含む、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記前処理することは、前記特徴を抽出する前に前記複数のデータの各々から所定の周波数を除去することを含む、及び／又は
前記前処理することは、低域フィルタリングを適用すること及び少なくとも１つの追加的なセンサからの信号を追加することのうちの少なくとも１つを含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイスであって、
ユーザの身体に向かってエネルギを放射し、当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りの三次元空間内にエネルギを放射するように構成され、当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され且つ第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源と、
該少なくとも１つのエネルギ源から放射される前記エネルギの部分を検出するように構成される、前記ユーザの身体に向かってエネルギを放射することに応答して前記ユーザの身体からエネルギを受け取る少なくとも１つの検出器とを含む、
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイスに請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の方法のステップを実行させるコードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１のコンピュータプログラムを含むコントローラ。
【請求項１３】
当該ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、口腔デバイス、歯ブラシ、シェーバ、口腔洗浄器、フロスデバイス、前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を受け入れるための本体部分、及び前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの群から選択される、請求項１０に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイス。
【請求項１４】
当該コントローラは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、遠隔サーバ、遠隔デバイス、インタフェースデバイスのうちの少なくとも１つの内にある、請求項１２に記載のコントローラ。
【請求項１５】
請求項１０に記載のハンドヘルドパーソナルケアデバイスと、
請求項１２に記載のコントローラとを含む、
感知システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載のコントローラを含む、遠隔デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、ユーザの動き及びユーザ特性の変動に対してロバスト(頑健)なユーザの身体に対するハンドヘルド(手持ち式)パーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報を決定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス及びその構成部品の位置及び／又は向き情報を決定することは、歯磨き及び歯間洗浄、顔面洗浄又は剃毛(shaving)のような、個人洗浄又はグルーミング処方計画(regimens)におけるモニタリング及びコーチングを可能にする。例えば、パーソナルケアデバイスのヘッド部材の場所がユーザの口内で決定されるならば、一群の歯の部分、特定の歯、又は歯肉区画は、ユーザがそれらの領域に焦点を合わせることができるように識別されてよい。
【０００３】
適切な洗浄技法を容易にするために、幾つかのデバイスは、使用セッション中にハンドヘルドパーソナルケアデバイスの場所情報を検出する１つ又はそれよりも多くのセンサを含む。既存の方法及びデバイスは、動力歯ブラシにおけるように、慣性測定ユニットを使用してハンドヘルドパーソナルケアデバイスの向きを検出する。しかしながら、現在のデバイスにおける向きデータは、口腔内の全ての特定の場所を特異に識別しない。よって、口腔の特定の領域内のヘッド部材部分を位置特定するために、向きデータはガイダンス情報と組み合わせられなければならない。この技術を可能にするために、ユーザは、ガイダンス情報に従いながら特定の期間の使用セッションを実行して、口の特定のセグメント内にヘッド部材部分を位置決めしなければならない。この技術は、世界に対するハンドヘルパーソナルデバイスの向きに基づくので、デバイスの使用に関連する動作を不使用動作（例えば、歩行又は頭を回転させること）と区別することができない。その結果、ユーザは、正確な場所データが望まれるならば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを操作する間の自分の動きを制限させられる。センサの前の皮膚の存在又は不存在を単に検出するアプローチは、個々のユーザについて時間の経過と共に変化し得る及び／又はユーザ間で異なるユーザ挙動を説明することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ユーザの動き及びユーザ特性の変化に対してロバストなユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報を決定する方法及びシステムについての継続的な必要性が当該技術分野にある。
【０００５】
特許文献１は、ユーザの口内の口腔ケアデバイスの場所をモニタリングするシステムを開示しており、システムは、光源を有する口腔ケアデバイスと、光源によって放射される光を受け取り且つ口腔ケアデバイスを用いてユーザから反射される光を受け取るように構成される光学センサと、光学センサによって生成される信号を受け取り且つ処理するように構成されるコンピューティングデバイスであって、ユーザから反射される受け取られる光からユーザの少なくとも１つの顔特徴を検出し、検出される顔特徴に従ってユーザの歯の場所を推定し、受け取られる放射される光に従って光源の場所を決定し、光源の場所を歯の場所と比較してユーザの歯に対する口腔ケアデバイスの位置を推定するようにプログラムされる、コンピューティングデバイスとを含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの一部の位置及び／又は向きを正確に決定する発明的な方法及びシステムに向けられており、位置は、三次元空間内のデバイスの場所である。本明細書中の様々な実施形態及び実装は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスからユーザの身体を検出するように構成された１つ又はそれよりも多くのセンサを含むハンドヘルドパーソナルケアデバイスに向けられている。プロセッサとプログラムコードを格納する非一時な記憶媒体とを含むコントローラは、１つ又はそれよりも多くのセンサから受信した信号を解釈して、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きの側面に関する情報を提供するようにプログラムされる。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内のセンサの空間的特性及びその位置及び向きは、１つ又はそれよりも多くのセンサから受信された信号から追加的な情報を導出することができるように選択される。加えて、信号の解釈は、特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関する可能なユーザ挙動の知識と組み合わされた、源(source)及び検出器の空間的特性の知識に基づいて、アルゴリズム又は逆関数を作り出すことによって強化される。発明的なシステム及び方法は、ガイダンス情報に従う間にユーザが特定期間の使用セッションを実行することを要求することなく並びに／或いはユーザが自分の動作を制限することを要求することなく、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを決定することを可能にする。
【０００７】
一般的には、１つの態様において、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを決定する方法が提供される。方法は、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分(一部)を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを推定するステップとを含む。
【０００８】
ある実施形態によれば、方法は、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出するステップを更に含む。
【０００９】
ある実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの検出器によって生成されるセンサデータを処理して、使用中のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴(構成)(features)を作り出すステップを更に含む。
【００１０】
ある実施形態によれば、方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる。
【００１１】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである。
【００１２】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される。
【００１３】
ある実施形態によれば、方法は、生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む。
【００１４】
ある実施形態によれば、方法は、第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む。
【００１５】
ある実施形態によれば、方法は、第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを更に含む。
【００１６】
他の態様によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを決定する方法が提供される。ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを推定するステップとを含む。
【００１７】
ある実施形態によれば、方法は、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出するステップを更に含む。
【００１８】
ある実施形態によれば、方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、前記少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる。
【００１９】
ある実施形態によれば、方法は、生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む。
【００２０】
ある実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される。
【００２１】
更なる態様によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を決定する方法が提供される。方法は、（ｉ）少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される、提供するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、（ｉｖ）少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップと、（ｖ）生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、（ｖｉ）抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を推定するステップとを含む。
【００２２】
ある実施形態によれば、方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいて、パーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップを更に含む。
【００２３】
ある実施形態によれば、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法が提供される。方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内でエネルギを放射するステップと、複数の時に、ユーザの身体から反射又は散乱される少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップと、検出されるエネルギの部分に基づいて、複数の時のうちの異なる時に検出されるエネルギにそれぞれ対応する、複数のセンサデータを生成するステップと、複数のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップと、複数のセンサデータから抽出される特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けるステップとを含む。
【００２４】
ある実施形態によれば、方法は、特徴付けられる動きを所定の動きと比較するステップを更に含む。
【００２５】
ある実施形態によれば、方法は、特徴付けられる動きと所定の動きとの比較に関する情報を生成するステップと、情報をユーザに伝達するステップ及び情報を格納するステップのうちの少なくとも１つとを更に含む。
【００２６】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの前記動きを決定することを含む。
【００２７】
ある実施形態によれば、動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含む。
【００２８】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に対する位置の間で動く動きの速度を決定することを含む。
【００２９】
ある実施形態によれば、動きの速度は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間で移動する動きの周波数に基づき、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、動きの周波数を含む。
【００３０】
ある実施形態によれば、動きの速度は、第１の位置の範囲と第２の位置の範囲との間の距離に対応する振幅に更に基づき、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴は、振幅を含む。
【００３１】
ある実施形態によれば、特徴付けるステップは、動きの周波数が所定の周波数よりも大きいかどうかを決定することを含む。
【００３２】
ある実施形態によれば、抽出するステップは、フーリエ分析及び帯域フィルタリングのうちの少なくとも１つを用いて行われる。
【００３３】
ある実施形態によれば、抽出するステップは、特徴を抽出する前に複数のデータを前処理することを更に含む。
【００３４】
ある実施形態によれば、前処理することは、特徴を抽出する前に複数のデータの各々から所定の周波数を除去することを含む。
【００３５】
ある実施形態によれば、前処理することは、低域フィルタリングを適用すること及び少なくとも１つの追加的なセンサからの信号を追加することのうちの少なくとも１つを含む。
【００３６】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスであって、ユーザの身体に向かってエネルギを放射し、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りの三次元空間内にエネルギを放射するように構成され、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され且つ第１の向きを有する、少なくとも１つのエネルギ源と、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するように構成される、ユーザの身体に向かってエネルギを放射することに応答してユーザの身体からエネルギを受け取る少なくとも１つの検出器とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが提供される。
【００３７】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに本明細書に記載するいずれかの方法のステップを実行させるコードを含む、コンピュータプログラム（製品）。
【００３８】
ある実施形態によれば、コンピュータプログラム（製品）を含むコントローラが提供される。
【００３９】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、口腔デバイス、歯ブラシ、シェーバ、口腔洗浄器、フロスデバイス、前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を受け入れるための本体部分、及び前述のデバイスのいずれかのためのヘッド部材を含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスの群から選択される。
【００４０】
ある実施形態によれば、コントローラは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、遠隔サーバ、遠隔デバイス、インタフェースデバイスのうちの少なくとも１つの内にある。
【００４１】
ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスと、コントローラとを含む、感知システムが提供される。
【００４２】
本開示の目的のために本明細書で使用されるとき、「コントローラ(controller)」という用語は、一般的に、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス、システム、又は方法の操作に関して様々な装置を記述するために使用される。コントローラは、本明細書で議論する様々な機能を実行するために、（例えば、専用ハードウェアを用いるような）様々な方法で実装されることができる。「プロセッサ(processor)」は、本明細書で議論する様々な機能を実行するために、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされることがある１つ又はそれよりも多くのマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いて或いは用いないで実装されてよく、幾つかの機能を実行する専用ハードウェアと他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１つ又はそれよりも多くのプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路構成）との組み合わせとして実装されてもよい。本開示の様々な実施形態において利用されてよいコントローラコンポーネントの例は、従来的なマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むが、これらに限定されない。
【００４３】
様々な実装では、プロセッサ又はコントローラが、１つ又はそれよりも多くの（本明細書では、一般的に、「メモリ」、例えば、揮発性及び不揮発性コンピュータメモリと呼ぶ）記憶媒体と関連付けられてよい。幾つかの実装において、記憶媒体は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されるときに、本明細書で議論する機能の少なくとも一部を実行する、１つ又はそれよりも多くのプログラムで符号化されてよい。様々な記憶媒体は、本明細書で議論する本開示の様々な態様を実装するために、その上に格納される１つ又はそれよりも多くのプログラムをプロセッサ又はコントローラ内にロードし得るように、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてよく、或いは搬送可能であってよい。「プログラム(program)」又は「コンピュータプログラム(computer  program)」という用語は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ又はコントローラをプログラムするために利用されることができる任意のタイプのコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指すよう、本明細書では一般的な意味において使用される。
【００４４】
本明細書で使用されるとき、「ユーザインタフェース(user  interface)」という用語は、人間のユーザ又はオペレータと、ユーザと（複数の）デバイスとの間の通信を可能にする１つ又はそれよりも多くのデバイスとの間の、インタフェースを指す。本開示の様々な実装において利用されることがあるユーザインタフェースの例は、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々なタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロホン、及び何らかの形態の人間が生成した刺激を受け且つそれに応答して信号を生成することがある他のタイプのセンサを含むが、これらに限定されない。
【００４５】
前述の概念及び以下により詳細に議論する追加的な概念の全ての組み合わせは、（そのような概念が相互に矛盾しないならば）本明細書に開示する発明的な主題の一部であると想定されることが理解されるべきである。特に、本開示の末尾に現れる特許請求する主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示する発明的な主題の一部であると想定される。
【００４６】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載する（複数の）実施形態から明らかであり、それ（ら）を参照して解明されるであろう。
【００４７】
図面において、同等の参照符号は、概して異なる図面を通じて同じ部品を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りでなく、むしろ本発明の原理を例示することに概ね重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ある実施形態に従ったハンドヘルドパーソナルケアデバイスの概略的な側面図である。
【図２】ある実施形態に従ったハンドヘルドパーソナルケアデバイスの概略的な端部図である。
【図３】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサデータのグラフ表現である。
【図４】ある実施形態に従った場所感知機能性のアルゴリズムモジュールのフローチャートである。
【図５】ある実施形態に従った場所感知システムの概略図である。
【図６】ある実施形態に従った場所感知方法のフローチャートである。
【図７】ある実施形態に従った測定されたセンサ出力とデバイスの対応する位置及び向きとを含むデータセットのグラフ表現である。
【図８】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサ出力の概略図である。
【図９】ある実施形態に従ったシミュレートされたセンサ出力のグラフ表現である。
【図１０】ある実施形態に従った複数のセンサ技術を組み合わせた概略図である。
【図１１】ある実施形態に従った運動センサ及びエネルギ放射源及び検出器から形成されるセンサからの測定値を組み合わせる方法のフローチャートである。
【図１２】ある実施形態に従った運動センサ及びエネルギ放射源及び検出器から形成されるセンサからの測定値を組み合わせる方法のフローチャートである。
【図１３】ある実施形態に従ったユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法のフローチャートである。
【図１４】所定の動き検出のグラフ表現である。
【図１５】複数のセンサ源から結合された複数の信号のグラフ表現である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本開示は、ユーザの動き及びユーザ特性(user  characteristics)の変化に対してロバスト(頑健)なユーザの身体部分に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス(handheld  personal  care  device)の位置及び／又は向き情報を決定するシステム及び方法の様々な実施形態を記載する。より具体的には、出願人は、アクティブセンサを用いた運動ロバスト場所感知を口腔ケアデバイスに適用して、ユーザのクリーニング技術を向上させるユーザのコーチング、十分な時間が各領域において費やされた全ての領域の洗浄を可能にすることが有益であることを認識し且つ理解した。従って、本明細書に記載されている或いはさもなければ想定される方法は、センサデータをユーザの身体に対するデバイスの場所に変換する逆関数（アルゴリズム）との組み合わせにおいてユーザの身体を感知するように構成されるハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供する。身体に対するその位置をモニタリング(監視)することが望ましい任意のデバイスにこの技術を適用することができる。システムは、ユーザの身体の存在に関する情報を得るために、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源と、少なくとも１つの検出器とを含む。システムは、逆関数（アルゴリズム）を用いてセンサデータをユーザに対するデバイスの位置及び／又は向き情報に変換するように構成されたプロセッサも含む。
【００５０】
本明細書に開示されている或いはさもなければ想定される実施形態及び実装を任意の適切なハンドヘルドパーソナルケアデバイスと共に利用することができる。ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、本体部分を含んでよく或いは本体部分で構成されてよく、且つ／或いは本体部分に取り外し可能に又は取り外し不能に取り付けられるヘッド部材を含んでよく或いはそのようなヘッド部分で構成されてよい。適切なパーソナルケアデバイスの例は、歯ブラシ、シェーバ又は他のグルーミングデバイス、フロスデバイス、口腔洗浄器、舌洗浄器、スキンケアデバイス、又は他のハンドヘルドパーソナルケアデバイスを含む。しかしながら、本開示は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに限定されず、よって、本明細書に開示されている開示及び実施形態は、任意のハンドヘルド又はパーソナルケアデバイスを含むことができる。
【００５１】
図１を参照すると、１つの実施形態では、本体部分１２と、本体部分１２に取り外し可能に又は取り外し不能に取り付けられるヘッド部材１４とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が提供されている。本体部分１２は、ハウジングを含み、ハウジングの少なくともその一部は、デバイスのコンポーネント(構成要素)、例えば、図示しない駆動アセンブリ／回路、コントローラ、及び／又は電源（例えば、バッテリ又は電源コード）を収容するために、中空である。図１に示す特定の構成及び配置は、ほんの一例であり、以下に開示する実施形態の範囲を限定しない。
【００５２】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内に配置される、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０と、１つ又はそれよりも多くの検出器２２とを含む。エネルギ放射源２０及び検出器２２を（図２に示すように）デバイス１０の本体部分１２内に直接的に統合することができる。代替的に、エネルギ放射源２０及び検出器２２は、デバイス本体部分１２に取り付けることができるモジュール又はヘッド部材１４のようなデバイスアタッチメント内にあることができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２をハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の平面的な又は湾曲した表面に配置することができる。エネルギ放射源及び／又は検出器は、それらが使用中に口の外側にあるか或いは使用中に口の内側にあるように配置されることができる。センサは、口の外側に配置されることが好ましい。エネルギ放射源２０及び検出器２２は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内での組立の容易さのために単一のパッケージ内に一緒に取り付けられることができ、或いはハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内で異なる位置及び向きを備えて別々に取り付けられることができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２は、互いに近接近して配置されることができ、或いはエネルギ放射源２０及び検出器２２は、互いからある距離に配置されることができる。
【００５３】
ある実施形態によれば、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０は、発光ダイオードを使用して近赤外光エネルギを生成するように構成されることができ、１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０によって放射される光の波長を検出するように構成されることができる。１つ又はそれよりも多くの検出器は、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０によって生成される光の波長の検出と一致する分光感度を有する光検出器、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタであることができる。
【００５４】
図１及び図２を参照すると、ある実施形態によれば、本体部分１２は、長軸と、前側と、後側と、左側と、右側とを含む。前側は、典型的には、動作コンポーネント１６とアクチュエータとを収容するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の側である。典型的には、動作コンポーネント１６は、動力歯ブラシの剛毛、フロスデバイスのノズル、シェーバのブレード、顔洗浄デバイスのブラシヘッドなどのようなコンポーネントである。動作側が本体部分１２の前側であるならば、エネルギ源２０は、ヘッド部材１４に近接するその端で、前側とは反対の本体部分の後側に配置されることができる。しかしながら、エネルギ放射源２０は、長軸に沿うデバイス内のいずれかの場所に配置されてよく、或いはハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の外周の周りに配置されてよい。同様に、検出器２２は、ヘッド部材１４に近接するその端で、前側とは反対の本体部分の後側に配置されることができる。図２は、光源２０に隣接して配置された検出器２２を描写しているが、検出器２２は、長軸に沿うデバイス内にいずれかの場所に配置されてよく、デバイスの外周の周りに配置されてもよい。
【００５５】
放射源２０及び検出器２２の数は、等しいことができ、或いは等しくないことができ、個々の放射源又は検出器は、最良の性能を与えるために、それらの位置に依存して、異なる特性、例えば、異なる角度放射又は感度特性を有することができる。例えば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、４つの発光ダイオードと、単一の広い検出器とを含むことができる。別の例として、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、４つの発光ダイオードと、４つの対応する検出器とを含むことができる。任意の数の光源が想定されるが、例示的な実施形態では、最適化のために、最小数の３つの光源を含めることができる。
【００５６】
図２及び図３に示すように、ある実施形態によれば、（エネルギ放射源２０及び検出器２２を含む）ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内の単一のセンサの位置及び向きは、位置／向き分類(position/orientation  classification)のデバイスの性能に影響を及ぼす。例えば、位置／向き分類は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が歯ブラシであるならば、動作コンポーネント又はヘッド部材の剛毛は、歯の内面、咀嚼面、又は外面にあることを示すことができる。単一のセンサを含む例示的な構成において、センサの最適な位置及び向きは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の外周の周りで０度に、すなわち、動作コンポーネント１６とは反対のヘッド部材１４の後側に、及び１５〜３５度の仰角(elevation)に配置される。図１において、仰角Ｅは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の長軸に対して示されている。０度の上昇は、長軸に対して平行であるのに対し、９０度の上昇は、長軸に対して垂直である。測定されたユーザ挙動から導出されたシミュレートされたセンサデータと機械学習アプローチに基づくアルゴリズムを使用して生成された図３を参照すると、センサ角度及び仰角に関する明確な最適がある。図３のグラフのｘ軸は、本体部分１２の外周の周り（０〜３６０度）のセンサ角度を表している。ｙ軸は、仰角（上から下へ０〜９０度）を表している。単一のセンサを含むこの構成において、最高の性能をもたらす場所は、本体部分１２の周りの約０度（又は１８０度）であり、１５〜３５度の仰角を有する。最高の性能をもたらす場所は、異なるタイプのハンドヘルドパーソナルケアデバイス、及び、例えば、追加的なセンサを含む、異なるセンサ構成について異なることが理解されるべきである。
【００５７】
ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、センサデータを生成して、そのようなセンサデータを図１及び図５に示すようなコントローラ３０に提供するように構成されることができる。１つの実施形態によれば、放射源２０及び検出器２２は、コントローラ３０と一体的である。コントローラ３０は、１つ又はそれよりも多くのモジュールで構成されてよく、本明細書に記載する場所感知機能性(location  sensing  functionality)を作動させるように構成される。コントローラ３０は、例えば、プロセッサ３２と、メモリ又はデータベース３４とを含むことができる。プロセッサ３２は、マイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路構成、単一のプロセッサ、又は複数のプロセッサを含むが、これらに限定されない、任意の適切な形態を取ってよい。メモリ又はデータベース３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む、任意の適切な形態を取ることができる。不揮発性メモリは、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含んでよい。メモリは、とりわけ、オペレーティングシステムを格納することができる。ＲＡＭは、データの一時記憶のためにプロセッサによって使用される。ある実施形態によれば、オペレーティングシステムは、コントローラ３０によって実行されるときに、デバイス１０のハードウェアコンポーネントの動作を制御する、コードを含んでよい。ある実施形態によれば、接続性モジュール３６は、収集されるセンサデータを送信し、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近接場通信、及び／又はセルラーモジュールを含むが、これらに限定されない、有線又は無線信号を送信し得る、任意のモジュール、デバイス、又は手段であることができる。ある実施形態によれば、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のコントローラ３０は、１つ又はそれよりも多くの検出器２２によって生成されるセンサデータを受信し、そのセンサデータを評価し且つ分析し、ユーザに通信することができる情報を提供する
【００５８】
図４を参照すると、場所感知機能性のアルゴリズムモジュールの概要が提供されている。これらのステップは、リアルタイムで又は（コントローラ３０のメモリ又はデータベースに以前に記録され且つ格納されたデータを使用して）オフラインで実施されてよい。ステップは、周囲光補償１００(ambient  light  compensation)、スライディング時間窓１１０(sliding  temporal  window)、特徴抽出１２０(feature  extraction)、場所推定１３０(location  estimation)、及び時間フィルタリング１４０(temporal  filtering)のような、動作を含んでよい。周囲光補償ステップ及び時間フィルタリングステップは任意的である。
【００５９】
ある実施形態によれば、周囲光補償ステップ１００は、例えば、周囲照明が、検出器の感度範囲内の波長を有する光を含む、すなわち、デバイスの光源によって放射される光の反射の検出器による測定値が、環境中に存在する光によって妨害されることがある場合に、周囲光のあらゆる影響を除去するように構成、設計、又はプログラムされる。この補正機構は、例えば、放射源照明のオン／オフで連続的な測定を行い、一方を他方から差し引くことによって、達成されることができる。他の戦略は、放射源の信号に変調を適用すること、及び検出器によって測定される信号を適切に復調することを含んでよい。
【００６０】
ある実施形態によれば、スライディング時間窓ステップ１１０は、デバイス内に存在する任意の追加的なセンサからのデータと共に、時間窓内の放射源／検出器測定値をグループ化し且つ処理するように構成され、設計され或いはプログラムされる。これらの窓は、１つの単一の時間サンプル(temporal  sample)（すなわち、最新の測定値のみが使用される）から数秒に及ぶ任意の長さであってよい。
【００６１】
ある実施形態によれば、特徴抽出ステップ１２０は、信号処理を使用して測定窓内のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの識別特徴(discriminative  features)を抽出するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。
【００６２】
ある実施形態によれば、場所推定ステップ１３０は、特徴値に基づいてデバイスの場所を推定するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。実施形態において、このステップは、予測の精度を向上させるために、追加的な較正パラメータを入力として含んでよい。そのような較正パラメータは、ユーザの頭部幾何学的形状に関連するパラメータのような、ユーザ特異なパラメータであることがある。代替的に、較正パラメータは、製造プロセス中に生じる変動に起因するセンサ較正のために必要とされる値のような、デバイス特異なパラメータであることがある。
【００６３】
ある実施形態によれば、時間フィルタリングステップ１４０は、ユーザに提示される出力の時間一貫性を強制するように構成され、設計され、或いはプログラムされる。時間フィルタリングは、推定された場所に適用されてよい。そのような時間フィルタリングは、低域フィルタの形態を取ってよい。代替的に、Hidden  Markov  Models又はKalman  Filtersのような、統計的方法が用いられてよい。
【００６４】
図５を参照すると、１つの実施形態では、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の場所感知システム２００の概略図が提供されている。場所感知システム２００は、本明細書に開示されている或いはさもなければ想定されるデバイスの実施形態のいずれであることができる、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のある実施形態である。ある実施形態によれば、場所感知システム２００は、２つ又はそれよりも多くのデバイスにおいて実装されてよい。例えば、モジュール又はコンポーネントのうちの１つ又はそれよりも多くは、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、コンピュータ、又は他のコンピューティングデバイスのような、遠隔デバイスにおいて実装されることができる。
【００６５】
場所感知システム２００は、プロセッサ３２及びメモリ３４を有する、コントローラ３０を含み、メモリ３４は、オペレーティングシステム及びセンサデータを格納することができる。システム２００は、センサデータを生成してコントローラ３０に提供するように構成されるエネルギ放射源及び検出器２０、２２も含む。システム２００は、センサデータを無線トランシーバ（図示せず）に送信するように構成及び／又はプログラムされることができる接続性モジュール３６を含むことができる。例えば、接続性モジュール３６は、Ｗｉ−Ｆｉ接続を介してインターネット又はイントラネットを通じて歯科専門家、データベース又は他の場所にセンサデータを送信してよい。代替的に、接続性モジュール３６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は他の無線接続を介してローカルデバイス（例えば、別個のコンピューティング装置）、データベース、又は他のトランシーバにセンサ又はフィードバックデータを送信してよい。例えば、接続性モジュール３６は、ユーザが、センサデータを、他の用途の中でも、長期格納のために保存される別個のデータベースに送信したり、更なる分析のためにセンサデータを送信したり、別個のユーザインタフェースにユーザフィードバックを送信したり、或いは歯科専門家とデータを共有したりすることを可能にする。接続性モジュール３６は、（本開示の考察と共に当業者によって理解されるはずであるような）上記で言及した規格を含む、ユーザ入力情報を受信することができる送受信器であってもよい。本明細書に記載する他の通信及び制御信号は、ハードワイヤ（非無線）接続によって或いは無線及び非無線接続の組み合わせによって実施されることができる。システム２００は、任意の適切な電源３８を含むこともできる。実施形態において、システム２００は、ユーザに情報を送信する（或いはユーザから情報を受信する）ように構成及び／又はプログラムされることができるユーザインタフェース４６も含む。ユーザインタフェース４６は、触覚信号、可聴信号、視覚信号、及び／又は任意の他のタイプの信号を介してユーザにフィードバックを提供するフィードバックモジュールであることができ、或いはそのようなフィードバックモジュールを含むことができる。
【００６６】
ある実施形態によれば、場所感知システム２００は、使用中に（図８に示すような）ユーザの身体５０に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の位置及び／又は向きを決定するようにプログラム及び／又は構成されることができる。本明細書において議論するように、本明細書に記載する機能及び方法を実行するためにシステム２００によって分析又は使用される情報又はデータは、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源及び検出器２０、２２によって生成されることができる。例えば、システム２００は、（ｉ）ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間の１つ又はそれよりも多くの領域内のユーザの身体の検出、（ｉｉ）センサデータの生成、及び（ｉｉｉ）ハンドヘルドパーソナルケアデバイスからのユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向き情報の決定を実施するようにプログラム及び／又は構成されることができる。
【００６７】
エネルギ放射源／検出器２０、２２は、本明細書に記載されている或いはさもなければ想定されるセンサのいずれかであることができ、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きのうちの１つ又はそれよりも多くの側面に関するセンサデータを生成するようにプログラム及び／又は構成されることができる。コントローラ３０は、リアルタイムで又は周期的にセンサデータを受信することができる。例えば、センサデータの一定のストリームは、格納及び／又は分析のために検出器２２によってコントローラ３０に提供されることができ、或いはデータをコントローラ３０に送信する前にデータを一時的に格納し且つ集約し或いは処理してよい。ひとたびコントローラ３０によって受信されると、センサデータは、プロセッサ３２によって処理されることができる。
【００６８】
図６を参照すると、１つの実施形態において、ユーザの身体５０に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０のヘッド部材１４の位置及び／又は向きを決定する方法３００のフローチャートがある。例示的な実施形態において、本方法は、口腔ケアデバイスであるパーソナルケアデバイスのヘッド部材が、ユーザの口腔の内側にあるか或いは使用者の口腔の外側にあるかどうかを決定することを含む。ユーザの口腔の内側にヘッド部材を配置することは、１つの例示的な位置であり、ユーザの口腔の外側にヘッド部材を配置することは、別の例示的な位置である。本方法は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスが、典型的には、使用中に特定の位置及び向きに保持されるという事実を活用する。例えば、ユーザは、典型的には、下歯の上方咀嚼面を洗浄するために、ヘッド部材の動作コンポーネント（すなわち、剛毛）側が下を向いた状態で、歯ブラシを方向付ける。同様に、ユーザは、典型的には、歯の外面を洗浄にするために、動作コンポーネント側が内側を向いた状態で、歯ブラシを方向付ける。しかしながら、ユーザ挙動は、個人について及び／又は異なるユーザの間で時間の経過と共に有意に変化し得る。例えば、特定の歯面を洗浄するときにユーザが適用する歯ブラシ剛毛の角度。センサの空間的特性及びユーザ挙動へのセンサ出力の依存性を考慮に入れて、大きく多様なユーザ集団に効果的な解決策を作り出すことができる。これらの態様は、本明細書に記載する１つ又はそれよりも多くのセンサを用いて測定されることができ、この情報は、ユーザの身体５０に対するヘッド部材の位置及び／又は向きを決定するために使用されることができる。
【００６９】
ある実施形態によれば、本方法のステップ３１０において、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０が提供される。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、本体ハンドル又は本体部分１２と、ヘッド部材１４と、ユーザ入力部２６と、プロセッサ３２を備えたコントローラ３０とを含むことがある。ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０は、エネルギ放射源２０と、検出器２２とを含む、１つ又はそれよりも多くのセンサも含む。非限定的に、近接センサ、及び加速度計、ジャイロスコープ、磁気センサ、容量センサ、カメラ、フォトセル、時計、タイマ、任意の他のタイプのセンサ、又は、例えば、慣性測定ユニットを含む、センサの任意の組み合わせのような、他のタイプのセンサを含む、追加的なセンサを含められることがある。
【００７０】
本方法のステップ３２０で、システム又はデバイスは、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０からエネルギを放出して、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間内に１つ又はそれよりも多くの領域を形成し、（存在するならば）ユーザの身体５０の部分をその中で検出することができる。このエネルギの部分は、身体の表面から或いは身体を覆う衣服又は他の材料の表面から散乱又は反射される。方法のステップ３３０で、システム又はデバイスは、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０内に配置される１つ又はそれよりも多くの検出器２２によって、この反射又は散乱されるエネルギの更なる部分を収集する。１つ又はそれよりも多くの検出器２２は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の周りの三次元空間内の１つ又はそれよりも多くの領域からのエネルギを検出するように構成される。光が放射される並びに光を検出する領域の交点は、身体部分又は身体部分を覆う何かの存在が特定のセンサからのデータに影響を与える空間内の１つ又はそれよりも多くの三次元領域を画定する（前述のように、センサは、出力信号を生成するために協働する放射源及び検出器の組み合わせを含む）。レンズ、光バッフル、又は他の光学コンポーネントを使用して、１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源からのエネルギが放射される空間の領域及び身体から反射又は散乱されるエネルギが検出される空間領域を修正及び／又は制御してよい。１つ又はそれよりも多くのエネルギ放射源２０が光を放射する実施形態では、ユーザの身体が照明されるようになり得る。実施形態によれば、複数のエネルギ放射源及び検出器を有することによってハンドヘルドパーソナルケアデバイスの周りに複数の画定された感知領域を構築することができる。
【００７１】
方法のステップ３４０で、システム又はデバイスは、センサデータを生成する。センサ出力を決定する機構は、センサの仕様化の間に、すなわち、エネルギ放射源及び検出器の位置、向き、及び空間特性の特定の構成を選択する間に適用される。例えば、センサ出力が、ユーザの身体５０からエネルギ放射源及び検出器までの距離又はセンサが身体の存在に敏感である空間内の１つ又はそれよりも多くの三次元領域をユーザの身体が満たす程度に依存すると決定することは、追加的な情報がセンサデータから導出されることを可能にする。放射源及び検出器の空間特性ならびにデバイス内のそれらの位置及び向きは、生成されるセンサデータ内に識別特徴を作り出すために（特定の歯面のような）特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関するデータと組み合わせられることができる。
【００７２】
ある実施形態では、１つ又はそれよりも多くの検出器２２からのデータを処理して、アルゴリズムへの入力として作用することができる特徴(features)を作り出すことができる。加えて、放射源２０及び検出器２２の空間特性、並びにデバイス１０内のそれらの位置及び向きは、区別されることが必要とされるデバイスの位置及び向きと特異に又は強く相関させられる検出器２２から導出されるデータ内の特徴（例えば、異なる歯面の洗浄に含められるもの）を生成するように選択される。これは、ユーザの身体部分の存在が検出器の出力を修正するデバイスの周りの三次元空間内に特定の領域を作り出すことを含む。放射源及び検出器の空間特性の知識は、検出器の出力からユーザの身体に対するデバイスの位置及び向きの側面を決定するアルゴリズム又は逆関数を作り出すために特定の身体領域への適用中のデバイスの位置及び向きに関する可能なユーザ挙動の知識と組み合わせられる。追加的な位置／向き情報を提供するアルゴリズムを作り出すために、異なる特徴が組み合わせられてよい。特徴が組み合わせられる方法は、機械学習アプローチ又は発見的アプローチを使用して定義されてよい。
【００７３】
例示的な実施形態において、逆関数は、ラベル付きトレーニング例のセットから自動的に推論される。そのようなトレーニング例は、センサ出力並びにデバイスの対応する位置及び向きからなるデータセットの形態を取る。例えば、２つのセンサ、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス１０の前側に配置された１つのセンサ及び後面に配置された１つのセンサからのセンサ／検出器の測定値を使用するならば、機械学習を使用して、ユーザの口腔内の歯の内面、咀嚼面及び外面を検出することができる。この例は２つのセンサを使用するが、任意の数のセンサについて同じアプローチを適用することができる。図７は、センサ／検出器の測定値とデバイスの場所（歯の外面、内面、及び咀嚼面）との間の関係を推論するためにシミュレートされたセンサ出力を使用する機械学習の例を示している。図７において、ドットは、トレーニングデータを表している一方で、輪郭は、推論される分類領域（外面、内面、咀嚼面）を表している。
【００７４】
トレーニングのために使用されるセンサ出力を測定するか或いはシミュレートすることができる。測定したセンサ出力をデバイスの使用中に記録することができる。これらは、（全てのユーザについての一般的モデルの作成を可能にする）多数の被験者での試験によって、及び／又はエンドユーザから、例えば、エンドユーザが（パーソナライズされたモデルを可能にする）１つ又はそれよりも多くのトレーニングセッションを実行することを要求することによって、得られることができる。
【００７５】
シミュレートされたセンサ出力は、シミュレーションを介して得られる。三次元ヘッドモデルを用いるならば、例えば、デバイスについての任意の位置及び向きについてのセンサ出力を正確にシミュレートすることが可能である。従って、センサ測定値は、平均ヘッドモデルを使用すること、及び／又は様々な三次元ヘッドモデルを使用すること、及び／又はエンドユーザの頭部幾何学的形状に対応する三次元ヘッドモデルを使用することによって、任意の関心場所でシミュレートされることができる。
【００７６】
図８及び図９は、特定のデバイスの位置及び向きについてのセンサ出力シミュレーションの例を示している。図８及び図９に示す例において、センサ／検出器の測定値は、４つのセンサ、すなわち、デバイスの前側に配置された１つのセンサ（センサ２）、デバイスの後側に配置された１つのセンサ（センサ４）、左側に配置された１つのセンサ（センサ１）、及び右側に配置された１つのセンサ（センサ３）から得られる。ユーザが（図示のように）歯の外面を洗浄するとき、４つのセンサのうちの３つのセンサは、ユーザの身体５０の異なる部分に部分的又は完全に向けられ、それらのセンサは、相応してより高い出力を生成する。第２のセンサは、ユーザの顔を最も直接的に指し示し、最大の出力を有する。対照的に、第４のセンサは、ユーザの身体５０から離れる方向に向けられ、低出力又はゼロ出力を有する。ヘッド部材の動作コンポーネントがより上向き又は下向きに傾くようにパーソナルケアデバイスの向きを変更することは、センサ１〜３からの出力信号の分配を変化させる。よって、ユーザが歯の外面を洗浄していることを示す例示的な特徴は、センサ２からの信号がセンサ４からの信号よりも大きいことである。これは、動作コンポーネントがより上向きに傾けられているか或いはより下向きに傾けられているかを検出するために、センサ１及びセンサ３からの信号レベルを比較する特徴(構成)を適用することによって、拡張させられることができる。
【００７７】
本方法のステップ３５０で、システム又はデバイスは、信号処理を用いて生成されたセンサデータから１つ又はそれよりも多くの識別特徴を抽出する。ある実施形態によれば、口腔内のヘッド部材の深さに関する情報を除去する傾向がある全てのセンサからのデータを正規化することによって識別特徴を作り出すことができる。正規化されたデータは、ユーザの頭部に対するヘッド部材及び動作コンポーネントの指向方向(pointing  direction)に関する情報を残す。次に、動作コンポーネント角度を抽出するために、センサを横切るレベルの分布を予想されるパターンに整合させてよい。識別特徴を使用して、例えば、ユーザが歯の特定の表面（例えば、内面、咀嚼面、又は外面）を洗浄していることを示すことができる。
【００７８】
方法のステップ３６０で、システム又はデバイスは、特徴値に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを推定する。例示的な実施形態において、アルゴリズム又は逆関数、すなわち、検出器測定値のセットを条件としてデバイスの位置及び向きを推定する関数は、機械学習アルゴリズムを使用して作り出される。逆関数は、ある実施形態に従った発見的アプローチを使用して作り出されることもできる。発見的アプローチでは、センサ及びユーザ特性の理解を適用して、ユーザの身体に対するデバイスの位置及び／又は向きに関連し得るセンサデータ中の特徴を識別する。更なる実施形態において、逆関数は、発見的アプローチ及び機械学習アプローチの両方を使用して作り出されることができる。
【００７９】
図１０に示すように、更なる実施形態では、１つ又はそれよりも多くの運動センサからのデータを、本明細書に記載するエネルギ放射源及び検出器と組み合わせて、データ融合(fusion)のプロセスを通じた位置／向き検出の改良された性能を可能にする。デバイスと垂直方向（重力）との間の角度θｂｒｕｓｈを推定するために、運動センサ、例えば、加速度計やジャイロスコープからのデータを使用することができる。エネルギ放射源２０及び検出器２２から形成されるセンサは、ユーザの身体に対するデバイスの向きの推定値θｂｒｕｓｈ／ｈｅａｄ＝θｂｒｕｓｈ＋θｈｅａｄを提供することができる。両方の測定値を適切に組み合わせることによって、ユーザの身体５０に対するデバイスの位置及び向きのより正確な推定を得ることが可能である。世界θｈｅａｄに対するユーザの身体の向きの推定値を得ることも可能である。
【００８０】
図１１に例示するような機械学習アルゴリズムのための入力として運動センサのデータを加えることによって、運動センサからの測定値とエネルギ放射源及び検出器で形成されるセンサからの測定値とを組み合わせることができる。２セットの測定値を別々に処理し、次に、図１２に例示するような第２のステップにおいて出力を組み合わせることによっても、運動センサからの測定値と放射源及び検出器で形成されるセンサからの測定値とを組み合わせることができる。ある実施形態において、融合ステップは、２つのアルゴリズムの出力の重み付け平均であることができ、或いはカルマンフィルタリング(Kalman  filtering)のようなより洗練された方法を使用することができる。
【００８１】
更なる実施形態では、前述の方法又は上述のシステムのいずれかに代えて或いは加えて、検出されるエネルギを使用して、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定してよい。
【００８２】
そのような方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定することに加えて、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定するステップを含んでよい。
【００８３】
代替的に、本方法は、抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定する代わりとして、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定するステップを含んでよい。本方法は、いずれかの機能性が選択されることを可能にする。例えば、本方法は、ユーザに対するパーソナルケアデバイスの動きを決定すること、及び／又は抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きのうちの少なくとも１つを推定することを含んでよい。更に、パーソナルケアデバイスの推定される位置／向き使用して、パーソナルケアデバイスの動きを特徴付けてよい。例えば、複数の位置／向きが推定されるように本方法の様々なステップが繰り返されるならば、これらの位置／向きの間のパーソナルケアデバイスの動きが特徴付けられることがある。これは、異なる時間に少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出し、エネルギの検出される部分に基づいてセンサデータを生成し、生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出し、抽出される特徴に基づいて複数の位置／向きを推定し、抽出される特徴に基づいてパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けることによって達成されてよい。
【００８４】
図１３は、この方法を例示するフローチャートであり、以下のステップを含む。
ステップＳ１２００：ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射する。
ステップＳ１２３０：ユーザの身体から反射又は散乱される少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を複数の時に検出する。
ステップＳ１２４０：検出されるエネルギの部分に基づいて、複数の時のうちの異なる時に検出されるエネルギにそれぞれ対応する、複数のセンサデータを生成する。
ステップＳ１２５０：複数のセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出する。
ステップＳ１３００：複数のデータから抽出される特徴に基づいてユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける。
【００８５】
上述のように、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスは、エネルギ源からエネルギを放射し、エネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出してよい。センサデータは、エネルギ源から放射されるエネルギの検出される一部に基づいて生成されてよく、少なくとも１つの特徴が、複数のセンサデータから抽出されてよい。この実施形態では、複数の異なる時間で検出されるエネルギに対応するセンサデータが生成される。センサデータは、例えば、デバイスが使用されている間に、一連の時点に亘って収集されてよい。
【００８６】
複数のセンサデータから抽出される特徴を使用して、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを特徴付けてよい。特徴付けることは、ユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの動きを決定することを含んでよい。特徴付けられた動きは、異なる場所の間のパーソナルケアデバイスの移動に関する情報を含んでよい。代替的に又は追加的に、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスの一般的な動きの情報、例えば、ユーザの身体に対することがある或いは空間における一般的な座標に対することがある、位置又は位置群の間の移動のマップを含んでよい。運動は、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの移動を含んでよい。特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがユーザの身体に対して移動する速度に関する情報を含んでよい。例えば、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがユーザの顔及び／又は身体に対する様々な位置の間を移動する運動速度（速さ）に関する情報を含んでよい。例えば、パーソナルケアデバイスがユーザの身体及び／又は顔に近い（複数の）第１の位置（の範囲）と（ユーザの身体に向かう並びにユーザの身体から離れる）（複数の）第１の位置（の範囲）よりもユーザの身体及び／又は顔から離れる（複数の）第２の位置（の範囲）との間を移動する速さは、特徴付けられた動きであってよい。
【００８７】
特徴は、上述のアルゴリズム又は方法のうちのいずれかを用いて抽出されてよい。抽出される特徴は、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの位置及び／又は向きを含んでよい。
【００８８】
代替的に又は追加的に、抽出される特徴は、運動の周波数を含んでよい。例えば、センサデータの周波数成分を分離するためにフーリエ分析が行われてよく、少なくとも１つの周波数がセンサデータから抽出されてよい。抽出される周波数は、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数は、データの周波数成分の支配的周波数を検出することによって決定されてよい（支配的周波数は、信号が（周波数領域内で）最大振幅を有する周波数である）。例えば、パーソナルケアデバイスが歯ブラシである場合、支配的な周波数（最大振幅を有する周波数）は、ユーザの顔に向かう並びにユーザの顔から離れるパーソナルケアデバイスの動き（例えば、歯磨き運度）の周波数であってよい。よって、運動の周波数は、最大振幅検出を用いて抽出されてよい。
【００８９】
ある例では、ハン関数(Hann  function)がセンサデータに適用されてよく、結果として得られるデータの窓(windows)は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又はヒルバート変換(Hilbert  Transform)を用いて処理されてよい。例えば、センサ（時間）データ信号は、例えば、ＦＦＴを用いて、周波数領域に変換されてよく、引き続き、支配的周波数は、運動の周波数であるとして識別されることができる。次に、運動の周波数は、最大振幅検出を用いて抽出されてよい。
【００９０】
代替的に又は追加的に、運動の周波数は、回数及びセンサデータの信号表現（例えば、低周波数が除去された高域フィルタリングされた信号）がゼロを通過する（軸を交差する）時間期間に基づいて決定されてよい。
【００９１】
代替的に又は追加的に、運動の周波数を決定するために帯域フィルタリングが使用されてよい。例えば、３つの帯域周波数フィルタ（上方、下方及び中央帯域）がセンサデータに適用されてよい。帯域通過の各帯域における周波数のエネルギは、例えば、各帯域についての二乗平均平方根（ＲＭＳ）値を計算することによって決定されてよい。帯域のＲＭＳ値を比較し、帯域のうちのどれが最大のＲＭＳ値を有するか（従って、最高のエネルギ信号を含むか）を決定することによって、支配的な歯磨き周波数（よって、運動の周波数）が、決定された帯域が含む周波数として決定されてよい。
【００９２】
追加的に又は代替的に、抽出される特徴は、振幅、例えば、センサデータ信号の振幅を含んでよい。フーリエ分析は、データの周波数成分を分離するために行われてよい。次に、支配的周波数の振幅が決定されて抽出されてよい。
【００９３】
代替的に又は追加的に、センサデータ内の連続する極値（最大又は最小）間の距離を使用して振幅を決定してよい。
【００９４】
ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きは、１つ又はそれよりも多くの抽出される特徴に基づいて特徴付けられてよく、例えば、ユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きは、抽出される周波数（及び抽出される振幅）に基づいて特徴付けられてよい。
【００９５】
パーソナルケアデバイスの動きは、ユーザの身体（又は顔）に対して特徴付けられてよい。本方法又はシステムが実施されてよい適切なパーソナルケアデバイスの例は、歯ブラシ、シェーバもしくは他のグルーミングデバイス、フロスデバイス、口腔洗浄器、舌洗浄器、スキンケアデバイス、又は他のハンドヘルドパーソナルケアデバイスを含む。例えば、パーソナルケアデバイスがシェーバである場合、ユーザの顔に亘るシェーバの動きは特徴付けられることがある（例えば、ユーザの顔に対するシェーバの相対的な動作のマップが生成されてよく、且つ／或いはシェーバの周期的な動きが検出されてよい）。特徴付けられた動きは、上述の又は以下に記載する方法のいずれかを使用して所定の動きと比較されてよく、且つ／或いは、比較の結果は、ユーザに表示されてよく且つ／或いは格納されてよい
【００９６】
抽出される特徴は、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。よって、特徴付けられた動きは、ユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間のパーソナルケアデバイスの動きの周波数であってよい。従って、特徴付けられた動きは、パーソナルケアデバイスがそれらの位置の間を移動する速度（周波数）を示すことがある。
【００９７】
特徴付けられた動きは、抽出される動きの周波数との組み合わせにおいて抽出される振幅と用いて決定されてもよい。抽出される振幅は、パーソナルケアデバイスがユーザの身体に近い第１の位置の範囲と第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲との間を移動する距離を示すことがある。よって、抽出される動きの周波数と抽出される振幅との組み合わせは、パーソナルケアデバイスが特定の時間フレームに亘って移動する距離に関する情報を提供することがあり、従って、パーソナルケアデバイスがそれらの位置の間を移動する速度（速さ）を示すことがある。
【００９８】
パーソナルケアデバイス内の特徴付けられた動きとして検出されることがある動きの一例は、スクラブ運動(ゴシゴシ磨く運動)(scrubbing  motion)である。スクラブ運動は、ユーザが歯ブラシを歯セグメントの上で周期的にあまりにも速く（すなわち、時間期間に亘ってあまりにも高い周波数で）動かしているときに行われることがある。スクラブ運動は、他のデバイスにおいても検出されることがあり、第１の位置と第２の位置との間の任意の動作に関係することがあるが、この例において、スクラブ運動は、上述のように定義される。動力歯ブラシを用いて行われるスクラブ運動は望ましくない。何故ならば、動力歯ブラシは、スクラブ運動が行われるときにユーザの歯の洗浄においてあまり効果的でないことがあるからである。パーソナルケアデバイスがユーザの身体及び／又は顔に近い第１の位置（の範囲）と第１の位置（の範囲）よりもユーザの身体及び／又は顔から離れた第２の位置（の範囲）との間を移動する動きの周波数は、使用者が歯ブラシのようなパーソナルケアデバイスで「スクラブ運動」を行っていることを示すことがある。追加的に又は代替的に、運動速度は、ユーザの顔から離れる第１の方向への移動、ユーザの顔に向かう移動のうちの少なくとも１つとして定義されてよい。
【００９９】
閾値運動が、図１４に示すように定義されてよい。図１４は、望ましい運動についての閾値を示すグラフであり、線より下の領域は、望ましい運動であり、線より上の領域は、望ましくない（所定の）運動である。距離の表示（運動の振幅の表示、パーソナルケアデバイスが第１の方向において移動する距離）は、ｙ軸に沿っており、運動の周波数は、ｘ軸に沿っている。このグラフに示されるように、望ましくない運動から望ましい運動を区別する閾値を示す線がプロットされてよく、抽出される周波数及び／又は振幅は、運動が線より上の陰影が付けられた（望ましくない）領域にあるか或いは線より下の陰影のない（望ましい）領域にあるかどうかを決定するために使用されてよい。よって、低周波数で、運動は、特徴付けられた動きが望ましい運動であるか望ましくない運動であるかを見るために、ストローク長と運動の周波数との間の関係に基づいて分析されてよい。
【０１００】
この例では、特定の周波数より上で、行われている望ましくない運動の決定における距離の表示の効果は無視できる程度になり、従って、望ましくない運動が行われているかどうかを決定するために、検出される周波数のみを使用することができる。従って、運動は、（閾値より上の）運動の周波数の検出に基づいて且つ／或いは距離（振幅）の表示及び運動の周波数の両方を使用して特徴付けられてよい。
【０１０１】
議論したように、抽出される振幅及び抽出される周波数は、運動を特徴付けるために使用されてよく、これは、所望の運動との比較のための基礎として使用されてよい。例えば、特徴付けられた動きが所定の動き（望ましくない動き）の閾値範囲内にあるかどうかを決定するために、抽出される周波数は、抽出される振幅との組み合わせにおいて使用されてよい。例えば、抽出された振幅の値に対してプロットされた抽出された周波数の値が、図１４の陰影付き領域内に（線より上に）あるならば、望ましくない動きが行われていると決定される。
【０１０２】
代替的に、閾値周波数が抽出された周波数と比較され、抽出された周波数が閾値周波数を超えるならば、望ましくない動きが行われていると決定されるように、近似が行われてよい。よって、比較を得るために必要とされる処理は低減される。
【０１０３】
例えば、特徴付けられた動きは、所定の動きと比較されてよい。上記で議論したようなパーソナルケアデバイスの動きの周波数は、所定の周波数、例えば、望ましい及び／又は閾値の周波数（例えば、それより上では望ましくない動きが行われる周波数）と比較されてよい。特徴付けられた動きと所定の動きとの比較に関する情報が生成されてよい。例えば、（抽出される周波数から決定される）動きの周波数が所定の周波数を超えるかどうかに関する情報が決定されてよい（例えば、その情報は、望ましくない動きが行われているかどうかであってよい）。この情報は、パーソナルケアデバイスのユーザに伝達されてよく、且つ／或いは格納されてよい。例えば、情報は、触覚的、音声的及び／又は視覚的手段を用いて表示されてよい。情報は、パーソナルケアデバイス自体を通じて介して、あるいは、例えば、スマートフォン上のアプリケーションを通じて、遠隔デバイス（スマートフォン、スマートウォッチなど）のような手段を通じて伝達されてよい。情報は、例えば、パーソナルケアデバイス自体に、遠隔サーバ（パーソナルケアデバイスは遠隔サーバと無線通信してよい）、携帯電話のような遠隔デバイス、スマートウォッチに格納されてよい。よって、ユーザによるパーソナルケアデバイスの使用（移動）に関する情報は照合される(collated)ことがある。
【０１０４】
ある実施形態では、スクラブ運動が上述のように所定の周波数を超える動きの周波数に基づいて検出されるならば、それを達成するための情報がユーザに伝達されてよい。例えば、２Ｈｚの運動周波数目標（所定の動き）が設定され、ユーザが顔への及び顔からのパーソナルケアデバイスの移動ための２Ｈｚの運動周波数を超えるならば、ユーザが所定の周波数を超え、従って、スクラブ運動を行っているという情報は、ユーザに伝達（及び／又は格納）されてよい。そのような伝達に応答して、ユーザは、彼らの歯磨き運動を相応して調整してよい。
【０１０５】
複数のセンサデータは、連続的に収集されてよく、或いは間隔をおいて収集されてよい。センサデータは、データを収集するためにサンプリングされてよい。サンプリングは、パーソナルケアデバイスの予想される動きに関連する周波数で起こってよい。例えば、歯ブラシでは、信号は通常の歯磨きのための予想される周波数よりも大きい周波数でサンプリングされ、その場合、運動周波数は、上述のように、パーソナルケアデバイスがユーザの顔に近い第１の位置と第１の位置よりもユーザの顔から離れた第２の位置との間で移動する周波数である。例えば、センサデータは、予想される周波数の（少なくとも）２倍の周波数（速度）でサンプリングされてよい。よって、センサデータは、収集されるデータがユーザの身体に対するパーソナルケアデバイスの動きを正確に表すことを許容する周波数でサンプリングされてよい。
【０１０６】
センサデータは、特徴が抽出される前に前処理されてよい。例えば、センサデータは、所定の周波数を除去するように前処理されてよい。上記で議論した第１の場所と第２の場所との間の動きの周波数に関係しない周波数（ユーザの顔への及びユーザの顔からのパーソナルケアデバイスの一般的な動きに関係しない周波数情報）は除去されてよい。前処理は、低域フィルタリングを適用することを含んでよい。例えば、４Ｈｚを超える周波数成分は、使用者の顔への及び使用者の顔からのパーソナルケアデバイスの移動に起因する可能性は低いことがある。従って、低域フィルタリングは、４Ｈｚを超えるセンサデータ内の任意の周波数をフィルタリングして除去するために使用されてよい。
【０１０７】
前処理は、少なくとも１つの追加的なセンサから収集されるセンサ信号を追加することを含んでよい。例えば、パーソナルケアデバイスは、少なくとも１つの追加的な検出器を含んでよい。代替的に又は追加的に、パーソナルケアデバイスは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）及び／又はホール効果圧力センサ及び／又はカメラのような、任意の数の追加的なセンサを含んでよい。複合センサ信号は、パーソナルケアデバイス内に設けられるセンサのいずれかに関連して生成されるセンサデータを組み合わせることによって生成されてよい。複合信号は、デバイスの向きの変化にあまり敏感ではないことがあるが、ユーザの顔及び／又は身体からのパーソナルケアデバイスの距離に関する情報を依然として含むことがある。
【０１０８】
図１５は、パーソナルケアデバイスに含まれる複数のセンサから生成されたセンサデータを組み合わせることによって生成された複合信号を含むパーソナルケアデバイスの動きを特徴付ける方法を用いて収集されたデータの例示である。グラフに示されるピークは、顔に近いパーソナルケアデバイス（ユーザの身体に近い第１の位置の範囲）に対応し、谷は、顔から遠いパーソナルケアデバイス（第１の位置よりもユーザの身体から離れた第２の位置の範囲）に対応する。図１５のグラフに示す複合信号は、デバイスによって測定された８つのセンサ信号の合計に対応する。この図から分かるように、ユーザの顔への及びユーザの顔からのパーソナルケアデバイスの動きは、例えば、周波数及び／又は振幅を抽出することによって、上記で議論した任意の方法においてセンサデータを用いて特徴付けられてよい。
【０１０９】
本明細書に記載する幾つかの実施形態は、近赤外光エネルギ源及び検出器を含むが、他のタイプのエネルギを使用することもできる。例えば、可視スペクトル内のような光の代替的な波長、レーダセンサを形成する無線周波数電磁放射、又は相互キャパシタンスセンサにおけるような静電エネルギを使用することもできる。センサ出力は、検出されるエネルギの大きさ及び／又はエネルギ源と検出された信号との間の位相もしくは時間遅延、飛行時間のような、検出されるエネルギの異なる態様から導出されることができる。
【０１１０】
幾つかの発明的な実施形態を本明細書中に記載し且つ例示したが、当業者は、機能を実施し且つ／或いは結果及び／又は本明細書に記載する利点の１つ又はそれよりも多く及び結果を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に考え付き、そのような変形及び／又は修飾の各々は、本明細書に記載する発明的な実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、当業者は、本明細書中で記載する全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意図すること、及び実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明の教示が用いられる具体的な適用又は複数の適用に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、日常的な実験を超えないものを用いて、本明細書に記載する特定の発明的な実施形態に対する多くの均等物を認識し或いはそれらを確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は、ほんの一例として提示されていること、並びに添付の請求項及びそれらの均等物の範囲内で、発明的な実施形態は、具体的に記載され且つ特許請求されるものとは異なって実施されてよいことが理解されるべきである。本開示の発明的な実施形態は、本明細書に記載する各々の個別の特徴(構成)、システム(系)、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられている。加えて、２つ又はそれよりも多くのそのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法のあらゆる組み合わせは、そのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しないならば、本開示の発明的範囲内に含まれる。
【０１１１】
（陳述）
１．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置及び向きを推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【０１１２】
２．少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップは、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出することを含む、陳述１の方法。
【０１１３】
３．少なくとも１つの検出器によって生成されるセンサデータを処理して、使用中のハンドヘルドパーソナルケアデバイスの位置又は向きと相関する１つ又はそれよりも多くの特徴を作り出すステップを更に含む、陳述１の方法。
【０１１４】
４．ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる、陳述１の方法。
【０１１５】
５．少なくとも１つのエネルギ源は、発光ダイオードであり、放射されるエネルギは、近赤外光エネルギであり、少なくとも１つの検出器は、フォトダイオードである、陳述１の方法。
【０１１６】
６．少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、陳述１の方法。
【０１１７】
７．生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む、陳述１の方法。
【０１１８】
８．第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、第１及び第２のセットの測定値を一緒に処理するステップを更に含む、陳述７の方法。
【０１１９】
９．第１及び第２のセットの測定値を組み合わせるステップは、第１及び第２のセットの測定値を別個に処理して、第１及び第２の出力をそれぞれ形成し、次に、第１及び第２の出力を組み合わせる、ステップを含む、陳述７の方法。
【０１２０】
１０．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置され、少なくとも１つのエネルギ源は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第１の位置に配置され、第１の向きを有する、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の向きを推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【０１２１】
１１．少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップは、ユーザの身体から反射又は散乱されるエネルギを検出することを含む、陳述１０の方法。
【０１２２】
１２．ハンドヘルドパーソナルケアデバイス内で第２の向きを有し且つ第２の位置にある少なくとも１つの検出器を配置するステップを更に含み、少なくとも１つの検出器の第２の位置及び第２の向きは、少なくとも１つのエネルギ源の第１の位置及び第１の向きと異なる、陳述１０の方法。
【０１２３】
１３．生成されるセンサデータを含む第１のセットの測定値を１つ又はそれよりも多くの運動センサからの第２のセットの測定値と組み合わせるステップを更に含む、陳述１０の方法。
【０１２４】
１４．少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器は、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスに取り付け可能なモジュール内に配置される、陳述１０の方法。
【０１２５】
１５．ユーザの身体（５０）に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を決定する方法（２００）であって、
少なくとも１つのエネルギ源（２０）と、少なくとも１つの検出器（２２）とを含む、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを提供するステップであって、少なくとも１つのエネルギ源及び少なくとも１つの検出器の両方はハンドヘルドパーソナルケアデバイス内に配置される、提供するステップ（２１０）と、
少なくとも１つのエネルギ源によって、ハンドヘルドパーソナルケアデバイスを取り囲む三次元空間内にエネルギを放射するステップ（２２０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの部分を検出するステップ（２３０）と、
少なくとも１つの検出器によって、少なくとも１つのエネルギ源から放射されるエネルギの検出される部分に基づいて、センサデータを生成するステップ（２４０）と、
生成されるセンサデータから１つ又はそれよりも多くの特徴を抽出するステップ（２５０）と、
抽出される１つ又はそれよりも多くの特徴に基づいてユーザの身体に対するハンドヘルドパーソナルケアデバイスの部分の位置を推定するステップ（２６０）とを含む、
方法（２００）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２６】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１０２８５９Ａ１号
【国際調査報告】
2021516562.tif 000018
2021516562.tif 000019