Электрическая зубная щетка

Электрическая зубная щетка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к электрической зубной щетке.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ниже представлены известные идеи, способствующие правильному способу использования электрической зубной щетки.

Патентный документ 1 раскрывает конфигурацию, в которой определяются продолжительность чистки, давление щетки и левая и правая ориентации щетки и отображается достигнутая степень очистки соответственно с левой стороны и правой стороны. Патентный документ 2 раскрывает конфигурацию, в которой, когда зубная щетка снята с базы зарядного устройства, запускается таймер для измерения продолжительности чистки. Патентный документ 3 раскрывает конфигурацию, в которой продолжительность чистки отсчитывается только при правильном давлении щетки, и, когда отсчитанная величина достигает предварительно установленного заданного времени, выполняется извещение. Патентный документ 4 раскрывает идею, в которой ориентация корпуса зубной щетки относительно оси определяется по четырем или восьми позициям, и очищаемый участок оценивается на основании результата определения. В частности, в корпусе имеется множество веерообразных секций, расположенных по кругу. Ориентация корпуса зубной щетки оценивается путем обнаружения секции, в которой находится проводящий шарик, по изменению электрического сопротивления. Однако уменьшить размеры такого механизма нелегко. Поскольку положение шарика неустойчиво из-за движения зубной щетки, трудно получить высокую точность обнаружения. В патентном документе 4 записываются количество и продолжительность чистки для каждого участка и выдается вычисление о том, выполнена или нет чистка соответствующим образом.

Патентный документ 5 раскрывает электрическую зубную щетку, в которой непрерывно отображаются промежутки времени для чистки областей полости рта. Патентный документ 6 раскрывает инструмент для обучения детей чистке зубов, в которых порядок чистки определяется подсветкой каждого зуба по порядку на устройстве отображения, имеющем форму зубного ряда.

Патентный документ 1: японская нерассмотренная патентная публикация № H6-315413

Патентный документ 2: японская нерассмотренная патентная публикация (Перевод заявки PCT) № 2003-534095

Патентный документ 3: японская нерассмотренная патентная публикация № S57-190506

Патентный документ 4: японская нерассмотренная патентная публикация № 2005-152217

Патентный документ 5: японская нерассмотренная патентная публикация (Перевод заявки PCT) № H10-508765

Патентный документ 6: японская нерассмотренная патентная публикация № 2000-116554

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

В традиционной электрической зубной щетке трудно точно оценить участок, который подвергается чистке. Таким образом, может отображаться по областям лишь в очень грубом приближении, и полноценность и надежность этой информации являются низкими, чтобы служить руководством по чистке. Что касается указаний по чистке, пользователь получает только стандартные указания, что свидетельствует о недостатке гибкости.

В свете решения вышеупомянутых проблем целью настоящего изобретения является обеспечение технического решения, способствующего надлежащему использованию электрической зубной щетки и правильной чистке.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Для достижения вышеупомянутой цели в настоящем изобретении применяются следующие конфигурации.

Электрическая зубная щетка согласно первому аспекту настоящего изобретения включает в себя щетку, средство привода для приведения щетки в движение, средство определения положения для определения положения щетки на основе выходного сигнала датчика ускорения, средство вычисления участка для определения очищаемого участка из множества участков, определенных путем деления поверхности зубного ряда, на основе обнаруженного положения, средство измерения времени для измерения продолжительности чистки каждого участка и средство вывода вычисления для определения и вывода результата чистки каждого участка на основе измеренной продолжительности чистки.

Положение щетки может быть определено с высокой точностью при использовании выходного сигнала датчика ускорения, и очищаемый участок может быть идентифицирован с более высокой точностью и большим разрешением, чем известно из уровня техники. Поэтому можно оценить результат чистки для более мелкого участка, чем в предшествующем уровне техники, и пользователю могут быть предоставлены очень полноценные и надежные указания по результатам вычисления. Кроме того, поскольку датчик ускорения является небольшим по размеру, он может быть легко вмонтирован в корпус электрической зубной щетки. Может использоваться однокоординатный датчик ускорения, и предпочтительно может использоваться многокоординатный (двухкоординатный, трехкоординатный или с большим количеством координат) датчик ускорения.

Нет никакой необходимости в обеспечении всех конфигураций настоящего изобретения в корпусе электрической зубной щетки. Часть конфигураций может обеспечиваться в виде внешнего устройства, отделенного от корпуса электрической зубной щетки (такого, как зарядное устройство для зубной щетки, держатель и исключительный индикатор). В последнем случае электрическая зубная щетка по настоящему изобретению включает в себя корпус электрической зубной щетки и внешнее устройство.

Электрическая зубная щетка может дополнительно включать в себя средство вычисления угла наклона щетки для определения угла наклона щетки, являющегося углом наклона щетки относительно оси зуба, на основании обнаруженного положения, и предпочтительно средство вывода вычисления дополнительно оценивает и выводит результат чистки для каждого участка на основании вычисления угла наклона щетки.

В случае, когда чистка выполняется при неправильном угле наклона щетки, сила, удаляющая зубной камень, меньше, чем при оптимальном угле наклона щетки. Таким образом, существует возможность того, что желательный чистящий эффект не получен, а на чистку потрачено время. При конфигурации согласно настоящему изобретению вычисление производится с учетом угла наклона щетки. Таким образом, пользователь может быть осведомлен о чистке под правильным углом наклона щетки.

Электрическая зубная щетка может дополнительно включать в себя средства определения давления щетки для определения давления щетки, и предпочтительно средство вывода вычисления дополнительно оценивает и выводит результат чистки для каждого участка на основании определенного давления щетки.

В случае, когда чистка выполняется при неправильном давлении щетки, существует возможность возникновения проблемы, заключающейся в том, что снижается сила, удаляющая зубной камень, уменьшается срок службы щетки или увеличивается нагрузка на десну. Давление щетки в электрической зубной щетке может быть меньше, чем в обычной зубной щетке. Поэтому утверждается, что большинство людей, которые только что начали использовать электрическую зубную щетку, стремятся прикладывать чрезмерное давление щетки. В конфигурации по настоящему изобретению вычисление выводится с учетом давления щетки. Таким образом, пользователь может быть осведомлен о чистке при правильном давлении щетки.

Величины, включающие продолжительность чистки, угол наклона щетки и давление щетки, могут оцениваться каждая отдельно, или множество величин может оцениваться комплексно.

Электрическая зубная щетка предпочтительно дополнительно включает в себя средство указания угла наклона щетки, для сравнения определенного путем вычисления угла наклона щетки с предварительно заданной оптимальной величиной угла наклона щетки, и вывода указания для сообщения пользователю, является ли угол наклона щетки правильным.

Таким образом, пользователь может понять, каков оптимальный угол наклона щетки, и научиться правильному способу чистки.

Например, средство указания угла наклона щетки предпочтительно извещает, что угол наклона щетки - оптимален или что угол наклона щетки неоптимален.

Таким образом, пользователь может легко обнаружить соответствие (или различие) между имеющимся углом наклона щетки и оптимальной величиной. Способ извещения может быть каким угодно, например, звуком, светом, вибрацией и голосом.

Далее, средство указания угла наклона щетки предпочтительно ступенчато изменяет уровень извещения в соответствии со степенью разницы между имеющимся углом наклона щетки и оптимальной величиной.

По изменению уровня извещения пользователь может понять, что угол наклона щетки приближается к оптимальной величине, и, следовательно, угол наклона щетки можно легко привести в соответствие с оптимальной величиной.

Электрическая зубная щетка предпочтительно дополнительно включает в себя средство указания очищаемого участка для определения и указания участка, который следует чистить следующим, среди недостаточно вычищенных участков, на основании результата чистки для каждого участка.

Благодаря таким указаниям чистка может быть выполнена эффективно, не оставляя неочищенных участков. То есть участок, который следует чистить следующим, выбирается из недостаточно вычищенных участков. Таким образом, не оставляется невычищенных участков и устраняются бесполезные действия, такие как неоднократная чистка одного и того же участка. В настоящем изобретении определяется участок, который чистят в настоящее время. Таким образом, даже в случае, когда пользователь чистит другой участок вопреки указанию, результат чистки может быть правильно записан и оценен, и указания по порядку чистки могут быть соответственно скорректированы.

Средство указания очищаемого участка предпочтительно указывает на смену очищаемого участка, если участок, подвергаемый чистке, отличается от участка, который следует чистить.

В случае, когда пользователь должен повторно чистить уже почищенный участок, или в подобных случаях, ему подсказывают, что надо сменить очищаемый участок. Таким образом, чистка может быть выполнена эффективно.

Электрическая зубная щетка согласно второму аспекту настоящего изобретения включает в себя щетку, средство привода для приведения щетки в движение, средство определения положения для определения положения щетки, средство вычисления участка для определения очищаемого участка из множества участков, образованных путем деления поверхности зубного ряда, на основании определенного положения, средство вычисления угла наклона щетки для определения угла наклона щетки, являющегося углом наклона щетки относительно оси зуба, на основании определенного положения и средства указания угла наклона щетки для сравнения определенного в результате вычисления угла наклона щетки и оптимальной величины угла наклона щетки в очищаемом участке и выведения указания для сообщения пользователю, является ли угол наклона щетки правильным. Средство указания угла наклона щетки предпочтительно извещает, что угол наклона щетки является оптимальной величиной или что угол наклона щетки не является оптимальной величиной. Средство указания угла наклона щетки предпочтительно ступенчато изменяет уровень извещения в соответствии со степенью различия между имеющимся углом наклона щетки и оптимальной величиной.

Для выполнения настоящего изобретения вышеупомянутые средства и процессы могут сочетаться в максимально возможной степени.

РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение способствует правильному использованию электрической зубной щетки и правильной чистке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема электрической зубной щетки согласно первому варианту осуществления.

Фиг.2 - вид в разрезе, показывающий внутреннюю конфигурацию электрической зубной щетки согласно первому варианту осуществления.

Фиг.3 - вид в перспективе, показывающий внешний вид электрической зубной щетки.

Фиг.4 - вид, показывающий части очищаемого участка.

Фиг.5 - блок-схема, показывающая основную программу процесса вычисления чистки согласно первому варианту осуществления.

Фиг.6 - блок-схема процесса обнаружения положения согласно первому варианту осуществления.

Фиг.7 - блок-схема процесса вычисления очищаемого участка (верхняя челюсть) согласно первому варианту осуществления.

Фиг.8 - блок-схема процесса вычисления очищаемого участка (нижняя челюсть) согласно первому варианту осуществления.

Фиг.9 - вид, показывающий один пример выходных сигналов Ax, Ay, Az датчика ускорения для каждого очищаемого участка на верхней челюсти.

Фиг.10 - вид, показывающий один пример выходных сигналов Ax, Ay, Az датчика ускорения для каждого очищаемого участка на нижней челюсти.

Фиг.11 - вид, показывающий один пример информации о чистке.

Фиг.12 - вид для иллюстрации угла наклона щетки.

Фиг.13 - график, показывающий изменение формы сигнала у выходных сигналов датчика в соответствии с изменением угла наклона щетки.

Фиг.14 - вид, показывающий пример вывода результата чистки (продолжительность чистки).

Фиг.15 - вид, показывающий пример вывода результата чистки (угол наклона щетки).

Фиг.16 - вид, показывающий пример вывода результата чистки (давление щетки).

Фиг.17 - вид, показывающий пример вывода результата чистки (комплексная вычисление чистки).

Фиг.18 - блок-схема, показывающая основную программу процесса вычисления чистки согласно второму варианту осуществления.

Фиг.19 - блок-схема процесса вычисления угла наклона щетки согласно третьему варианту осуществления.

Фиг.20 - вид, показывающий пример изменения предупредительного извещения в зависимости от угла наклона щетки.

Фиг.21 - блок-схема, показывающая основную программу процесса вычисления чистки согласно четвертому варианту осуществления.

Фиг.22 - измененный пример блок-схемы фиг.21.

Фиг.23 - блок-схема электрической зубной щетки согласно пятому варианту осуществления.

Фиг.24 - вид в перспективе внешнего вида зарядного устройства согласно пятому варианту осуществления.

Фиг.25 - блок-схема, показывающая основную программу процесса вычисления чистки согласно шестому варианту осуществления.

Фиг.26 - вид в перспективе чистящей части электрической зубной щетки согласно седьмому варианту осуществления.

Фиг.27 - блок-схема процесса вычисления очищаемого участка (верхняя челюсть) согласно седьмому варианту осуществления.

Фиг.28 - блок-схема процесса вычисления очищаемого участка (нижняя челюсть) согласно седьмому варианту осуществления.

Фиг.29 - график, иллюстрирующий уменьшение/возрастание шума в выходных сигналах датчика ускорения.

Фиг.30 - вид, показывающий определение положения угла наклона электрической зубной щетки.

Фиг.31 - вид в перспективе чистящей части электрической зубной щетки согласно восьмому варианту осуществления.

Фиг.32 - вид, иллюстрирующий определение положения согласно девятому варианту осуществления.

Фиг. 33(A)-33(C) являются видами, каждый из которых показывает чистящую часть электрической зубной щетки согласно десятому варианту осуществления.

Фиг.34 - таблица, показывающая зависимость между очищаемым участком и выходными сигналами оптических датчиков.

Фиг.35 - блок-схема процесса вычисления очищаемого участка согласно десятому варианту осуществления.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно в качестве примеров со ссылками на чертежи.

Первый вариант осуществления

Конфигурация электрической зубной щетки

На фиг. 1, 2 и 3 описывается конфигурация электрической зубной щетки. Фиг.1 - блок-схема электрической зубной щетки согласно первому варианту осуществления, фиг.2 - вид в разрезе, показывающий внутреннюю конфигурацию электрической зубной щетки согласно первому варианту осуществления, а фиг.3 - вид в перспективе внешнего вида электрической зубной щетки.

Электрическая зубная щетка имеет корпус 1 электрической зубной щетки (далее также просто называется "корпус 1"), в который вмонтирован двигатель 10, служащий в качестве источника приведения в действие, вибрирующий элемент 2, имеющий щетку 210. Корпус 1 имеет по существу цилиндрическую форму и также служит ручкой, которая захватывается рукой пользователя во время чистки зубов. Дополнительно электрическая зубная щетка согласно настоящему варианту осуществления снабжена зарядным устройством 100 для помещения на него и зарядки корпуса 1 и устройством 110 отображения для выведения результата чистки.

В корпусе 1 имеется выключатель S для переключения положения ВКЛ/ОТКЛ источника питания и переключения режима работы. В корпусе 1 имеется двигатель 10, служащий в качестве источника приведения в действие, управляющая схема 12, аккумулятор 13, служащий источником питания на 2,4 В, зарядная катушка индуктивности 14 и т.п. Во время зарядки аккумулятора 13 корпус 1 просто установлен на зарядное устройство 100 таким образом, чтобы аккумулятор можно было бесконтактно зарядить под действием электромагнитной индукции. У управляющей схемы 12 есть ЦПУ (блок обработки входных и выходных сигналов) 120 для выполнения различных вычислений и управления, память 121 для хранения программы и различных установочных величин, таймер 122, блок 123 передачи данных и т.п. Блок 123 передачи данных является средством коммуникации для беспроводной связи с блоком 112 приема данных устройства 110 отображения. Устройство 110 отображения имеет дисплей 111 для выведения данных, полученных блоком 112 приема данных, таких как результат чистки.

Кроме того, в корпусе 1 имеется многокоординатный (в данном случае - по трем осям x, y, z) датчик 15 ускорения. Как показано на фиг.3, датчик 15 ускорения установлен таким образом, что ось X параллельна поверхности щетки, ось Y соответствует продольному направлению корпуса 1, а ось Z перпендикулярна поверхности щетки. Таким образом, вектор ускорения свободного падения параллелен оси Y, когда корпус 1 установлен на зарядное устройство 100, параллелен оси Z, когда поверхность щетки повернута вверх, и параллелен оси X, когда корпус 1 лежит горизонтально и поверхность щетки повернута в сторону. Выходные сигналы по осям датчика 15 ускорения вводятся в ЦПУ 120 и используются для определения пространственного положения щетки.

В качестве датчика 115 ускорения может быть предпочтительно использован датчик пьезорезистивного типа, емкостного типа или типа MEMS для обнаружения по тепловому излучению. Поскольку датчик MEMS очень мал по размеру, он легко монтируется в корпус 1. Однако тип датчика 15 ускорения этим не ограничивается, и может использоваться датчик электродинамического типа, тензометрический датчик или датчик пьезоэлектрического типа. Хотя это специально не показано на чертежах, могут обеспечиваться корректирующие цепи для коррекции баланса между чувствительностью датчика по осям, температурных характеристик чувствительности, температурного дрейфа и т.п. Может обеспечиваться полосовой фильтр (фильтр нижних частот) для устранения динамической компоненты ускорения и шума. Шум может быть уменьшен путем сглаживания формы выходных сигналов датчика ускорения. Фиг.29 - пример того, что высокочастотный шум формы выходных сигналов уменьшается путем усреднения данных на длительности в сотни миллисекунд.

Корпус 1 снабжен датчиком 17 нагрузки (средством определения давления щетки) для определения давления щетки (нагрузки, приложенной к щетке). В качестве датчика 17 нагрузки может использоваться любой тип датчика, включая тензометрический датчик, тензодатчик и датчик давления. Однако предпочтительно может использоваться датчик MEMS по причине того, что датчик MEMS настолько мал по размеру, что легко устанавливается в корпус 1.

Вибрирующий элемент 2 имеет стержень 20, закрепленный на боковой поверхности корпуса 1, и чистящий компонент 21, установленный на стержне 20. Щетка 210 вставлена в передний конец чистящего компонента 21. Чистящий компонент 21 является расходной деталью и, следовательно, может сниматься со стержня 20 для замены на новую деталь.

Стержень 20 выполнен из полимерного материала. Стержень 20 присоединяется к корпусу 1 через упругий элемент 202, выполненный из эластомера. Стержень 20 является трубчатым элементом с закрытым передним концом (конец на стороне щетки) и имеет подшипник 203 на переднем конце внутри трубки. Дистальный конец вала 30 эксцентрика, присоединенный к валу 11 вращения двигателя 10, вставлен в подшипник 203 стержня 20. Вал 30 эксцентрика имеет груз 300 около подшипника 203, и центр тяжести вала 30 эксцентрика смещен от его центра вращения. Между дистальным концом вала 30 эксцентрика и подшипником 203 обеспечивается небольшой зазор.

Принцип приведения в действие электрической зубной щетки

ЦПУ 120 обеспечивает сигнал приведения в действие, соответствующий режиму работы (такой как сигнал широтно-импульсной модуляции) на двигатель 10, чтобы вращать вал 11 вращения двигателя 10. Вал 30 эксцентрика вращается в соответствии с вращением вала 11 вращения. Однако, поскольку центр тяжести вала 30 эксцентрика смещен, вал эксцентрика совершает движение, как будто закручиваясь вокруг центра вращения. Таким образом, дистальный конец вала 30 эксцентрика постоянно сталкивается с внутренней стенкой подшипника 203, чтобы вызвать высокоскоростную вибрацию (перемещение) стержня 20 и чистящего компонента 21, установленного на стержне. Таким образом, двигатель 10 играет роль средства привода для вибрации (перемещения) щетки, а вал 30 эксцентрика играет роль механизма передачи движения (механизм преобразования движения) для преобразования выходного движения (вращения) двигателя 10 в вибрацию вибрирующего элемента 2.

Для выполнения чистки пользователь может держать корпус 1 в руке и приложить щетку 210, вибрирующую на высокой скорости, к зубам. ЦПУ 120 контролирует продолжительность работы, используя таймер 122, и автоматически останавливает вибрацию щетки по истечении заданного времени (такого, как две минуты).

В электрической зубной щетке согласно настоящему варианту осуществления в вибрирующем элементе 2 размещен вал 30 эксцентрика, служащий в качестве механизма передачи движения, и, в частности, груз 300 установлен около щетки 210. Таким образом, чистящая часть 210 может эффективно вибрировать. При этом, поскольку вибрирующий элемент 2 (стержень 20) прикреплен к корпусу 1 через упругий элемент 202, вибрация вибрирующего элемента 2 слабо передается на корпус 1. Таким образом, может быть уменьшена вибрация корпуса 1 и руки во время чистки зубов и, следовательно, может быть улучшено ощущение при использовании.

Работа электрической зубной щетки

Остатки пищи и бляшка прикрепляются по-разному в зависимости от типа зуба (такого, как зуб верхней челюсти/нижней челюсти и моляр/резец) и участка (язычная/щечная сторона и зубная/окклюзионная поверхность). Таким образом, эффективный режим чистки различается в зависимости от участка зубного ряда, в зависимости от способа применения щетки (угла наклона щетки и давления щетки), способа перемещения, скорости, продолжительности чистки и т.п. Поэтому вычисление того, выполнена ли чистка должным образом, желательно выполнять для каждого участка.

Электрическая зубная щетка согласно настоящему варианту осуществления предназначена для осуществления вычисления чистки для каждого участка, точно оценивая очищаемый участок на основании положения щетки, обнаруженного датчиком 15 ускорения. Хотя существуют различные параметры вычисления, в настоящем документе будут рассмотрены три параметра - продолжительность чистки, угол наклона щетки и давление щетки.

В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.4, верхние и нижние зубные ряды разделены на 12 участков, включающих в себя переднюю щечную сторону верхней челюсти, переднюю язычную сторону верхней челюсти, левую щечную сторону верхней челюсти, левую язычную сторону верхней челюсти, правую щечную сторону верхней челюсти, правую язычную сторону верхней челюсти, переднюю щечную сторону нижней челюсти, переднюю язычную сторону нижней челюсти, левую щечную сторону нижней челюсти, левую язычную сторону нижней челюсти, правую щечную сторону нижней челюсти и правую язычную сторону нижней челюсти. Однако деление зубных рядов этим не ограничивается и зубные ряды могут быть разделены более грубо или более точно. Например, могут учитываться верхние, нижние левые и правые окклюзионные поверхности.

На блок-схемах фиг. 5-8 будет, в частности, описан процесс вычисления чистки. На фиг.5 представлена блок-схема основной программы, а фиг. 6-8 являются блок-схемами, более подробно показывающими процессы основной программы. Процессы, описанные ниже, являются процессами, которые должны выполняться ЦПУ 120 в соответствии с программой, если не указано иначе.

Когда источник питания электрической зубной щетки включен, ЦПУ 120 обнаруживает положение (наклон) щетки на основании данных датчика 15 ускорения (S10). Затем ЦПУ 120 оценивает очищаемый участок на основании положения, обнаруженного на этапе S10 (S20). Затем, ЦПУ 120 измеряет продолжительность чистки (S30), оценивает угол наклона щетки (S40) и определяет давление щетки (S50). Эта информация записывается в памяти для каждого участка (см. фиг.11). Процессы этапов на этапе S10-S50 повторяются каждый раз через определенное время. Когда источник питания выключается или время непрерывной работы достигло заданного времени (такого как две минуты), ЦПУ 120 оценивает результат чистки для каждого участка на основании информации о чистке (продолжительность чистки, угол наклона щетки и давление щетки), записанной в памяти, и выводит результаты вычисления на устройство 110 отображения (S60). Информация о чистке стирается из памяти каждый раз, когда включается источник питания электрической зубной щетки.

Далее в настоящем документе будут подробно описаны процессы этапов на этапе S10-S60.

Определение положения

На фиг.6 - блок-схема процесса определения положения (S10).

ЦПУ 120 получает соответствующие выходные сигналы Ax, Ay, Az по осям x, y, z от датчика 15 ускорения (S100). Выходной сигнал Ax указывает компоненту ускорения в x-направлении, выходной сигнал Ay указывает компоненту ускорения в y-направлении и выходной сигнал Az указывает компоненту ускорения в z-направлении. Когда зубная щетка находится в неподвижном состоянии (когда на датчик 15 ускорения не действует динамическое ускорение), результирующий вектор А Ax, Ay, Az соответствует ускорению свободного падения. В настоящем документе А=(Ax, Ay, Az ) называется вектором положения.

В случае, когда вектор положения А=(Ax, Ay, Az) больше 1,2g (g обозначает ускорение свободного падения) (S101; ДА), то выдается ошибка (S102). Это связано с тем, что когда компонента динамического ускорения в значительной степени включена в выходные сигналы датчика ускорения, направление ускорения свободного падения (то есть пространственное положение щетки) нелегко точно определить. Вместо выдачи ошибки, как на этапе S102, процессы S100 и S101 могут повторяться до тех пор, пока не будут получены выходные сигналы Ax, Ay, Az датчика ускорения с результирующим вектором не менее 1,2g. Пороговое значение определения ошибки не ограничено 1,2g, а может принимать другие значения.

Вычисление очищаемого участка

Фиг. 7 и 8 - блок-схемы процессов вычисления очищаемого участка (S20). На фиг. 9 и 10 - виды, показывающие примеры выходных сигналов Ax, Ay, Az датчика ускорения для каждого очищаемого участка.

Сначала ЦПУ 120 определяет, находится ли участок на верхней челюсти или на нижней челюсти, на основании выходного сигнала Az датчика ускорения в z-направлении (S700). Определение основано на том факте, что при чистке зубного ряда верхней челюсти поверхность щетки повернута вверх более чем немного, а при чистке зубного ряда нижней челюсти повернута вниз более чем немного. Участок определяется как находящийся на нижней челюсти при Az>0 (S801) и как находящийся на верхней челюсти в случае Az≤0 (S701).

(1) На верхней челюсти

ЦПУ 120 определяет, действительно ли участок является передним зубом, на основании выходного сигнала Ay датчика ускорения в y-направлении (S702). Определение основано на том факте, что корпус 1 зубной щетки относительно горизонтален при чистке переднего зуба, но неизбежно наклоняется при чистке моляра из-за контакта с губами. Участок определяется как передний зуб верхней челюсти при Ay ≤ порогового значения a (S703).

В случае, когда участок определен как передний зуб верхней челюсти, ЦПУ 120 определяет, является ли участок щечной стороной или язычной стороной, на основании выходного сигнала Ax датчика ускорения в x-направлении (S704). Определение основано на факте, что ориентация щетки меняется на противоположную при переходе со щечной стороны на язычную сторону. Участок определяется как передняя щечная сторона верхней челюсти при Ax>0 (S705) и как передняя язычная сторона верхней челюсти при Ax≤0 (S706).

При этом, в случае, когда участок определяется как непередний зуб верхней челюсти на этапе S702, ЦПУ 120 определяет ориентацию щетки на основании выходного сигнала Ax датчика ускорения в x-направлении (S707). Участок определяется как правая щечная сторона верхней челюсти или левая язычная сторона верхней челюсти при Ax>0 (S708) и определяется как левая щечная сторона верхней челюсти или правая язычная сторона верхней челюсти при Ax≤0 (S712).

Правую щечную сторону верхней челюсти и левую язычную сторону верхней челюсти и левую щечную сторону верхней челюсти и правую язычную сторону верхней челюсти нелегко различить только по выходным сигналам датчика ускорения. Поэтому ЦПУ 120 сужает диапазон, к которому принадлежит участок, на основании определения очищаемого участка, проведенного в предыдущем процессе (на один такт раньше) (S709, S713). Конкретно, на этапе S709, когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней щечной стороны верхней челюсти, правой щечной стороны верхней челюсти, правой язычной стороной верхней челюсти, передней щечной стороны нижней челюсти, правой щечной стороны нижней челюсти и правой язычной стороны нижней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как правая щечная сторона верхней челюсти (S710), а когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней язычной стороны верхней челюсти, левой щечной стороны верхней челюсти, левой язычной стороны верхней челюсти, передней язычной стороны нижней челюсти, левой щечной стороны нижней челюсти и левой язычной стороны нижней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как левая язычная сторона верхней челюсти (S711). На этапе S713, когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней щечной стороны верхней челюсти, левой щечной стороны верхней челюсти, левой язычной стороны верхней челюсти, передней щечной стороны нижней челюсти, левой щечной стороны нижней челюсти и левой язычной стороны нижней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как левая щечная сторона верхней челюсти (S714), а когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней язычной стороны верхней челюсти, правой щечной стороны верхней челюсти, правой язычной стороны верхней челюсти, передней язычной стороны нижней челюсти, правой щечной стороны нижней челюсти и правой язычной стороны нижней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как правая язычная сторона верхней челюсти (S715). Такое вычисление выполняется на основании высокой вероятности того, что смена очищаемого участка выполняется таким образом, чтобы максимально уменьшить объем перемещений щетки и изменений ориентации.

(2) На нижней челюсти

ЦПУ 120 определяет, действительно ли участок является передним зубом, на основании выходных сигналов Ay датчика ускорения в y-направлении (S802). Определение основано на том факте, что корпус 1 зубной щетки относительно горизонтален при чистке переднего зуба, но неизбежно наклоняется при чистке моляра из-за контакта с губами. Участок определяется как передний зуб верхней челюсти при Ay ≤ пороговое значение a (S803).

В случае, когда часть определена как передний зуб нижней челюсти, ЦПУ 120 определяет, является ли часть щечной стороной или язычной стороной, на основании выходного сигнала Ax датчика ускорения в x-направлении (S804). Определение основано на факте, что ориентация щетки меняется на противоположную при переходе со щечной стороны на язычной стороне. Участок определяется как передняя щечная сторона нижней челюсти при Ax<0 (S805) и как передняя язычная сторона нижней челюсти при Ax≥0 (S806).

При этом, в случае, когда участок определяется как непередний зуб нижней челюсти на этапе S802, ЦПУ 120 определяет ориентацию щетки на основании выходного сигнала Ax датчика ускорения в x-направлении (S807). Участок определяется как правая щечная сторона нижней челюсти или левая язычная сторона нижней челюсти при Ax>0 (S808) и определяется как левая щечная сторона нижней челюсти или правая язычная сторона нижней челюсти при Ax≤0 (S812).

На S809, когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней щечной стороны нижней челюсти, правой щечной стороны нижней челюсти, правой язычной стороны нижней челюсти, передней щечной стороны нижней челюсти, правой щечной стороны верхней челюсти и правой язычной стороны верхней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как правая щечная сторона нижней челюсти (S810), а когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней язычной стороны нижней челюсти, левой щечной стороны нижней челюсти, левой язычной стороны нижней челюсти, передней язычной стороны верхней челюсти, левой щечной стороны верхней челюсти и левой язычной стороны верхней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как левая язычная сторона нижней челюсти (S811). На этапе S813, когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней щечной стороны нижней челюсти, левой щечной стороны нижней челюсти, левой язычной стороны нижней челюсти, передней щечной стороны верхней челюсти, левой щечной стороны верхней челюсти и левой язычной стороны верхней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как левая щечная сторона нижней челюсти (S814), а когда предыдущий очищаемый участок является любым из передней язычной стороны нижней челюсти, правой щечной стороны нижней челюсти, правой язычной стороны нижней челюсти, передней язычной стороны верхней челюсти, правой щечной стороны верхней челюсти и правой язычной стороны верхней челюсти, текущий очищаемый участок оценивается как правая язычная сторона нижней челюсти (S815).

В вышеупомянутых процессах текущий очищаемый участок определяется как любой из передней щечной стороны верхней челюсти (S705), передней язычной стороны верхней челюсти (S706), правой щечной стороны верхней челюсти (S710), левой язычной стороны верхней челюсти (S711), левой щечной стороны верхней челюсти (S714), правой язычной стороны верхней челюсти (S715), передней щечной стороны нижней челюсти (S805), передней язычной стороны нижней челюсти (S806), правой щечной стороны нижней челюсти (S810), левой язычной стороны нижней челюсти (S811), левой щечной стороны нижней челюсти (S814) и правой язычной стороны нижней челюсти (S815).

Приведенный алгоритм определения - это только пример, и может использоваться любой алгоритм определения, при условии, что очищаемый участок может быть идентифицирован по выходным сигналам Ax, Ay, Az датчика ускорения. Например, не только величины Ax, Ay, Az используются как переменные для непосредственного определения, но также для определения могут использоваться и вторичные переменные, полученные, соответственно, сочетанием Ax, Ay, Az. Например, вторичные переменные могут быть произвольно установлены равными Ay/Az, Ax·· Ax+Ay·Ay, Az-Ax, или подобными. Альтернативно, очищаемый участок может быть определен после того, как информация об ускорении по осям Ax, Ay, Az преобразуется в информацию об углах (углы положения) α, β, γ, как показано на фиг.30. В примере на фиг.30 угол оси x относительно направления ускорения свободного падения определяется как угол крена α, угол оси Y относительно направления ускорения свободного падения определяется как угол тангажа β, а угол оси Z относительно направления ускорения свободного падения определяется как угол γ рыскания. Пороговые значения, используе