電動歯ブラシ
【課題】単純な構成で、精度良くブラッシング部位を推定することのできる電動歯ブラシを提供すること。
【解決手段】電動歯ブラシ１は、ブラシ２１０と、加速度センサなどの接触検知センサと、生体との接触を検知するために、ブラシ部３の背面側に配置された例えば電極５２１を少なくとも備える。電動歯ブラシ１は、加速度センサの出力に基づいて、電動歯ブラシ１の姿勢情報を検出し、検出された姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定する。姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、電極５２１のインピーダンスに基づいて、頬側か舌側を判定する。
【解決手段】電動歯ブラシ１は、ブラシ２１０と、加速度センサなどの接触検知センサと、生体との接触を検知するために、ブラシ部３の背面側に配置された例えば電極５２１を少なくとも備える。電動歯ブラシ１は、加速度センサの出力に基づいて、電動歯ブラシ１の姿勢情報を検出し、検出された姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定する。姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、電極５２１のインピーダンスに基づいて、頬側か舌側を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動歯ブラシに関し、特に、ブラッシング部位を推定することのできる電動歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に歯ブラシにおいて、加速度センサやジャイロスコープを駆使して軌跡を演算することでブラッシング部位を推定する手法が存在する。
【０００３】
たとえば、特開２００９−２４０７６０号公報（特許文献１）および特開２００９−２４０７５９号公報（特許文献２）には、加速度センサを用いてブラッシング部位を推定することが記載されている。さらに、これらの公知文献には、カメラ、温度センサ、または、距離センサを用いて、たとえば下左顎頬側面と下右顎舌側面とのいずれであるかを判別することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４０７６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２４０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブラッシング部位を検出する際に、たとえば下左顎頬側面と下右顎舌側面とは歯ブラシ本体の姿勢（ブラシ面が向いている方向）が類似している。そのため、これらの部位の判別を、ブラッシング中の歯ブラシの描いた軌跡情報から行なったり、上述のように、カメラ、温度センサ、または、距離センサを用いたりする必要があった。
【０００６】
歯ブラシ本体の軌跡情報から頬側か舌側かを判定する場合、高性能な演算処理装置が必要になる。また、カメラ、温度センサ、および、距離センサなどは、取り付け構造によっては汚れに弱く、配線が複雑になる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、単純な構成で、精度良くブラッシング部位を推定することのできる電動歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う電動歯ブラシは、ブラシと、ブラシを駆動させるための駆動手段と、電動歯ブラシの姿勢を検知するための姿勢検知センサと、生体との接触を検知するための、電極方式の接触検知手段と、姿勢検知センサの出力に基づいて、電動歯ブラシの姿勢情報を検出するための検出手段と、少なくとも姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定するための部位推定手段とを備える。接触検知手段は、ブラシが配置されたブラシ部の背面側への接触または近接を検知するための第１の検知手段を含む。部位推定手段は、姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、第１の検知手段から得られる電気信号に基づいて、頬側か舌側を判定するための判定手段を含む。
【０００９】
好ましくは、判定手段は、第１の検知手段の出力に基づいて、ブラシ部の背面側が生体に接触している時間割合を算出し、算出された時間割合が予め定められた割合以上であれば、ブラッシング部位は頬側と判定し、算出された時間割合が予め定められた割合未満であれば、ブラッシング部位は舌側と判定する。
【００１０】
好ましくは、第１の検知手段は、ブラシ部の背面側に配置された電極を含み、判定手段は、電極のインピーダンスの大きさを検知することで、生体との接触の有無を判定する。
【００１１】
好ましくは、第１の検知手段は、電動歯ブラシの本体部に配置された電極をさらに含む。
【００１２】
あるいは、第１の検知手段は、ブラシ部の背面側に内蔵された電極を含む静電容量方式の検知手段を含み、判定手段は、静電容量方式の検知手段による静電容量の変化を検知することで、生体との接触または接近の有無を判定することが望ましい。
【００１３】
好ましくは、接触検知手段は、ブラシ部の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、部位推定手段により推定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出するための詳細部位検出手段をさらに備える。
【００１４】
好ましくは、第２の検知手段は、柄部への接触を検知し、詳細部位検出手段は、推定されたブラッシング部位が奥歯に相当する場合に、第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、奥歯のうちの詳細な部位を検出する。
【００１５】
あるいは、第２の検知手段は、ブラシ部の先端への接触を検知し、詳細部位検出手段は、推定されたブラッシング部位が前歯に相当する場合に、第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、前歯のうちの詳細な部位を検出することが望ましい。
【００１６】
好ましくは、接触検知手段は、ブラシ部の側面への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段をさらに備える。
【００１７】
好ましくは、ブラシ部のブラシ面に配置された、温度を検出するための赤外線センサと、赤外線センサからの出力に基づいて、歯および歯茎のどちらを磨いているかを識別するための識別手段とをさらに備える。
【００１８】
好ましくは、奥歯をブラッシングする際に口腔内に入る位置に設けられた光センサと、光センサから得られる信号に基づいて、ブラッシング中の部位が前歯と奥歯とのいずれであるかを判定することにより、部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段とをさらに備える。
【００１９】
好ましくは、部位推定手段により推定されたブラッシング部位ごとに、ブラッシング時間を計測するための計測手段と、ブラッシング時間の計測結果に基づいて、ブラッシング結果を出力するための出力手段とをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、部位推定手段により推定されたブラッシング部位に応じて、駆動手段の動作モードを切替えるためのモード切替え手段をさらに備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、姿勢検知センサからの出力より得られる姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側の歯列面または左舌側の歯列面、または、左頬側の歯列面または右舌側の歯列面であった場合に、電極方式の接触検知手段を用いて、頬側か舌側を判定することができる。したがって、単純な構成で、精度良くブラッシング部位を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムのブロック図である。
【図２】第１実施形態の電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の電動歯ブラシの内部構成例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムの外観例を示す斜視図である。
【図５】ブラッシング部位の区分を示す図である。
【図６】第１実施形態におけるブラッシング評価処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における姿勢検出処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態におけるブラッシング部位推定処理（上顎）を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態におけるブラッシング部位推定処理（下顎）を示すフローチャートである。
【図１０】上顎のブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【図１１】下顎のブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【図１２】図８のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ａを示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態において、背面電極が生体に接触しているときと非接触のときの、生体を介した回路を概略的に示す図である。
【図１４】第１実施形態における、頬側／舌側の判定方法の具体例を示す図である。
【図１５】図８のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｂを示すフローチャートである。
【図１６】図９のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｃを示すフローチャートである。
【図１７】図９のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｄを示すフローチャートである。
【図１８】ブラッシング情報の一例を示す図である。
【図１９】ブラシ角を説明するための図である。
【図２０】ブラシ角の変化に伴なうセンサ出力の波形変化を示す図である。
【図２１】ブラッシング結果として、ブラッシング時間の出力例を示す図である。
【図２２】ブラッシング結果として、ブラシ角の出力例を示す図である。
【図２３】ブラッシング結果として、ブラシ圧の出力例を示す図である。
【図２４】ブラッシング結果として、ブラッシング指標の出力例を示す図である。
【図２５】第１実施形態の変形例におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図２６】第２実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図２７】第２実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図２８】第２実施形態における詳細部位検出処理を示すフローチャートである。
【図２９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、柄部電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【図３０】第２実施形態の変形例における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３１】第３実施形態における詳細部位検出処理を示すフローチャートである。
【図３２】先端電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【図３３】第３実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図３４】第３実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３５】第３実施形態における部位補正処理を示すフローチャートである。
【図３６】側面電極を利用した部位補正方法を説明するための図である。
【図３７】ブラシ角を説明するための図である。
【図３８】第４実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３９】第４実施形態における、１対の電極の他の配置例を示す図である。
【図４０】（Ａ），（Ｂ）は、生体の接触によって電極間の静電容量が変化する原理について説明するための図である。
【図４１】第４実施形態の変形例１における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図４２】第４実施形態の変形例１における接触検知の原理について説明するための模式図である。
【図４３】第５実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図４４】第５実施形態における電動歯ブラシの外観例を部分的に示す図である。
【図４５】第５実施形態における歯／歯茎識別処理を示すフローチャートである。
【図４６】第６実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
［第１実施形態］
＜構成について＞
図１〜図４を参照して、電動歯ブラシの構成を説明する。
【００２５】
図１は、第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムのブロック図であり、図２は、電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。図３は、第１実施形態の電動歯ブラシの内部構成例を示す断面図であり、図４は電動歯ブラシを含む表示システムの外観例を示す斜視図である。
【００２６】
電動歯ブラシ１は、駆動源であるモータ１０を内蔵する本体部２（以下、単に「本体２」ともいう。）と、モータ１０の駆動により振動する振動部材５とを備えている。本体２は、概ね円筒形状を呈しており、歯を磨く際に使用者が手で握るためのハンドル部を兼ねている。
【００２７】
さらに、本実施形態の電動歯ブラシ１は、本体２を載置し、電動歯ブラシ１を充電するための充電器１００と、ブラッシング結果を出力するための表示器１１０とを備えている。
【００２８】
本体２には、電源のオン／オフおよび動作モードの切替えを行なうためのスイッチＳが設けられている。また本体２の内部には、駆動源であるモータ１０、駆動回路１２、２．４Ｖ電源である充電池１３、充電用のコイル１４などが設けられている。充電池１３を充電する際には、充電器１００に本体２を載置するだけで、電磁誘導により非接触で充電可能である。駆動回路１２は、各種演算および制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０、プログラムや各種設定値を記憶するメモリ１２１、タイマ１２２、データ送信部１２３などを有している。データ送信部１２３は、表示器１１０のデータ受信部１１２との間で無線通信を行なう。表示器１１０は、データ受信部１１２で受信したブラッシング結果などのデータを出力するためのディスプレイ１１１を備えている。
【００２９】
さらに、本体２の内部には、電動歯ブラシ１の姿勢を検知するために、たとえば、多軸（ここではｘ，ｙ，ｚの三軸）の加速度センサ１５が設けられる。加速度センサ１５は、図４に示すように、ｘ軸がブラシ面に対して平行になり、ｙ軸が本体２の長手方向に一致し、ｚ軸がブラシ面に対して垂直になるように設置される。つまり、本体２を充電器１００に載置したときに、重力加速度ベクトルがｙ軸に平行になり、ブラシ面を上に向けたときに、重力加速度ベクトルがｚ軸に平行になり、本体２を水平にしてブラシ面を横に向けたときに、重力加速度ベクトルがｘ軸に平行になる。加速度センサ１５の各軸の出力はＣＰＵ１２０に入力され、ブラシの三次元姿勢を検出するために利用される。
【００３０】
加速度センサ１５としては、ピエゾ抵抗タイプ、静電容量タイプ、もしくは熱検知タイプのＭＥＭＳセンサを好ましく利用できる。ＭＥＭＳセンサは非常に小型であるため、本体２の内部への組み込みが容易だからである。ただし、加速度センサ１５の形式はこれに限らず、動電式、歪みゲージ式、圧電式などのセンサを利用しても構わない。また特に図示しないが、各軸のセンサの感度のバランス、感度の温度特性、温度ドリフトなどを補正するための補正回路を設けるとよい。また、動加速度成分やノイズを除去するためのバンドパスフィルタ（ローパスフィルタ）を設けてもよい。また、加速度センサの出力波形を平滑化することによりノイズを低減してもよい。
【００３１】
また、本体２の内部には、ブラシ圧（ブラシに作用する荷重）を検知する荷重センサ１７を備えている。荷重センサ１７としては、ストレインゲージ、ロードセル、圧力センサなどどのようなタイプのものも利用可能であるが、小型で本体２への組み込みが容易であるという理由からＭＥＭＳセンサを好適に用いることができる。
【００３２】
振動部材５は、本体２側に固定されているステム部２０と、このステム部２０に装着されるブラシ部品２１とを備える。ブラシ部品２１の先端にはブラシ２１０が植毛されている。ブラシ部品２１は消耗部品ゆえ、新品に交換できるよう、ステム部２０に対して着脱自在な構成となっている。
【００３３】
振動部材５のブラシ部品２１は、ブラシ２１０が配置されたブラシ部３、および、本体２側に位置する柄部４を含む。なお、本実施形態では、比較的長い柄部４を含むブラシ部品２１が取り替えられる構成を示したが、ブラシ部３のみ、あるいは、ブラシ部３および短い柄部を含むブラシ部品が取り替えられる構成であってもよい。つまり、柄部の全てまたは一部は、本体に含まれる構成であってもよい。
【００３４】
ステム部２０は、樹脂材からなる。ステム部２０は、エラストマからなる弾性部材２０２を介して本体２に取り付けられている。ステム部２０は、先端（ブラシ側の端部）が閉じた筒状の部材であり、筒の内部の先端に軸受２０３を有している。モータ１０の回転軸１１に連結された偏心軸３０の先端が、ステム部２０の軸受２０３に挿入される。この偏心軸３０は、軸受２０３の近傍に重り３００を有しており、偏心軸３０の重心はその回転中心からずれている。なお、偏心軸３０の先端と軸受２０３の間には微小なクリアランスが設けられている。
【００３５】
電動歯ブラシ１は、さらに、接触または接近の有無を検知するための、電極方式の接触検知部５０を備える。接触検知部５０は、ブラッシングの際に、生体すなわち頬粘膜および舌との接触または近接を検知する。具体的には、接触検知部５０は、電極部５２、および、電極部５２からのインピーダンスを検出するための検出部５４を含む。
【００３６】
電極部５２は、ブラシ部３の背面側（ブラシ面の反対側の面）に配置される電極（以下「背面電極」ともいう）５２１と、本体２に配置される電極（以下「本体電極」ともいう）５２２とを含む。本体電極５２２は、ブラッシングの際にユーザの手と常時接触するように、本体２の背面側に設けられることが望ましい。作用反作用の原理により、本体２の背面に力を加えないといけないからである。本体電極５２２は、ユーザの指先に合うよう拡張されてもよい。検出部５４は、駆動回路１２内に搭載されてよい。
【００３７】
背面電極５２１および本体電極５２２は、導電樹脂素材を採用し、取り付け部の部材と一体的に成型されてもよい。この構造によると、部材間に隙間がないため、防水性が容易に確保でき、汚れの付着も軽減できる。あるいは、金属シートにより形成されてもよいし、スプレー塗料により薄膜形成されてもよい。また、これらの電極５２１，５２２には、表面積を増やすために、凹凸を設けてもよい。凹凸を設けることで滑り止めの効果も生じる。凹凸の形状は問わない。
【００３８】
図３に示されるように、背面電極５２１は、取り替え可能なブラシ部品２１の内部に形成された電極６１、および、ブラシ部品２１の端部（本体２との接触面）に露出された接点電極６２と一体形成されている。接点電極６２は、本体２側と背面電極５２１との電気的接続のための端子として機能する。本体２の端面（ブラシ部品２１と接続される側）には、接点電極６３が設けられている。接点電極６３は、駆動回路（基板）１２とリード線６４により電気的に接続されている。本体電極５２２は、駆動回路（基板）１２とリード線６５によって電気的に接続されている。図１に示した電極部５２には、図２に示した背面電極５２１と本体電極５２２とを電気的に接続するためのこれらの電気部品（電極６１，６２，６３およびリード線６４，６５）も含まれる。駆動回路１２内の検出部５４は、電極部５２の電気回路を流れている電流を検出することで、インピーダンスを検出することができる。
【００３９】
なお、上述のように、ブラシ部３のみまたはその近傍部分のみが取り替えられる構成の場合には、背面電極は、本体側の柄部に取り付けられてもよい。そのようにすることで、電極部の内部構成もより簡略化することができ、かつ、ブラシ部品を取り替える際のコストを抑えることもできる。
【００４０】
あるいは、背面電極は、ブラシ部品２１に対して張替え可能であってもよい。このようにすることで、ブラシ部品２１を取り替えても背面電極を再利用することができる。または、両方の露出電極（背面電極および本体電極）を張替え可能とすることで、汚れた場合に自由に取り替えられることとしてもよい。
【００４１】
なお、本体２内部の部品や本体２の材質によっては本体電極５２２がなくても人体を介した閉ループが構成されることがあり得るため、電極部５２に本体電極５２２が含まれなくてもよい。
【００４２】
＜電動歯ブラシの駆動原理＞
ＣＰＵ１２０が動作モードに応じた駆動信号（たとえばパルス幅変調信号）をモータ１０に供給し、モータ１０の回転軸１１を回転させる。回転軸１１の回転に伴って偏心軸３０も回転するが、偏心軸３０は重心がずれているために回転中心の回りに旋回するような運動を行なう。よって、偏心軸３０の先端が軸受２０３の内壁に対して衝突を繰り返し、ステム部２０とそれに装着されたブラシ部品２１とを高速に振動（運動）させることとなる。つまり、モータ１０が、ブラシを振動（運動）させる駆動部の役割を担い、偏心軸３０が、モータ１０の出力（回転）を振動部材５の振動に変換する運動伝達機構（運動変換機構）の役割を担っている。
【００４３】
使用者は、本体２を手で持ち、高速に振動するブラシ２１０を歯に当てることで、ブラッシングを行なうことができる。なお、ＣＰＵ１２０はタイマ１２２を用いて継続動作時間を監視しており、所定時間（たとえば２分間）が経過したら自動的にブラシの振動を停止させる。
【００４４】
本実施形態の電動歯ブラシ１では、運動伝達機構である偏心軸３０が振動部材５に内包され、特に重り３００がブラシ２１０の近傍に配置されている。よって、ブラシ２１０の部分を効率的に振動させることができる。その一方で、振動部材５（ステム部２０）が弾性部材２０２を介して本体２に取り付けられているので、振動部材５の振動が本体２に伝わり難くなっている。よって、歯を磨く際の本体２および手の振動を低減でき、使用感の向上を図ることができる。
【００４５】
＜電動歯ブラシの動作＞
歯の種類（上顎／下顎、臼歯／切歯など）や部分（舌側／頬側、歯面／噛み合わせ面など）によって、食物残渣や歯垢の付き方が異なる。よって、たとえばブラシの当て方（ブラシ角やブラシ圧）、動かし方、スピード、ブラッシング時間など、歯列の部位ごとに効果的なブラッシング動作に違いがある。それゆえ、適切なブラッシングが行われているかどうかの評価は、部位ごとに行なうことが望ましい。
【００４６】
そこで、本実施形態の電動歯ブラシ１は、加速度センサ１５で検出されたブラシの姿勢（姿勢情報）、および、接触検知部５０の検知結果に基づいて、ブラッシング部位を精度よく推定することにより、部位ごとのブラッシング評価を実現する。評価項目は種々考えられるが、ここではブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の３項目についての評価を行なう。
【００４７】
本実施形態では、図５に示すように、上下の歯列を、「上顎前頬側」、「上顎前舌側」、「上顎左頬側」、「上顎左舌側」、「上顎右頬側」、「上顎右舌側」、「下顎前頬側」、「下顎前舌側」、「下顎左頬側」、「下顎左舌側」、「下顎右頬側」、「下顎右舌側」、の１２箇所の部位に区分する。ただし、歯列の区分はこれに限らず、もっと大まかな区分でもよいし、より細かい区分でもよい。たとえば、上下左右の噛み合わせ面を考慮してもよい。
【００４８】
なお、上顎には舌がないため、「上顎前舌側」、「上顎左舌側」および「上顎右舌側」との部位名は、正確にはそれぞれ、「上顎前口蓋側」、「上顎左口蓋側」および「上顎右口蓋側」という。同様に、前顎には頬がないため、「上顎前頬側」および「下顎前頬側」との部位名は、正確にはそれぞれ「上顎前唇側」および「下顎前唇側」という。
【００４９】
図６〜図９のフローチャートを参照して、ブラッシング評価のフローを具体的に説明する。図６はメインルーチンのフローチャートであり、図７〜図９はメインルーチンの各処理の詳細を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、特にことわりのない限り、ＣＰＵ１２０がメモリ１２１に格納されているプログラムに従って実行する処理である。
【００５０】
電動歯ブラシ１の電源がＯＮになると、ＣＰＵ１２０は、加速度センサ１５の出力に基づきブラシの姿勢（傾き）を検出する（Ｓ１０）。次に、ＣＰＵ１２０は、少なくともＳ１０で検出された姿勢に基づいてブラッシング部位を推定する（Ｓ２０）。次に、ＣＰＵ１２０は、ブラッシング時間の計測（Ｓ３０）、ブラシ角の推定（Ｓ４０）、ブラシ圧の検知（Ｓ５０）を行なう。これらの情報は、部位別にメモリ１２１に記録される（図１８参照）。Ｓ１０〜Ｓ５０の処理は一定時間ごとに繰り返し実行される。電源がＯＦＦになるか、継続動作時間が所定時間（たとえば２分間）に達すると、ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１に記録されたブラッシング情報（ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧）に基づいて、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器１１０に出力する（Ｓ６０）。なお、メモリ１２１内のブラッシング情報は、電動歯ブラシ１の電源がＯＮになるたびにクリアされる。
【００５１】
本実施形態では、ブラッシングが終了した時点で、ブラッシング結果を出力することとしたが、ブラッシングが継続している間に、ブラッシングの途中経過を出力してもよい。つまり、ブラッシング結果の出力処理（Ｓ６０）は、たとえば、ブラシ圧検知（Ｓ５０）と継続の判断処理との間に行なわれてもよい。
【００５２】
以下、Ｓ１０〜Ｓ６０の処理を詳しく説明する。
（姿勢の検出）
図７は姿勢検出処理（Ｓ１０）のフローチャートである。
【００５３】
ＣＰＵ１２０は、加速度センサ１５からｘ、ｙ、ｚそれぞれの出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを取得する（Ｓ１００）。Ａｘはｘ方向の加速度成分、Ａｙはｙ方向の加速度成分、Ａｚはｚ方向の加速度成分を表す。電動歯ブラシ１が静止状態にあるとき（加速度センサ１５に動加速度が作用していないとき）は、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの合成ベクトルＡが重力加速度に相当する。ここでは、Ａ＝（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）を姿勢ベクトルとよぶ。
【００５４】
ここで、姿勢ベクトルＡ＝（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）の大きさが１．２ｇ（ｇは重力加速度）より大きい場合は（Ｓ１０１；ＹＥＳ）、エラーを返す（Ｓ１０２）。加速度センサ出力に動加速度成分が多く含まれていると、重力加速度の方向（つまりブラシの三次元姿勢）を正確に特定するのが難しくなるからである。なお、Ｓ１０２のようにエラーを返すのではなく、合成ベクトルの大きさが１．２ｇ以下となる加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚが得られるまでＳ１００とＳ１０１の処理を繰返すようにしてもよい。なお、エラー判定のしきい値は１．２ｇに限らず、他の値でもよい。
【００５５】
（ブラッシング部位の推定）
図８および図９はブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）のフローチャートである。また図１０および図１１は、ブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【００５６】
まずＣＰＵ１２０は、ｚ方向の加速度センサの出力Ａｚに基づき、上顎か下顎かを判定する（Ｓ７００）。上顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず上向きになり、下顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず下向きになることに着目した判定である。Ａｚ＞０の場合は下顎（Ｓ８０１）、Ａｚ≦０の場合は上顎（Ｓ７０１）と判定される。
【００５７】
（１）上顎の場合
ＣＰＵ１２０は、ｙ方向の加速度センサの出力Ａｙに基づいて前歯か否かを判定する（Ｓ７０２）。前歯をブラッシングするときは歯ブラシ本体２が比較的水平になるが、臼歯をブラッシングするときは唇との干渉があるため歯ブラシ本体２が斜めにならざるをえないことに着目した判定である。Ａｙ≦閾値ａの場合は上顎前歯と判定される（Ｓ７０３）。
【００５８】
上顎前歯と判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づい
て頬側か舌側かを判定する（Ｓ７０４）。頬側と舌側とではブラシの向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「上顎前頬側」と判定され（Ｓ７０５）、Ａｘ≦０の場合は「上顎前舌側」と判定される（Ｓ７０６）。
【００５９】
一方、Ｓ７０２で上顎前歯でないと判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて噛み合わせ面か否かを判定する（Ｓ７０７）。噛み合わせ面をブラッシングするときはブラシ面がほぼ水平になり、Ａｘの出力が非常に小さくなることに着目した判定である。閾値ｂ＞Ａｘ＞閾値ｃの場合は「上顎左噛み合わせ面または上顎右噛み合わせ面」と判定される（Ｓ７０８）。なお、本実施形態では、上顎左噛み合わせ面と上顎右噛み合わせ面とをとくに区別していない。噛み合わせ面の場合、左右でブラッシング動作を変える必要性が小さいからである。
【００６０】
Ａｘ≧閾値ｂまたはＡｘ≦閾値ｃの場合、ＣＰＵ１２０は、Ａｘが０より大きいか否かで、ブラシ面の向きを判定する（Ｓ７０９）。頬側と舌側とではブラシ面の向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「上顎右頬側または上顎左舌側」と判定され（Ｓ７１０）、Ａｘ≦０の場合は「上顎左頬側または上顎右舌側」と判定される（Ｓ７１２）。
【００６１】
「上顎右頬側または上顎左舌側」と判定された場合、部位判定処理Ａが実行される（Ｓ７１０）。「上顎左頬側または上顎右舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｂが実行される（Ｓ７１１）。これらの部位判定処理Ａ，Ｂについては後述する。
【００６２】
（２）下顎の場合
ＣＰＵ１２０は、ｙ方向の加速度センサの出力Ａｙに基づいて前歯か否かを判定する（Ｓ８０２）。前歯をブラッシングするときは歯ブラシ本体２が比較的水平になるが、臼歯をブラッシングするときは唇との干渉があるため歯ブラシ本体２が斜めにならざるをえないことに着目した判定である。Ａｙ≦閾値ｄの場合は下顎前歯と判定される（Ｓ８０３）。
【００６３】
下顎前歯と判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて頬側か舌側かを判定する（Ｓ８０４）。頬側と舌側とではブラシの向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＜０の場合は「下顎前頬側」と判定され（Ｓ８０５）、Ａｘ≧０の場合は「下顎前舌側」と判定される（Ｓ８０６）。
【００６４】
一方、Ｓ８０２で下顎前歯でないと判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて噛み合わせ面か否かを判定する（Ｓ８０７）。噛み合わせ面をブラッシングするときはブラシ面がほぼ水平になり、Ａｘの出力が非常に小さくなることに着目した判定である。閾値ｅ＞Ａｘ＞閾値ｆの場合は「下顎左噛み合わせ面または下顎右噛み合わせ面」と判定される（Ｓ８０８）。なお、本実施形態では、下顎左噛み合わせ面と下顎右噛み合わせ面とをとくに区別していない。噛み合わせ面の場合、左右でブラッシング動作を変える必要性が小さいからである。
【００６５】
Ａｘ≧閾値ｅまたはＡｘ≦閾値ｆの場合、ＣＰＵ１２０は、Ａｘが０より大きいか否かで、ブラシ面の向きを判定する（Ｓ８０９）。頬側と舌側とではブラシ面の向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「下顎右頬側または下顎左舌側」と判定され（Ｓ８１０）、Ａｘ≦０の場合は「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定される（Ｓ８１１）。
【００６６】
「下顎右頬側または下顎左舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｃが実行される（Ｓ８１０）。「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｄが実行される（Ｓ８１１）。
【００６７】
上記判定アルゴリズムはあくまでも一例を示したものにすぎず、加速度センサ１５の出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚからブラッシング部位を特定できるのであればどのような判定アルゴリズムでも構わない。たとえばＡｘ、Ａｙ、Ａｚの値をそのまま判定の変数として用いるのでなく、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを適宜組み合わせることで得られる２次変数を判定に用いてもよい。２次変数は、たとえば、Ａｙ／Ａｚ、Ａｘ・Ａｘ＋Ａｙ・Ａｙ、Ａｚ−Ａｘなど、任意に設定できる。あるいは、各軸の加速度情報Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを、角度情報（姿勢角）α、β、γに変換した後で、ブラッシング部位を判定してもよい。たとえば、重力加速度方向に対するｘ軸の角度をロール角α、重力加速度方向に対するｙ軸の角度をピッチ角β、重力加速度方向に対するｚ軸の角度をヨー角γのように定義すればよい。判定に用いる閾値は臨床実験等の結果から決定することができる。
【００６８】
（部位判定処理）
右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面と判定された場合に頬側か舌側かを判定する処理について説明する。つまり、「上顎右頬側または上顎左舌側」、「上顎左頬側または上顎右舌側」、「下顎右頬側または下顎左舌側」あるいは「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定された場合に、頬側か舌側（口蓋側）かを判定するための部位判定処理について説明する。
【００６９】
図１２は、部位判定処理Ａを示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、ブラシ部３の背面に配置された電極（背面電極）５２１に生体がほぼ常時接触されているか否かを判断する（Ｓ２０１Ａ）。たとえば、一定時間中、接触している時間の割合が８０％以上であるか否かを判断する。生体への接触の有無は、検出部５４が検出したインピーダンス値、あるいは、その変化に基づいて判定することができる。
【００７０】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、背面電極５２１が生体に接触しているときと非接触のときの、生体を介した回路を概略的に示す図である。
【００７１】
図１３（Ａ）に示されるように、背面電極５２１が生体と接触していないときは、空気部が存在するため、接触時と比べてインピーダンス値は大きい。これに対し、図１３（Ｂ）に示されるように、背面電極５２１が生体と接触しているときは、背面電極５２１を介して閉ループ回路が構成されるため、非接触時と比べてインピーダンス値は小さい。
【００７２】
したがって、たとえば、インピーダンス値が予め定められた閾値以上か否かを検出することにより、接触／非接触を判定することができる。インピーダンスの閾値は、予め実験等を行なうことで決定される。
【００７３】
背面電極５２１に生体がほぼ常時接触していると判定された場合（Ｓ２０１ＡにてＹＥＳ）、上顎右頬側と判定される（Ｓ２０２Ａ）。頬側をブラッシングしているときは、電動歯ブラシ１のブラシ部３の背面がほぼ常時、頬内側と接触するからである。
【００７４】
一方、背面電極５２１に生体がほぼ常時接触していないと判定された場合（Ｓ２０１ＡにてＮＯ）、さらに、背面電極５２１に生体が間欠的に接触しているか否かを判定する（Ｓ２０３Ａ）。たとえば、一定時間中、接触している時間の割合が３０％以上８０％未満か否かを判断する。背面電極５２１に生体が間欠的に接触していると判定された場合（Ｓ２０３ＡにてＹＥＳ）、上顎左舌側と判定される（Ｓ２０４Ａ）。舌側（口蓋側）をブラッシングしているときは、電動歯ブラシ１のブラシ部３の背面が間欠的に、舌と接触するからである。
【００７５】
背面電極５２１に生体が間欠的に接触していないと判定された場合（Ｓ２０３ＡにてＮＯ）、エラーと判定される（Ｓ２０５Ａ）。
【００７６】
本実施形態における頬側／舌側の判定方法の具体例を、図１４に示す。なお、図１４に示されるようなインピーダンスのレベルを得るためには、たとえば、体脂肪計などで採用されているように、ブラシ部３の背面に、電流印加用の電極の対と、電圧検出用の電極の対とが設けられればよい。
【００７７】
図１４を参照して、時間ｔ１〜ｔ２の間は、インピーダンス値が常時閾値未満であるので、頬側面と判定される。これに対し、時間ｔ２以降は、インピーダンス値が間欠的に、閾値以上であるので、舌側面と判定される。
【００７８】
図１５〜図１７は、それぞれ、部位判定処理Ｂ，Ｃ，Ｄのフローチャートを示している。これらのフローチャートに示される処理は、基本的に図１２に示した部位判定処理Ａと同様である。図１２の上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ），上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）が、それぞれ、部位判定処理に移行する前の大まかな部位判定結果に応じて異なる点のみが、相違する。具体的には、図１５の部位判定処理Ｂでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、上顎左頬側（Ｓ２０２Ｂ）および上顎右舌側（Ｓ２０４Ｂ）と判定される。図１６の部位判定処理Ｃでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、下顎右頬側（Ｓ２０２Ｃ）および下顎左舌側（Ｓ２０４Ｃ）と判定される。図１７の部位判定処理Ｄでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、下顎左頬側（Ｓ２０２Ｄ）および下顎右舌側（Ｓ２０４Ｄ）と判定される。
【００７９】
以上の処理によって、現在のブラッシング部位が、「上顎前頬側」（Ｓ７０５）、「上顎前舌側」（Ｓ７０６）、「上顎噛み合わせ面」（Ｓ７０８）、「上顎右頬側」（Ｓ２０２Ａ）、「上顎左舌側」（Ｓ２０４Ａ）、「上顎左頬側」（Ｓ２０２Ｂ）または「上顎右舌側」（Ｓ２０４Ｂ）、「下顎前頬側」（Ｓ８０５）、「下顎前舌側」（Ｓ８０６）、「下顎噛み合わせ面」（Ｓ８０８）、「下顎右頬側」（Ｓ２０２Ｃ）、「下顎左舌側」（Ｓ２０４Ｃ）、「下顎左頬側」（Ｓ２０２Ｄ）、「下顎右舌側」（Ｓ２０４Ｄ）のいずれかに特定される。
【００８０】
なお、本実施形態において、頬側および舌側の判定は、一定時間インピーダンス値を検出することにより行なわれるため、頬側または舌側との判定結果は、ブラッシング部位推定処理（図６のＳ２０）が複数サイクル行なわれてはじめて得られるものであってよい。
【００８１】
また、本実施の形態では、噛み合わせ面の評価結果は出力しないため、噛み合わせ面の部位判定は省略してもよい。
【００８２】
（ブラッシング時間の計測）
図１８は、メモリ１２１に記録されているブラッシング情報の一例を示している。図１８は、下顎左頬側をブラッシングしている状態の例である。下顎左頬側よりも前に、上顎前頬側が７．５秒間ブラッシングされ、上顎左頬側が１２．２秒間ブラッシングされている。なお「−」はデータが記録されていないこと、つまりその部位がまだブラッシングされていないことを表している。
【００８３】
図６に示したＳ３０において、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位（図１８の例では下顎左頬側）のブラッシング時間をカウントアップする。たとえば、図６のＳ１０〜Ｓ５０の処理が０．１秒に１回実行されるのであれば、下顎左頬側のブラッシング時間が＋０．１だけカウントアップされ、２．１秒となる。
【００８４】
なおブラッシング情報には、ブラッシング時間の累積値が記録される。すなわち、たとえばブラッシング部位が再び上顎左頬側に移った場合には、メモリされているブラッシング時間がリセットされるのではなく、メモリされている値１２．２秒にブラッシング時間が加算されていく。
【００８５】
（ブラシ角の推定）
図６のＳ４０において、ＣＰＵ１２０は、Ｓ１０で検出された姿勢（加速度センサ１５の出力）に基づいてブラシ角を推定し、現在のブラッシング部位（図１１の例では下顎左頬側）のブラシ角の値を更新する。このとき、ＣＰＵ１２０はメモリされているブラシ角の値と今回の推定値とから、ブラシ角の平均値を算出して記録することが好ましい。
【００８６】
ブラシ角とは、歯軸（歯の頭と根に沿った軸）に対するブラシの当たり角である。図１９の上段がブラシ角＝１５度の状態、中段がブラシ角＝４５度の状態、下段がブラシ角＝９０度の状態を示している。歯周ポケットや歯間から食物残渣や歯垢を効果的に掻き出すには、ブラシの毛先が歯周ポケットや歯間に入り込むようにブラシを動かすとよい。したがって、ブラシ角は３５度〜５５度の範囲が好ましい。
【００８７】
ブラシ角は、たとえば、ｚ方向の加速度成分Ａｚから推定可能である。図２０に示すように、ブラシ角が約９０度の場合はＡｚはほとんど０を示し、ブラシ角が小さくなるほどＡｚの値が大きくなる、というようにブラシ角に応じてＡｚの値が有意に変化するからである。なお、ブラシ角に応じてｘ方向の加速度成分Ａｘも変化するため、Ａｚの代わりにＡｘからブラシ角を推定したり、ＡｘとＡｚの両方（ＡｘとＡｚの合成ベクトルの方向）からブラシ角を推定することも好ましい。ブラシ角は連続量で算出してもよいし、「３５度未満」「３５度〜５５度」「５５度以上」のような大まかな推定でもよい。
【００８８】
（ブラシ圧の検知）
図６のＳ５０において、ＣＰＵ１２０は、荷重センサ１７の出力に基づいてブラシ圧を算出し、現在のブラッシング部位（図１８の例では下顎左頬側）のブラシ圧の値を更新する。このとき、ＣＰＵ１２０はメモリされているブラシ圧の値と今回の検出値とから、ブラシ圧の平均値を算出して記録することが好ましい。
【００８９】
ブラシ圧が小さすぎると歯垢除去力が低下し、逆に高すぎるとブラシ寿命の低下や歯肉への負担増などの問題が生じる可能性がある。電動歯ブラシのブラシ圧は普通の歯ブラシよりも小さくてよいことから、電動歯ブラシを使いはじめたほとんどの人はブラシ圧超過の傾向にあるといわれている。ブラシ圧の最適値は１００ｇ程度である。
【００９０】
（ブラッシング結果の評価・出力）
ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１に記録されたブラッシング情報に基づいて、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器１１０（ディスプレイ１１１）に出力する。
【００９１】
図２１は、ブラッシング時間の評価結果の出力例である。ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１から各部位のブラッシング時間を読み込み、たとえば、７秒未満を「不足」、７秒〜１５秒を「良好」、１５秒超を「過剰」と評価する。その評価結果は表示器１１０に送信される。表示器１１０のディスプレイ１１１には歯列が描画されており、その歯列中の該当部位が評価結果に応じた色（「不足」は白色、「良好」は黄色、「過剰」は赤色など）で点灯する。このような表示をみることで、使用者は歯列中のどの部位のブラッシングが不足しているか（あるいは過剰であったか）を直感的に把握できる。
【００９２】
図２２は、ブラシ角の評価結果の出力例である。たとえば、「３５度未満」、「３５度〜５５度」、「５５度以上」の三段階で評価され、歯列中の各部位が評価結果に応じた色で点灯する。適切でないブラシ角でブラッシングを行った場合、最適なブラシ角に比べて歯垢除去力が劣るため、所期のブラッシング効果が得られなかったり、ブラッシングに時間がかかったりする可能性がある。図２２のように部位別にブラシ角の評価を出力すれば、使用者に対して正しいブラシ角によるブラッシングを意識させることができる。
【００９３】
図２３は、ブラシ圧の評価結果の出力例である。たとえば、８０ｇ未満は「不足」、８０ｇ〜１５０ｇは「良好」、１５０ｇ超は「過大」と評価され、歯列中の各部位が評価結果に応じた色で点灯する。上述のようにブラシ圧が適切でないと、歯垢除去力の低下、ブラシ寿命の低下、歯肉への負担増などの問題が生じる可能性がある。とはいえ、使用者にとっては、どれくらいの力を加えたときに最適なブラシ圧なのかを理解するのは難しい。その点、図２３のように部位別にブラシ圧の評価を出力すれば、使用者に対して適切なブラシ圧を教示できるとともに、正しいブラシ圧によるブラッシングを意識させることができる。
【００９４】
図２４は、ブラッシング指標の評価結果の出力例である。ブラッシング指標とは、複数の評価項目（ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧）を総合的に評価するための指標であり、ブラッシングの達成度を表すものである。ブラッシング指標の算出式はどのように定義してもよい。本実施形態では、ブラッシング時間とブラシ圧をそれぞれ３５点満点で評価し、ブラシ角を３０点満点で評価して、それらの評価値の合計（１００点満点）をブラッシング指標として用いる。図２４の例では、８０点以上を「優」、６０点〜８０点を「良」、６０点未満を「不可」としている。このような総合評価を出力することで、使用者に対してより有益な指針を与えることができる。
【００９５】
以上述べた本実施形態の構成によれば、加速度センサ１５および接触検知部５０の出力を利用することにより、高精度に歯ブラシ１の姿勢、および、ブラシ部３の背面の生体への接触の有無を判定できる。その結果、従来よりも高精度にブラッシング部位の同定が可能となる。したがって、従来よりも細かい区分（部位）でブラッシング結果を評価でき、有用かつ信頼性の高い評価指針を使用者に提供することが可能となる。しかも加速度センサ１５は小型ゆえ、電動歯ブラシ本体への組み込みも容易であるという利点もある。また、電極５２１，５２２は、従来のようにカメラ、温度センサあるいは距離センサを用いるよりも配線が簡単になるため、ブラシ部３（ブラシヘッド）の小型化を図ることもできる。また、汚れや振動に対する耐性も増す。
【００９６】
なお、図２１〜図１４の評価結果は、ディスプレイ１１１上に同時に表示してもよいし、順番に表示してもよい。後者の場合、表示の切替えは自動で行われてもよいし、使用者のボタン操作により行われてもよい。
【００９７】
また上記実施形態では、電動歯ブラシ１の電源がオフになると自動的に結果が表示される。しかし、表示器１１０の設置場所とは異なる場所で歯磨きが行われることも想定されるため、たとえば、使用者が表示器１１０または歯ブラシ本体２に設けられたボタンを押すと、歯ブラシ本体２から表示器１１０にブラッシング情報が送信され、表示器１１０に結果が表示されるような機能を設けることも好ましい。
【００９８】
メモリ１２１に蓄積されたブラッシング情報や評価結果を印刷できるとよい。たとえば充電器や表示器にプリンタ（図示せず）を搭載してもよいし、歯ブラシ本体や充電器や表示器から外部のプリンタに印刷データを送信できるようにしてもよい。またブラッシング情報や評価結果のデータを無線通信もしくは有線通信により図示しない外部機器（パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡなど）に転送する機能も好ましい。また歯ブラシ本体、充電器、表示器などにメモリカードスロット（図示せず）を設け、ブラッシング情報や評価結果のデータを外部メモリカードに記録できるようにしてもよい。
【００９９】
また、ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の最適値（目標値）を部位ごとに異なる値を設定できるようにしてもよい。たとえば、臼歯の歯面（側面）では、ブラシの毛先で歯周ポケットや歯間から食物残渣や歯垢を効果的に掻き出すために、３５度〜５５度のブラシ角が好ましいが、歯面が比較的大きい前歯ではそれよりも大きい角度（たとえば５５度〜９０度）が好ましい。また臼歯の噛み合わせ面に対しては、ブラシ角は約０度がよい。さらに、刷掃効果の観点からではなく、歯肉などの組織にダメージを与えることを避けるという観点から、最適なブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧を決定することもできる。このように部位ごとに最適値を設定し、評価を行なえば、より有用かつ信頼性の高い評価指針の提供が可能となる。
【０１００】
＜変形例＞
上記第１実施形態では、電動歯ブラシは、ブラッシング中の部位を推定し、部位ごとのブラッシング結果を出力したが、これに代えて／加えて、推定された部位に応じて動作モードを切替えることとしてもよい。
【０１０１】
図２５は、第１実施形態の変形例におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【０１０２】
第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、動作モード切替処理（Ｓ２２）が挿入される点のみである。
【０１０３】
本変形例では、ブラッシング部位が推定されると（Ｓ２０）、動作モード切替処理が実行される（Ｓ２２）。動作モード切替処理では、たとえば上述の特開２００９−２４０７５９号公報に記載された手法が採用可能である。具体的には、ブラッシング部位に応じてモータの回転方向（正転／反転）を切替えてもよい。モータの回転方向を制御してブラッシング部位にあった適切かつ効果的なブラシ毛先の動きを実現することにより、歯垢除去力の向上を図ることができる。あるいは、ブラッシング部位に応じてモータの回転数を切替えてもよい。モータの回転方向を制御してブラッシング部位にあった適切かつ効果的なブラシ毛先の動きを実現することにより、歯垢除去力の向上を図ることができる。
【０１０４】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ブラッシング部位が、図５に示した１２箇所の部位のいずれであるかが判定された。第２実施形態では、図５に示した区分により判定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出する。
【０１０５】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１０６】
図２６は、第２実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図２６を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、詳細部位検出処理（Ｓ２４）が挿入される点のみである。
【０１０７】
詳細に部位を検出するために、本実施の形態における電動歯ブラシは、第１実施形態で示した電極５２１，５２２に加えて、ブラシ部３の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための少なくとも１つの電極をさらに含む。
【０１０８】
図２７は、第２実施形態における電動歯ブラシ１Ａの外観例を示す斜視図である。
図２７を参照して、電動歯ブラシ１Ａは、柄部４に３つの電極（以下「柄部電極」ともいう）５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃがさらに配置されている。つまり、本実施の形態では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃを含む。検出部５４は、各柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃのインピーダンスを検出する。
【０１０９】
これらの各電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃの形状は、ブラシ角に依存せずにブラッシング部位を検知するために、たとえばリング状であることが望ましい。
【０１１０】
詳細部位検出処理（Ｓ２４）について、図２８および図２９を参照して説明する。
図２８は、詳細部位検出処理（Ｓ２４）を示すフローチャートである。図２９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、柄部電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。なお、これらの図では、柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃを、それぞれ、電極Ａ，Ｂ，Ｃとも示している。
【０１１１】
本実施形態では、ブラッシング部位が奥歯（前歯以外）のときに詳細部位が検出される。
【０１１２】
図２９（Ａ）を参照して、たとえば推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」であったとする。その場合、奥歯７，８（最も奥の歯）を磨いている際、電極Ａ，Ｂ，Ｃの全てが生体（右頬９０１の内側）と接触する。奥歯６，７を磨いている際には、図２９（Ｂ）に示されるように、電極Ａ，Ｂが生体と接触する。奥歯５，６（最も手前の歯）を磨いている際には、図２９（Ｃ）に示されるように、最もブラシ側に位置する電極Ａが生体と接触する。
【０１１３】
他の奥歯のブラッシング部位においても、電極Ａ，Ｂ，Ｃのうちのどれが、左頬９０２の内側あるいは舌９０３と接触しているかを検出することで、ブラッシング中の詳細部位（歯）を特定することができる。
【０１１４】
図２８を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が奥歯（前歯以外）か否かを判断する（Ｓ３０１）。ブラッシング部位が奥歯でなく前歯であれば（Ｓ３０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が奥歯であれば（Ｓ３０１にてＹＥＳ）、電極Ａ，Ｂ，Ｃ（柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃ）のインピーダンスを検出し、生体がどの電極に接触しているかを判定する。
【０１１５】
全ての電極Ａ，Ｂ，Ｃに接触していると判定された場合（Ｓ３０２）、奥歯７，８付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０４）。電極Ａ，Ｂに接触していると判定された場合（Ｓ３０５）、奥歯６，７付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０６）。電極Ａのみに接触していると判定された場合（Ｓ３０７）、奥歯５，６付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０８）。
【０１１６】
なお、生体との接触の有無の判断方法を、ブラッシング部位が頬側と舌側とで変えてもよい。たとえば、第１実施形態における頬側／舌側の判断方法と同様の考えを採用してもよい。つまり、頬側の奥歯の場合、インピーダンスが閾値未満の時間割合が８０％以上であれば、接触していると判断し、舌側の奥歯の場合、インピーダンスが閾値未満の時間割合が３０〜８０％であれば、接触していると判断してもよい。
【０１１７】
以上のように、第２実施形態によると、第１実施形態よりもさらに詳細なブラッシング部位を検出することができるので、より詳細なブラッシング結果を出力することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、３つの柄部電極を設けたが、たとえば電極ＢまたはＣに相当する柄部電極を１つだけ設ける構成であってもよい。１つの柄部電極であっても、その柄部電極が生体に接触しているか否かを検出することで、奥側の歯か手前の歯かを大まかに判定することができるからである。
【０１１９】
＜変形例＞
上記第２実施形態では、ブラッシング部位が奥歯の場合にさらに詳細な部位を検出するために、電動歯ブラシに柄部電極を設けた。変形例では、ブラッシング部位が前歯の場合に詳細な部位を検出する。
【０１２０】
図３０は、第２実施形態の変形例における電動歯ブラシ１Ｂの外観例を示す斜視図である。
【０１２１】
図３０を参照して、本変形例では、電動歯ブラシ１Ｂは、ブラシ部３の先端部に電極（「先端電極」ともいう）５２４をさらに備える。つまり、本変形例では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および先端電極５２４を含む。検出部５４は、先端電極５２４のインピーダンスも検出する。
【０１２２】
本変形例における詳細部位検出処理（Ｓ２４）について、図３１および図３２を参照して説明する。
【０１２３】
図３１は、詳細部位検出処理（Ｓ２４）を示すフローチャートである。図３２は、先端電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【０１２４】
図３２を参照して、たとえば推定されたブラッシング部位が「上顎前舌側（上顎前口蓋側）」であったとする。その場合、前歯１，２付近を磨いている際、先端電極５２４は生体（歯）と接触しないが、前歯２，３付近を磨いている際には、先端電極５２４は生体（歯）と接触する。
【０１２５】
他の前歯のブラッシング部位においても、先端電極５２４が、頬内側あるいは図３２に示した前歯１〜３と反対側の前歯と接触しているかを検出することで、ブラッシング中の詳細部位（歯）を特定することができる。
【０１２６】
図３１を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が前歯か否かを判断する（Ｓ４０１）。ブラッシング部位が前歯でなく奥歯であれば（Ｓ４０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が前歯であれば（Ｓ４０１にてＹＥＳ）、先端電極５２４のインピーダンスを検出し、先端電極５２４が生体に接触しているかを判定する（Ｓ４０２）。
【０１２７】
先端電極５２４が生体に接触していると判定された場合（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、前歯の端部を磨いていると推定されるため、前歯２，３付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ４０３）。先端電極５２４が生体に接触していないと判定された場合（Ｓ４０２にてＮＯ）、前歯の中央付近を磨いていると推定されるため、前歯１，２付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ４０４）。
【０１２８】
このように、本変形例によっても、第１実施形態よりもさらに詳細なブラッシング部位を検出することができるので、より詳細なブラッシング結果を出力することができる。
【０１２９】
［第３実施形態］
本実施の形態における電動歯ブラシは、第１実施形態において加速度センサおよび背面電極を用いて推定されたブラッシング部位を補正する機能をさらに有している。
【０１３０】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１３１】
図３３は、第３実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図３３を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、部位補正処理（Ｓ２６）が挿入される点のみである。
【０１３２】
図３４は、第３実施形態における電動歯ブラシ１Ｃの外観例を示す斜視図である。
図３４を参照して、電動歯ブラシ１Ｃは、ブラシ部３の両側面にそれぞれ電極（以下「側面電極」ともいう）５２５Ａ，５２５Ｂがさらに配置されている。つまり、本実施の形態では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および側面電極５２５Ａ，５２５Ｂを含む。検出部５４は、各側面電極５２５Ａ，５２５Ｂのインピーダンスも検出する。
【０１３３】
ブラシ面（ブラシ２１０が存在する方の面）を前面とした場合、側面電極５２５Ａは右側面に位置し、側面電極５２５Ｂは左側面に位置している。
【０１３４】
図３５は、部位補正処理（Ｓ２６）を示すフローチャートである。図３６は、側面電極を利用した部位補正方法を説明するための図である。
【０１３５】
本実施形態では、ブラッシング部位が奥歯（前歯以外）のときに詳細部位が検出される。
【０１３６】
図３６には、口内側から見た右側の歯が模式的に示されている。ブラッシング部位が右奥歯の場合、上側の歯を磨いている場合、左側の側面電極５２５Ｂは生体（右頬９０１側の歯周組織や粘膜等）に接触し得るが、右側の側面電極５２５Ａは生体に接触しない。つまり、上奥歯を磨いている際、側面電極５２５Ｂは、ブラシ角が正角の場合は生体と非接触であるが、逆角の場合には生体と接触状態となり得る。これに対し、下側の歯を磨いている場合、右側の側面電極５２５Ａは生体に接触し得るが、左側の側面電極５２５Ｂは生体に接触しない。つまり、下奥歯を磨いている際、側面電極５２５Ａは、ブラシ角が正角の場合は生体と非接触であるが、逆角の場合には生体と接触状態となり得る。
【０１３７】
図３７は、ブラシ角を説明するための図である。図３７を参照して、本実施形態では、歯軸９０５に対する垂直位置９０６から、歯周ポケットの方に毛先が向く方向を「正角」といい、歯周ポケットの反対側の方に毛先が向く方向を「逆角」という。したがって、図３６の下側の歯ブラシの向きは正角を表わし、図３６の上側の歯ブラシの向きは逆角を表わしている。
【０１３８】
図３５を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が奥歯（前歯以外）か否かを判断する（Ｓ５０１）。ブラッシング部位が奥歯でなく前歯であれば（Ｓ５０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が奥歯であれば（Ｓ５０１にてＹＥＳ）、側面電極５２５Ａ，５２５Ｂのインピーダンスを検出し、生体がどの電極に接触しているかを判定する。
【０１３９】
そして、推定されたブラッシング部位であれば非接触であるべき側面電極が、生体に接触しているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。具体的には、たとえば推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」であれば、図３６に示したように、左側の側面電極５２５Ｂは接触しないはずである。したがって、推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」のとき、左側の側面電極５２５Ｂと接触したか否かを判定する。推定されたブラッシング部位が「上顎右頬側」であれば、図３６に示したように、右側の側面電極５２５Ａは接触しないはずである。したがって、推定されたブラッシング部位が「上顎右頬側」のとき、右側の側面電極５２５Ａと接触したか否かを判定する。
【０１４０】
非接触であるべき側面電極が生体に接触していなければ（ステップＳ５０２にてＮＯ）、加速度センサ１５より得られた出力により部位を特定する、つまり、部位の補正は必要なしと判定される（Ｓ５０６）。
【０１４１】
これに対し、非接触であるべき側面電極が生体に接触したと判定された場合には（ステップＳ５０２にてＹＥＳ）、加速度センサ１５による部位特定を補正する必要性があると判定される（Ｓ５０３）。つまり、この場合、ブラシ角が逆角で生体と当っているため、ＣＰＵ１２０は、部位ごとに、下顎と上顎とを逆にする補正を行なう（Ｓ５０４）。
【０１４２】
このように、万一、加速度センサ１５を利用して判定したブラッシング部位に誤りがあった場合でも、側面電極を利用することでより確実にブラッシング部位を特定することができる。
【０１４３】
［第４実施形態］
上記第１〜第３実施形態では、１以上の電極を用いて生体との接触を検知することで、ブラッシング部位を特定したが、生体との接触を検知するために用いるデバイスは、電極方式のものであれば電極の仕様は限定されない。
【０１４４】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１４５】
本実施形態では、図１に示した接触検知部５０は、電極部５２および検出部５４にそれぞれ代えて、静電容量方式のセンサを構成する電極部５３、および、電極部５３の静電容量の変化を検出するための検出部５５を含む。
【０１４６】
図３８は、第４実施形態における電動歯ブラシ１Ｄの外観例を示す斜視図である。
図３８を参照して、電動歯ブラシ１Ｄは、ブラシ部３の背面側に、静電容量式のセンサの部品として一対の電極（導体）５３Ａ，５３Ｂが内蔵されている。検出部５５は、第１実施形態と同様に、図３に示した駆動回路１２内に搭載されてよい。なお、静電容量式のセンサの場合、他の実施形態のようにインピーダンスを検出するものではないため、ユーザの手と接触する本体２側には電極を設けなくてよい。
【０１４７】
電極５３Ａ，５３Ｂは、たとえば、円筒形状を有する銅やＳＵＳ等からなる部材である。これらは、ブラシ部３の中空内部に、歯ブラシの軸方向を長手方向として配置される。また、これらは、互いに所定の間隔を空けて、横方向に隣接して配置される。なお、電極５３Ａ，５３Ｂの配置位置は図３８に示したような位置に限定されない。たとえば、図３９に示されるように、歯ブラシの軸方向に対し垂直の方向を長手方向として、縦方向に隣接して配置されてもよい。
【０１４８】
一対の電極５３Ａ，５３Ｂは、互いに絶縁された状態でそれぞれリード線（図示せず）を介して検出部５５に接続されており、電圧が加わることで電荷が蓄えられるコンデンサとして機能する。検出部５５は、電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量を検出し、検出した静電容量を周波数に変換してＣＰＵ１２０に出力する。
【０１４９】
ここで、電極５３Ａ，５３Ｂ間に生じる静電容量は、空気と生体の誘電率の違いにより変化する原理について説明する。
【０１５０】
図４０（Ａ），（Ｂ）は、生体の接触によって電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量が変化する原理について説明するための図である。なお、図では概念的に生体９０と電極５３Ａ，５３Ｂとが直接接触しているように示しているが、実際には両者の間にブラシ部３の外形部が介在している。
【０１５１】
生体の比誘電率は空気の比誘電率よりも大きいため、生体９０がブラシ部３の背面に接触すると、生体９０のうち電極近傍の領域において空気よりも多くの電荷が誘電される。これにより、電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量が増加することになる。
【０１５２】
ＣＰＵ１２０は、検出部５５で周波数変換された静電容量の変化を計測することで、ブラシ部３の背面が生体と接触しているか否かを判定する。具体的には、たとえば、静電容量が、予め実験を行なうことで定められた閾値（単位：ｐＦ）を超えたか否かを検出することで、ブラシ部３背面への生体の接触の有無を判定することができる。
【０１５３】
このように、電動歯ブラシに静電容量式のセンサを設けた場合、当該センサの電極は外部に露出しないため、外表面に露出する電極を設ける場合に比べて、汚れ等の影響により接触検知の精度が低下することを防ぐことができる。
【０１５４】
また、電極が生体と直接接触する構成ではないため、電極を介して生体に直接電流が流れることがなく、人体に対する直接的な電気的影響を抑制することができる。また、ブラシ部３の背面がたとえば樹脂製の場合には、静電気が歯ブラシに印加されたとしても、樹脂製のブラシ部３が保護となり、静電気によるＣＰＵ等の内部部品の破壊を防止することができる。
【０１５５】
なお、第２〜第３実施形態に示した、背面電極以外の電極の機能を、静電容量式のセンサが実現することもできる。つまり、電動歯ブラシの柄部、ブラシ部の先端または側面に、１対の電極を内蔵することで、詳細な部位の検出や部位の補正を実現してもよい。
【０１５６】
（変形例１）
上記第４実施形態では、静電容量式のセンサの構成として１対の電極を含む構成を示したが、１つの電極のみを含む構成であってもよい。
【０１５７】
図４１は、第４実施形態の変形例１における電動歯ブラシ１Ｄ＃の外観例を示す斜視図である。
【０１５８】
図４１を参照して、電動歯ブラシ１Ｄ＃は、ブラシ部３の背面側に、静電容量式のセンサの部品として１つの電極（導体）５３０が内蔵されている。本変形例では、電極５３０は、コンデンサの一方の電極として機能し、コンデンサの他方の電極の機能は生体により担われる。
【０１５９】
図４２は、第４実施形態の変形例１における接触検知の原理について説明するための模式図である。
【０１６０】
図４２を参照して、電動歯ブラシ１Ｄ＃のブラシ部３が生体９０の頬粘膜や舌と接触すると、電動歯ブラシ１Ｄ＃と生体９０と大地との間で、図に示すような回路が形成される。このとき、電動歯ブラシ１Ｄ＃と大地との間、生体９０と大地との間、生体９０と電極５３０との間には、それぞれ静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が形成される。そして、この回路における合成容量Ｃｘは、１／Ｃｘ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３で表される。生体９０と電極５３０との間の静電容量Ｃ３は、生体９０の頬粘膜や舌がブラシ部３の背面に接触することにより増加する。
【０１６１】
ここで、静電容量Ｃ１とＣ２は数百ｐＦ程度である。一方、静電容量Ｃ３は数ｐＦであり、大地間容量であるＣ１、Ｃ２に対して非常に小さい値となる。静電容量Ｃ１〜Ｃ３はいずれも安定的なものではなく周囲環境の変化によって変動することになる。しかし、静電容量Ｃ３の変化はＣ１、Ｃ２と比べて非常に小さいため、合成容量Ｃｘの変化に対するＣ１〜Ｃ３の変化の影響は、Ｃ３の変化がＣ１、Ｃ２と比べて非常に大きく支配的なものとなる。したがって、本変形例では、合成容量Ｃｘの変化を静電容量Ｃ３の変化として検出することにより、生体の接触状態を判断する。
【０１６２】
本変形例では、検出部５５は、合成容量Ｃｘを周波数に変換することで、合成容量Ｃｘの変化が周波数の変化として検出する。ＣＰＵ１２０に対しては、合成容量Ｃｘの変化が、検出部５５からインバータのカウンタ出力（ＨレベルまたはＬレベルの出力）として入力される。なお、このような構成は一例であり、合成容量Ｃｘの変化を検出する構成は、他の従来から知られた構成を用いてもよい。
【０１６３】
本変形例によれば、一つの電極によって接触状態の検出が可能となり、電動歯ブラシの構成の簡素化を図ることができる。
【０１６４】
なお、上記第４実施形態および本変形例における電動歯ブラシは、特開２００９−２２２７０４号公報において、電子体温計と人体との接触検知用として記載された他の電極（導体）の構成を採用することもできる。
【０１６５】
（変形例２）
静電容量式のセンサは、いわゆるタッチセンサのような構成であってもよい。たとえば、静電容量式のセンサは、透明な導電膜と四隅の電極とを含む表面型静電容量方式であってもよい。
【０１６６】
この場合、電極部５３は、導電膜および４つの電極を含む。パネル面が生体と接触または接近すると、導電膜がコンデンサ経由で設置されたのと同じような状態になり、生体を経由して電流が流れる。本変形例において検出部５５は、この電流を検出し、ＣＰＵ１２０に出力する。ＣＰＵ１２０は、検出された電流量を取得し、静電容量の変化を検出することで、生体への接触の有無を判定できる。ＣＰＵ１２０は、たとえば、得られた電流量が、予め実験を行なうことで定められた閾値以上であれば、生体と接触していると判定できる。
【０１６７】
［第５実施形態］
第１〜第４実施形態では、電動歯ブラシに接触検知部を設けることで、部位検出の精度を向上させるものであったが、本実施形態では、歯と歯茎のどちらを磨いているかを検出するために、電動歯ブラシのブラシ面に温度を検出するための赤外線センサが設けられる。
【０１６８】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１６９】
図４３は、第５実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図４３を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、歯／歯茎識別処理（Ｓ２８）が挿入される点のみである。
【０１７０】
図４４は、第５実施形態における電動歯ブラシ１Ｅの外観例を部分的に示す図である。
図４４を参照して、電動歯ブラシ１Ｅは、ブラシ部３のブラシ面に、たとえばサーモパイルなどの赤外線センサ７０が設けられる。赤外線センサ７０の配置位置は、ブラシ面上であれば図４４に示したような位置に限定されない。
【０１７１】
なお、本実施形態においても、ブラシ部３の背面には、第１実施形態または第４実施形態に示したように、背面電極５２１または静電容量式のセンサ５３が設けられているものとする。
【０１７２】
図４５は、歯／歯茎識別処理（Ｓ２８）を示すフローチャートである。
図４５を参照して、ＣＰＵ１２０は、推定された各部位において、赤外線センサ７０より得られる表面温度を検出する（Ｓ６０１）。表面温度が第１閾値（たとえば３４．５℃）以上であれば、ブラシ面は歯茎に面していると判定する（Ｓ６０２）。表面温度が第１閾値未満かつ第２閾値（たとえば３１℃）以上であれば、ブラシ面は歯に面していると判定する（Ｓ６０３）。表面温度が第２閾値未満であれば、口腔外と判定する（Ｓ６０４）。
【０１７３】
このように、歯か歯以外かを識別することで、歯のブラッシング時間と歯茎のブラッシング時間との両方に分けて出力したりすることができる。そのため、出力されたブラッシング結果を、虫歯や歯周病の予防に役立てることができる。
【０１７４】
［第６実施形態］
第１〜第４実施形態では、電動歯ブラシに接触検知部を設けることで、部位検出の精度を向上させるものであったが、本実施形態では、前歯と奥歯との判定誤りを補正するために、電動歯ブラシの柄部の前面側（ブラシ側）と背面側との両方に、光センサが設けられる。電動歯ブラシは、水平な姿勢状態の場合、加速度センサの出力のみでは、前歯と奥歯との識別が困難な場合があるからである。
【０１７５】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１７６】
図４６は、第６実施形態における電動歯ブラシ１Ｆの外観例を示す斜視図である。
図４６を参照して、電動歯ブラシ１Ｆは、柄部４の、ブラシ部３の近傍の位置に、明るさを検出するための光センサ８０Ａ，８０Ｂが設けられている。光センサ８０Ａ，８０Ｂとしては、たとえば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの、光を電気に変換する機能を有するものが採用可能である。
【０１７７】
光センサ８０Ａは、柄部４の前面側に設けられ、光センサ８０Ｂは、柄部４の背面側に設けられている。なお、各光センサ８０Ａ，Ｂは、奥歯をブラッシングする際に口内に入る位置に設けられれば、図示したような位置に限定されない。たとえば、これらは、ブラシ部３の、柄部４の近傍の位置に設けられててもよい。
【０１７８】
本実施形態におけるブラッシング評価処理の流れは、第３実施形態で示した図３３と同様であってよい。本実施形態では、図３３のステップＳ２６（部位補正処理）では、次のような処理が行なわれる。
【０１７９】
まず、ＣＰＵ１２０は、各光センサ８０Ａ，８０Ｂが活性状態か不活性状態かを判断する。具体的には、各光センサ８０Ａ，８０Ｂの出力が、所定の閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上であれば活性状態（明るい）と判断し、閾値未満であれば不活性状態（暗い）と判断する。
【０１８０】
光センサ８０Ａまたは８０Ｂのいずれか一方のみが活性状態であれば、ブラッシング部位は前歯と判定される。具体的には、前面側に配置された光センサ８０Ａのみが活性状態であれば、前面側が口外側を向いていることになるため、舌側または口蓋側の前歯と判定される。背面側に配置された光センサ８０Ｂのみが活性状態であれば、背面側が口外側を向いていることになるため、唇側の前歯と判定される。
【０１８１】
これに対し、光センサ８０Ａ，８０Ｂともに不活性状態であれば、両方とも口腔内に存在すると推定されるため、ブラッシング部位は奥歯と判定される。光センサ８０Ａ，８０Ｂともに活性状態であれば、前歯および奥歯のいずれでもなく、ブラシ部３は口腔外にあると判定される。
【０１８２】
以上のような前歯／奥歯の判定結果が、前に行なわれたブラッシング部位推定処理における前歯／奥歯の判定結果と異なっていれば、今回の判定結果に従いブラッシング部位を補正する。部位補正処理での前歯／奥歯の判定結果が、前に行なわれたブラッシング部位推定処理における前歯／奥歯の判定結果と一致していれば、補正することなく当該処理を終了する。
【０１８３】
このように、万一、加速度センサ１５を利用して判定したブラッシング部位に誤りがあった場合でも、光センサ８０Ａ，８０Ｂを利用することでより高精度にブラッシング部位を特定することができる。
【０１８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１８５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 電動歯ブラシ、２ 本体部、３ ブラシ部、４ 柄部、５ 振動部材、１０ モータ、１１ 回転軸、１２ 駆動回路、１３ 充電池、１４ コイル、１５ 加速度センサ、１７ 荷重センサ、２０ ステム部、２１ ブラシ部品、３０ 偏心軸、５０ 接触検知部、５２ 電極部、５３ 静電容量式のセンサ、５４ 検出部、６１，６２，６３ 電極、６４，６５ リード線、７０ 赤外線センサ、８０Ａ，８０Ｂ 光センサ、１００ 充電器、１１０ 表示器、１１１ ディスプレイ、１１２ データ受信部、１２０ ＣＰＵ、１２１ メモリ、１２２ タイマ、１２３ データ送信部、２０２ 弾性部材、２０３ 軸受、２１０ ブラシ、５２１，５２２，５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃ，５２４，５２５Ａ，５２５Ｂ 電極、Ｓ スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動歯ブラシに関し、特に、ブラッシング部位を推定することのできる電動歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に歯ブラシにおいて、加速度センサやジャイロスコープを駆使して軌跡を演算することでブラッシング部位を推定する手法が存在する。
【０００３】
たとえば、特開２００９−２４０７６０号公報（特許文献１）および特開２００９−２４０７５９号公報（特許文献２）には、加速度センサを用いてブラッシング部位を推定することが記載されている。さらに、これらの公知文献には、カメラ、温度センサ、または、距離センサを用いて、たとえば下左顎頬側面と下右顎舌側面とのいずれであるかを判別することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４０７６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２４０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブラッシング部位を検出する際に、たとえば下左顎頬側面と下右顎舌側面とは歯ブラシ本体の姿勢（ブラシ面が向いている方向）が類似している。そのため、これらの部位の判別を、ブラッシング中の歯ブラシの描いた軌跡情報から行なったり、上述のように、カメラ、温度センサ、または、距離センサを用いたりする必要があった。
【０００６】
歯ブラシ本体の軌跡情報から頬側か舌側かを判定する場合、高性能な演算処理装置が必要になる。また、カメラ、温度センサ、および、距離センサなどは、取り付け構造によっては汚れに弱く、配線が複雑になる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、単純な構成で、精度良くブラッシング部位を推定することのできる電動歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う電動歯ブラシは、ブラシと、ブラシを駆動させるための駆動手段と、電動歯ブラシの姿勢を検知するための姿勢検知センサと、生体との接触を検知するための、電極方式の接触検知手段と、姿勢検知センサの出力に基づいて、電動歯ブラシの姿勢情報を検出するための検出手段と、少なくとも姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定するための部位推定手段とを備える。接触検知手段は、ブラシが配置されたブラシ部の背面側への接触または近接を検知するための第１の検知手段を含む。部位推定手段は、姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、第１の検知手段から得られる電気信号に基づいて、頬側か舌側を判定するための判定手段を含む。
【０００９】
好ましくは、判定手段は、第１の検知手段の出力に基づいて、ブラシ部の背面側が生体に接触している時間割合を算出し、算出された時間割合が予め定められた割合以上であれば、ブラッシング部位は頬側と判定し、算出された時間割合が予め定められた割合未満であれば、ブラッシング部位は舌側と判定する。
【００１０】
好ましくは、第１の検知手段は、ブラシ部の背面側に配置された電極を含み、判定手段は、電極のインピーダンスの大きさを検知することで、生体との接触の有無を判定する。
【００１１】
好ましくは、第１の検知手段は、電動歯ブラシの本体部に配置された電極をさらに含む。
【００１２】
あるいは、第１の検知手段は、ブラシ部の背面側に内蔵された電極を含む静電容量方式の検知手段を含み、判定手段は、静電容量方式の検知手段による静電容量の変化を検知することで、生体との接触または接近の有無を判定することが望ましい。
【００１３】
好ましくは、接触検知手段は、ブラシ部の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、部位推定手段により推定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出するための詳細部位検出手段をさらに備える。
【００１４】
好ましくは、第２の検知手段は、柄部への接触を検知し、詳細部位検出手段は、推定されたブラッシング部位が奥歯に相当する場合に、第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、奥歯のうちの詳細な部位を検出する。
【００１５】
あるいは、第２の検知手段は、ブラシ部の先端への接触を検知し、詳細部位検出手段は、推定されたブラッシング部位が前歯に相当する場合に、第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、前歯のうちの詳細な部位を検出することが望ましい。
【００１６】
好ましくは、接触検知手段は、ブラシ部の側面への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段をさらに備える。
【００１７】
好ましくは、ブラシ部のブラシ面に配置された、温度を検出するための赤外線センサと、赤外線センサからの出力に基づいて、歯および歯茎のどちらを磨いているかを識別するための識別手段とをさらに備える。
【００１８】
好ましくは、奥歯をブラッシングする際に口腔内に入る位置に設けられた光センサと、光センサから得られる信号に基づいて、ブラッシング中の部位が前歯と奥歯とのいずれであるかを判定することにより、部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段とをさらに備える。
【００１９】
好ましくは、部位推定手段により推定されたブラッシング部位ごとに、ブラッシング時間を計測するための計測手段と、ブラッシング時間の計測結果に基づいて、ブラッシング結果を出力するための出力手段とをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、部位推定手段により推定されたブラッシング部位に応じて、駆動手段の動作モードを切替えるためのモード切替え手段をさらに備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、姿勢検知センサからの出力より得られる姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側の歯列面または左舌側の歯列面、または、左頬側の歯列面または右舌側の歯列面であった場合に、電極方式の接触検知手段を用いて、頬側か舌側を判定することができる。したがって、単純な構成で、精度良くブラッシング部位を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムのブロック図である。
【図２】第１実施形態の電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の電動歯ブラシの内部構成例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムの外観例を示す斜視図である。
【図５】ブラッシング部位の区分を示す図である。
【図６】第１実施形態におけるブラッシング評価処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における姿勢検出処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態におけるブラッシング部位推定処理（上顎）を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態におけるブラッシング部位推定処理（下顎）を示すフローチャートである。
【図１０】上顎のブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【図１１】下顎のブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【図１２】図８のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ａを示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態において、背面電極が生体に接触しているときと非接触のときの、生体を介した回路を概略的に示す図である。
【図１４】第１実施形態における、頬側／舌側の判定方法の具体例を示す図である。
【図１５】図８のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｂを示すフローチャートである。
【図１６】図９のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｃを示すフローチャートである。
【図１７】図９のブラッシング部位推定処理に含まれる部位判定処理Ｄを示すフローチャートである。
【図１８】ブラッシング情報の一例を示す図である。
【図１９】ブラシ角を説明するための図である。
【図２０】ブラシ角の変化に伴なうセンサ出力の波形変化を示す図である。
【図２１】ブラッシング結果として、ブラッシング時間の出力例を示す図である。
【図２２】ブラッシング結果として、ブラシ角の出力例を示す図である。
【図２３】ブラッシング結果として、ブラシ圧の出力例を示す図である。
【図２４】ブラッシング結果として、ブラッシング指標の出力例を示す図である。
【図２５】第１実施形態の変形例におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図２６】第２実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図２７】第２実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図２８】第２実施形態における詳細部位検出処理を示すフローチャートである。
【図２９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、柄部電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【図３０】第２実施形態の変形例における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３１】第３実施形態における詳細部位検出処理を示すフローチャートである。
【図３２】先端電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【図３３】第３実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図３４】第３実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３５】第３実施形態における部位補正処理を示すフローチャートである。
【図３６】側面電極を利用した部位補正方法を説明するための図である。
【図３７】ブラシ角を説明するための図である。
【図３８】第４実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図３９】第４実施形態における、１対の電極の他の配置例を示す図である。
【図４０】（Ａ），（Ｂ）は、生体の接触によって電極間の静電容量が変化する原理について説明するための図である。
【図４１】第４実施形態の変形例１における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【図４２】第４実施形態の変形例１における接触検知の原理について説明するための模式図である。
【図４３】第５実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【図４４】第５実施形態における電動歯ブラシの外観例を部分的に示す図である。
【図４５】第５実施形態における歯／歯茎識別処理を示すフローチャートである。
【図４６】第６実施形態における電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
［第１実施形態］
＜構成について＞
図１〜図４を参照して、電動歯ブラシの構成を説明する。
【００２５】
図１は、第１実施形態の電動歯ブラシを含む表示システムのブロック図であり、図２は、電動歯ブラシの外観例を示す斜視図である。図３は、第１実施形態の電動歯ブラシの内部構成例を示す断面図であり、図４は電動歯ブラシを含む表示システムの外観例を示す斜視図である。
【００２６】
電動歯ブラシ１は、駆動源であるモータ１０を内蔵する本体部２（以下、単に「本体２」ともいう。）と、モータ１０の駆動により振動する振動部材５とを備えている。本体２は、概ね円筒形状を呈しており、歯を磨く際に使用者が手で握るためのハンドル部を兼ねている。
【００２７】
さらに、本実施形態の電動歯ブラシ１は、本体２を載置し、電動歯ブラシ１を充電するための充電器１００と、ブラッシング結果を出力するための表示器１１０とを備えている。
【００２８】
本体２には、電源のオン／オフおよび動作モードの切替えを行なうためのスイッチＳが設けられている。また本体２の内部には、駆動源であるモータ１０、駆動回路１２、２．４Ｖ電源である充電池１３、充電用のコイル１４などが設けられている。充電池１３を充電する際には、充電器１００に本体２を載置するだけで、電磁誘導により非接触で充電可能である。駆動回路１２は、各種演算および制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０、プログラムや各種設定値を記憶するメモリ１２１、タイマ１２２、データ送信部１２３などを有している。データ送信部１２３は、表示器１１０のデータ受信部１１２との間で無線通信を行なう。表示器１１０は、データ受信部１１２で受信したブラッシング結果などのデータを出力するためのディスプレイ１１１を備えている。
【００２９】
さらに、本体２の内部には、電動歯ブラシ１の姿勢を検知するために、たとえば、多軸（ここではｘ，ｙ，ｚの三軸）の加速度センサ１５が設けられる。加速度センサ１５は、図４に示すように、ｘ軸がブラシ面に対して平行になり、ｙ軸が本体２の長手方向に一致し、ｚ軸がブラシ面に対して垂直になるように設置される。つまり、本体２を充電器１００に載置したときに、重力加速度ベクトルがｙ軸に平行になり、ブラシ面を上に向けたときに、重力加速度ベクトルがｚ軸に平行になり、本体２を水平にしてブラシ面を横に向けたときに、重力加速度ベクトルがｘ軸に平行になる。加速度センサ１５の各軸の出力はＣＰＵ１２０に入力され、ブラシの三次元姿勢を検出するために利用される。
【００３０】
加速度センサ１５としては、ピエゾ抵抗タイプ、静電容量タイプ、もしくは熱検知タイプのＭＥＭＳセンサを好ましく利用できる。ＭＥＭＳセンサは非常に小型であるため、本体２の内部への組み込みが容易だからである。ただし、加速度センサ１５の形式はこれに限らず、動電式、歪みゲージ式、圧電式などのセンサを利用しても構わない。また特に図示しないが、各軸のセンサの感度のバランス、感度の温度特性、温度ドリフトなどを補正するための補正回路を設けるとよい。また、動加速度成分やノイズを除去するためのバンドパスフィルタ（ローパスフィルタ）を設けてもよい。また、加速度センサの出力波形を平滑化することによりノイズを低減してもよい。
【００３１】
また、本体２の内部には、ブラシ圧（ブラシに作用する荷重）を検知する荷重センサ１７を備えている。荷重センサ１７としては、ストレインゲージ、ロードセル、圧力センサなどどのようなタイプのものも利用可能であるが、小型で本体２への組み込みが容易であるという理由からＭＥＭＳセンサを好適に用いることができる。
【００３２】
振動部材５は、本体２側に固定されているステム部２０と、このステム部２０に装着されるブラシ部品２１とを備える。ブラシ部品２１の先端にはブラシ２１０が植毛されている。ブラシ部品２１は消耗部品ゆえ、新品に交換できるよう、ステム部２０に対して着脱自在な構成となっている。
【００３３】
振動部材５のブラシ部品２１は、ブラシ２１０が配置されたブラシ部３、および、本体２側に位置する柄部４を含む。なお、本実施形態では、比較的長い柄部４を含むブラシ部品２１が取り替えられる構成を示したが、ブラシ部３のみ、あるいは、ブラシ部３および短い柄部を含むブラシ部品が取り替えられる構成であってもよい。つまり、柄部の全てまたは一部は、本体に含まれる構成であってもよい。
【００３４】
ステム部２０は、樹脂材からなる。ステム部２０は、エラストマからなる弾性部材２０２を介して本体２に取り付けられている。ステム部２０は、先端（ブラシ側の端部）が閉じた筒状の部材であり、筒の内部の先端に軸受２０３を有している。モータ１０の回転軸１１に連結された偏心軸３０の先端が、ステム部２０の軸受２０３に挿入される。この偏心軸３０は、軸受２０３の近傍に重り３００を有しており、偏心軸３０の重心はその回転中心からずれている。なお、偏心軸３０の先端と軸受２０３の間には微小なクリアランスが設けられている。
【００３５】
電動歯ブラシ１は、さらに、接触または接近の有無を検知するための、電極方式の接触検知部５０を備える。接触検知部５０は、ブラッシングの際に、生体すなわち頬粘膜および舌との接触または近接を検知する。具体的には、接触検知部５０は、電極部５２、および、電極部５２からのインピーダンスを検出するための検出部５４を含む。
【００３６】
電極部５２は、ブラシ部３の背面側（ブラシ面の反対側の面）に配置される電極（以下「背面電極」ともいう）５２１と、本体２に配置される電極（以下「本体電極」ともいう）５２２とを含む。本体電極５２２は、ブラッシングの際にユーザの手と常時接触するように、本体２の背面側に設けられることが望ましい。作用反作用の原理により、本体２の背面に力を加えないといけないからである。本体電極５２２は、ユーザの指先に合うよう拡張されてもよい。検出部５４は、駆動回路１２内に搭載されてよい。
【００３７】
背面電極５２１および本体電極５２２は、導電樹脂素材を採用し、取り付け部の部材と一体的に成型されてもよい。この構造によると、部材間に隙間がないため、防水性が容易に確保でき、汚れの付着も軽減できる。あるいは、金属シートにより形成されてもよいし、スプレー塗料により薄膜形成されてもよい。また、これらの電極５２１，５２２には、表面積を増やすために、凹凸を設けてもよい。凹凸を設けることで滑り止めの効果も生じる。凹凸の形状は問わない。
【００３８】
図３に示されるように、背面電極５２１は、取り替え可能なブラシ部品２１の内部に形成された電極６１、および、ブラシ部品２１の端部（本体２との接触面）に露出された接点電極６２と一体形成されている。接点電極６２は、本体２側と背面電極５２１との電気的接続のための端子として機能する。本体２の端面（ブラシ部品２１と接続される側）には、接点電極６３が設けられている。接点電極６３は、駆動回路（基板）１２とリード線６４により電気的に接続されている。本体電極５２２は、駆動回路（基板）１２とリード線６５によって電気的に接続されている。図１に示した電極部５２には、図２に示した背面電極５２１と本体電極５２２とを電気的に接続するためのこれらの電気部品（電極６１，６２，６３およびリード線６４，６５）も含まれる。駆動回路１２内の検出部５４は、電極部５２の電気回路を流れている電流を検出することで、インピーダンスを検出することができる。
【００３９】
なお、上述のように、ブラシ部３のみまたはその近傍部分のみが取り替えられる構成の場合には、背面電極は、本体側の柄部に取り付けられてもよい。そのようにすることで、電極部の内部構成もより簡略化することができ、かつ、ブラシ部品を取り替える際のコストを抑えることもできる。
【００４０】
あるいは、背面電極は、ブラシ部品２１に対して張替え可能であってもよい。このようにすることで、ブラシ部品２１を取り替えても背面電極を再利用することができる。または、両方の露出電極（背面電極および本体電極）を張替え可能とすることで、汚れた場合に自由に取り替えられることとしてもよい。
【００４１】
なお、本体２内部の部品や本体２の材質によっては本体電極５２２がなくても人体を介した閉ループが構成されることがあり得るため、電極部５２に本体電極５２２が含まれなくてもよい。
【００４２】
＜電動歯ブラシの駆動原理＞
ＣＰＵ１２０が動作モードに応じた駆動信号（たとえばパルス幅変調信号）をモータ１０に供給し、モータ１０の回転軸１１を回転させる。回転軸１１の回転に伴って偏心軸３０も回転するが、偏心軸３０は重心がずれているために回転中心の回りに旋回するような運動を行なう。よって、偏心軸３０の先端が軸受２０３の内壁に対して衝突を繰り返し、ステム部２０とそれに装着されたブラシ部品２１とを高速に振動（運動）させることとなる。つまり、モータ１０が、ブラシを振動（運動）させる駆動部の役割を担い、偏心軸３０が、モータ１０の出力（回転）を振動部材５の振動に変換する運動伝達機構（運動変換機構）の役割を担っている。
【００４３】
使用者は、本体２を手で持ち、高速に振動するブラシ２１０を歯に当てることで、ブラッシングを行なうことができる。なお、ＣＰＵ１２０はタイマ１２２を用いて継続動作時間を監視しており、所定時間（たとえば２分間）が経過したら自動的にブラシの振動を停止させる。
【００４４】
本実施形態の電動歯ブラシ１では、運動伝達機構である偏心軸３０が振動部材５に内包され、特に重り３００がブラシ２１０の近傍に配置されている。よって、ブラシ２１０の部分を効率的に振動させることができる。その一方で、振動部材５（ステム部２０）が弾性部材２０２を介して本体２に取り付けられているので、振動部材５の振動が本体２に伝わり難くなっている。よって、歯を磨く際の本体２および手の振動を低減でき、使用感の向上を図ることができる。
【００４５】
＜電動歯ブラシの動作＞
歯の種類（上顎／下顎、臼歯／切歯など）や部分（舌側／頬側、歯面／噛み合わせ面など）によって、食物残渣や歯垢の付き方が異なる。よって、たとえばブラシの当て方（ブラシ角やブラシ圧）、動かし方、スピード、ブラッシング時間など、歯列の部位ごとに効果的なブラッシング動作に違いがある。それゆえ、適切なブラッシングが行われているかどうかの評価は、部位ごとに行なうことが望ましい。
【００４６】
そこで、本実施形態の電動歯ブラシ１は、加速度センサ１５で検出されたブラシの姿勢（姿勢情報）、および、接触検知部５０の検知結果に基づいて、ブラッシング部位を精度よく推定することにより、部位ごとのブラッシング評価を実現する。評価項目は種々考えられるが、ここではブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の３項目についての評価を行なう。
【００４７】
本実施形態では、図５に示すように、上下の歯列を、「上顎前頬側」、「上顎前舌側」、「上顎左頬側」、「上顎左舌側」、「上顎右頬側」、「上顎右舌側」、「下顎前頬側」、「下顎前舌側」、「下顎左頬側」、「下顎左舌側」、「下顎右頬側」、「下顎右舌側」、の１２箇所の部位に区分する。ただし、歯列の区分はこれに限らず、もっと大まかな区分でもよいし、より細かい区分でもよい。たとえば、上下左右の噛み合わせ面を考慮してもよい。
【００４８】
なお、上顎には舌がないため、「上顎前舌側」、「上顎左舌側」および「上顎右舌側」との部位名は、正確にはそれぞれ、「上顎前口蓋側」、「上顎左口蓋側」および「上顎右口蓋側」という。同様に、前顎には頬がないため、「上顎前頬側」および「下顎前頬側」との部位名は、正確にはそれぞれ「上顎前唇側」および「下顎前唇側」という。
【００４９】
図６〜図９のフローチャートを参照して、ブラッシング評価のフローを具体的に説明する。図６はメインルーチンのフローチャートであり、図７〜図９はメインルーチンの各処理の詳細を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、特にことわりのない限り、ＣＰＵ１２０がメモリ１２１に格納されているプログラムに従って実行する処理である。
【００５０】
電動歯ブラシ１の電源がＯＮになると、ＣＰＵ１２０は、加速度センサ１５の出力に基づきブラシの姿勢（傾き）を検出する（Ｓ１０）。次に、ＣＰＵ１２０は、少なくともＳ１０で検出された姿勢に基づいてブラッシング部位を推定する（Ｓ２０）。次に、ＣＰＵ１２０は、ブラッシング時間の計測（Ｓ３０）、ブラシ角の推定（Ｓ４０）、ブラシ圧の検知（Ｓ５０）を行なう。これらの情報は、部位別にメモリ１２１に記録される（図１８参照）。Ｓ１０〜Ｓ５０の処理は一定時間ごとに繰り返し実行される。電源がＯＦＦになるか、継続動作時間が所定時間（たとえば２分間）に達すると、ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１に記録されたブラッシング情報（ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧）に基づいて、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器１１０に出力する（Ｓ６０）。なお、メモリ１２１内のブラッシング情報は、電動歯ブラシ１の電源がＯＮになるたびにクリアされる。
【００５１】
本実施形態では、ブラッシングが終了した時点で、ブラッシング結果を出力することとしたが、ブラッシングが継続している間に、ブラッシングの途中経過を出力してもよい。つまり、ブラッシング結果の出力処理（Ｓ６０）は、たとえば、ブラシ圧検知（Ｓ５０）と継続の判断処理との間に行なわれてもよい。
【００５２】
以下、Ｓ１０〜Ｓ６０の処理を詳しく説明する。
（姿勢の検出）
図７は姿勢検出処理（Ｓ１０）のフローチャートである。
【００５３】
ＣＰＵ１２０は、加速度センサ１５からｘ、ｙ、ｚそれぞれの出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを取得する（Ｓ１００）。Ａｘはｘ方向の加速度成分、Ａｙはｙ方向の加速度成分、Ａｚはｚ方向の加速度成分を表す。電動歯ブラシ１が静止状態にあるとき（加速度センサ１５に動加速度が作用していないとき）は、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの合成ベクトルＡが重力加速度に相当する。ここでは、Ａ＝（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）を姿勢ベクトルとよぶ。
【００５４】
ここで、姿勢ベクトルＡ＝（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）の大きさが１．２ｇ（ｇは重力加速度）より大きい場合は（Ｓ１０１；ＹＥＳ）、エラーを返す（Ｓ１０２）。加速度センサ出力に動加速度成分が多く含まれていると、重力加速度の方向（つまりブラシの三次元姿勢）を正確に特定するのが難しくなるからである。なお、Ｓ１０２のようにエラーを返すのではなく、合成ベクトルの大きさが１．２ｇ以下となる加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚが得られるまでＳ１００とＳ１０１の処理を繰返すようにしてもよい。なお、エラー判定のしきい値は１．２ｇに限らず、他の値でもよい。
【００５５】
（ブラッシング部位の推定）
図８および図９はブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）のフローチャートである。また図１０および図１１は、ブラッシング部位ごとの加速度センサ出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの一例を示す図である。
【００５６】
まずＣＰＵ１２０は、ｚ方向の加速度センサの出力Ａｚに基づき、上顎か下顎かを判定する（Ｓ７００）。上顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず上向きになり、下顎の歯列をブラッシングするときはブラシ面が少なからず下向きになることに着目した判定である。Ａｚ＞０の場合は下顎（Ｓ８０１）、Ａｚ≦０の場合は上顎（Ｓ７０１）と判定される。
【００５７】
（１）上顎の場合
ＣＰＵ１２０は、ｙ方向の加速度センサの出力Ａｙに基づいて前歯か否かを判定する（Ｓ７０２）。前歯をブラッシングするときは歯ブラシ本体２が比較的水平になるが、臼歯をブラッシングするときは唇との干渉があるため歯ブラシ本体２が斜めにならざるをえないことに着目した判定である。Ａｙ≦閾値ａの場合は上顎前歯と判定される（Ｓ７０３）。
【００５８】
上顎前歯と判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づい
て頬側か舌側かを判定する（Ｓ７０４）。頬側と舌側とではブラシの向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「上顎前頬側」と判定され（Ｓ７０５）、Ａｘ≦０の場合は「上顎前舌側」と判定される（Ｓ７０６）。
【００５９】
一方、Ｓ７０２で上顎前歯でないと判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて噛み合わせ面か否かを判定する（Ｓ７０７）。噛み合わせ面をブラッシングするときはブラシ面がほぼ水平になり、Ａｘの出力が非常に小さくなることに着目した判定である。閾値ｂ＞Ａｘ＞閾値ｃの場合は「上顎左噛み合わせ面または上顎右噛み合わせ面」と判定される（Ｓ７０８）。なお、本実施形態では、上顎左噛み合わせ面と上顎右噛み合わせ面とをとくに区別していない。噛み合わせ面の場合、左右でブラッシング動作を変える必要性が小さいからである。
【００６０】
Ａｘ≧閾値ｂまたはＡｘ≦閾値ｃの場合、ＣＰＵ１２０は、Ａｘが０より大きいか否かで、ブラシ面の向きを判定する（Ｓ７０９）。頬側と舌側とではブラシ面の向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「上顎右頬側または上顎左舌側」と判定され（Ｓ７１０）、Ａｘ≦０の場合は「上顎左頬側または上顎右舌側」と判定される（Ｓ７１２）。
【００６１】
「上顎右頬側または上顎左舌側」と判定された場合、部位判定処理Ａが実行される（Ｓ７１０）。「上顎左頬側または上顎右舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｂが実行される（Ｓ７１１）。これらの部位判定処理Ａ，Ｂについては後述する。
【００６２】
（２）下顎の場合
ＣＰＵ１２０は、ｙ方向の加速度センサの出力Ａｙに基づいて前歯か否かを判定する（Ｓ８０２）。前歯をブラッシングするときは歯ブラシ本体２が比較的水平になるが、臼歯をブラッシングするときは唇との干渉があるため歯ブラシ本体２が斜めにならざるをえないことに着目した判定である。Ａｙ≦閾値ｄの場合は下顎前歯と判定される（Ｓ８０３）。
【００６３】
下顎前歯と判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて頬側か舌側かを判定する（Ｓ８０４）。頬側と舌側とではブラシの向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＜０の場合は「下顎前頬側」と判定され（Ｓ８０５）、Ａｘ≧０の場合は「下顎前舌側」と判定される（Ｓ８０６）。
【００６４】
一方、Ｓ８０２で下顎前歯でないと判定した場合、ＣＰＵ１２０は、ｘ方向の加速度センサの出力Ａｘに基づいて噛み合わせ面か否かを判定する（Ｓ８０７）。噛み合わせ面をブラッシングするときはブラシ面がほぼ水平になり、Ａｘの出力が非常に小さくなることに着目した判定である。閾値ｅ＞Ａｘ＞閾値ｆの場合は「下顎左噛み合わせ面または下顎右噛み合わせ面」と判定される（Ｓ８０８）。なお、本実施形態では、下顎左噛み合わせ面と下顎右噛み合わせ面とをとくに区別していない。噛み合わせ面の場合、左右でブラッシング動作を変える必要性が小さいからである。
【００６５】
Ａｘ≧閾値ｅまたはＡｘ≦閾値ｆの場合、ＣＰＵ１２０は、Ａｘが０より大きいか否かで、ブラシ面の向きを判定する（Ｓ８０９）。頬側と舌側とではブラシ面の向きが反転することに着目した判定である。Ａｘ＞０の場合は「下顎右頬側または下顎左舌側」と判定され（Ｓ８１０）、Ａｘ≦０の場合は「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定される（Ｓ８１１）。
【００６６】
「下顎右頬側または下顎左舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｃが実行される（Ｓ８１０）。「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定された場合、部位判定処理Ｄが実行される（Ｓ８１１）。
【００６７】
上記判定アルゴリズムはあくまでも一例を示したものにすぎず、加速度センサ１５の出力Ａｘ、Ａｙ、Ａｚからブラッシング部位を特定できるのであればどのような判定アルゴリズムでも構わない。たとえばＡｘ、Ａｙ、Ａｚの値をそのまま判定の変数として用いるのでなく、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを適宜組み合わせることで得られる２次変数を判定に用いてもよい。２次変数は、たとえば、Ａｙ／Ａｚ、Ａｘ・Ａｘ＋Ａｙ・Ａｙ、Ａｚ−Ａｘなど、任意に設定できる。あるいは、各軸の加速度情報Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを、角度情報（姿勢角）α、β、γに変換した後で、ブラッシング部位を判定してもよい。たとえば、重力加速度方向に対するｘ軸の角度をロール角α、重力加速度方向に対するｙ軸の角度をピッチ角β、重力加速度方向に対するｚ軸の角度をヨー角γのように定義すればよい。判定に用いる閾値は臨床実験等の結果から決定することができる。
【００６８】
（部位判定処理）
右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面と判定された場合に頬側か舌側かを判定する処理について説明する。つまり、「上顎右頬側または上顎左舌側」、「上顎左頬側または上顎右舌側」、「下顎右頬側または下顎左舌側」あるいは「下顎左頬側または下顎右舌側」と判定された場合に、頬側か舌側（口蓋側）かを判定するための部位判定処理について説明する。
【００６９】
図１２は、部位判定処理Ａを示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、ブラシ部３の背面に配置された電極（背面電極）５２１に生体がほぼ常時接触されているか否かを判断する（Ｓ２０１Ａ）。たとえば、一定時間中、接触している時間の割合が８０％以上であるか否かを判断する。生体への接触の有無は、検出部５４が検出したインピーダンス値、あるいは、その変化に基づいて判定することができる。
【００７０】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、背面電極５２１が生体に接触しているときと非接触のときの、生体を介した回路を概略的に示す図である。
【００７１】
図１３（Ａ）に示されるように、背面電極５２１が生体と接触していないときは、空気部が存在するため、接触時と比べてインピーダンス値は大きい。これに対し、図１３（Ｂ）に示されるように、背面電極５２１が生体と接触しているときは、背面電極５２１を介して閉ループ回路が構成されるため、非接触時と比べてインピーダンス値は小さい。
【００７２】
したがって、たとえば、インピーダンス値が予め定められた閾値以上か否かを検出することにより、接触／非接触を判定することができる。インピーダンスの閾値は、予め実験等を行なうことで決定される。
【００７３】
背面電極５２１に生体がほぼ常時接触していると判定された場合（Ｓ２０１ＡにてＹＥＳ）、上顎右頬側と判定される（Ｓ２０２Ａ）。頬側をブラッシングしているときは、電動歯ブラシ１のブラシ部３の背面がほぼ常時、頬内側と接触するからである。
【００７４】
一方、背面電極５２１に生体がほぼ常時接触していないと判定された場合（Ｓ２０１ＡにてＮＯ）、さらに、背面電極５２１に生体が間欠的に接触しているか否かを判定する（Ｓ２０３Ａ）。たとえば、一定時間中、接触している時間の割合が３０％以上８０％未満か否かを判断する。背面電極５２１に生体が間欠的に接触していると判定された場合（Ｓ２０３ＡにてＹＥＳ）、上顎左舌側と判定される（Ｓ２０４Ａ）。舌側（口蓋側）をブラッシングしているときは、電動歯ブラシ１のブラシ部３の背面が間欠的に、舌と接触するからである。
【００７５】
背面電極５２１に生体が間欠的に接触していないと判定された場合（Ｓ２０３ＡにてＮＯ）、エラーと判定される（Ｓ２０５Ａ）。
【００７６】
本実施形態における頬側／舌側の判定方法の具体例を、図１４に示す。なお、図１４に示されるようなインピーダンスのレベルを得るためには、たとえば、体脂肪計などで採用されているように、ブラシ部３の背面に、電流印加用の電極の対と、電圧検出用の電極の対とが設けられればよい。
【００７７】
図１４を参照して、時間ｔ１〜ｔ２の間は、インピーダンス値が常時閾値未満であるので、頬側面と判定される。これに対し、時間ｔ２以降は、インピーダンス値が間欠的に、閾値以上であるので、舌側面と判定される。
【００７８】
図１５〜図１７は、それぞれ、部位判定処理Ｂ，Ｃ，Ｄのフローチャートを示している。これらのフローチャートに示される処理は、基本的に図１２に示した部位判定処理Ａと同様である。図１２の上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ），上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）が、それぞれ、部位判定処理に移行する前の大まかな部位判定結果に応じて異なる点のみが、相違する。具体的には、図１５の部位判定処理Ｂでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、上顎左頬側（Ｓ２０２Ｂ）および上顎右舌側（Ｓ２０４Ｂ）と判定される。図１６の部位判定処理Ｃでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、下顎右頬側（Ｓ２０２Ｃ）および下顎左舌側（Ｓ２０４Ｃ）と判定される。図１７の部位判定処理Ｄでは、図１２の部位判定処理Ａにおける上顎右頬側（Ｓ２０２Ａ）および上顎左舌側（Ｓ２０４Ａ）に代えて、それぞれ、下顎左頬側（Ｓ２０２Ｄ）および下顎右舌側（Ｓ２０４Ｄ）と判定される。
【００７９】
以上の処理によって、現在のブラッシング部位が、「上顎前頬側」（Ｓ７０５）、「上顎前舌側」（Ｓ７０６）、「上顎噛み合わせ面」（Ｓ７０８）、「上顎右頬側」（Ｓ２０２Ａ）、「上顎左舌側」（Ｓ２０４Ａ）、「上顎左頬側」（Ｓ２０２Ｂ）または「上顎右舌側」（Ｓ２０４Ｂ）、「下顎前頬側」（Ｓ８０５）、「下顎前舌側」（Ｓ８０６）、「下顎噛み合わせ面」（Ｓ８０８）、「下顎右頬側」（Ｓ２０２Ｃ）、「下顎左舌側」（Ｓ２０４Ｃ）、「下顎左頬側」（Ｓ２０２Ｄ）、「下顎右舌側」（Ｓ２０４Ｄ）のいずれかに特定される。
【００８０】
なお、本実施形態において、頬側および舌側の判定は、一定時間インピーダンス値を検出することにより行なわれるため、頬側または舌側との判定結果は、ブラッシング部位推定処理（図６のＳ２０）が複数サイクル行なわれてはじめて得られるものであってよい。
【００８１】
また、本実施の形態では、噛み合わせ面の評価結果は出力しないため、噛み合わせ面の部位判定は省略してもよい。
【００８２】
（ブラッシング時間の計測）
図１８は、メモリ１２１に記録されているブラッシング情報の一例を示している。図１８は、下顎左頬側をブラッシングしている状態の例である。下顎左頬側よりも前に、上顎前頬側が７．５秒間ブラッシングされ、上顎左頬側が１２．２秒間ブラッシングされている。なお「−」はデータが記録されていないこと、つまりその部位がまだブラッシングされていないことを表している。
【００８３】
図６に示したＳ３０において、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位（図１８の例では下顎左頬側）のブラッシング時間をカウントアップする。たとえば、図６のＳ１０〜Ｓ５０の処理が０．１秒に１回実行されるのであれば、下顎左頬側のブラッシング時間が＋０．１だけカウントアップされ、２．１秒となる。
【００８４】
なおブラッシング情報には、ブラッシング時間の累積値が記録される。すなわち、たとえばブラッシング部位が再び上顎左頬側に移った場合には、メモリされているブラッシング時間がリセットされるのではなく、メモリされている値１２．２秒にブラッシング時間が加算されていく。
【００８５】
（ブラシ角の推定）
図６のＳ４０において、ＣＰＵ１２０は、Ｓ１０で検出された姿勢（加速度センサ１５の出力）に基づいてブラシ角を推定し、現在のブラッシング部位（図１１の例では下顎左頬側）のブラシ角の値を更新する。このとき、ＣＰＵ１２０はメモリされているブラシ角の値と今回の推定値とから、ブラシ角の平均値を算出して記録することが好ましい。
【００８６】
ブラシ角とは、歯軸（歯の頭と根に沿った軸）に対するブラシの当たり角である。図１９の上段がブラシ角＝１５度の状態、中段がブラシ角＝４５度の状態、下段がブラシ角＝９０度の状態を示している。歯周ポケットや歯間から食物残渣や歯垢を効果的に掻き出すには、ブラシの毛先が歯周ポケットや歯間に入り込むようにブラシを動かすとよい。したがって、ブラシ角は３５度〜５５度の範囲が好ましい。
【００８７】
ブラシ角は、たとえば、ｚ方向の加速度成分Ａｚから推定可能である。図２０に示すように、ブラシ角が約９０度の場合はＡｚはほとんど０を示し、ブラシ角が小さくなるほどＡｚの値が大きくなる、というようにブラシ角に応じてＡｚの値が有意に変化するからである。なお、ブラシ角に応じてｘ方向の加速度成分Ａｘも変化するため、Ａｚの代わりにＡｘからブラシ角を推定したり、ＡｘとＡｚの両方（ＡｘとＡｚの合成ベクトルの方向）からブラシ角を推定することも好ましい。ブラシ角は連続量で算出してもよいし、「３５度未満」「３５度〜５５度」「５５度以上」のような大まかな推定でもよい。
【００８８】
（ブラシ圧の検知）
図６のＳ５０において、ＣＰＵ１２０は、荷重センサ１７の出力に基づいてブラシ圧を算出し、現在のブラッシング部位（図１８の例では下顎左頬側）のブラシ圧の値を更新する。このとき、ＣＰＵ１２０はメモリされているブラシ圧の値と今回の検出値とから、ブラシ圧の平均値を算出して記録することが好ましい。
【００８９】
ブラシ圧が小さすぎると歯垢除去力が低下し、逆に高すぎるとブラシ寿命の低下や歯肉への負担増などの問題が生じる可能性がある。電動歯ブラシのブラシ圧は普通の歯ブラシよりも小さくてよいことから、電動歯ブラシを使いはじめたほとんどの人はブラシ圧超過の傾向にあるといわれている。ブラシ圧の最適値は１００ｇ程度である。
【００９０】
（ブラッシング結果の評価・出力）
ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１に記録されたブラッシング情報に基づいて、部位ごとのブラッシング結果を評価し、その評価結果を表示器１１０（ディスプレイ１１１）に出力する。
【００９１】
図２１は、ブラッシング時間の評価結果の出力例である。ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１から各部位のブラッシング時間を読み込み、たとえば、７秒未満を「不足」、７秒〜１５秒を「良好」、１５秒超を「過剰」と評価する。その評価結果は表示器１１０に送信される。表示器１１０のディスプレイ１１１には歯列が描画されており、その歯列中の該当部位が評価結果に応じた色（「不足」は白色、「良好」は黄色、「過剰」は赤色など）で点灯する。このような表示をみることで、使用者は歯列中のどの部位のブラッシングが不足しているか（あるいは過剰であったか）を直感的に把握できる。
【００９２】
図２２は、ブラシ角の評価結果の出力例である。たとえば、「３５度未満」、「３５度〜５５度」、「５５度以上」の三段階で評価され、歯列中の各部位が評価結果に応じた色で点灯する。適切でないブラシ角でブラッシングを行った場合、最適なブラシ角に比べて歯垢除去力が劣るため、所期のブラッシング効果が得られなかったり、ブラッシングに時間がかかったりする可能性がある。図２２のように部位別にブラシ角の評価を出力すれば、使用者に対して正しいブラシ角によるブラッシングを意識させることができる。
【００９３】
図２３は、ブラシ圧の評価結果の出力例である。たとえば、８０ｇ未満は「不足」、８０ｇ〜１５０ｇは「良好」、１５０ｇ超は「過大」と評価され、歯列中の各部位が評価結果に応じた色で点灯する。上述のようにブラシ圧が適切でないと、歯垢除去力の低下、ブラシ寿命の低下、歯肉への負担増などの問題が生じる可能性がある。とはいえ、使用者にとっては、どれくらいの力を加えたときに最適なブラシ圧なのかを理解するのは難しい。その点、図２３のように部位別にブラシ圧の評価を出力すれば、使用者に対して適切なブラシ圧を教示できるとともに、正しいブラシ圧によるブラッシングを意識させることができる。
【００９４】
図２４は、ブラッシング指標の評価結果の出力例である。ブラッシング指標とは、複数の評価項目（ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧）を総合的に評価するための指標であり、ブラッシングの達成度を表すものである。ブラッシング指標の算出式はどのように定義してもよい。本実施形態では、ブラッシング時間とブラシ圧をそれぞれ３５点満点で評価し、ブラシ角を３０点満点で評価して、それらの評価値の合計（１００点満点）をブラッシング指標として用いる。図２４の例では、８０点以上を「優」、６０点〜８０点を「良」、６０点未満を「不可」としている。このような総合評価を出力することで、使用者に対してより有益な指針を与えることができる。
【００９５】
以上述べた本実施形態の構成によれば、加速度センサ１５および接触検知部５０の出力を利用することにより、高精度に歯ブラシ１の姿勢、および、ブラシ部３の背面の生体への接触の有無を判定できる。その結果、従来よりも高精度にブラッシング部位の同定が可能となる。したがって、従来よりも細かい区分（部位）でブラッシング結果を評価でき、有用かつ信頼性の高い評価指針を使用者に提供することが可能となる。しかも加速度センサ１５は小型ゆえ、電動歯ブラシ本体への組み込みも容易であるという利点もある。また、電極５２１，５２２は、従来のようにカメラ、温度センサあるいは距離センサを用いるよりも配線が簡単になるため、ブラシ部３（ブラシヘッド）の小型化を図ることもできる。また、汚れや振動に対する耐性も増す。
【００９６】
なお、図２１〜図１４の評価結果は、ディスプレイ１１１上に同時に表示してもよいし、順番に表示してもよい。後者の場合、表示の切替えは自動で行われてもよいし、使用者のボタン操作により行われてもよい。
【００９７】
また上記実施形態では、電動歯ブラシ１の電源がオフになると自動的に結果が表示される。しかし、表示器１１０の設置場所とは異なる場所で歯磨きが行われることも想定されるため、たとえば、使用者が表示器１１０または歯ブラシ本体２に設けられたボタンを押すと、歯ブラシ本体２から表示器１１０にブラッシング情報が送信され、表示器１１０に結果が表示されるような機能を設けることも好ましい。
【００９８】
メモリ１２１に蓄積されたブラッシング情報や評価結果を印刷できるとよい。たとえば充電器や表示器にプリンタ（図示せず）を搭載してもよいし、歯ブラシ本体や充電器や表示器から外部のプリンタに印刷データを送信できるようにしてもよい。またブラッシング情報や評価結果のデータを無線通信もしくは有線通信により図示しない外部機器（パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡなど）に転送する機能も好ましい。また歯ブラシ本体、充電器、表示器などにメモリカードスロット（図示せず）を設け、ブラッシング情報や評価結果のデータを外部メモリカードに記録できるようにしてもよい。
【００９９】
また、ブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧の最適値（目標値）を部位ごとに異なる値を設定できるようにしてもよい。たとえば、臼歯の歯面（側面）では、ブラシの毛先で歯周ポケットや歯間から食物残渣や歯垢を効果的に掻き出すために、３５度〜５５度のブラシ角が好ましいが、歯面が比較的大きい前歯ではそれよりも大きい角度（たとえば５５度〜９０度）が好ましい。また臼歯の噛み合わせ面に対しては、ブラシ角は約０度がよい。さらに、刷掃効果の観点からではなく、歯肉などの組織にダメージを与えることを避けるという観点から、最適なブラッシング時間、ブラシ角、ブラシ圧を決定することもできる。このように部位ごとに最適値を設定し、評価を行なえば、より有用かつ信頼性の高い評価指針の提供が可能となる。
【０１００】
＜変形例＞
上記第１実施形態では、電動歯ブラシは、ブラッシング中の部位を推定し、部位ごとのブラッシング結果を出力したが、これに代えて／加えて、推定された部位に応じて動作モードを切替えることとしてもよい。
【０１０１】
図２５は、第１実施形態の変形例におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
【０１０２】
第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、動作モード切替処理（Ｓ２２）が挿入される点のみである。
【０１０３】
本変形例では、ブラッシング部位が推定されると（Ｓ２０）、動作モード切替処理が実行される（Ｓ２２）。動作モード切替処理では、たとえば上述の特開２００９−２４０７５９号公報に記載された手法が採用可能である。具体的には、ブラッシング部位に応じてモータの回転方向（正転／反転）を切替えてもよい。モータの回転方向を制御してブラッシング部位にあった適切かつ効果的なブラシ毛先の動きを実現することにより、歯垢除去力の向上を図ることができる。あるいは、ブラッシング部位に応じてモータの回転数を切替えてもよい。モータの回転方向を制御してブラッシング部位にあった適切かつ効果的なブラシ毛先の動きを実現することにより、歯垢除去力の向上を図ることができる。
【０１０４】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ブラッシング部位が、図５に示した１２箇所の部位のいずれであるかが判定された。第２実施形態では、図５に示した区分により判定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出する。
【０１０５】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１０６】
図２６は、第２実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図２６を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、詳細部位検出処理（Ｓ２４）が挿入される点のみである。
【０１０７】
詳細に部位を検出するために、本実施の形態における電動歯ブラシは、第１実施形態で示した電極５２１，５２２に加えて、ブラシ部３の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための少なくとも１つの電極をさらに含む。
【０１０８】
図２７は、第２実施形態における電動歯ブラシ１Ａの外観例を示す斜視図である。
図２７を参照して、電動歯ブラシ１Ａは、柄部４に３つの電極（以下「柄部電極」ともいう）５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃがさらに配置されている。つまり、本実施の形態では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃを含む。検出部５４は、各柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃのインピーダンスを検出する。
【０１０９】
これらの各電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃの形状は、ブラシ角に依存せずにブラッシング部位を検知するために、たとえばリング状であることが望ましい。
【０１１０】
詳細部位検出処理（Ｓ２４）について、図２８および図２９を参照して説明する。
図２８は、詳細部位検出処理（Ｓ２４）を示すフローチャートである。図２９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、柄部電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。なお、これらの図では、柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃを、それぞれ、電極Ａ，Ｂ，Ｃとも示している。
【０１１１】
本実施形態では、ブラッシング部位が奥歯（前歯以外）のときに詳細部位が検出される。
【０１１２】
図２９（Ａ）を参照して、たとえば推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」であったとする。その場合、奥歯７，８（最も奥の歯）を磨いている際、電極Ａ，Ｂ，Ｃの全てが生体（右頬９０１の内側）と接触する。奥歯６，７を磨いている際には、図２９（Ｂ）に示されるように、電極Ａ，Ｂが生体と接触する。奥歯５，６（最も手前の歯）を磨いている際には、図２９（Ｃ）に示されるように、最もブラシ側に位置する電極Ａが生体と接触する。
【０１１３】
他の奥歯のブラッシング部位においても、電極Ａ，Ｂ，Ｃのうちのどれが、左頬９０２の内側あるいは舌９０３と接触しているかを検出することで、ブラッシング中の詳細部位（歯）を特定することができる。
【０１１４】
図２８を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が奥歯（前歯以外）か否かを判断する（Ｓ３０１）。ブラッシング部位が奥歯でなく前歯であれば（Ｓ３０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が奥歯であれば（Ｓ３０１にてＹＥＳ）、電極Ａ，Ｂ，Ｃ（柄部電極５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃ）のインピーダンスを検出し、生体がどの電極に接触しているかを判定する。
【０１１５】
全ての電極Ａ，Ｂ，Ｃに接触していると判定された場合（Ｓ３０２）、奥歯７，８付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０４）。電極Ａ，Ｂに接触していると判定された場合（Ｓ３０５）、奥歯６，７付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０６）。電極Ａのみに接触していると判定された場合（Ｓ３０７）、奥歯５，６付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ３０８）。
【０１１６】
なお、生体との接触の有無の判断方法を、ブラッシング部位が頬側と舌側とで変えてもよい。たとえば、第１実施形態における頬側／舌側の判断方法と同様の考えを採用してもよい。つまり、頬側の奥歯の場合、インピーダンスが閾値未満の時間割合が８０％以上であれば、接触していると判断し、舌側の奥歯の場合、インピーダンスが閾値未満の時間割合が３０〜８０％であれば、接触していると判断してもよい。
【０１１７】
以上のように、第２実施形態によると、第１実施形態よりもさらに詳細なブラッシング部位を検出することができるので、より詳細なブラッシング結果を出力することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、３つの柄部電極を設けたが、たとえば電極ＢまたはＣに相当する柄部電極を１つだけ設ける構成であってもよい。１つの柄部電極であっても、その柄部電極が生体に接触しているか否かを検出することで、奥側の歯か手前の歯かを大まかに判定することができるからである。
【０１１９】
＜変形例＞
上記第２実施形態では、ブラッシング部位が奥歯の場合にさらに詳細な部位を検出するために、電動歯ブラシに柄部電極を設けた。変形例では、ブラッシング部位が前歯の場合に詳細な部位を検出する。
【０１２０】
図３０は、第２実施形態の変形例における電動歯ブラシ１Ｂの外観例を示す斜視図である。
【０１２１】
図３０を参照して、本変形例では、電動歯ブラシ１Ｂは、ブラシ部３の先端部に電極（「先端電極」ともいう）５２４をさらに備える。つまり、本変形例では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および先端電極５２４を含む。検出部５４は、先端電極５２４のインピーダンスも検出する。
【０１２２】
本変形例における詳細部位検出処理（Ｓ２４）について、図３１および図３２を参照して説明する。
【０１２３】
図３１は、詳細部位検出処理（Ｓ２４）を示すフローチャートである。図３２は、先端電極を利用した詳細部位の検出方法を示す図である。
【０１２４】
図３２を参照して、たとえば推定されたブラッシング部位が「上顎前舌側（上顎前口蓋側）」であったとする。その場合、前歯１，２付近を磨いている際、先端電極５２４は生体（歯）と接触しないが、前歯２，３付近を磨いている際には、先端電極５２４は生体（歯）と接触する。
【０１２５】
他の前歯のブラッシング部位においても、先端電極５２４が、頬内側あるいは図３２に示した前歯１〜３と反対側の前歯と接触しているかを検出することで、ブラッシング中の詳細部位（歯）を特定することができる。
【０１２６】
図３１を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が前歯か否かを判断する（Ｓ４０１）。ブラッシング部位が前歯でなく奥歯であれば（Ｓ４０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が前歯であれば（Ｓ４０１にてＹＥＳ）、先端電極５２４のインピーダンスを検出し、先端電極５２４が生体に接触しているかを判定する（Ｓ４０２）。
【０１２７】
先端電極５２４が生体に接触していると判定された場合（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、前歯の端部を磨いていると推定されるため、前歯２，３付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ４０３）。先端電極５２４が生体に接触していないと判定された場合（Ｓ４０２にてＮＯ）、前歯の中央付近を磨いていると推定されるため、前歯１，２付近をブラッシングしていると判定される（Ｓ４０４）。
【０１２８】
このように、本変形例によっても、第１実施形態よりもさらに詳細なブラッシング部位を検出することができるので、より詳細なブラッシング結果を出力することができる。
【０１２９】
［第３実施形態］
本実施の形態における電動歯ブラシは、第１実施形態において加速度センサおよび背面電極を用いて推定されたブラッシング部位を補正する機能をさらに有している。
【０１３０】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１３１】
図３３は、第３実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図３３を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、部位補正処理（Ｓ２６）が挿入される点のみである。
【０１３２】
図３４は、第３実施形態における電動歯ブラシ１Ｃの外観例を示す斜視図である。
図３４を参照して、電動歯ブラシ１Ｃは、ブラシ部３の両側面にそれぞれ電極（以下「側面電極」ともいう）５２５Ａ，５２５Ｂがさらに配置されている。つまり、本実施の形態では、図１に示した接触検知部５０における電極部５２は、ブラシ部３の背面に配置された背面電極５２１、本体２に配置された本体電極５２２、および側面電極５２５Ａ，５２５Ｂを含む。検出部５４は、各側面電極５２５Ａ，５２５Ｂのインピーダンスも検出する。
【０１３３】
ブラシ面（ブラシ２１０が存在する方の面）を前面とした場合、側面電極５２５Ａは右側面に位置し、側面電極５２５Ｂは左側面に位置している。
【０１３４】
図３５は、部位補正処理（Ｓ２６）を示すフローチャートである。図３６は、側面電極を利用した部位補正方法を説明するための図である。
【０１３５】
本実施形態では、ブラッシング部位が奥歯（前歯以外）のときに詳細部位が検出される。
【０１３６】
図３６には、口内側から見た右側の歯が模式的に示されている。ブラッシング部位が右奥歯の場合、上側の歯を磨いている場合、左側の側面電極５２５Ｂは生体（右頬９０１側の歯周組織や粘膜等）に接触し得るが、右側の側面電極５２５Ａは生体に接触しない。つまり、上奥歯を磨いている際、側面電極５２５Ｂは、ブラシ角が正角の場合は生体と非接触であるが、逆角の場合には生体と接触状態となり得る。これに対し、下側の歯を磨いている場合、右側の側面電極５２５Ａは生体に接触し得るが、左側の側面電極５２５Ｂは生体に接触しない。つまり、下奥歯を磨いている際、側面電極５２５Ａは、ブラシ角が正角の場合は生体と非接触であるが、逆角の場合には生体と接触状態となり得る。
【０１３７】
図３７は、ブラシ角を説明するための図である。図３７を参照して、本実施形態では、歯軸９０５に対する垂直位置９０６から、歯周ポケットの方に毛先が向く方向を「正角」といい、歯周ポケットの反対側の方に毛先が向く方向を「逆角」という。したがって、図３６の下側の歯ブラシの向きは正角を表わし、図３６の上側の歯ブラシの向きは逆角を表わしている。
【０１３８】
図３５を参照して、はじめに、ＣＰＵ１２０は、Ｓ２０で推定されたブラッシング部位が奥歯（前歯以外）か否かを判断する（Ｓ５０１）。ブラッシング部位が奥歯でなく前歯であれば（Ｓ５０１にてＮＯ）、この処理は終了される。推定されたブラッシング部位が奥歯であれば（Ｓ５０１にてＹＥＳ）、側面電極５２５Ａ，５２５Ｂのインピーダンスを検出し、生体がどの電極に接触しているかを判定する。
【０１３９】
そして、推定されたブラッシング部位であれば非接触であるべき側面電極が、生体に接触しているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。具体的には、たとえば推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」であれば、図３６に示したように、左側の側面電極５２５Ｂは接触しないはずである。したがって、推定されたブラッシング部位が「下顎右頬側」のとき、左側の側面電極５２５Ｂと接触したか否かを判定する。推定されたブラッシング部位が「上顎右頬側」であれば、図３６に示したように、右側の側面電極５２５Ａは接触しないはずである。したがって、推定されたブラッシング部位が「上顎右頬側」のとき、右側の側面電極５２５Ａと接触したか否かを判定する。
【０１４０】
非接触であるべき側面電極が生体に接触していなければ（ステップＳ５０２にてＮＯ）、加速度センサ１５より得られた出力により部位を特定する、つまり、部位の補正は必要なしと判定される（Ｓ５０６）。
【０１４１】
これに対し、非接触であるべき側面電極が生体に接触したと判定された場合には（ステップＳ５０２にてＹＥＳ）、加速度センサ１５による部位特定を補正する必要性があると判定される（Ｓ５０３）。つまり、この場合、ブラシ角が逆角で生体と当っているため、ＣＰＵ１２０は、部位ごとに、下顎と上顎とを逆にする補正を行なう（Ｓ５０４）。
【０１４２】
このように、万一、加速度センサ１５を利用して判定したブラッシング部位に誤りがあった場合でも、側面電極を利用することでより確実にブラッシング部位を特定することができる。
【０１４３】
［第４実施形態］
上記第１〜第３実施形態では、１以上の電極を用いて生体との接触を検知することで、ブラッシング部位を特定したが、生体との接触を検知するために用いるデバイスは、電極方式のものであれば電極の仕様は限定されない。
【０１４４】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１４５】
本実施形態では、図１に示した接触検知部５０は、電極部５２および検出部５４にそれぞれ代えて、静電容量方式のセンサを構成する電極部５３、および、電極部５３の静電容量の変化を検出するための検出部５５を含む。
【０１４６】
図３８は、第４実施形態における電動歯ブラシ１Ｄの外観例を示す斜視図である。
図３８を参照して、電動歯ブラシ１Ｄは、ブラシ部３の背面側に、静電容量式のセンサの部品として一対の電極（導体）５３Ａ，５３Ｂが内蔵されている。検出部５５は、第１実施形態と同様に、図３に示した駆動回路１２内に搭載されてよい。なお、静電容量式のセンサの場合、他の実施形態のようにインピーダンスを検出するものではないため、ユーザの手と接触する本体２側には電極を設けなくてよい。
【０１４７】
電極５３Ａ，５３Ｂは、たとえば、円筒形状を有する銅やＳＵＳ等からなる部材である。これらは、ブラシ部３の中空内部に、歯ブラシの軸方向を長手方向として配置される。また、これらは、互いに所定の間隔を空けて、横方向に隣接して配置される。なお、電極５３Ａ，５３Ｂの配置位置は図３８に示したような位置に限定されない。たとえば、図３９に示されるように、歯ブラシの軸方向に対し垂直の方向を長手方向として、縦方向に隣接して配置されてもよい。
【０１４８】
一対の電極５３Ａ，５３Ｂは、互いに絶縁された状態でそれぞれリード線（図示せず）を介して検出部５５に接続されており、電圧が加わることで電荷が蓄えられるコンデンサとして機能する。検出部５５は、電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量を検出し、検出した静電容量を周波数に変換してＣＰＵ１２０に出力する。
【０１４９】
ここで、電極５３Ａ，５３Ｂ間に生じる静電容量は、空気と生体の誘電率の違いにより変化する原理について説明する。
【０１５０】
図４０（Ａ），（Ｂ）は、生体の接触によって電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量が変化する原理について説明するための図である。なお、図では概念的に生体９０と電極５３Ａ，５３Ｂとが直接接触しているように示しているが、実際には両者の間にブラシ部３の外形部が介在している。
【０１５１】
生体の比誘電率は空気の比誘電率よりも大きいため、生体９０がブラシ部３の背面に接触すると、生体９０のうち電極近傍の領域において空気よりも多くの電荷が誘電される。これにより、電極５３Ａ，５３Ｂ間の静電容量が増加することになる。
【０１５２】
ＣＰＵ１２０は、検出部５５で周波数変換された静電容量の変化を計測することで、ブラシ部３の背面が生体と接触しているか否かを判定する。具体的には、たとえば、静電容量が、予め実験を行なうことで定められた閾値（単位：ｐＦ）を超えたか否かを検出することで、ブラシ部３背面への生体の接触の有無を判定することができる。
【０１５３】
このように、電動歯ブラシに静電容量式のセンサを設けた場合、当該センサの電極は外部に露出しないため、外表面に露出する電極を設ける場合に比べて、汚れ等の影響により接触検知の精度が低下することを防ぐことができる。
【０１５４】
また、電極が生体と直接接触する構成ではないため、電極を介して生体に直接電流が流れることがなく、人体に対する直接的な電気的影響を抑制することができる。また、ブラシ部３の背面がたとえば樹脂製の場合には、静電気が歯ブラシに印加されたとしても、樹脂製のブラシ部３が保護となり、静電気によるＣＰＵ等の内部部品の破壊を防止することができる。
【０１５５】
なお、第２〜第３実施形態に示した、背面電極以外の電極の機能を、静電容量式のセンサが実現することもできる。つまり、電動歯ブラシの柄部、ブラシ部の先端または側面に、１対の電極を内蔵することで、詳細な部位の検出や部位の補正を実現してもよい。
【０１５６】
（変形例１）
上記第４実施形態では、静電容量式のセンサの構成として１対の電極を含む構成を示したが、１つの電極のみを含む構成であってもよい。
【０１５７】
図４１は、第４実施形態の変形例１における電動歯ブラシ１Ｄ＃の外観例を示す斜視図である。
【０１５８】
図４１を参照して、電動歯ブラシ１Ｄ＃は、ブラシ部３の背面側に、静電容量式のセンサの部品として１つの電極（導体）５３０が内蔵されている。本変形例では、電極５３０は、コンデンサの一方の電極として機能し、コンデンサの他方の電極の機能は生体により担われる。
【０１５９】
図４２は、第４実施形態の変形例１における接触検知の原理について説明するための模式図である。
【０１６０】
図４２を参照して、電動歯ブラシ１Ｄ＃のブラシ部３が生体９０の頬粘膜や舌と接触すると、電動歯ブラシ１Ｄ＃と生体９０と大地との間で、図に示すような回路が形成される。このとき、電動歯ブラシ１Ｄ＃と大地との間、生体９０と大地との間、生体９０と電極５３０との間には、それぞれ静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が形成される。そして、この回路における合成容量Ｃｘは、１／Ｃｘ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３で表される。生体９０と電極５３０との間の静電容量Ｃ３は、生体９０の頬粘膜や舌がブラシ部３の背面に接触することにより増加する。
【０１６１】
ここで、静電容量Ｃ１とＣ２は数百ｐＦ程度である。一方、静電容量Ｃ３は数ｐＦであり、大地間容量であるＣ１、Ｃ２に対して非常に小さい値となる。静電容量Ｃ１〜Ｃ３はいずれも安定的なものではなく周囲環境の変化によって変動することになる。しかし、静電容量Ｃ３の変化はＣ１、Ｃ２と比べて非常に小さいため、合成容量Ｃｘの変化に対するＣ１〜Ｃ３の変化の影響は、Ｃ３の変化がＣ１、Ｃ２と比べて非常に大きく支配的なものとなる。したがって、本変形例では、合成容量Ｃｘの変化を静電容量Ｃ３の変化として検出することにより、生体の接触状態を判断する。
【０１６２】
本変形例では、検出部５５は、合成容量Ｃｘを周波数に変換することで、合成容量Ｃｘの変化が周波数の変化として検出する。ＣＰＵ１２０に対しては、合成容量Ｃｘの変化が、検出部５５からインバータのカウンタ出力（ＨレベルまたはＬレベルの出力）として入力される。なお、このような構成は一例であり、合成容量Ｃｘの変化を検出する構成は、他の従来から知られた構成を用いてもよい。
【０１６３】
本変形例によれば、一つの電極によって接触状態の検出が可能となり、電動歯ブラシの構成の簡素化を図ることができる。
【０１６４】
なお、上記第４実施形態および本変形例における電動歯ブラシは、特開２００９−２２２７０４号公報において、電子体温計と人体との接触検知用として記載された他の電極（導体）の構成を採用することもできる。
【０１６５】
（変形例２）
静電容量式のセンサは、いわゆるタッチセンサのような構成であってもよい。たとえば、静電容量式のセンサは、透明な導電膜と四隅の電極とを含む表面型静電容量方式であってもよい。
【０１６６】
この場合、電極部５３は、導電膜および４つの電極を含む。パネル面が生体と接触または接近すると、導電膜がコンデンサ経由で設置されたのと同じような状態になり、生体を経由して電流が流れる。本変形例において検出部５５は、この電流を検出し、ＣＰＵ１２０に出力する。ＣＰＵ１２０は、検出された電流量を取得し、静電容量の変化を検出することで、生体への接触の有無を判定できる。ＣＰＵ１２０は、たとえば、得られた電流量が、予め実験を行なうことで定められた閾値以上であれば、生体と接触していると判定できる。
【０１６７】
［第５実施形態］
第１〜第４実施形態では、電動歯ブラシに接触検知部を設けることで、部位検出の精度を向上させるものであったが、本実施形態では、歯と歯茎のどちらを磨いているかを検出するために、電動歯ブラシのブラシ面に温度を検出するための赤外線センサが設けられる。
【０１６８】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１６９】
図４３は、第５実施形態におけるブラッシング評価処理のフローチャートである。
図４３を参照して、第１実施形態との違いは、ブラッシング部位推定処理（Ｓ２０）とブラッシング時間計測処理（Ｓ３０）との間に、歯／歯茎識別処理（Ｓ２８）が挿入される点のみである。
【０１７０】
図４４は、第５実施形態における電動歯ブラシ１Ｅの外観例を部分的に示す図である。
図４４を参照して、電動歯ブラシ１Ｅは、ブラシ部３のブラシ面に、たとえばサーモパイルなどの赤外線センサ７０が設けられる。赤外線センサ７０の配置位置は、ブラシ面上であれば図４４に示したような位置に限定されない。
【０１７１】
なお、本実施形態においても、ブラシ部３の背面には、第１実施形態または第４実施形態に示したように、背面電極５２１または静電容量式のセンサ５３が設けられているものとする。
【０１７２】
図４５は、歯／歯茎識別処理（Ｓ２８）を示すフローチャートである。
図４５を参照して、ＣＰＵ１２０は、推定された各部位において、赤外線センサ７０より得られる表面温度を検出する（Ｓ６０１）。表面温度が第１閾値（たとえば３４．５℃）以上であれば、ブラシ面は歯茎に面していると判定する（Ｓ６０２）。表面温度が第１閾値未満かつ第２閾値（たとえば３１℃）以上であれば、ブラシ面は歯に面していると判定する（Ｓ６０３）。表面温度が第２閾値未満であれば、口腔外と判定する（Ｓ６０４）。
【０１７３】
このように、歯か歯以外かを識別することで、歯のブラッシング時間と歯茎のブラッシング時間との両方に分けて出力したりすることができる。そのため、出力されたブラッシング結果を、虫歯や歯周病の予防に役立てることができる。
【０１７４】
［第６実施形態］
第１〜第４実施形態では、電動歯ブラシに接触検知部を設けることで、部位検出の精度を向上させるものであったが、本実施形態では、前歯と奥歯との判定誤りを補正するために、電動歯ブラシの柄部の前面側（ブラシ側）と背面側との両方に、光センサが設けられる。電動歯ブラシは、水平な姿勢状態の場合、加速度センサの出力のみでは、前歯と奥歯との識別が困難な場合があるからである。
【０１７５】
本実施形態における電動歯ブラシの基本的な構成および動作は、第１実施形態と同様である。したがって、以下に第１実施形態との相違点のみ詳細に説明する。
【０１７６】
図４６は、第６実施形態における電動歯ブラシ１Ｆの外観例を示す斜視図である。
図４６を参照して、電動歯ブラシ１Ｆは、柄部４の、ブラシ部３の近傍の位置に、明るさを検出するための光センサ８０Ａ，８０Ｂが設けられている。光センサ８０Ａ，８０Ｂとしては、たとえば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの、光を電気に変換する機能を有するものが採用可能である。
【０１７７】
光センサ８０Ａは、柄部４の前面側に設けられ、光センサ８０Ｂは、柄部４の背面側に設けられている。なお、各光センサ８０Ａ，Ｂは、奥歯をブラッシングする際に口内に入る位置に設けられれば、図示したような位置に限定されない。たとえば、これらは、ブラシ部３の、柄部４の近傍の位置に設けられててもよい。
【０１７８】
本実施形態におけるブラッシング評価処理の流れは、第３実施形態で示した図３３と同様であってよい。本実施形態では、図３３のステップＳ２６（部位補正処理）では、次のような処理が行なわれる。
【０１７９】
まず、ＣＰＵ１２０は、各光センサ８０Ａ，８０Ｂが活性状態か不活性状態かを判断する。具体的には、各光センサ８０Ａ，８０Ｂの出力が、所定の閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上であれば活性状態（明るい）と判断し、閾値未満であれば不活性状態（暗い）と判断する。
【０１８０】
光センサ８０Ａまたは８０Ｂのいずれか一方のみが活性状態であれば、ブラッシング部位は前歯と判定される。具体的には、前面側に配置された光センサ８０Ａのみが活性状態であれば、前面側が口外側を向いていることになるため、舌側または口蓋側の前歯と判定される。背面側に配置された光センサ８０Ｂのみが活性状態であれば、背面側が口外側を向いていることになるため、唇側の前歯と判定される。
【０１８１】
これに対し、光センサ８０Ａ，８０Ｂともに不活性状態であれば、両方とも口腔内に存在すると推定されるため、ブラッシング部位は奥歯と判定される。光センサ８０Ａ，８０Ｂともに活性状態であれば、前歯および奥歯のいずれでもなく、ブラシ部３は口腔外にあると判定される。
【０１８２】
以上のような前歯／奥歯の判定結果が、前に行なわれたブラッシング部位推定処理における前歯／奥歯の判定結果と異なっていれば、今回の判定結果に従いブラッシング部位を補正する。部位補正処理での前歯／奥歯の判定結果が、前に行なわれたブラッシング部位推定処理における前歯／奥歯の判定結果と一致していれば、補正することなく当該処理を終了する。
【０１８３】
このように、万一、加速度センサ１５を利用して判定したブラッシング部位に誤りがあった場合でも、光センサ８０Ａ，８０Ｂを利用することでより高精度にブラッシング部位を特定することができる。
【０１８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１８５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 電動歯ブラシ、２ 本体部、３ ブラシ部、４ 柄部、５ 振動部材、１０ モータ、１１ 回転軸、１２ 駆動回路、１３ 充電池、１４ コイル、１５ 加速度センサ、１７ 荷重センサ、２０ ステム部、２１ ブラシ部品、３０ 偏心軸、５０ 接触検知部、５２ 電極部、５３ 静電容量式のセンサ、５４ 検出部、６１，６２，６３ 電極、６４，６５ リード線、７０ 赤外線センサ、８０Ａ，８０Ｂ 光センサ、１００ 充電器、１１０ 表示器、１１１ ディスプレイ、１１２ データ受信部、１２０ ＣＰＵ、１２１ メモリ、１２２ タイマ、１２３ データ送信部、２０２ 弾性部材、２０３ 軸受、２１０ ブラシ、５２１，５２２，５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃ，５２４，５２５Ａ，５２５Ｂ 電極、Ｓ スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシと、
前記ブラシを駆動させるための駆動手段と、
電動歯ブラシの姿勢を検知するための姿勢検知センサと、
生体との接触を検知するための、電極方式の接触検知手段とを備え、
前記接触検知手段は、前記ブラシが配置されたブラシ部の背面側への接触または近接を検知するための第１の検知手段を含み、
前記姿勢検知センサの出力に基づいて、電動歯ブラシの姿勢情報を検出するための検出手段と、
少なくとも前記姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定するための部位推定手段とをさらに備え、
前記部位推定手段は、前記姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、前記第１の検知手段から得られる電気信号に基づいて、頬側か舌側を判定するための判定手段を含む、電動歯ブラシ。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１の検知手段の出力に基づいて、前記ブラシ部の背面側が生体に接触している時間割合を算出し、算出された前記時間割合が予め定められた割合以上であれば、ブラッシング部位は頬側と判定し、前記算出された時間割合が前記予め定められた割合未満であれば、ブラッシング部位は舌側と判定する、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
前記第１の検知手段は、前記ブラシ部の背面側に配置された電極を含み、
前記判定手段は、前記電極のインピーダンスの大きさを検知することで、生体との接触の有無を判定する、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
前記第１の検知手段は、電動歯ブラシの本体部に配置された電極をさらに含む、請求項３に記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
前記第１の検知手段は、前記ブラシ部の背面側に内蔵された電極を含む静電容量方式の検知手段を含み、
前記判定手段は、前記静電容量方式の検知手段による静電容量の変化を検知することで、生体との接触または接近の有無を判定する、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
前記接触検知手段は、前記ブラシ部の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、
前記第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出するための詳細部位検出手段をさらに備える、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
前記第２の検知手段は、柄部への接触を検知し、
前記詳細部位検出手段は、前記推定されたブラッシング部位が奥歯に相当する場合に、前記第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、奥歯のうちの詳細な部位を検出する、請求項６に記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
前記第２の検知手段は、前記ブラシ部の先端への接触を検知し、
前記詳細部位検出手段は、前記推定されたブラッシング部位が前歯に相当する場合に、前記第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、前歯のうちの詳細な部位を検出する、請求項６に記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
前記接触検知手段は、前記ブラシ部の側面への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、
前記第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段をさらに備える、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】
前記ブラシ部のブラシ面に配置された、温度を検出するための赤外線センサと、
前記赤外線センサからの出力に基づいて、歯および歯茎のどちらを磨いているかを識別するための識別手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１１】
奥歯をブラッシングする際に口腔内に入る位置に設けられた光センサと、
前記光センサから得られる信号に基づいて、ブラッシング中の部位が前歯と奥歯とのいずれであるかを判定することにより、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１２】
前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位ごとに、ブラッシング時間を計測するための計測手段と、
前記ブラッシング時間の計測結果に基づいて、ブラッシング結果を出力するための出力手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１３】
前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位に応じて、前記駆動手段の動作モードを切替えるためのモード切替え手段をさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１】
ブラシと、
前記ブラシを駆動させるための駆動手段と、
電動歯ブラシの姿勢を検知するための姿勢検知センサと、
生体との接触を検知するための、電極方式の接触検知手段とを備え、
前記接触検知手段は、前記ブラシが配置されたブラシ部の背面側への接触または近接を検知するための第１の検知手段を含み、
前記姿勢検知センサの出力に基づいて、電動歯ブラシの姿勢情報を検出するための検出手段と、
少なくとも前記姿勢情報に基づいて、ブラッシング部位を推定するための部位推定手段とをさらに備え、
前記部位推定手段は、前記姿勢情報に基づいて判定されたブラッシング部位が、右頬側または左舌側の歯列面、あるいは、左頬側または右舌側の歯列面であった場合に、前記第１の検知手段から得られる電気信号に基づいて、頬側か舌側を判定するための判定手段を含む、電動歯ブラシ。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１の検知手段の出力に基づいて、前記ブラシ部の背面側が生体に接触している時間割合を算出し、算出された前記時間割合が予め定められた割合以上であれば、ブラッシング部位は頬側と判定し、前記算出された時間割合が前記予め定められた割合未満であれば、ブラッシング部位は舌側と判定する、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】
前記第１の検知手段は、前記ブラシ部の背面側に配置された電極を含み、
前記判定手段は、前記電極のインピーダンスの大きさを検知することで、生体との接触の有無を判定する、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項４】
前記第１の検知手段は、電動歯ブラシの本体部に配置された電極をさらに含む、請求項３に記載の電動歯ブラシ。
【請求項５】
前記第１の検知手段は、前記ブラシ部の背面側に内蔵された電極を含む静電容量方式の検知手段を含み、
前記判定手段は、前記静電容量方式の検知手段による静電容量の変化を検知することで、生体との接触または接近の有無を判定する、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項６】
前記接触検知手段は、前記ブラシ部の背面以外の位置であって、ブラッシングの際に口内に入り得る位置への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、
前記第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位よりもさらに詳細な部位を検出するための詳細部位検出手段をさらに備える、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項７】
前記第２の検知手段は、柄部への接触を検知し、
前記詳細部位検出手段は、前記推定されたブラッシング部位が奥歯に相当する場合に、前記第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、奥歯のうちの詳細な部位を検出する、請求項６に記載の電動歯ブラシ。
【請求項８】
前記第２の検知手段は、前記ブラシ部の先端への接触を検知し、
前記詳細部位検出手段は、前記推定されたブラッシング部位が前歯に相当する場合に、前記第２の検知手段の生体への接触の有無を検知することで、前歯のうちの詳細な部位を検出する、請求項６に記載の電動歯ブラシ。
【請求項９】
前記接触検知手段は、前記ブラシ部の側面への接触を検知するための第２の検知手段をさらに含み、
前記第２の検知手段から得られる電気信号に基づいて、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段をさらに備える、請求項１または２に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１０】
前記ブラシ部のブラシ面に配置された、温度を検出するための赤外線センサと、
前記赤外線センサからの出力に基づいて、歯および歯茎のどちらを磨いているかを識別するための識別手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１１】
奥歯をブラッシングする際に口腔内に入る位置に設けられた光センサと、
前記光センサから得られる信号に基づいて、ブラッシング中の部位が前歯と奥歯とのいずれであるかを判定することにより、前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位を補正するための部位補正手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１２】
前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位ごとに、ブラッシング時間を計測するための計測手段と、
前記ブラッシング時間の計測結果に基づいて、ブラッシング結果を出力するための出力手段とをさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【請求項１３】
前記部位推定手段により推定されたブラッシング部位に応じて、前記駆動手段の動作モードを切替えるためのモード切替え手段をさらに備える、請求項１に記載の電動歯ブラシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【公開番号】特開２０１１−１３９８４４（Ｐ２０１１−１３９８４４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１１０（Ｐ２０１０−３１１０）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
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