JP7121006B2 - 口腔洗浄装置の校正方法及びシステム - Google Patents

Description

本開示は、一般に、口腔洗浄装置（oral cleaning device）のジャイロスコープ（gyroscope）を校正（較正）するための方法及びシステムに関する。

洗浄の長さと範囲を含む適切な口腔ケア技術は、長期的な歯の健康の確保に役立つ。多くの歯のトラブルは、定期的に歯を清潔にしないか、又は十分に歯を清潔にしない人によって経験される。定期的に洗浄を行う人々の間では、不適切な洗浄習慣は、洗浄の範囲が不十分で、従って適切に洗浄されていない表面をもたらす可能性がある。

適切な洗浄方法を容易にするために、平均的な洗浄セッション中に、到達しにくい、又は不適切に洗浄される傾向のある口の領域を含む、すべての歯の表面を適切に洗浄することを確実にすることが重要である。十分なカバレッジと洗浄を確保する一つの方法は、洗浄中の口腔洗浄装置の動き（movement）及び位置(location)を追跡することである。典型的には、口腔洗浄装置は、位置特定（localization）及び追跡（tracking）を容易にするために、特にジャイロスコープなどの1つ以上のセンサを備える。

しかしながら、ジャイロスコープのようなセンサは、得られたセンサ・データにドリフトを導入する可能性がある温度依存性を示す場合があるので、位置特定及び追跡推定の精度に著しく影響を与える可能性がある。この温度依存性を克服するためには、定期的なセンサ校正が必要である。この校正（calibration）は、典型的には、ユーザによって、又はシステムによって自動的に行われる。例えば、校正の間、デバイスは、測定されたバイアスがジャイロスコープのゼロレート状態（zero rate condition）を表すように、安定した位置になければならない。しかしながら、既存の校正方法では、システムが温度依存性を適切に特徴付けることができる保証がないので、計算に対するドリフトの影響を減らすことができないリスクを導入する。

従って、当技術分野では、口腔洗浄装置のジャイロスコープの正確な校正のための方法及びシステムに対する継続的な必要性が存在する。

本開示は、口腔洗浄装置のジャイロスコープを校正するための本発明の方法及びシステムに関する。口腔洗浄装置に適用される本発明の方法及びシステムは、ジャイロスコープの改善された校正を可能にし、従って、改良された動き識別、トラッキング、及び/又は位置特定を可能にする。システムは、複数の時点、好ましくは2つ以上の異なる温度においてジャイロスコープ・センサ・データを取得し、データを使用してジャイロスコープ応答又は挙動のモデルを生成する。次いで、このシステムは、新しいジャイロスコープ・センサ・データを校正するためにこの校正モデルを利用する。一実施形態によれば、システムは、校正モデルを用いて校正されたジャイロスコープ・センサ・データの出力を、校正なしの実際のデータと比較することにより、既知の温度で校正モデルをテストする。さらなる実施形態によれば、ユーザは、校正モデルが無効であると決定されたジャイロスコープの校正を実行することを勧められる。

一般に、1つの態様において、口腔ケア装置のジャイロスコープを校正する方法が提供される。この方法は、（ｉ）複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングするステップと、（ii）前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを取得するステップと、（iii）前記口腔ケア装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨てるステップと、（iv）前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定するステップと、（ｖ）前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成するステップと、（iv）前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正するステップと、を含む。

一実施形態によれば、校正モデルは、校正オフセット（offset）を含む。

一実施形態によれば、データ取得スキームは、少なくとも部分的に、観測された温度データに基づく。一実施形態によれば、データ取得スキームは、少なくとも部分的に、1つ以上の予想される温度に基づく。一実施形態によれば、データ取得スキームは、複数の時点に対する温度範囲を最大化し、複数の時点における物理的動きの機会を最小化するように設計される。

一実施形態によれば、本方法は、既知の温度で決定された校正モデルをテストするステップをさらに含む。

一実施形態によれば、本方法は、決定された校正モデルが不正確である場合、口腔ケア装置の使用者による校正をリクエストするステップをさらに含む。

一態様によれば、センサを校正するように構成された口腔ケア装置である。この装置は、ジャイロスコープ・データを取得するように構成されたジャイロスコープと、コントローラと、を含み、前記コントローラは、（ｉ）複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングし、（ii）前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを受信し、（iii）前記口腔ケア装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨て、（iv）前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定し、（ｖ）前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成し、（vi）前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正する、ように構成されている、装置。

一態様によれば、ジャイロスコープを校正するように構成された洗浄装置である。この装置は、（ｉ）複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングするように構成されたスケジューリング・モジュールと、（ii）前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを取得し、前記口腔ケア装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨てるように構成された取得モジュールと、（iii）前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定するように構成されたモデル選択モジュールと、（iv）前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成するように構成されたモデル校正モジュールと、（ｖ）前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正するように構成されたモデル補償モジュールと、を含む。

一実施形態によれば、装置は、既知の温度で決定された校正モデルをテストするように構成されたモデル検証モジュールをさらに含む。

一実施形態によれば、装置は、スケジューリング・モジュール又はモデル補償モジュールに温度データを提供するように構成された接続された温度モジュールをさらに含む。

本開示の目的のために本明細書で使用されるように、用語「コントローラ（controller）」は、一般に、ストリームプローブ装置、システム、又は方法の動作に関連する様々な装置を説明するために使用される。コントローラは、本明細書で説明される様々な機能を実行するために、多数の方法で実装することができる(例えば、専用ハードウェアによる)。「プロセッサ（processor）」は、ソフトウェア(例えば、マイクロコード)を用いてプログラムされて、本明細書で説明する様々な機能を実行することができる1つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して、又は使用しないで実装することができ、また、ある機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ(例えば、1つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路)の組み合わせとして実装することもできる。本開示の種々の実施形態で採用することができるコントローラ構成要素の例は、これらに限定されないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、及びフィールドプログラマブル・ゲート・アレイを含む。

種々の実装において、プロセッサ又はコントローラは、1つ以上の記憶媒体(例えば、揮発性及び不揮発性のコンピュータ・メモリなど、本明細書では「メモリ（memory）」と一般に呼ぶ)と関連付けられてもよい。いくつかの実施形態では、記憶媒体は、1つ以上のプロセッサ及び/又はコントローラ上で実行されるとき、本明細書で検討される機能の少なくとも一部を実行する1つ以上のプログラムで符号化されてもよい。種々の記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、又は搬送可能であってもよく、その結果、そこに記憶された1つ以上のプログラムは、本明細書に検討される本開示の種々の態様を実施するために、プロセッサ又はコントローラ内にロードされてもよい。用語「プログラム（program）」又は「コンピュータ・プログラム（computer program）」は、本明細書において、1以上のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために採用することができる任意のタイプのコンピュータ・コード(例えば、ソフトウェア又はマイクロコード)を指す総称的な意味で使用される。

本明細書で使用される「ユーザ・インタフェース（user interface）」という用語は、人間のユーザ又はオペレータと、ユーザとデバイスとの間の通信を可能にする1つ以上のデバイスとの間のインタフェースを指す。本開示の種々の実施に用いることができるユーザ・インタフェースの例には、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、トラックボール、ディスプレイ・スクリーン、種々のタイプのグラフィカル・ユーザ・インタフェース、タッチスクリーン、マイクロホン、及び何らかの形式の人為的刺激を受け、それに応答して信号を発生し得る他のタイプのセンサが含まれるが、これらに限定されない。

上述の概念のすべての組み合わせ及び以下により詳細に検討される追加の概念(このような概念が相互に矛盾しないという条件で)は、本明細書に開示される発明の主題の一部であることを意図すると理解されるべきである。特に、本開示の末尾にある請求される主題のすべての組み合わせは、本明細書に開示される発明対象の一部であることが意図される。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかであり、それらを参照して明瞭にされる。

図面において、同様の参照番号は一般に、異なる図面を通じて同一の部分を指す。また、図面は必ずしも縮尺ではなく、代わりに本発明の原理を説明することに概して重点を置いている。

一実施形態による口腔洗浄装置の表現である。

一実施形態による口腔洗浄システムの概略表現である。

一実施形態による口腔洗浄システムの概略表現である。

一実施形態による口腔洗浄装置のジャイロスコープを校正する方法のフローチャートである。

本開示は、口腔洗浄装置のジャイロスコープを校正するための方法及びシステムの様々な実施形態を説明する。より一般的には、ジャイロスコープ・データが温度感受性（temperature sensitive）であり得ることを理解し、出願人は、ジャイロスコープをある範囲の異なる温度に対して校正するシステムを提供することが有益であることを確認し、認識した。従って、本明細書に説明されるか又は別な方法で想定される方法及びシステムは、異なる温度における複数の時点についてジャイロスコープ・センサ・データを取得し、そのデータを使用してジャイロスコープ挙動のモデルを生成するように構成された口腔洗浄装置を提供する。次に、口腔洗浄装置は、この校正モデルを利用して、新しいジャイロスコープ・センサ・データを校正する。一実施形態によれば、口腔洗浄装置は、校正モデルを用いて校正されたジャイロスコープ・センサ・データの出力を、校正なしで実際のデータと比較することにより、既知の温度で校正モデルをテストする。校正モデルが無効（invalid）と判定された場合、ユーザは校正を行うことを勧められることがある。

本明細書で開示又は他の方法で想定される実施態様及び実装は、任意の口腔ケア装置と共に利用することができる。適切なパーソナル・ケア装置の例としては、歯ブラシ（toothbrush）、フロス装置（flossing device）、口腔洗浄器（oral irrigator）、舌クリーナ（tongue cleaner）、又は他の口腔ケア装置（oral care device）を含む。しかしながら、本開示は、これらの列挙された装置に限定されず、従って、本明細書に開示された開示及び実施形態は、任意の口腔ケア装置を包含することができる。

図１を参照すると、一実施形態では、ハンドル又は本体部分１２及びヘッド部材１４を含む口腔ケア装置１０が提供される。ヘッド部材１４は、本体部分から離れた端部にヘッド１６を含む。本体部分１２は、典型的には、パーソナル・ケア装置の構成要素を収容するためのハウジングを備え、その少なくとも一部は中空である。一実施形態によれば、ヘッド部材１４は、本体部分１２に対して移動可能なように取り付けられる。この移動は、とりわけ、振動又は回転を含む種々の異なる移動のいずれであってもよい。本実施形態では、口腔ケア装置１０は振動歯ブラシ（oscillating toothbrush）であるが、代替実施形態では、口腔ケア装置も本発明の範囲内にあることが理解されよう。

本体部分１２は、動きを生成するためのモータ２２と、生成された動きをヘッド部材１４に伝えるための伝達部品又は駆動系シャフト（drivetrain shaft）２４とを有する駆動系アセンブリを備えることができる。例えば、駆動系は、駆動系シャフト２４の動きを生成するモータ又は電磁石２２を備え、この駆動系シャフト２４の動きは、その後、ヘッド部材１４に伝達される。駆動系は、他の構成要素のうち、電源、発振器、及び１つ以上の電磁石などの構成要素を含むことができる。この実施形態では、電源は、例えば、口腔ケア装置１０が使用されていないときに配置される充電ホルダ内で電気的に充電され得る、図示しない１つ以上の再充電可能バッテリを備える。一実施形態によれば、ヘッド部材１４は、本体部分１２に対して移動できるように駆動系シャフト２４に取り付けられている。ヘッド部材１４は、駆動系シャフト２４に固定して取り付けることもできるし、又は、代替として、ヘッド部材１４が異なる動作特徴のために異なるヘッド部材で置き換えられるように、又はヘッドの構成要素が摩耗して交換が必要になるように着脱自在に取り付けることもできる。本体部分１２は、さらに、駆動系を始動する（activate）及び停止する（deactivate）ためのユーザ入力２６を備えている。ユーザ入力２６は、ユーザが、例えば、デバイスをオン及びオフにするために、口腔ケア装置１０を操作することを可能にする。ユーザ入力２６は、例えば、ボタン、タッチスクリーン、又はスイッチであってもよい。

口腔ケア装置１０は、１つ以上のセンサ２８を含み、その１つはジャイロスコープである。ジャイロスコープ２８ａは、図１で本体部分１２内に示されているが、例えば、ヘッド部材１４内を含む装置内の任意の場所に配置されてもよい。ジャイロスコープに加えて、他のセンサが口腔ケア装置内に存在してもよい。一実施形態によれば、センサ２８は、例えば、３軸ジャイロスコープ２８ａ及び３軸加速度計を使用して、６つの相対運動軸（３軸平行移動及び３軸回転）の読み値を提供するように構成される。別の例として、センサ２８は、例えば、３軸ジャイロスコープ２８ａ、３軸加速度計、及び３軸磁力計を用いて、９つの相対運動軸の測定値（readings）を提供するように構成される。他の可能なタイプのセンサは、圧力センサ、容量センサ、カメラ、光電池、クロック、タイマー、及び他のタイプの装置を含むことができるが、これらに限定されない。本明細書に説明又は他の方法で想定されるように、多くの異なるタイプのセンサを利用することができる。一実施形態によれば、センサ２８は、口腔ケア装置１０の加速度及び角度方向を示す情報を生成するように構成される。

ジャイロスコープ２８ａによって生成されたデータは、コントローラ３０に提供される。一実施形態によれば、ジャイロスコープ２８ａは、コントローラ３０と一体であってもよい。コントローラ３０は、１つ以上のモジュールから形成されてもよく、ユーザ入力２６を介して得られる入力のような入力に応答してパーソナル・ケア装置１０を操作するように構成される。コントローラ３０は、例えば、プロセッサ３２及びメモリ３４を含んでもよい。プロセッサ３２は、これらに限定されないが、１つのマイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路、単一プロセッサ、又は複数のプロセッサを含む任意の適切な形態をとってもよい。メモリ３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む任意の適切な形態をとることができる。不揮発性メモリは、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、又はソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）を含んでもよい。メモリは、特に、オペレーティング・システムを記憶することができる。ＲＡＭは、データの一時記憶のためにプロセッサによって使用される。一実施形態によれば、オペレーティング・システムは、コントローラ３０によって実行されるとき、口腔ケア装置１０のハードウェア構成要素の動作を制御するコードを含んでもよい。一実施形態によれば、接続モジュール３８は、収集されたセンサ・データを送信し、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信（near field communication）、及び/又はセルラ・モジュールが含まれるがこれらに限定されない有線又は無線信号を送信することができる任意のモジュール、装置、又は手段であってもよい。

図２を参照すると、一実施形態では、口腔ケア装置１０の制御システム１００の概略表現が提供される。口腔ケア装置１０の制御システム１００は、プロセッサ３２及びメモリ３４を備えたコントローラ３０を含み、このメモリ３４は、オペレーティング・システム及びセンサ・データを記憶することができる。この装置はまた、ＡＣ電力であってもよく、又は再充電可能バッテリからのバッテリ電力であってもよい電源４２を備える。制御システム１００は、ジャイロスコープ・センサ２８ａをさらに含む。ジャイロスコープに加えて、装置は他のセンサを備えてもよい。１つ以上のセンサ２８は、センサ・データを生成し、そのデータをコントローラ３０に通信する。制御システム１００は、さらに、センサ・データを無線トランシーバ（図示せず）に送信するように構成され及び／又はプログラムされた接続モジュール３８を含む。例えば、接続モジュール３８は、インターネット又はイントラネットを通してＷｉ－Ｆｉ接続を介して、歯科専門家、データベース、又は他の場所にセンサ・データを送信することができる。あるいは、接続モジュール３８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は他の無線接続を介して、ローカル装置（例えば、別個の計算装置）、データベース、又は他のトランシーバにセンサ又はフィードバックデータを送信してもよい。例えば、接続モジュール３８は、ユーザが、特に、長期記憶のために保存される別のデータベースにセンサ・データを送信し、さらなる分析のためにセンサ・データを送信し、別のユーザ・インタフェースにユーザ・フィードバックを送信し、又は他のユーザの中でも歯科専門家とデータを共有することを可能にする。

一実施形態によれば、口腔ケア装置１０の制御システム１００は、ジャイロスコープ２８ａを、異なる温度範囲で及び／又は時間の経過にわたって校正するようにプログラム及び／又は構成され得る。本明細書で検討されるように、本明細書で説明された機能や方法を実行するために、口腔ケア装置１０の制御システム１００によって分析又は使用される情報又はデータは、ジャイロスコープ・センサ２８ａによって生成することができる。従って、制御システム１００は、異なる温度及び／又は異なる時間で複数の時点に対してジャイロスコープ・センサ・データを受信し、そのデータを使用してジャイロスコープの挙動のモデルを生成する。制御システムはまた、１つ以上の既知の温度で校正モデルをテストすることができ、必要ならば、ユーザに校正を実行することをリクエストすることができる。

図３を参照すると、一実施形態では、口腔洗浄システム３００である。口腔洗浄システム３００は、口腔洗浄装置１０の一実施形態であり、本明細書で開示されるか又は他の方法で想定される口腔洗浄装置の実施形態のいずれであってもよい。

別の実施形態によれば、口腔洗浄システム３００は、２つ以上の装置に実装することができる。例えば、口腔洗浄システム３００の１つ以上のモジュール又は構成要素は、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル・デバイス、又は他のコンピュータのようなリモート・デバイスで実施することができる。一実施形態によれば、口腔洗浄システム３００は、装置使用モジュール３１０を含む。装置使用モジュールは、ジャイロスコープ２８ａと共に、口腔洗浄装置が使用される時間及び期間に関する情報を登録する。この情報は、典型的には、将来の分析及び処理のために保存される。また、使用が充電イベントであるか洗浄イベントであるかのように、使用の種類を登録することもできる。この情報は、口腔洗浄装置自体から直接得ることができる。

口腔洗浄システム３００は、スケジューリング・モジュール３２０をさらに含む。スケジューリング・モジュールは、典型的な装置使用法に基づいたデータ取得スキームを生成し、これは、過去のデバイス使用法に基づくか及び／又は実験又は調査されたデータから導出された平均装置使用法に基づくことができる。一実施形態によれば、データ取得スキームは、（ｉ）データ点間の温度範囲を最大化し、及び（ii）校正中の物理的動きの可能性を最小化する両方を行うように設計される。例えば、スケジューリング・モジュールは、充電中及び洗浄セッションの直後に取得される校正データを選択することができる。これは、使用中のデバイスの加熱による温度の広がりを最大化し、校正中にデバイスが移動する可能性を最小化する。

一実施形態によれば、口腔洗浄システム３００のスケジューリング・モジュール３２０は、さらに、口腔洗浄装置の実際の使用の前に、校正モデルの中から選択し、校正を実行するようにプログラムされ、構成され、又は設計される。スケジューリング・モジュール３２０はまた、以下に説明するモデル検証ルーチンをトリガして、選択されたモデルの実際の温度に対する妥当性をチェックする。モデルが無効であると判定された場合、スケジューリング・モジュール３２０は、デバイスをトリガして、新しいデータ・ポイントを取得し、ユーザに、安定した平坦な表面上に置くなどの校正手順を実行するように知らせることができる。

口腔洗浄システム３００は、スケジューリング・モジュール３２０によって定義されるように、１つ以上の時点及び／又は一定期間にわたってデータを収集するようにプログラム又は構成された取得モジュール３３０をさらに含む。取得モジュール３３０はまた、口腔ケア装置が、複数のスケジュールされた時点の何れかにおいて動きを経験したか否かを判定する。動きが検出されると、収集されたデータは破棄される。一実施形態によれば、新しいデータ取得スキームがスケジュールされてもよく、又は１つ以上の時点が破棄された後に既存のデータが利用されてもよい。この動きは、ジャイロスコープ・データに基づくことができるが、加速度計などの他のセンサ、又はアクティブ・モータなどの他のインジケータを利用することもできる。有効なデータトレースごとに、平均値（mean value）が計算され、保存される。

従って、口腔洗浄システム３００は、ジャイロスコープ・データ、推定ジャイロスコープ・オフセット及び対応する温度値、及び／又は、本明細書で説明又は他の方法で想定されるメモリ又はデータベースの何れかであり得るデータベース３４２のようなデータベース内の他のデータを記憶するように構成され又はプログラムされたデータ記憶モジュール３４０をさらに含む。一実施形態によれば、データベースは、最後の１，０００個の校正点を記憶する。別の実施形態によれば、データベースは、大きな温度広がりをもたらす校正ポイントのみを記憶する。

口腔洗浄システム３００は、さらに、（ｉ）データ記憶モジュール３４０によって記憶されたデータ、（ii）予期されるモデルに関する事前知識、及び（iii）ユーザによって決定され得るか、又は予めプログラムされ得る、又は製造業者の設定によって予め決定され得る要求された精度に基づいて、校正モデルを選択するように構成され、又はプログラムされるモデル選択モジュール３５０を含む。一実施形態によれば、モデルの選択は、低決定的（low deterministic）又は確率的誤差（stochastic error）の間のトレードオフを含む。複雑なモデルは小さな決定論的誤差を生じるかもしれないが、もしデータ点の量が低いなら、確率的誤差はかなり大きくなるかもしれない。従って、一実施形態によれば、モデルの複雑さは、利用可能なデータに適合される。典型的には、最初は校正オフセットのみが推定される。十分に大きな温度範囲にわたって十分なデータが存在する場合、高次多項式校正モデルを推定することができる。

口腔洗浄システム３００は、さらに、（ｉ）データ記憶モジュール３４０によって記憶されたデータ、及び（ii）モデル選択モジュール３５０によって選択された校正モデルに基づいて、口腔ケア装置、特にジャイロスコープの挙動を説明する１つ以上のパラメータを生成するように構成された又はプログラムされたモデル校正モジュール３６０を含む。パラメータの生成には、最小二乗推定（least squares estimates）のような一般的に使用される技法を利用することができる。

一実施形態によれば、モデル校正モジュール３６０は、新しい校正データが利用可能であると仮定すると、各洗浄セッション前に１つ以上のパラメータを生成する。しかし、現在有効な校正モデルがある場合、パラメータは、使用中及び／又は使用後にも生成することができる。一実施形態によれば、新しいデータ点が存在するときはいつでも、新しいモデルが適合されるように、モデル校正モジュール３６０を取得モジュール３３０にリンクすることが可能である。

口腔洗浄システム３００は、選択されたモデル及び洗浄セッション中に得られた１つ以上のパラメータであるジャイロスコープ・データを用いて校正するように構成され又はプログラムされたモデル補償モジュール３７０をさらに含む。一実施形態によれば、モデル補償モジュール３７０は、選択されたモデル及び１つ以上のパラメータを使用して、測定されたジャイロスコープ信号のオフセットを補正する。

口腔洗浄システム３００は、選択されたモデルを検証するように構成された又はプログラムされたモデル検証モジュール３８０をさらに含む。一実施形態によれば、既知の温度のような所定の条件での選択モデルの妥当性は、選択されたモデル、１つ以上のパラメータ、及び記憶されたデータ点を使用して決定することができる。別の実施形態によれば、所定の条件は、例えば、時間経過であり得る。同様に、１つ以上のパラメータは、時間又は時間経過の態様を含んでもよい。

任意に、口腔洗浄システム３００は、システムに１つ以上の温度入力を提供するように構成されるか又はプログラムされた接続された温度モジュール３９０をさらに含む。例えば、校正サンプルの収集は、接続された内部及び／又は外部温度計などの外部測定装置によってトリガされる。例えば、先に観測されていない温度、すなわち校正サンプルが利用できないことを意味する温度が、接続された温度モジュールによって検出される場合、校正サンプル収集は、トリガされ得る。次に、システムは、口腔装置の使用を必要とせずに、校正サンプルを自律的に収集することができる。別の実施形態によれば、セントラル・ヒーティング・システムの日々のプログラムを有効に使うことにより、スケジューリング・モジュールのための最適データ取得時点（moments）が、本明細書に説明されるような温度変動を最大化するように決定され得る。

図４を参照すると、一実施形態では、口腔ケア装置のジャイロスコープを校正するための方法４００のフローチャートである。本方法のステップ４１０において、口腔ケア装置１０が提供される。口腔ケア装置１０は、本明細書に説明又は他の方法で想定される装置のいずれであってもよい。

本方法のステップ４２０において、複数の時点を含むデータ取得スキームがスケジュールされる。例えば、データ取得スキームは、典型的な装置使用法に基づくことができ、それは、過去のデバイス使用法に基づくことができ、及び／又は実験データ又はサーベイデータから導出された平均的な装置使用法に基づくことができる。一実施形態によれば、データ取得スキームは、（ｉ）データ点間の温度範囲を最大化すること、及び（ii）校正中の物理的動きの可能性を最小化することの両方を行うように設計される。例えば、スケジュールは、充電中、及び洗浄セッションの直後に、校正データを得るように設計することができる。スケジュールは、温度計などの内部及び／又は外部の温度センサからの実際の温度によって部分的に決定することもできる。スケジュールは、他の実施形態の中でも、例えば、接続された加熱システムからの予想温度によって部分的に決定することもできる。

本方法のステップ４３０において、装置は、データ取得スキームに明記された複数の時点の各々において、ジャイロスコープ２８ａからセンサ・データを取得する。一実施形態によれば、データは、２つ以上の異なる温度で得られる。その後、得られたデータは、将来又は集計分析のために保存することができる。

一実施形態によれば、収集されたデータは、収集された時間及び／又は日付に基づいて収集されたデータを識別するように、又は年によって収集されたデータを識別するように構成されたタイム・スタンプ又は他の要素を含む及び／又はこれに関連付けられる。例えば、センサは時間と共にドリフトし得るので、新しいデータを強調し、古い校正データを廃棄することが有益であり得る。従って、モデル推定の間、システムは、データが収集されたタイム・スタンプに基づいて時間加重を適用することができる。例えば、システムは、ある一定の時間古い校正データを廃棄することができ、及び／又は古いデータよりも高い新しいデータを重み付けすることができる。これにより、校正に対するセンサ・ドリフトの影響を最小限に抑えるのに役に立つ。

本方法のステップ４４０において、口腔ケア装置は、データ取得スキームに明記された複数の時点についてジャイロスコープからのセンサ・データを分析し、装置が任意の時点において動きを経験していたかどうかを決定する。データ・キャプチャ中の動きは校正を妨げるので、動きが検出された場合は時点は捨てられる。一実施形態によれば、新しいデータ取得スキームがスケジュールされてもよく、又は１つ以上の時点が破棄された後に既存のデータを利用してもよい。この動きは、ジャイロスコープ・データに基づくことができるが、加速度計などの他のセンサ、又はアクティブ・モータなどの他のインジケータを利用することもできる。

方法のステップ４５０において、口腔ケア装置は、得られたセンサ・データを用いて校正モデルを決定する。一実施形態によれば、システムは、（ｉ）スケジュールされた取得中に得られたデータ、（ii）期待されるモデルに関する事前知識、及び（iii）要求された精度、のうちの１つ以上に基づいて校正モデルを選択し、これは、ユーザによって決定され又はメーカの設定によって予めプログラムされ、又は予め決定される。一実施形態によれば、モデルの複雑さは、利用可能なデータに適合させることができる。例えば、十分なデータが十分に大きな温度範囲にわたって存在する場合、高次の多項式校正モデルが推定され得るが、最初は校正オフセットのみが推定される。

方法のステップ４６０において、口腔ケア装置は、得られたセンサ・データ及び決定された校正モデルに基づいて、ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成する。パラメータの生成には、最小二乗推定値のような一般的に使用される技術を利用することができる。１つ以上のパラメータは、新しい校正データが利用可能であると仮定して、各洗浄セッションの前に生成される。しかし、現在有効な校正モデルがある場合、パラメータは、使用中及び／又は使用後にも生成することができる。

方法のステップ４７０において、口腔ケア装置は、生成された１つ以上のパラメータ及び／又は選択されたモデルを用いて、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正する。一実施形態によれば、システムは、選択されたモデル及び１つ以上のパラメータを使用して、測定されたジャイロスコープ信号のオフセットを補正する。

方法の任意選択のステップ４８０において、口腔ケア装置は、決定された校正モデルの妥当性又は精度をテストする。例えば、一実施形態によれば、選択モデルの妥当性は、決定された校正モデル、１つ以上のパラメータ、及び記憶されたデータ点を使用して、既知の温度などの所定の条件で決定することができる。決定された校正モデルが不正確である場合、おそらくしきい値不正確性又は他の方法によって決定される場合、次いで、ジャイロスコープを校正するためにユーザの介入が必要となる場合がある。従って、方法の任意選択のステップ４９０において、デバイスは、ユーザに校正を実行することをリクエストする。これは、ユーザ・インタフェース、視覚、聴覚、又は触覚のキューを経由して、スマートフォン・アプリを介して、又は他の任意のメカニズムを経由して、ユーザに通信することができる。校正は、平坦な表面に装置を置くこと、装置を暖かい又は冷たい部屋に置くこと、又は他のステップ又はメカニズムとすることができる。一実施形態によれば、システムは、装置が適切に置かれた状態にあること、及び／又は動きを経験していないことを示す１つ以上のセンサ２８からのデータを受信することによって、ユーザがリクエストにしたがったかを自動的に判定する。

すべての定義は、本明細書中で定義されかつ使用されるように、辞書的定義、引用により援用された書類中の定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を支配すると理解されるべきである。

不定冠詞「１つ（a）」及び「１つ（an）」は、明細書及び請求項において、本明細書で用いられるように、明確に反対のことが示されるのでなければ、「少なくとも１つ」を意味すると理解されるべきである。

語句「及び／又は（and/or）」は、本明細書及び請求項において使用するように、そのように結合された要素、すなわち、いくつかの場合には接続して存在し、及び他の場合には分離して存在する要素の「いずれか又は双方」を意味すると理解されるべきである。「及び／又は」でリストされた多数の要素は同じように、すなわち、そのように連結された要素の「１つ以上」と解釈されるべきである。他の要素は、任意選択で、具体的に特定されたそれらの要素に関連するか関連しないかを問わず「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外で存在してもよい。

明細書及び請求項において、使用されるように「又は（or）」は先に定義された「及び／又は」と同一の意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト中で項目を区切る場合、「又は（or）」又は「及び／又は（and/or）」は、包括的である、すなわち、要素の数又は要素のリスト及び、任意選択で、さらなるリストされていない項目の、少なくとも１つ、また１つを超えたものを含めると解釈されるべきである。反対に明確に示された用語のみ、例えば「１つのみ（only one of）」又は「正確に１個（exactly one of）」、又は、請求項において使用される場合、「から成る（consisting of）」は、要素の数又は要素のリストの正確に１つの要素を含めることを指す。一般に、用語「又は（or）」は、本明細書中で用いるように、「いずれか（either）」、「１つの（one of）」、「１つのみ（only one of）」又は「正確に１つ（exactly one of）」のような排他性の用語が先行する場合、排他的代替物（すなわち、「１つ又はもう一方、しかし双方ではない」）を示すように単に解釈されるべきである。

明細書及び請求項においてここに用いられるように、語句「少なくとも１つ（at least one）」は１以上の要素のリストへの参照において、要素のリスト中の任意の１つ以上の要素から選択される少なくとも１つを意味すると理解されるべきであるが、要素のリスト内に具体的にリストされた各及びすべての要素の少なくとも１つを必ずしも含まず、かつ要素のリスト中の要素の任意の組合せを排除しない。この定義は、具体的に特定された要素に関連するか又は関連しないかにかかわらず、語句「少なくとも１つ（at least one）」が指す要素のリスト内で具体的に特定される要素以外で、要素が任意選択により存在してもよいことを許容する。

また、明確に反対のことが示されているのでなければ、１つを超えるステップ又は行為を含む本明細書中において請求されたいずれの方法においても、該方法のステップ又は行為の順番は、該方法のステップ又は行為が引用される順番に必ずしも限定されないものと理解されるべきである。

請求項、及び明細書中において「含む（comprising）」、「含む（including）」、「運ぶ（carrying）」、「有する（having）」、「含有する（containing）」、「関係する（involving）」、「保持する（holding）」、「から構成された（composed of）」等のようなすべての移行句は、オープン・エンドであり、すなわち、限定されるものではないが含めることを意味すると理解されるべきである。「から成る（consisting of）」及び「基本的に～から成る（consisting essentially of）」の移行句のみ、それぞれクローズド又はセミクローズドな移行句とする。

いくつかの発明的実施形態を説明し、ここに例示してきたが、当業者であれば、本明細書で説明された、機能を実施し及び／又は結果及び／又は利点の１以上を得るために、種々の他の手段及び／又は構造を容易に考え付き、そのような変形及び／又は修正の各々は、本明細書中で説明された発明的実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書中で説明されたすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は、例示的であることを意味し、及び現実のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、具体的な適用、又は発明の教示が用いられる応用に依存するであろうことは容易に理解するであろう。当業者であれば、日常の実験を超えないものを用いて、本明細書中で説明された具体的な発明的実施形態に対する多くの均等物を認識し、又はそれを確認することができる。従って、上述の実施形態は例のみによって提示され、添付の請求項及びその均等物内で、発明的実施形態は、具体的に説明され、及び請求されるものとは異なるように実施することができると理解されるべきである。本開示の発明的実施形態は、本明細書中で説明された各個々の特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられる。加えて、そのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法の２つ以上の任意の組合せも、もしそのような特徴、システム、製品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しないならば、本開示の発明的範囲内に含まれる。

Claims (15)

1. 口腔ケア装置のジャイロスコープを校正するための方法であって、前記方法は、複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングするステップと、
   前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを取得するステップと、
   前記口腔ケア装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨てるステップと、
   前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定するステップと、
   前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成するステップと、
   前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記校正モデルは、校正オフセットを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記データ取得スキームは、少なくとも部分的に、観測された温度データに基づいている、請求項１に記載の方法。
4. 前記データ取得スキームは、少なくとも部分的に、１つ以上の予想される温度に基づく、請求項１に記載の方法。
5. 前記データ取得スキームは、前記複数の時点に対する温度範囲を最大化し、前記複数の時点における物理的動きの可能性を最小化するように設計される、請求項１に記載の方法。
6. 既知の温度で前記決定された校正モデルをテストするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記決定された校正モデルが不正確である場合、前記口腔ケア装置の使用者による校正をリクエストするステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. センサを校正するように構成された口腔ケア装置であって、当該口腔ケア装置は、
   ジャイロスコープ・データを取得するように構成されたジャイロスコープと、コントローラと、
   を含み、
   前記コントローラは、（ｉ）複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングし、（ii）前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを受信し、（iii）前記口腔ケア装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨て、（iv）前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定し、（ｖ）前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成し、（vi）前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正する、ように構成されている、口腔ケア装置。
9. 前記校正モデルは、校正オフセットを含む、請求項８に記載の口腔ケア装置。
10. 前記データ取得スキームは、少なくとも部分的に、観測された温度データに基づいている、請求項８に記載の口腔ケア装置。
11. 前記コントローラは、既知の温度で前記決定された校正モデルをテストするようにさらに構成される、請求項８に記載の口腔ケア装置。
12. 前記コントローラは、前記決定された校正モデルが不正確である場合、前記口腔ケア装置の使用者による校正をリクエストするようにさらに構成される、請求項１１に記載の口腔ケア装置。
13. ジャイロスコープを校正するように構成された洗浄装置であって、当該洗浄装置は、
    複数の時点を含むデータ取得スキームをスケジューリングするように構成されたスケジューリング・モジュールと、
    前記複数の時点の各々において前記ジャイロスコープによってセンサ・データを取得し、
    前記洗浄装置が前記複数の時点のいずれかで動きを経験していたか否かを判定し、もしそうならば、さらなる分析からそれらの時点を捨てるように構成された取得モジュールと、前記取得されたセンサ・データを用いて校正モデルを決定するように構成されたモデル選択モジュールと、
    前記取得されたセンサ・データ及び前記決定された校正モデルに基づいて、前記ジャイロスコープの挙動を記述する１つ以上のパラメータを生成するように構成されたモデル校正モジュールと、
    前記１つ以上のパラメータを使用して、洗浄セッション中に得られたジャイロスコープ・データを校正するように構成されたモデル補償モジュールと、
    を含む、洗浄装置。
14. 既知の温度で前記決定された校正モデルをテストするように構成されたモデル検証モジュールをさらに含む、請求項１３に記載の洗浄装置。
15. 前記スケジューリング・モジュール又は前記モデル補償モジュールに温度データを提供するように構成された接続された温度モジュールをさらに備える、請求項１３に記載の洗浄装置。

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