KR101574129B1 - 지능형 칫솔 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칫솔 모니터링 장치(1)에 관한 것으로서, 참조 데이터(reference data)를 저장하는 메모리(4), 상기 생성된 데이터를 상기 메모리(4)에 저장된 참조 데이터와 비교하는 비교기(comparator)(5), 및 상기 생성된 데이터가 상기 참조 데이터와 일치하는지 여부를 사용자에게 표시하는 표시기(indicator)(6)를 포함한다. 효과적인 비용과 공간 절약형 해결책을 제공하기 위해, 칫솔을 사용함에 있어 개인적인 요인을 고려할 수 있도록 하고, 센서 장치는 가속도계(3)만으로 구성되고, 칫솔을 사용하는 동안 상기 칫솔(9)이 쥐어진 각도를 표시하는 데이터를 생성하도록 설정된다. 상기 모니터링 장치(1)는 교수 모드(teaching mode)로 설정되도록 하는 스위치(8)를 포함하고, 상기 가속도계(3)에 의해 생성된 데이터는 이후 상기 칫솔(9)을 사용하는 동안 참조 데이터로 사용하도록 상기 메모리(4)에 저장된다.

Description

지능형 칫솔 모니터링 장치{INTELLIGENT TOOTHBRUSH MONITORING DEVICE}

본 발명은 사용자에게 양치질에 대한 피드백을 주기 위해 칫솔 사용을 모니터링하는 장치와 관련된 것이다.

종래에 WO 2006/137648에 의해 지자기 센서, 가속도 센서 및 각속도 센서를 포함하여 양치질을 하는 동안 사용되는 패턴을 분석하는 양치질 패턴 분석 장치가 공지되었다. 상기 장치는 사용자의 유효 동작의 양을 목표치와 비교하고, 목표치에 도달했을 때 상기 사용자에게 알려준다.

상기 공지된 장치의 한 가지 문제점은 상기 장치를 생산하는데 소요되는 비용이다. 상기 장치를 생산하는데 필요한 부품들 및 상기 부품들에 의해 필요한 공간에 대한 포상은 중요하다.

또 다른 문제점은 상기 장치는 양치질을 할 때 개인적인 요인이 전혀 고려될 수 없다는 것이다. 서로 다른 사람은 양치질을 하는 동안 각자의 양치질 패턴에 따라 그리고 서로 다른 위치로 그들의 머리 및 칫솔을 유지하면서 그들의 치아를 양치질하는 경향이 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 양치질을 모니터링하기 위해 효과적인 비용과 공간 절약형 해결책을 제공하여, 칫솔을 사용함에 있어 개인적인 요인을 고려할 수 있도록 함에 있다. 이러한 또는 다른 목적들은 독립항인 제1항의 양치질 모니터링 장치로 수행될 수 있다.

본 발명은 가속도계만으로 구성된 센서 장치를 사용하는 것으로 충분하고, 이는 사용 중 칫솔의 경사각을 표시하는 데이터를 생성하도록 설정된다. 상기 가속도계가 이러한 방식으로 사용됨으로써 상기 칫솔의 이동 또는 위치를 추적하기 위해 비용을 증가시키고 공간을 차지하는 추가적인 센서 부품들을 사용할 필요가 없게 된다. 또한, 양치질을 할 때의 개인적인 습관의 차이가 고려될 수 있고, 상기 사용자가 상기 장치를 교수 모드(teaching mode)로 설정할 수 있도록 하는 스위치를 제공하며, 상기 가속도계에 의해 생성된 데이터는 이후 사용을 위해 참조 데이터로서 상기 메모리에 저장된다. 이러한 방식으로 상기 사용자는 양치질을 하는 동안 임의의 시점에 사용자 개인의 고유의 습관을 고려하여 생성된 참조 데이터를 생성하기 위해 개인 참조 데이터를 상기 장치의 메모리에 저장할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예들은 종속항에 기재되어 있다.

도 1은 모니터링 장치의 바람직한 실시 예를 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 모니터링 장치를 구비한 전동 칫솔을 도시한 도면,
도 3은 도 1의 모니터링 장치를 구비한 칫솔을 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 양치질의 결과를 사용자에게 표시하는 하나의 방법을 도시한 도면,
도 6 및 도 7은 도 2의 전동 칫솔로 양치질을 하는 동안 수행된 측정치를 도시한 도표,
도 8은 상기 모니터링 장치에 저장된 참조 데이터를 도시한 도면,
도 9는 도 3의 칫솔로 양치질을 하는 동안 수행된 측정치를 도시한 도표,
도 10은 상기 모니터링 장치로부터 외부 장비로 데이터를 전송하는 것을 도시한 도면,
도 11a 내지 11d는 일부 치아가 양치질되는 것을 결정하는 해결책을 도시한 도면,
도 12는 모니터링 장치를 구비한 칫솔의 부가적인 실시 예를 도시한 도면.

하기에서 본 발명에 대한 실시 예와 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 모니터링 장치(1)의 바람직한 실시 예를 도시한 블록도이다. 상기 모니터링 장치는 칫솔로 통합되거나 또는 선택적으로 칫솔에 부착되어 분리되는 부분으로 구성될 수 있다. 후자의 선택안으로 제1 칫솔이 마모되면 상기 모니터링 장치를 상기 제1 칫솔로부터 분리하여 새로운 칫솔에 부착할 수 있다.

상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 장치의 작동을 제어하는 제어부(2)를 포함한다. 상기 제어부(2) 및 상기 비교기(5)는 전기 회로망으로 수행되거나 컴퓨터 프로그램 및 전기 회로망의 조합으로 작동될 수 있다. 후자의 경우에 있어서 컴퓨터 프로그램을 작동시키는 프로세서는 상기 제어부(2) 및 비교기(5)의 일을 수행할 수 있다.

3축 가속도계(3)는 사용 중인 상기 칫술의 경사각을 탐지하기 위해 사용되는데, 즉 상기 칫솔 및 상기 칫솔에 부착된 모니터링 장치에서의 각도가 사용하는 동안 유지된다. 상기 가속도계는 예를 들어, 핀란드, FI-01621 Vantaa, P.O.Box 27, VTI Technologies Oy로부터 이용 가능한 SCA 3000이 될 수 있다.

3축 가속도계의 출력은 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다:

상기에서 객체의 속도 변화율에 따른 결과 벡터(3 요소들)는 중력 벡터에 의해 감소된다. 또한 오류에 관한 항이 항상 포함된다. 상기 위첨자 B(몸체 프레임, Body frame)는 상기 가속도계(상기 모니터링 장치의 경우)에 부착된 좌표계를 나타낸다. 상기 측정치들은 본 좌표계에서 얻어진다.

그러므로, 상기 결과는 가속도만으로 이루어지지 않고, 기재된 바와 같이 특정힘(Specific Force)에 대한 항이 사용된다. 특정의 힘인 가속도는 가속도계에 의해 측정되어 적용되는 비-중력 힘들에 의해 생성된 비-회전 관성 공간에 관하여 가속도로서 정의된다.

수학식 1에서 가속도계는 경사각(속도 변화율이 알려진 경우) 및 가속도(몸체 프레임의 중력 가속도가 알려진 경우)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 모니터링 장치(1)로 수행된 측정치에서, 가속도는 상기 경사각 또는 각도 측정을 방해하는 잡음으로 간주된다.

그러므로, 양치질을 하는 동안 상기 가속도계(3)는 측정 데이터를 생성하여 상기 비교기(5)로 전송한다. 상기 생성된 데이터는 상기 경사각, 즉 사용 중 상기 모니터링 장치(1) 및 칫솔이 쥐어지는 각도들을 표시한다. 또한 상기 참조 데이터는 사용 시간(예를 들어 초단위로) 및 양치질의 순서(하나의 지점으로부터 다른 지점까지의 이동)를 표시할 수 있다. 또한, 상기 비교기(5)는 상기 메모리(4)로부터 참조 데이터를 수신한다. 전에 상기 칫솔의 사용을 종료한 경우가 있다면, 상기 참조 데이터는 상기 생성된 데이터와 비교된다. 상기 비교의 결과는 표시기(6)로 상기 사용자에게 피드백으로 제공된다. 간단하게 상기 표시기는 단일의 LED(Light Emitting Diode)로 구성될 수 있으며, 상기 단일의 LED는 미리 결정된 방식으로 발광함으로써 양치질의 결과가 적합한지 또는 적합하지 않은지를 상기 사용자에게 알려준다. 선택적으로 상기 표시기(6)는 디스플레이로 구성될 수 있으며, 예를 들어 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 여타의 LED가 어떤 부분의 치아가 충분히 완전하게 닦이지 않았는지를 표시하는데 사용된다. 상기 모니터링 장치는 상기 양치질이 종료된 이후 미리 결정된 시간 동안 상기 결과를 표시함으로써 상기 LED 또는 디스플레이로 양치질한 결과에 대해 사용자에게 자동으로 알려주도록 설정될 수 있다.

양치질 후 상기 결과가 적합하지 않은 경우 시각적인 표시기 대신 미리 결정된 비프음을 발생시키는 부저(buzzer)나 지시사항을 생성하는 음성 생성기(speech generator)와 같은 소리를 발생시키는 표시기를 사용할 수 있다. 이 경우 상기 사용자는 양치질에 따른 피드백을 즉시 받아볼 수 있을 것이다.

또한 도 1의 실시 예에서 상기 모니터링 장치(1)는 상기 비교 결과를 외부 장치로 전송하기 위한 인터페이스(7)를 포함한다. 그러나, 충분한 피드백이 상기 표시기(6)를 통해 상기 사용자에게 제공될 수 있는 것처럼, 상기 인터페이스는 모든 실시 예에서 필수적인 것은 아니다.

외부 장치와 유선으로 연결되는 경우에 있어서, 상기 외부 장치와 통신하기 위해 상기 모니터링 장치에 의해 사용되는 전기 접촉을 포함할 수 있다. 선택적으로, 무선 인터페이스(7)의 경우에 있어서, 상기 인터페이스(7)는 상기 측정 결과를 라디오 경로(radio path)를 통해 상기 외부 장치로 전송하는 라디오 송신기를 포함할 수 있다.

또한 상기 모니터링 장치(1)는 상기 모니터링 장치를 교수 모드(teaching mode)로 설정하는 스위치(8)를 포함할 수 있다. 상기 스위치(8) 작동 후 상기 가속도계(3)는 상기 생성된 데이터를 상기 메모리(4)로 전송하도록 설정되고, 상기 데이터는 이후의 사용을 위해 상기 칫솔을 사용하는 동안 상기 메모리에 저장된다.

상기 교수 모드는 사용자가 각자의 참조 데이터를 상기 메모리(4)에 저장할 수 있도록 한다. 상기 스위치(8)를 누른 후, 상기 사용자는 가능한 한 완전하게 그의 또는 그녀의 치아를 닦도록 상기 칫솔을 사용한다. 상기 스위치(8)의 제2 작동으로 상기 교수 모드가 종료될 수 있다. 상기 결과는 특정 사용자가 칫솔을 사용하는 동안 상기 칫솔을 쥐는 각도를 표시하는 참조 데이터로서 상기 메모리에 저장된다. 또한, 상기 참조 데이터는 사용 시간 및 양치질 순서(어느 한 지점으로부터 다른 지점으로 이동)를 표시할 수도 있다. 이러한 개별적인 참조 데이터는 상기 특정 사용자가 이후에 그의 또는 그녀의 치아를 얼마나 완전하게 닦을 것인지를 분석하는데 사용될 것이다. 그러므로, 상기 교수법은 양치질을 하는 동안의 개별적인 습관(예를 들어, 상기 칫솔 또는 상기 사용자의 머리가 개별적인 각도로 유지되는지)이 고려되도록 할 수 있다.

상기 모니터링 장치의 메모리 내에 여러 사람에 대한 개별적인 참조 데이터를 저장할 수 있다. 이 경우 상기 교수 모드 동안 상기 칫솔을 사용하는 사람의 식별자(identifier)가 상기 참조 데이터와 함께 상기 메모리에 저장된다. 이러한 가능성은 여러 사람이 동일한 칫솔을 사용하는 경우(그들의 개별적인 부착 가능한 칫솔부를 구비한 경우)에 있어서 유리한 점이 있다. 최상의 경우로서, 상기 모니터링 장치는 상기 칫솔을 사용하는 동안 생성되는 데이터에 최상으로 매칭되는 참조 데이터를 선택함으로써 상기 칫솔을 사용하는 사람을 자동으로 식별할 수 있다. 선택적으로 상기 칫솔은 인터페이스를 포함할 수 있는데, 상기 인터페이스는 상기 사용자가 그의 또는 그녀의 식별자를 입력할 수 있도록 하여 상기 모니터링 장치가 상기 메모리로부터 정확한 참조 데이터를 선택할 수 있도록 할 수 있다.

도 2는 도 1의 모니터링 장치를 구비한 전동 칫솔(9)을 도시한 도면이다.

전동 칫솔의 경우에는 상기 모니터링 장치를 작동하는데 필요한 에너지가 상기 칫솔의 전동 모터를 움직이도록 하는데 사용되는 것과 동일한 배터리로부터 소모될 수 있다. 상기 모니터링 장치(1)는 도시된 바와 같이 상기 전동 칫솔(9)로 통합될 수 있거나 선택적으로는 예를 들어 상기 칫솔(9)의 몸체(도 2에서 좌측단)로 확장됨으로써 부착될 수 있다.

도 6 내지 도 9에서 상기 도표를 생성하는데 사용되는 좌표계를 도시할 목적으로, X-축, Y-축 및 Z-축의 방향들이 도 2에 나타나 있다. 목적을 분명히 하기 위해, 상기 X-축의 방향은 일반적으로 상기 칫솔의 강모(bristles)의 방향과 동일하고, 상기 Y-축의 방향은 일반적으로 상기 칫솔의 튜브 몸체의 중심선의 방향과 동일하며, 상기 Z-축은 상기 칫솔의 몸체로부터 측방향(sideway)으로 방향지어져 있어서 상기 X-축 및 Y-축과 90도 각도를 형성한다. 그러나, 상기 축들의 정확한 방향이 본 발명에서 이와 같이 중요한 것은 아니며, 단지 도 6 내지 도 9의 예시적인 도표에 도시된 각도를 이해할 수 있도록 하는 것임을 숙지해야 한다.

도 3은 도 1의 모니터링 장치를 구비한 칫솔을 도시한 도면이다. 또한, 본 실시 예에서, 일 예로서 상기 모니터링 장치는 상기 칫솔(10)로 통합된 것으로 간주된다. 그러나, 평범한 칫솔의 가격과 상기 모니터링 장치(1)에 필요한 전자부품들의 가격을 고려할 때, 많은 경우에 상기 칫솔(10)에 부착되고(예를 들어, 상기 손잡이를 확장함으로써), 오래된 것을 폐기하고 다른 칫솔로 사용하기 위해 분리되는 분리된 모니터링 장치를 이용하는 것이 좀더 유리할 수 있다.

도 4 및 도 5는 사용자에게 양치질의 결과를 표시하는 하나의 방식을 도시한 도면이다.

치아의 4가지의 서로 다른 영역 즉, 좌측상부(Left-Up, L-U), 좌측하부(Left-Down, L-D), 우측상부(Right-Up, R-U) 및 우측하부(Right-Down, R-D)의 영역을 도 4에서 확인할 수 있다. 많은 경우에 있어 이러한 4가지 영역 중 하나(또는 하나 이상)가 완전히 충분하게 닦이지 않았는지를 간단히 표시해줌으로써 사용자에게 충분한 피드백이 제공될 수 있다. 이러한 점은 도 5의 표시기를 사용함으로써 수행될 수 있다. 실제로는 4개의 LED 또는 LCD 디스플레이로 구현될 수 있는 상기 표시기는 예를 들어 도 4에 도시된 각 영역에 대한 하나의 섹터(11 내지 14)를 포함한다. 만약 양치질 후 도 5의 표시기에서 섹터(11)가 적색으로 발광된다면, 상기 사용자는 예를 들어, 도 4의 R-U 영역에 대해 양치질을 좀더 철저하게 해야된다고 이해한다. 마찬가지로, 양치질 이후 도 5의 표시기에서 섹터(13)가 적색으로 발광된다면, 상기 사용자는 예를 들어, 도 4의 L-U 영역에 대해 양치질을 좀더 철저하게 해야된다고 이해한다. 양치질이 양호하게 이루어진 경우에는 상기 표시기는 예를 들어 녹색으로 발광함으로써 이를 표시할 수 있다. 물론 상기 표시기를 다른 방식이나 다른 색상으로 발광시킴으로써 상기 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

도 6 및 도 7은 도 2의 전동 칫솔(9)을 이용하여 양치질을 하는 동안 수행된 측정치를 도시한 도표이다.

도 6은 상기 전동 칫솔(9)이 (상기 사용자에 의해 보여지는 것과 같이) 좌측으로부터 우측으로 상기 칫솔을 움직이는 상기 상부 턱의 치아들의 내부 즉, 도 4에서 L-U 및 R-U 영역의 내부를 양치질하는데 사용되는 동안 상기 가속도계(3)에 의해 생성된 측정 데이터를 도시하고 있다. Z-축에서 상당한 변화를 L-U 영역에서 R-U 영역으로 이동하는 동안 상기 치아의 전방부에서 상기 사용자에 의해 상기 칫솔이 돌려지는(turned) 곳인 샘플(800) 주위에 볼 수 있다.

도 7은 상기 전동 칫솔(9)이 모든 치아를 닦는데 사용되는 차이점을 갖는 유사한 측정치 데이터를 도시한 도표이다. 상기 양치질 순서는 상부 외부 표면에서부터 좌측에서 우측으로, 이후 우측하부의 외부 표면으로부터 좌측으로, 하부 씹는 면에서 좌측에서 우측으로, 상부 씹는 면에서 우측에서 좌측으로, 그리고 마지막으로 상부 내부 표면에서 좌측에서 우측으로 그리고 하부 내부 표면에서 우측에서 좌측으로 이루어진다.

도 7의 도면에 기초하여 치아의 다른 부분들을 양치질하는 동안 사용되는 각도 조합(angle combination)은 서로 다르다. 상기 각도 조합(X, Y 및 Z 각도의 값)에 기초하여 구강 내의 어느 부분이 양치질되었는지를 식별할 수 있도록 한다. 이러한 점은 도 8에 더욱 분명하게 도시되어 있다.

도 8은 상기 모니터링 장치의 메모리 내에 저장된 참조 데이터를 도시하고 있다. 도 8에서 상기 치아의 서로 다른 부분을 양치질하는 동안 상기 가속도계로부터의 출력은 3차원적으로 표시된다. 도 8에 복수의 다른 샘플들에 근접하게 위치하여 도시된 이와 같은 샘플들만이 도시되어 있다.

상기 데이터는 서로 다른 각도 조합들에 대한 샘플들의 몇몇 클러스터(cluster)들을 포함한다는 것을 볼 수 있다. 예를 들어 클러스터(15)는 상기 치아의 우측 상부 내부 표면을 양치질하는 동안 획득되는 샘플들로 구성되고, 이러한 샘플들이 주어지는 시간 동안 상기 칫솔은 특정 경사각(각도 조합)으로 상대적으로 안정되게 유지된다.

만약 도 8에서 상기 클러스터들에 의해 도시된 참조 데이터가 획득될 때, 그의 또는 그녀의 치아가 철저히 양치질되도록 하려면, 상기 가속도계는 유사한 클러스터 패턴이 식별될 수 있는 데이터를 생성해야 한다. 예를 들어 클러스터(15)와 같이 하나의 클러스터가 누락되면, 이러한 클러스터에 대한 샘플들을 획득하기 위해 필요하고, 상기 치아의 우측 상부 내부 표면의 경우에 있어 완전히 충분하게 양치질되지 않은 치아의 부분을 결정하기 위해 상기 각도 조합(각각의 각도에 대해 정확도를 갖는)에 기초한 각도들(XYZ)의 특정 조합을 결정하는 것이 가능하다. 이후 이러한 정보는 상기 모니터링 장치의 표시기로 상기 사용자에게 제공된다.

도 9는 도 3의 칫솔(10)로 양치질을 하는 동안 수행된 측정치들을 도시한 도표이다.

상기 칫솔(10)이 전기에 의해 구동되지 않고 따라서 상기 사용자는 연속적으로 상기 칫솔을 전후로 움직여야 하는 경우처럼, 약 4-5 Hz의 주파수를 갖는 방해패턴(disturbing pattern)이 상기 가속도계로부터 상기 신호에 포함된다. 도 9에서 이러한 방해 신호가 저역 통과 필터를 통해 제거된다.

도 9로부터 비-전동 칫솔의 경우 모니터링 장치(1)를 양치질하는 동안 사용되는 각도를 결정하는데 사용할 수 있다는 것을 볼 수 있다. 그러므로 전동 칫솔과 같은 해결책이 사용자가 얼마나 완전하게 양치질을 하였는지를 분석하고 추가적인 양치질이 필요한 부분을 표시하는 데 사용될 수 있다.

그러나, 비-전동 칫솔(10)에서 추가적인 정보가 이용 가능하다. 상기 추가적인 정보는 상기 사용자가 다음 치아를 닦기 위해 상기 칫솔을 움직이는 매순간에 대한 피크로 도 9에서 볼 수 있다. 그러므로, 상기 사용자가 양치질을 하는 동안 상기 칫솔을 움직이는 횟수를 결정하기 위해 그와 같은 움직임의 수를 계산하는 것이 가능하다. 상기 참조 데이터(교수 모드)에 대한 것과 같은 양치질 결과를 획득하려면, 상기 움직임 수는 상기 참조 데이터에 의해 표시된 움직임 수보다 실질적으로 더 적어서는 않된다.

상기 사용자가 다음 치아를 닦기 위해 상기 칫솔을 움직인 횟수를 표시하는 추가 정보는 상기 칫솔이 교체될 필요가 있는 시기를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 이는 상기 칫솔이 처음 사용된 이래로 특정 양치질을 수행하는 그와 같은 움직임의 횟수를 카운터(counter)가 표시할 수 있도록 상기 모니터링 장치를 배열함으로써 수행될 수 있다. 만약 상기 카운터가 미리 결정된 한계 값에 도달하면, 상기 모니터링 장치는 상기 칫솔을 교체해야될 시기가 되었다는 것을 상기 표시기로 상기 사용자에게 표시할 수 있다.

도 10은 데이터를 상기 모니터링 장치로부터 외부 장비로 전송하는 것을 도시한 도면이다. 도 10에서 도 2의 전동 칫솔(9)로 사용되는 모니터링 장치는 외부 장치와의 비교 결과를 전달하기 위한 라디오 송신기를 구비하는 인터페이스를 포함한다는 것으로 간주된다. 상기 모니터링 장치는 사용자에 의해 상기 외부 장치와의 비교 결과의 전송을 작동시키기 위해 사용될 수 있는 사용자 인터페이스(적어도 하나의 스위치)를 포함할 수 있다. 선택적으로 상기 전송은 상기 칫솔이 사용되는 때마다 자동적으로 일어날 수 있다.

상기 모니터링 장치의 모든 부분들은 서로 압축될 수 있고 상기 전동 칫솔(9)로 통합되거나 상기 전동 칫솔(9)의 몸체에 부착될 수 있다. 선택적으로 상기 라디오 송신기는 예를 들어, 상기 전동 칫솔(9)의 배터리 충전기와 같이 다른 부분들로부터 분리되어 배치될 수 있다. 이 경우 상기 인터페이스(7)는 상기 칫솔(9)에 접속 단자들을 포함할 수 있고, 상기 접속 단자들은 상기 배터리 충전기에서 상응하는 단자들에 연결되어 상기 배터리 충전기에서 상기 송신기와 유선 연결을 통해 상기 비교 결과를 전송할 수 있다. 상기 배터리 충전기에서 라디오 송신기는 상기 외부 장치와 상기 무선 라디오 연결을 통해 또한 상기 비교 결과를 전송한다.

도 10에서 상기 외부 장치는 이동 전화기, PDA 또는 컴퓨터와 같은 외부 장치(16)가 될 수 있고, 상기 외부 장치는 상기 모니터링 장치로부터 단파 라디오 연결(short range radio connection)을 통해 직접적으로 상기 정보를 수신할 수 있다. 이와 같은 단파 라디오 연결은 예를 들어, 블루투스(Bluetooth) 또는 와이브로(Wibro) 연결일 수 있다. 이러한 방식으로 상기 외부 장치(16)의 사용자는 상기 칫솔(9)이 얼마나 완전하게 사용되었는지에 대한 정보를 수신할 수 있다.

도 10은 또한 상기 모니터링 장치가 셀룰라 라디오 시스템(18)의 전송을 포함하는 선택적인 실시 예를 도시하고 있다. 또한 이 경우 상기 라디오 송신기는 상기 전동 칫솔(9)과 연결되거나 상기 전동 칫솔(9)의 충전기와 연결되어 위치할 수 있다. 이와 같은 실시 예에서 상기 비교 결과는 기지국(17)과 상기 셀룰라 라디오 시스템을 통해 단파 라디로 시스템의 영역보다 멀리 떨어져 위치한 외부 장치(19)로 전송될 수 있다.

셀룰라 라디오 시스템을 통해 상기 외부 장치로 전송되는 정보는 광고주가 광고를 포함할 수 있도록 하고, 이 경우 광고는 상기 셀룰라 라디오 시스템에서 네트워크 요소로 상기 비교 결과에 추가될 수 있다. 상기 사용자는 상기 비교 결과를 갖는 상기 광고를 수신한다. 이와 같은 해결책에서 유리한 점은 상기 광고주가 상기 전동 칫솔(9)로부터 상기 외부 장치(19)로 상기 비교 결과를 전송하는데 비용을 지불할 수 있도록 한다는 점이다.

비록 상기한 바에서 본 발명이 3축 가속도계에 대해 구체적으로 설명을 하고 있지만, 이미 칫솔을 사용하는 동안 상기 칫솔의 경사각에 대한 실질적인 정보를 2축 가속도계로 획득할 수 있는 것과 같이, 모든 실시 예에서 3축 가속도계를 사용할 필요가 없다는 것은 주지해야 한다. 또한, n축 가속도계로도 상기 칫솔의 경사각에 추가하여 각가속도(angular acceleration)를 결정하는 것이 가능하다.

도 11a 내지 11c는 양치질되는 치아의 부분을 결정하는 해결책을 도시하고 있다. 이러한 해결책은 예를 들어 도 4 및 도 5와 연결되어 설명되는 양치질의 결과를 사용자에게 표시하기 위해 구현될 수 있다.

상기 실시 예에서 상기 사용자는 다음 영역으로 움직이기 전에 R-U, L-U, R-D 및 L-D와 같은 4가지의 도시된 영역 각각을 완전하게 항상 닦도록 지시한다. 또한, 상기 4가지 영역들의 각각은 다음의 순서로 양치질되어야 한다: 외부 표면, 씹는 표면(mastication surface) 및 내부 표면. 상기 모니터링 장치가 상기 양치질된 영역을 자동으로 식별하고 상기 표시기에서 상기 수정 섹터(correct sector)(11-14)를 사용함으로써 양치질의 결과를 표시하기 때문에, 각각의 영역이 이러한 순서로 양치질되는 한, 상기 사용자가 다른 영역들을 양치질하는 순서는 문제가 되지 않는다.

도 11a는 상기 언급된 양치질 순서 즉, 외부 표면, 씹는 표면 그리고 내부 표면의 순서로 R-U 영역을 양치질하는 것을 도시한다. 결과적으로 도 11b 내지 11d는 각각의 영역에 대해 상기 동일한 양치질 순서로 L-U, R-D 및 L-D 영역을 양치질하는 것을 도시하고 있다.

이러한 방식으로 양치질할 때 상기 양치질되는 영역은 두 가지 요인에 기초하여 식별될 수 있다:

1) Z축이 수평인 경우 즉, Z축에 대한 도 11a 내지 11d의 측정 결과에서 표시된 각도값이 90도인 경우, X 값이 분석된다. 만약 X가 90도 이상이면, 이는 하부 영역들(R-D, L-D) 중 하나가 양치질되는 것을 의미한다. 그러나, X가 90도보다 작으면 상부 영역들(R-U, L-U) 중 하나가 양치질된다.

2) Z 값이 하나의 영역을 양치질하는 동안 (일반적으로) 감소하고 있다면, 이는 우측 손 영역(R-D, R-U)들 중 하나가 양치질되고 있다는 것을 의미한다. 그러나, 만약 Z 값이 상기 영역을 양치질하는 동안 (일반적으로) 증가하고 있다면, 이는 좌측 손 영역(L-D, L-U)들 중 하나가 양치질되고 있다는 것을 의미한다.

그러므로, 상기 실시 예에서 상기 모니터링 장치(1)는 상기 교수 모드 동안 그리고 상기 칫솔을 이후에 사용하는 동안 상기 언급된 각도들을 분석하도록 설정된다. 이러한 방식으로 상기 모니터링 장치는 현재 양치질되는 영역을 식별할 수 있게 된다. 양치질 이후 각각의 영역에 대하여 상기 참조 데이터 및 상기 칫솔을 사용 중에 생성된 데이터는 서로 비교된다. 상기 참조 데이터에 의해 표시된 것처럼 상기 영역에서 상기 칫솔을 유지함으로써 소비한 시간 또는 샘플들의 수는, 이후에 칫솔을 사용하는 동안 생성된 데이터에 의해 표시된 것처럼 소비된 시간 또는 샘플들의 수와 일치하지 않는 영역이 식별되는 경우, 상기 표시기에서 상기 영역에 대한 상기 섹터 11 내지 14는 상기 영역에서 양호하지 못한 양치질 결과를 사용자에게 알리도록 사용된다.

상기 설명한 것에 대한 대안으로서, 상기 사용자가 어떠한 원하는 방식으로 도 4의 상기 영역들 각각을 양치질하는 것이 가능하도록 한다. 또한, 이 경우 하나의 영역은 다음 영역으로 진행되기 전에 양치질이 완전하게 이루어져야 한다. 상기 4 영역들은 어떠한 순서로든지 양치질될 수 있다.

그러나, 이 경우 상기 모니터링 장치는 양치질된 특정 영역을 식별하기가 더욱 어려워진다. 상기 경우에서 상기 모니터링 장치는 하나로부터 넷으로 순서가 정해진 섹터들을 갖는 표시기를 간단히 구비할 수 있다. 상기 사용자가 일단 제1 영역을 양치질했다면, 상기 결과는 상기 표시기의 제1 섹터를 사용함으로써 표시된다. 일단 상기 사용자가 제2 영역을 양치질했다면, 상기 결과는 제2 섹터를 사용함으로써 표시된다. 일단 상기 사용자가 제3 영역을 양치질했다면 상기 결과는 제3 섹터를 사용함으로써 또한 표시된다. 결과적으로 상기 경우에 상기 모니터링 장치는 양호하지 못한 양치질 결과가 식별된 곳에 위치한 특정 영역을 알려줄 수 없다. 대신 상기 모니터링 장치는 양치질 결과가 양호하지 못한 제3 양치 영역을 표시하기 위해 섹터(3)만을 발광할 수 있다. 상기 경우 제3 양치 영역인 곳을 기억하는 것은 사용자의 몫이다.

도 12는 모니터링 장치를 구비한 칫솔의 추가적인 실시 예를 도시하고 있다. 도 12의 실시 예는 도 2와 연결되어 설명된 것과 매우 유사하다. 그러므로 도 12의 실시 예는 이러한 실시 예들 사이의 차이점을 주로 지적함으로써 설명될 것이다.

도 12에서 상기 모니터링 장치는 도 2의 실시 예와 비교하여 선택적인 표시기(20)를 포함한다. 본 실시 예에서 상기 표시기는 예를 들어 상기 전동 칫솔(9)의 몸체 주위에 고리(ring)와 같이 배치된 복수의 LED를 포함한다. 선택적으로, 상기 표시기(20)는 8개의 LED를 포함한다.

상기 도 12의 칫솔은 참조 데이터를 생성하기 위해 상기 설명한 것과 유사하게 상기 교수 모드로 설정된다. 상기 모니터링 장치(21)를 이후에 사용하는 동안, 그리고 양치질을 하는 동안 상기 칫솔이 특별한 위치(XYZ 각도 조합)에 유지되는 동안, 상기 생성된 데이터는 상기 특정 각도 위치에 대해 획득된 상기 참조 데이터와 비교된다. 상기 생성된 데이터와 상기 참조 데이터 매치가 결정되면 상기 표시기(20)에서 하나의 LED가 발광한다. 상기 경우 상기 모니터링 장치는 상기 LED를 항상 발광시키고, 상기 LED는 특정 순간에 예를 들어 상부 방향과 같이 미리 결정된 방향으로 방향지워진다.

상기 사용자가 양치질을 완료하였다면 상기 사용자는 상기 칫솔을 상기 교수 모드 동안의 위치와 일치하게 유지해야만 하고, 상기 모니터링 장치는 상기 각각의 (상기 특정 순간에 가장 위에 위치하고 있는) LED를 (하나씩) 발광시켜야 한다. 따라서, 만약 상기 사용자가 하나의 LED가 발광되지 않는다는 것을 발견하면, 이는 상기 발광되지 않은 LED가 가장 위에 있는 위치에서 양치질하는 동안 상기 칫솔이 충분하게 사용되지 않았다는 것을 의미한다. 이후 상기 사용자는 상기 LED가 가장 위에 있고 충분히 완전하게 양치질되지 않았던 영역을 결정하는 양치질 위치에 기초한 위치로 상기 칫솔을 돌릴 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 칫솔(9,10)을 사용하는 동안 데이터를 생성하는 센서 장치, 참조 데이터(reference data)를 저장하는 메모리(4), 상기 생성된 데이터를 상기 메모리(4)에 저장된 참조 데이터와 비교하는 비교기(comparator)(5), 및 상기 비교기(5)에 응답하여 상기 생성된 데이터가 상기 참조 데이터와 일치하는지 여부를 사용자에게 표시하는 표시기(indicator)(6,20)를 포함하는 칫솔 모니터링 장치(1, 21)에 있어서, 상기 센서 장치는 가속도계(3)만으로 이루어지고, 상기 가속도계는 상기 칫솔을 사용하는 동안 상기 칫솔(9, 10)의 경사각을 표시하는 데이터를 생성하도록 설정되며, 상기 모니터링 장치(1, 21)는 상기 모니터링 장치(1, 21)가 교수 모드(teaching mode)로 설정되도록 하는 스위치(8)를 포함하고, 상기 가속도계(3)에 의해 생성된 데이터는 이후 상기 칫솔(9, 10)을 사용하는 동안 참조 데이터로 사용하도록 상기 메모리(4)에 저장되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치를 제공한다. 여기서, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 상기 참조 데이터에 의해 표시로, 상기 칫솔(9, 10)이 특정 위치에 쥐어져 있었다는 것을 표시하는 샘플들의 수를 상기 비교에서 고려하도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 상기 참조 데이터에 의한 표시로, 상기 칫솔(10)이 다음의 치아로 이동했던 횟수를 상기 비교에서 고려하도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 참조 데이터에 의한 표시로 상기 칫솔(9, 10)이 특정 위치에 쥐어졌던 시간을 상기 비교에서 고려하도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 참조 데이터에 의한 표시로, 하나의 경사각으로부터 다른 경사각으로 상기 칫솔의 이동에 따라 표시되는 양치질 순서를 상기 비교에서 고려하도록 설정될 수 있다.

상기 상세한 설명 및 수반되는 도면은 본 발명을 설명하려는 것일 뿐이라는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 본 발명의 영역을 벗어나지 않는 어떠한 방식으로든 변경되고 수정될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.

Claims (15)

1. 칫솔(9,10)을 사용하는 동안 데이터를 생성하는 센서 장치,
   참조 데이터(reference data)를 저장하는 메모리(4),
   상기 생성된 데이터를 상기 메모리(4)에 저장된 참조 데이터와 비교하는 비교기(comparator)(5), 및
   상기 비교기(5)에 응답하여 상기 생성된 데이터가 상기 참조 데이터와 일치하는지 여부를 사용자에게 표시하는 표시기(indicator)(6,20)를 포함하는 칫솔 모니터링 장치(1, 21)로서,
   상기 센서 장치는 가속도계(3)만으로 이루어지고, 상기 가속도계는 상기 칫솔을 사용하는 동안 상기 칫솔(9, 10)의 경사각을 표시하는 데이터를 생성하도록 설정되며,
   상기 모니터링 장치(1, 21)는 상기 모니터링 장치(1, 21)가 교수 모드(teaching mode)로 설정되도록 하는 스위치(8)를 포함하고, 상기 가속도계(3)에 의해 생성된 데이터는 이후 상기 칫솔(9, 10)을 사용하는 동안 참조 데이터로 사용하도록 상기 메모리(4)에 저장되고,
   상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터에서 발견될 수 없는 상기 참조 데이터에 의해 표시된 양치질 위치를 식별하도록 설정되어, 상기 양치질 위치로 양치질했어야 했던 치아들의 영역을 식별하고, 상기 식별된 영역을 상기 사용자에게 상기 표시기(6)로 표시하여 상기 식별된 양치질 위치를 이용하도록 하는 것인, 칫솔 모니터링 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 상기 참조 데이터에 의해 표시로, 상기 칫솔(9, 10)이 특정 위치에 쥐어져 있었다는 것을 표시하는 샘플들의 수를 상기 비교에서 고려하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 상기 참조 데이터에 의한 표시로, 상기 칫솔(10)이 다음의 치아로 이동했던 횟수를 상기 비교에서 고려하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 양치질 위치들은 우측상부(Right Up, R-U), 우측하부(Right Down, R-D), 좌측상부(Left Up, L-U) 및 좌측하부(Left Down, L-D)을 포함하는 4개의 이용 가능한 영역들 중 적어도 하나를 식별하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 표시기(6)는 디스플레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 표시기(6)는 적어도 하나의 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 표시기(20)는 상기 칫솔(9) 또는 상기 모니터링 장치(21)의 몸체 주위에 환형으로 배치된 복수의 LED들을 포함하고, 상기 모니터링 장치는 상기 복수의 LED들 사이에서 특정 양치질 위치에 할당된 미리 결정된 상응하는 LED를 사용하여, 상기 생성된 데이터와 상기 참조 데이터가 일치하지 않은 양치질 위치로서 상기 칫솔로 양치질을 하는 동안 미리 결정된 방향으로 전향되어야 할 양치질 위치를 표시하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 칫솔 모니터링 장치(1, 21)는 추가 절차를 위해 외부 장치(16, 19)로 상기 비교 결과를 전달하는 인터페이스(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 인터페이스(7)는 라디오 송신기(radio transmitter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 라디오 송신기는 단파(short range) 라디오 송신기인 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 라디오 송신기는 셀룰라 라디오 시스템(18)의 라디오 송신기인 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 가속도계는 3축 가속도계인 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 참조 데이터에 의한 표시로 상기 칫솔(9, 10)이 특정 위치에 쥐어졌던 시간을 상기 비교에서 고려하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 비교기(5)는 상기 생성된 데이터 및 참조 데이터에 의한 표시로, 하나의 경사각으로부터 다른 경사각으로 상기 칫솔의 이동에 따라 표시되는 양치질 순서를 상기 비교에서 고려하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 칫솔 모니터링 장치.

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