CN105744911A - 用于检测并移除牙斑的牙齿保健设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动并独立地检测和移除牙斑的牙齿保健设备，包括：a)运动受控并且压力敏感的牙斑移除头，该牙斑移除头具有至少一个刚毛阵列；b)牙斑检测单元，该牙斑检测单元被适配成捕捉牙齿和牙龈的图像，其中所述牙斑检测单元包括成像设备和用于照明所述牙齿和牙龈的具有特定波长的光源；以及c)牙斑检测引擎，该牙斑检测引擎被适配成处理捕捉到的图像以便检测所述牙齿上的牙斑感染区域，并相应地生成用于以下指令：自动引导所述运动受控的牙斑移除头，由此执行用于自动并独立地将牙斑从所述牙齿移除的所有必要的移动，同时通过控制所施加的压力并避免刷到牙齿和牙龈的清洁区域使磨损最小化。

Description

用于检测并移除牙斑的牙齿保健设备

技术领域

本发明涉及牙齿保健设备的领域。更具体地，本发明涉及一种聚焦于牙斑感染区域的电动牙刷，以用于实现高效且全面的刷牙。

发明背景

对用于清洁牙齿的电动牙刷的使用是公知的。通常，这些牙刷采用某一种类的能够执行半圆或振动运动的旋转头、具有用于放置电池的中空空间的牙刷柄、电动元件和某种种类的用户接口(开关按钮或小型用户屏幕)。这些组件一起构建电动牙刷，但这些组件分开的起作用，而无需技术诀窍或知识集合。现有的牙刷基于在口腔中的用户放置盲目地操作，而且不考虑特定位置是否需要清洁或更全面的牙斑处理。

现有的牙刷以其可移除头执行越来越快速的圆形循环的事实自夸，但却忽略了这可使牙齿及牙龈磨损的事实。因此，期望提供一种改进的电动牙刷，该改进的电动牙刷通过自动检测牙斑感染区域，并且还通过控制并监控牙刷头的移动和所施加的压力以专门对检测到的区域起作用并防止牙齿和牙龈的磨损来克服以上描述的缺点。使了解牙斑驻留在何处以及使得牙刷头能够到达这些区域而无需用户干预之间的循环闭合允许全面且高效的刷牙，这是智能刷牙的基础。

本发明的一个目的是提供一种牙齿保健设备，该牙齿保健设备自动检测牙斑感染区域。

本发明的另一目的是提供一种牙齿保健设备，该牙齿保健设备能够控制并监控牙刷头以专门对牙斑感染区域起作用。

本发明的又一目的是提供一种牙齿保健设备，该牙齿保健设备消除了对牙齿和牙龈的不必要的磨损。

随着描述继续，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。

发明概述

本发明涉及一种用于自动并独立地检测和移除牙斑的牙齿保健设备，包括：

a.运动受控且压力敏感的牙斑移除头，该牙斑移除头具有至少一个刚毛阵列；

b.牙斑检测单元，该牙斑检测单元被适配成捕捉牙齿和牙龈的图像，其中所述牙斑检测单元包括成像设备和用于照明这样的牙齿和牙龈的具有特定波长的光源；以及

c.牙斑检测引擎，该牙斑检测引擎被适配成处理捕捉到的图像以便检测所述牙齿上的牙斑感染区域，并相应地生成用于以下指令：自动引导所述运动受控的牙斑移除头，由此执行用于自动并独立地将牙斑从所述牙齿移除的所有必要的移动，同时通过控制所施加的压力并避免刷到牙齿和牙龈的清洁区域来使磨损最小化。

根据本发明的一实施例，牙斑检测单元被编程为通过应用硬件和/或软件牙斑查找器算法来操作。

根据本发明的一实施例，牙斑查找器算法涉及图像处理、边缘检测、对象检测以及基于照明过程所产生的偏转波长的专有算法。

根据本发明的一实施例，该牙齿保健设备还包括用于在使用所述设备时向用户提供视频/音频指示的用户信息处理器。

根据本发明的一实施例，用户指示包括要求用户将牙刷放置在新位置时的实时刷牙指示、计时、刷牙质量、牙斑比例和随时间的改善。

根据本发明的一实施例，该牙齿保健设备还包括两个或更多个线性刚毛阵列，使得第一刚毛阵列以相对于另一刚毛阵列垂直的定向定位，由此提供两个或更多个自由度。

根据本发明的一实施例，刚毛阵列是以圆形方式、线性方式或两者的组合形成的。

根据本发明的一实施例，牙斑移除头比标准更长，并且具有用于允许将牙斑移除头的形状调整为匹配牙齿线并同时刷若干颗牙齿的至少一个可弯曲接合部以及用于牙斑检测的一个或多个传感器设备。

根据本发明的一实施例，可弯曲接合部的移动是被动的并且仅取决于接合部的弯曲性。

根据本发明的一实施例，通过使用一个或多个电机或致动器，可弯曲接合部的移动是主动的。

附图简述

在附图中：

-图1A示意性地示出根据本发明的一实施例的牙齿保健设备的简化正视图；

-图1B示意性地示出图1A的牙齿保健设备的简化侧视图；

-图1C示意性地示出图1A的牙齿保健设备的简化后视图；

-图1D-1F示意性地示出根据本发明的一些实施例的牙齿保健设备中的牙斑移除头的可能移动；

-图2A和2B是根据本发明的一实施例的图1A的牙齿保健设备的内部元件的示例性示图。

-图3A-3B示意性地示出根据本发明的一实施例的牙齿保健设备的头部区域，该头部区域可用作执行受控的自动化移动的底架(undercarriage)；

-图4A示意性地示出根据本发明的一实施例的具有可弯曲接合部的牙斑移除头的俯视图；

-图4B示意性地示出图4A的牙斑移除头的侧视图；

-图4C示意性地示出图4A的可弯曲接合部的示意性移动；

-图5以框图形式示意性地示出根据本发明的一实施例的牙齿保健设备的电组件；以及

-图6示意性地示出根据本发明的一实施例的牙齿保健设备的示例性高级牙斑检测引擎。

发明的详细描述

本发明是一种牙齿保健设备，该牙齿保健设备自动地检测牙齿上的牙斑感染区域，并相应地通过以下来用于消除这些牙斑感染区域：控制和监控牙斑移除元件的移动以到达并聚焦于被污染的区域，由此通过控制所施加的压力并避开不需要刷牙的区域来消除对牙刷的磨损施加，从而以较短的时间允许全面并高效的清洁。该牙齿保健设备不暗示任何特定形状、构造材料或几何结构，并且该发明适用于可用类似电动牙刷的设备的形式实现的所有合适的设备。

现将对本发明的若干实施例作出参考，在附图中示出它们的示例。只要行得通，相似或相同的参考标记可在附图中被使用，并可指示相似或相同的功能。这些附图仅出于说明的目的描绘本发明的各实施例。本领域的技术人员将从以下描述中容易地认识到可采用本文中示出的结构和方法的替换实施例，而不会背离在本文中描述的本发明的原理。

尽管某些示例可指代专用牙齿保健设备，但其他设备也可被使用，诸如特殊牙刷。如本文中使用的术语“例如”、“如”、“任选地”旨在用于介绍非限制性示例。尽管对某些示例系统组件作出了特定参考，但其他组件也可被使用和/或这些示例组件可被组合成更少的组件和/或被划分成更多的组件。

图1A-1C示出可结合本发明使用的牙齿保健设备。该设备(在附图中一般由标记10指示)采用包括牙斑移除头11和手柄形式的主体12的一体化电动牙刷的形式。主体12和头11按允许头11在线性轴中移动的方式耦合。

牙斑移除头11配备有多个刚毛阵列，此多个刚毛阵列被垂直和水平地放置成协调在牙齿和牙龈的不同区域中所需的不同的刷牙摆动。根据本发明的一实施例，每一刚毛阵列由专用电机分开地控制(例如，每一电机可被定位在头11本身上，或者被定位在沿着牙齿保健设备10的主体的将允许该电机旋转/振动刚毛的其他地方)，由此基于牙斑检测算法可应用所有操作组合(即，独立地激活/停用每一电机，通过控制每一电机的功率和速度来进行加速或减速，更先进的配置也可允许控制刚毛阵列的高度或偏转等)。使用多个电机允许刚毛以任何方向移动(即两个或更多个自由度)。

如本领域的技术人员将领会的，牙斑移除头11可被配置成按各种方式移动。根据本发明的一些实施例，每一刚毛阵列独立地向x-y平面上的两个方向都旋转，如参考图1D示出的。在另一实施例中，整个牙斑移除头11绕x轴向两个方向都旋转，如参考图1E示出的。在另一实施例中，整个牙斑移除头11绕z轴向两个方向都旋转(即，头11向右或向左移动)，如参考图1F示出的。在该实施例中，枢转点可在沿着设备10的头11、臂或主体的任何地方。

根据本发明的一实施例，头11的前后移动由附加电机(例如，可被放置在牙齿保健设备10的主体12中的线性致动器)控制。基于所选的实施例和实现，任何合适的电机都可用于控制这些移动。牙斑移除头11配备有诸如成像设备(例如，微型相机)、行扫描仪或其他光学装置之类的传感器模块，该传感器模块获得牙斑移除头11被定位到的特定区域的连续视频数据流(例如，图像)，并将该数据发送给处理单元。

根据本发明的一实施例，牙斑移除头11包括牙斑检测单元13以及促成对牙齿及牙龈进行清洁的装置，诸如紧密聚集的刚毛的一个或多个阵列，例如如由标记14-16所指示的。在该示例性实现中，头11配备有但不限于水平紧密聚集的刚毛的阵列14以及垂直紧密聚集的刚毛的两个阵列15和16。任选地，圆形紧密聚集的刚毛的阵列也可被采用(未示出)。图1B和1C示出根据本发明并与图1A相关的侧视图和后视图。

图2A和2B示出根据本发明的一实施例的牙齿保健设备10的各元件的示图。在该配置中，刚毛阵列14-16(图1A和2B)驻留在底板25上，该底板25保持刚毛14-16(例如，在顶侧)以及用于每一刚毛阵列14-16的专用电机(例如，在其他侧)，如分别由标记141、151和161指示的。图2A示出没有刚毛阵列14-16的专用电机141、151和161。在该实施例中，例如，牙斑检测单元13被定位在水平紧密聚集刚毛的阵列14附近牙斑保健设备的头11的边缘处。

牙斑检测单元13包括牙斑检测传感器(PDS)18(例如，相机)以及光源19(例如，LED)，如图3A和3B中更详细示出的。PDS18获得由牙斑检测引擎21控制的连续图像流。每一图像由牙斑检测引擎21处理(例如，在该实施例中，牙斑检测引擎21被放置在主体12中)。例如，在该配置中，用于分开地控制每一专用电机141、151和161或在牙斑检测单元13和牙斑检测引擎21之间传递数据的所有接线都可以用有线方式实现，例如通过一般由标记24指示的接线集合实现。

牙斑检测引擎21接收连续图像流，并对接收到的每一图像执行各高级图片处理算法，从用于补偿由该设备是手持式的事实导致的颤抖的图像稳定化和缝合算法开始，接着经过色彩变换和对象边缘检测，如将在此后参考图4和5进一步详细描述的。

图片处理的结果是用于控制由每一刚毛阵列14-16执行的下一移动并结合有头11沿着x轴的移动的命令集。根据该命令，每一专用电机141、151和161可被激活、停止、加速或减速。四个专用电机141、151和161的任何组合均可适用，诸如：

-仅上部的水平专用电机在工作；

-仅底部的水平专用电机在工作；

-水平专用电机都在工作；

-仅垂直专用电机在工作；

-仅上部的水平专用电机和垂直专用电机在工作；

-仅底部的水平专用电机和垂直专用电机在工作；

-这两个水平专用电机及垂直专用电机都在工作；

-仅圆形专用电机在工作；

-仅圆形专用电机和上部的水平专用电机在工作；

-仅圆形专用电机和底部的水平专用电机在工作；

-仅圆形专用电机和这两个水平专用电机在工作；

-仅圆形专用电机和垂直专用电机在工作；

-仅圆形专用电机、上部的水平专用电机和垂直专用电机在工作；

-仅圆形专用电机、底部的水平专用电机和垂直专用电机在工作；

-仅圆形专用电机、这两个水平专用电机和垂直专用电机在工作。

能够用很好的精度分开地控制每一专用电机允许高效的全面刷牙，同时使清洁牙齿区域的磨损最小化。

牙斑移除头11可根据所选的实施例执行各种移动。前后头部移动由但不限于由放置在主体12(例如，牙刷柄)中的线性电机控制。根据本发明的一实施例，PDS18被按任何数目的方式(详述为但不限于专用擦拭物(未示出)或为覆盖透镜的任何疏水材料)保持清洁以免遭可干扰相机视觉并由此使图片的质量恶化的任何障碍物(水、蒸汽、泡沫等…)。例如，当PDS18没有激活时，可用专用擦拭物将其擦拭干净。

另一实施例利用配备有两个电动刚毛阵列的牙斑移除头。前后头部移动由放置在牙刷柄中的专用电机控制。刚毛阵列可以是圆形的、矩形的或任何其他形状，并且由分开的专用电机分开地控制。这两个电机都可被打开或关闭，或者根据牙斑检测算法完全分开地工作。每一刚毛阵列可以按使得其覆盖整个牙齿长度和牙龈线的方式被放置在牙斑移除头上。在该特定实施例中，高达45°的头部角运动可能是多余的。

根据本发明的一实施例，牙齿保健设备10包括可被应用来提供包括但不限于用户指示(诸如计时、刷牙质量、牙斑比例和随时间的改善)的许多特征和应用的屏幕输出22。其他应用可涉及儿童产品线，包括但不限于礼物、游戏、计分数。又一应用可包括但不限于向消费者和专业市场两者提供具有对牙斑位置的色彩指示的整个口腔的实时全景图。

在另一实施例中，牙斑移除头11包括底架头31，该底架头11按使得允许在X轴、Y轴和Z轴中的移动的方式连接到主体12(图1)(如参考图3A和3B示出的)。底架头31的移动在正清洁的区域的长度和高度方面完全受到牙斑检测引擎21(图2)的控制。牙斑检测单元13(例如，相机和LED)驻留在底架头31上。此外，保持刚毛阵列的可替换的头可被连接到该底架头31，并可如以上所述由专用电机控制。刚毛阵列可被完全独立于底架放置或移动并与底架放置或移动没有任何相关性地激活、停止、加速或减速。

现参考图4A-4C，示出根据本发明的另一实施例的具有可弯曲接合部的牙斑移除头部110。牙斑移除头110包括一个或多个可弯曲接合部，如标记111、112和113指示的。刚毛由标记123-126指示。可弯曲接合部配置允许调整牙斑移除头110的形状以匹配牙齿线。接合部绕Y轴的移动可以是被动地(仅依赖于接合部弯曲性)或主动的(使用电机或致动器)。在这样的配置中，牙斑移除头110可包括多于一个PDS，如标记121和122指示的。

头110可通过将口腔划分成各较大的区域(例如，牙齿拓扑结构的内部、外部和上部)来使刷牙效率最大化，而无需一颗接一颗牙的刷。整个牙斑移除头110仍可利用线性电机在x轴上移动。由于其长度，牙斑移除头110覆盖口腔的大区域。PDS121和122将各图像中继到牙斑检测器引擎，该牙斑检测器引擎仅须通知针对正对其处理的特定区域的清洁是否完成(例如，牙斑存在＝真/假)，当答案为假时，对用户的指示(指示可以是哔哔声、振动或任何其他手段)被给予用户以移动到下一位置。

如技术人员将领会的，附图中描述的布置导致应用智能刷牙的工具。配备有运行高级算法的传感器和专用控制逻辑，传感器、专用电机和专用逻辑的集成使得能够使检测牙斑驻留区域和控制牙斑移除元件以到达这些牙斑驻留区域之间的循环闭合，由此提供应用智能刷牙的工具。

智能刷牙可由所列出的方法中的一者或多者实现，但并不限于此。一个方法仅要求用户将牙齿保健设备插入到其口腔中，从而保证使牙齿保健设备留在固定位置，直到指示移动到下一位置的自动化用户指示被断言，并如牙齿保健设备所指示的那样重复该动作。另一方法可要求用户在执行上文的第一方法中描述的动作之前，使用专用的显示液牙膏或漱口剂。又一方法可要求用户首先扫描整个口腔，使得牙齿保健设备能够创建完整的口腔图像，由此允许参考特定坐标和位置。所描述的方法中的任一者导致激活高级集成逻辑和机制以将更多牙斑从牙齿中移除的智能刷牙。

现转向逻辑电路，它由专用逻辑组成，该专用逻辑可以是诸如但不限于FPGA、ASIC、CPU、PU(处理单元)或任何其他可编程逻辑的许多实施例，并允许实现高级算法。通用算法可用于多个应用，这些应用中的一些为(但不限于为)牙斑检测、牙齿和口腔2D和3D维度的图片、健康相关警报等等。

在优选实施例中的任一者中，处理单元利用FPGA、ASIC、CPU、PU或其他形式的可编程逻辑来对接收到的图像流执行高级图片处理算法。该处理可涉及以下任务，但可通过替换或另选的任务被增强：

-主要图片处理，该主要图片处理从用于补偿由设备是手持式的事实导致的颤抖的图像稳定化和缝合算法开始，接着是滤波、缩放、直方图构造和色彩操控；

-依据对象边缘检测的牙齿边界检测由此消除非相关区域、阈值搜索以及附加的平滑和滤波；

-特定牙斑检测，查找早期检测到的牙齿边界上的特定色彩偏差。

结果是用于参考牙刷所处的最后坐标来控制由牙刷头执行的下一移动的命令集合，从而分开地控制每一电机的开启/关闭功能，并计算当前位置。根据具有可弯曲接合部的长头部的实施例，不需要计算新的坐标，并且结果仅仅是牙斑的存在性＝真还是假。

根据本发明的一实施例，牙斑检测可以执行以下方式中的一种方式或所有方式(但不限于此)：

-用于牙斑标识/色彩化的特定毫微米波长；

-专用显示液牙膏/漱口剂；

-用于特征检测和对象识别的专用算法。

本文中描述的功能可由存储在计算机可读介质上并在牙斑检测引擎21中实现的基于处理器的系统上运行的可执行代码和指令来执行。然而，状态机和/或硬连线电子电路也可被利用。此外，参考本文中描述的各示例处理，不是所有的处理状态都需要被达到，也不是这些状态必须按解说的次序来执行。

图5以框图形式示意性地示出根据本发明的一实施例的图2的牙齿保健设备10的电组件。牙齿保健设备10包括牙斑检测引擎21、牙斑检测单元13、诸如141、151和161之类的(诸)专用电机以及电源(例如，如电池41所指示的)。

根据本发明的一实施例，牙齿保健设备10可进一步包括通信端口42(例如，无线通信端口、有线通信端口或两者的组合)，该通信端口42允许牙齿保健设备10将数据(例如经处理的数据或原始数据)转发到外部设备，诸如外部显示单元43、坞站、智能电话、笔记本或如一般由标记44等指示的其他基于计算机的设备。通信端口可通过任何合适的通信协议(诸如USB端口、WiFi、蓝牙等)来实现。

牙斑检测引擎(PDE)21执行用于准确分析牙斑移除头11的移动所需的所有视频处理。PDE21还执行到外部显示单元43的无线/有线输出以用于显示用户信息。如对本领域的技术人员显而易见的，PDE21经由如由该图中的“I/F”指示的任何合适的接口来与电机141、151、161并与PDU13通信。

PDE21负责头11的非常精密的滑动移动以及针对每一刚毛阵列的每一专用电机的开启/关闭命令，以便防止其中没有驻留牙斑的牙齿表面的磨损。

通过以下的说明性和非说明性示例，所有以上内容将被更好地理解。

图6以框图形式示意性地示出根据本发明的一实施例的示例性顶级PDE。

如将对技术人员显而易见的，输入同步机器50可执行对从包含在牙斑检测单元13中的PDS18接收到的数据的对准和同步。例如，数据可以用像素时钟率被接收到并使用FIFO线长度缓冲器被同步到系统时钟。取决于PDS18的属性，像素数据可例如为构成～2K缓冲器(内部存储器)的8比特宽度以实现224x240的有效像素分辨率。有效像素数据可随后由传感器处理单元51在预处理阶段中处理，如下文更详细描述的。

处理阶段

为预处理的第一阶段是用逻辑实现的一系列滤波器。目的是减少噪声、消除运动模糊、增强亮度以及准备用于生成可对其实现高级算法的经缝合的图片的数据。

第二阶段是基于硬件(HW)的特征检测机器，进行特征跟踪以及图片稳定化和缝合。该HW机器还使用内部SRAM来进行计算和处理，并执行这些算法的数据提取元素。在该阶段，特定牙齿对象识别算法也被实现。经缝合的图片随后被存储在存储器52中以供进一步处理。

处理的第三部分由诸如ARM/Cortex处理器之类的CPU54来完成。使用由HW机器提取的数据，该算法的软件启用部分被执行，包括将牙齿保健设备定位准确的坐标、标识准确的牙斑感染区域以及向牙齿保健设备的牙斑移除头输出命令。

电机控制器(MC)53将从驻留在ARM/Cortex处理器中的电机移动计算单元处接收到的命令转换成控制牙斑移除头的实际电机移动。MC53还负责使总线接口和电压转到旋转/移动刚毛阵列的专用电机处。

用户信息处理器(UIP)55包括生成视频和音频用户信息的两个主要特征。UIP55产生至少用于执行清洁所需的用户信息。UIP55可包含用于视频压缩的视频编码器，以便将视频数据转发给外部用户屏幕，诸如显示单元43(图4)。

音频生成信息可包括可听指示，诸如：

-口腔部分的计时到期；

-刷牙计时(例如，2分钟)；

-误用信息；

视频生成信息可包括视觉指示，诸如：

-口腔全景图(例如，8部分)；

-特定部分被错过/使用不足指示；

-压力传感器指示；

-牙斑移除头的替换指示；

-电池寿命信息。

如上文前述的，电机55负责根据PDE21计算出的命令来实现圆形头部移动和滑动头部移动两者。电机55应当低功率的，并且长寿命周期以满足消费者产品需求。

前述实施例提供配备有用于实现完美的刷牙的所有必要组件的智能牙刷。该智能牙刷提供将半导体技术与视频处理和精密技巧组合以交付智能牙刷的唯一架构，从而为完美的刷牙铺平了道路。智能刷牙通过标识牙齿的牙斑感染区域并致力于减轻检测到的牙斑来实现。

所有以上描述和示例已出于说明的目的被给出，并且不旨在以任何方式限制本发明。许多不同的机制、分析方法、电子和逻辑元件可被采用，且全部都不超出本发明的范围。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于自动并独立地检测和移除牙斑的牙齿保健设备，包括：

a.运动受控的牙斑移除头，所述运动受控的牙斑移除头具有垂直和水平地放置在其上的多个刚毛阵列，其中每一刚毛阵列由专用电机分开地控制，由此允许所述刚毛以两个或更多个自由度在任何方向中移动；

b.牙斑检测单元，所述牙斑检测单元被适配成捕捉牙齿和牙龈的图像，其中所述牙斑检测单元包括成像设备和用于照明所述牙齿和牙龈的具有特定波长的光源；以及

c.牙斑检测引擎，所述牙斑检测引擎被适配成处理捕捉到的图像以便准确地检测所述牙齿上的牙斑感染区域，并相应地生成用于以下的指令：自动地引导所述运动受控的牙斑移除头到达并聚焦于所述感染区域并避开不需要刷牙的区域，由此允许使检测牙斑驻留区域和控制所述牙斑移除头以到达所述牙斑驻留区域之间的循环闭合。

2.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑检测单元被编程为通过应用硬件和/或软件牙斑查找器算法来操作。

3.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑查找器算法涉及图像处理、边缘检测、对象检测和专用算法。

4.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，进一步包括用户信息处理器，所述用户信息处理器用于在使用所述设备时提供视频/音频用户指示。

5.根据权利要求4所述的牙齿保健设备，其特征在于，用户指示包括要求用户将牙刷放置在新位置时的实时刷牙指示、计时、刷牙质量、牙斑比例和随时间的改善。

6.根据权利要求5所述的牙齿保健设备，其特征在于，具有对牙斑位置的色彩指示的整个口腔的实时全景图被呈现给所述用户以在刷牙时跟随。

7.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述刚毛阵列以圆形方式、线性方式或两者的组合形成。

8.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑移除头比标准更长，并且具有用于允许将所述牙斑移除头的形状调整为匹配牙齿线并同时刷若干颗牙齿的至少一个可弯曲接合部以及用于牙斑检测的一个或多个传感器设备。

9.根据权利要求8所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述可弯曲接合部的移动是被动的，并且仅依赖于接合部柔曲性。

10.根据权利要求8所述的牙齿保健设备，其特征在于，通过使用一个或多个电机或致动器，所述可弯曲接合部的移动是主动的。

11.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑检测引擎通过控制所施加的压力、移动并避开不需要刷牙的地方来消除所述刚毛的磨损应用。

12.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑检测单元获得由所述牙斑检测引擎控制的连续图像流。

13.根据权利要求12所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑检测单元接收所述连续图像流，并对所述接收到的图像应用高级图片处理算法，从而导致用于以下的命令集：结合所述头沿着x轴的移动控制由每一刚毛阵列执行的下一移动，由此允许监视每一专用电机的操作并在每一专用电机应当被激活、停止、加速还是减速方面控制每一专用电机的操作。

14.一种用于自动并独立地检测和移除牙斑的方法，包括：

a.提供运动受控的牙斑移除头，所述运动受控的牙斑移除头具有垂直和水平地放置在其上的多个刚毛阵列，其中每一刚毛阵列由专用电机分开地控制，由此允许所述刚毛以两个或更多个自由度在任何方向中移动；

b)捕捉由与所述运动受控的牙斑移除头通信的牙斑检测引擎控制的连续图像流；以及

c)对所述捕捉的图像应用高级图片处理算法，从而导致用于以下的命令集：结合所述头沿着x轴的移动控制由每一刚毛阵列执行的下一移动，由此允许监视每一专用电机的操作并在每一专用电机应当被激活、停止、加速还是减速方面控制每一专用电机的操作以到达并仅聚焦于被污染区域。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述头部沿着x轴的移动使得能够参考特定坐标和位置。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述高级图片处理算法包括主要图片处理，所述主要图片处理从图像稳定化和缝合算法开始，接着是滤波、缩放、直方图构造和色彩操控。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述高级图片处理算法包括依据对象边缘检测的牙齿边界检测，由此消除所述刚毛对非相关区域的磨损应用。

18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述高级图片处理算法进一步包括查找检测到的牙齿边界上的特定色彩偏差。

Claims (10)

1.一种用于自动并独立地检测和移除牙斑的牙齿保健设备，包括：

a.运动受控的牙斑移除头，所述运动受控的牙斑移除头具有至少一个刚毛阵列；

b.牙斑检测单元，所述牙斑检测单元被适配成捕捉牙齿和牙龈的图像，其中所述牙斑检测单元包括成像设备和用于照明所述牙齿和牙龈的具有特定波长的光源；以及

c.牙斑检测引擎，所述牙斑检测引擎被适配成处理捕捉到的图像以便检测所述牙齿上的牙斑感染区域，并相应地生成用于以下的指令：自动地引导所述运动受控的牙斑移除头，由此按非磨损的方式执行用于自动并独立地将所述牙斑从所述牙齿移除的所有必要的移动。

2.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑检测单元被编程为通过应用硬件和/或软件牙斑查找器算法来操作。

3.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑查找器算法涉及图像处理、边缘检测、对象检测和专用算法。

4.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，进一步包括用户信息处理器，所述用户信息处理器用于在使用所述设备时提供视频/音频用户指示。

5.根据权利要求4所述的牙齿保健设备，其特征在于，用户指示包括要求用户将牙刷放置在新位置时的实时刷牙指示、计时、刷牙质量、牙斑比例和随时间的改善。

6.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，进一步包括两个或更多个线性刚毛阵列，使得第一刚毛阵列以相对于另一刚毛阵列垂直的定向定位，由此提供两个或更多个自由度。

7.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述刚毛阵列以圆形方式、线性方式或两者的组合形成。

8.根据权利要求1所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述牙斑移除头比标准更长，并且具有用于允许将所述牙斑移除头的形状调整为匹配牙齿线并同时刷若干颗牙齿的至少一个可弯曲接合部以及用于牙斑检测的一个或多个传感器设备。

9.根据权利要求8所述的牙齿保健设备，其特征在于，所述可弯曲接合部的移动是被动的，并且仅依赖于接合部弯曲性。

10.根据权利要求8所述的牙齿保健设备，其特征在于，通过使用一个或多个电机或致动器，所述可弯曲接合部的移动是主动的。