KR101911834B1 - 스마트 칫솔 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 스마트 칫솔 제어방법은, 칫솔에서 양치질 정보를 감지하는 단계; 상기 양치질 정보를 단말기로 송신하는 단계; 상기 양치질 정보를 상기 단말기에서 출력하는 단계; 및 상기 양치질 정보를 기초로 상기 칫솔에서 양치질 보조기능을 제공하는 단계를 포함한다.

Description

스마트 칫솔 및 그 제어방법 {Smart Toothbrush and the method}

본 발명은 스마트 칫솔 및 그 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 칫솔질 정보를 획득하고, 획득된 정보에 따라 좀더 원활한 칫솔질을 할 수 있도록 보조하는 기능을 제공하는 스마트 칫솔 및 그 제어방법에 관한 것이다.

세계적으로 인구의 고령화에 따른 생산가능인구의 부양부담 가중, 노인의료비의 증가 등 사회, 복지 수요증 가에 따른 국가제정의 부담이 가중되고 있으며, 최근에 들어, IT기술의 발달로 IT기술과 BT기술을 융합한 ubiquitous/mobile healthcare 기술을 사용하여, 질환의 예방과 관리가 우선적으로 이루어 져야 한다는 점에서 많은 공감을 얻고 있다.

생활습관병(Life-style disease)은 개인의 바르지 않은 생활 습관으로

인하여 발병할 수 있는 질환을 의미하며, 대표적으로 당뇨, 고혈압, 비만 등이 여기에 속한다. 이러한 생활 습관병 중에서, 구강질환은 다른 질병보 다 예방과 관리가 매우중요하고, 효과적인 관리만으로도 그 효과가 크다는 사실이 증명되었다.

대표적인 구강질환은 치아우식증, 치주질환, 그리고 부정교합으로 알려져 있다. 이중 치아우식증과 치주질환 은 구강내의 세균막, 즉 플라그의 침착으로 인하여 발생한다.

그러므로 치과질환의 예방과 치료에 있어서 구강내의 세균막 관리가 무엇보다도 가장 중요하다. 세균막 관리 방법중 기계적인 방법, 즉 칫솔질을 포함한 물리적인 방법이 가장 효과적인 것으로 알려져있다. 정기적인 치과 방문시 빠지지 않고 시행되는 것이 치태조절능력평가이며, 치석제거를 위한 스케일링 시술시에도 양치질 습관 교육이 가장 중요하게 강조되고 있다.

매번 치과내원시마다 양치질의 중요성이 강조되며, 잘못된 양치질 습관을 고치도록 교육함에도 불구하고, 일반적으로 양치습관에 대한 효과적인 측정 및 평가에 있어서 나이와 구강내 상태에 따른 간단한 가이드라인 만 있을뿐, 환자 개개인을 대상으로 체계적이고 수치화된 데이터를 근거로 한 효과적인 관리방법에 대한 기술개발이 부족했다.

치과에서의 양치질 교육은 일회성으로 그치게 되는 경우가 많아서 장기적으로 환자의 습관교정에 실패하여 치아를 상실하게 되어 저작, 발음등 기능이상과 심미적인 문제를 초래하게 된다.

최근 양치질의 효율을 높이고자 전동칫솔(초음파, 진동 등)에 대한 제품은 시장에 나와 있지만, 효율성 및 안정성에 대한 많은 의견들이 대두되고 있다.

예를 들어, 최근 개발된 전동 칫솔은, 사용자에게 양치시간에 대한 feedback을 줌으로써, 평균 수동 양치질 그러나, 이는 개인의 양치습관에 의존적인 방법으로, 전체 시간만 평가하였을 뿐, 양치질의 질(Quality)은 고려하지 않은 결과이다. 또한, 양치시간이 길 어지더라도 효과적으로 모든 치아를 닦아주지 못하면 충지의 가능성을 제거하지는 못하게 된다.

따라서, 이와 같은 구강질환의 예방과 관리를 위해서는 다양한 IT/Health관련 기술을 융합하여, 양치질의 정량적인 측정과 개인에 맞춘 관리가 필요하게 된다.

양치질의 정량적 측정의 시작은 칫솔에 압력 센서를 장착하여 측정한 것이 처음이다. 그러나, 압력과 양치질의 정량적 평가는 이루어 지지 않았다.

그 이후의 선행기술로서, 칫솔질을 모니터링하여, 사용자가 칫솔질을 얼마나 잘했는지를 판단하는 칫솔질 모니터링 선행문헌이 있으나, 기존의 모니터링 장치들의 정확성과 기구 비용에 관하여 여전히 향상이 요구된다.

KR 10-2013-0095750 A KR 10-2013-0143114 A

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 양치질을 관리하기 위한 다양한 정보를 정밀하게 측정하고 측정된 양치질 정보를 이용하여 양치질을 보조하는 기능을 제공하는 스마트 칫솔 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.

자세히, 실시예는, 양치질 전후의 구강 내 구취 농도를 측정하여, 개인별로 필요한 양치시간 및 문제점을 판단하고 피드백할 수 있다.

또한, 실시예는, 동작 감지 센서를를 이용하여, 칫솔질 패턴을 정확하게 측정하여, 양치질 패턴의 문제점 및 문제점 해결방법과, 패턴에 따른 양치질을 보조하는 기능을 제공할 수 있다.

또한, 실시예는, 양치질 모니터링 기능을 주기적이고 지속적으로 습관교정 하도록 제공하여, 양치습관을 모니터링하고 칫솔질 패턴을 분석함으로써 체계적이고 과학적인 구강보건관리 시스템의 구현이 가능하다.

실시예에 따른 스마트 칫솔 제어방법은, 칫솔에서 양치질 정보를 감지하는 단계; 상기 양치질 정보를 단말기로 송신하는 단계; 상기 양치질 정보를 상기 단말기에서 출력하는 단계; 및 상기 양치질 정보를 기초로 상기 칫솔에서 양치질 보조기능을 제공하는 단계를 포함한다.

실시예에 따른 스마트 칫솔은, 칫솔을 사용하는 사용자의 양치질의 질(quality)을 나타내는 양치질 정보를 정확하게 측정하고, 양치질 정보를 분석하여 다양한 양치질 보조기능을 제공하여, 사용자의 양치 효과를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 칫솔의 내부 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 칫솔의 외관을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양치칠 패턴을 산출하는 모습을 나타낸다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서로 치모에 가해지는 압력을 측정하는 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구강 형상을 산출하는 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기의 내부 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 칫솔 제어방법의 일련의 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 양치질 패턴에 따른 헤드 형상 변화를 나타내는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 양치질 패턴의 문제점에 따른 교육 이미지를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

실시예에 따른 스마트 칫솔은, 칫솔을 사용하는 사용자의 양치질의 질(quality)을 나타내는 양치질 정보를 정확하게 측정하고, 양치질 정보를 분석하여 다양한 양치질 보조기능을 제공하여, 사용자의 양치 효과를 향상시킬 수 있다.

여기서, 양치질 정보는, 칫솔질 전후 구취 농도, 칫솔질 시작 시각, 칫솔질 총 시간, 칫솔질 패턴, 칫솔질 압력, 치아와 치모의 마찰계수 및 구강 형상 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.

그리고 양치질을 보조하는 기능으로는, 부적합한 칫솔질 패턴이나, 소정의 힘 이상의 칫솔질 압력, 범위를 벗어난 마찰계수 등이 검출될 때 경고하는 알람 기능, 칫솔질 패턴과 구강 형상에 맞게 치모 헤드의 형상을 변화시키는 기능, 칫솔질 점수 및 점수에 따른 교육 기능, 축적된 양치질 정보를 보여주는 기록 열람 기능 등을 포함할 수 있다.

이하, 이러한 스마트 칫솔은, 스마트 칫솔과 연동되는 사용자의 단말기와 함께, 전술한 기능들을 제공할 수 있다.

예컨데, 스마트 칫솔에서는, 양치질 정보를 획득하고 단말기로 전송하면, 단말기의 프로세서가 양치질 정보를 저장하고 양치질 정보를 분석하여 전술한 기능들을 제공하기 위한 프로세싱을 처리할 수 있다. 다른 실시예에서는, 스마트 칫솔이 직접 프로세서를 포함하여, 데이터를 처리할 수도 있으나, 실시예에서는 단말기에서 데이터 처리가 수행되는 것으로 한정하여 설명한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하며, 이러한 스마트 칫솔을 이루는 각 구성에 대해 먼저 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 칫솔(100)은, 입력 버튼(110), 출력부(120), 헤드 형상 제어부(130), 통신 모듈(140), 구취 측정 센서(151), 동작 인식 센서(153), 압력 센서(155), 온도 센서(157), 구강 카메라(180), 제어부(170) 및 전원부(190)를 포함할 수 있다.

먼저, 스마트 칫솔(100)은, 스마트 칫솔(100)의 기능을 제어하기 위한 입력 버튼(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부는, 스마트 칫솔(100)의 전원을 온(on)/오프(off)시키는 실행 입력이나, 스마트 칫솔(100)의 각종 기능에 대한 설정, 실행 입력 등을 감지할 수 있다. 이러한 입력 버튼(110)은, 터치를 감지하는 터치 입력부(예를 들어, 터치 센서(touch sensor), 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)일 수 있다.

다음으로, 스마트 칫솔(100)은, 양치질 정보에 대한 알람이나, 기능 실행 상태를 안내하는 출력부(120)를 포함할 수 있다. 출력부(120)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 오디오 출력부, 햅팁 모듈, 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다음으로, 스마트 칫솔(100)은, 칫솔의 헤드의 형상을 제어하는 헤드 형상 제어부(130)를 포함할 수 있다.

자세히, 칫솔은, 치모가 배치되는 헤드(head)와, 핸들(handle) 그리고 헤드와 핸들을 연결하는 생크(shank)를 포함할 수 있다. 그리고 헤드에는, 치모와 지지부재(10)가 포함되며, 치모와 치모를 지지하는 지지부재(10)는 착탈 가능하도록 결합하여, 일정기간 치모를 사용한 이우 교체할 수 있다.

또한, 실시예에서, 헤드에는, 치모를 통해 치아와 치모 사이에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서(155)와, 헤드의 형상을 변형시키는 헤드 형상 제어부(130)가 배치될 수 있다.

자세히, 헤드 형상 제어부(130)는, 평평한 헤드의 형상을 내측으로 또는/및 외측으로 휘도록 헤드의 형상을 변형시켜, 칫솔질 패턴과 구강 형상에 적합한 형태로 치모를 배열시킬 수 있다.

좀더 자세히, 헤드 형상 제어부(130)는, 탄성력이 있는 헤드를 치모 측(내측)으로 휘도록 변형하거나, 반대로 치모의 반대측(외측)으로 휘도록 변형하여, 헤드가 곡면 형상을 이루도록 형성할 수 있다.

이러한 헤드 형상 제어부(130)는, 사용자의 구강 형태 및 칫솔질 패턴에 적합하게 헤드 형상을 변형시켜, 사용자가 좀더 원활하게 칫솔질을 하도록 유도하여 양치질의 질을 향상시킬 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 사용자의 단말기(200)와 유/무선 통신하는 통신 모듈(140)을 포함할 수 있다. 자세히, 통신 모듈(140)은, 스마트 칫솔(100)에서 획득한 양치질 정보를 단말기(200)에 전송하여, 단말기(200)를 통해 양치질 정보가 출력되도록 할 수 있다. 또한, 통신 모듈(140)은, 단말기(200)에서 송신한 양치질 보조 기능 제어 신호를 수신하여, 제어부(170)로 송신할 수도 있다.

이러한 통신 모듈(140)은, 근거리 무선 통신방식으로 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 양치질의 질을 판단할 수 있는 각종 양치질 정보를 감지할 수 있는 다양한 센서들을 갖는 센서부를 포함할 수 있다. 여기서, 양치질 정보는, 칫솔질 전후 구취 농도, 칫솔질 시작 시각, 칫솔질 총 시간, 칫솔질 패턴, 칫솔질 압력, 치아와 치모의 마찰계수 및 구강 형상 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.

자세히, 스마트 칫솔(100)은, 칫솔질 전 또는/및 후 사용자의 구강 내 구취 농도를 측정하는 구취 측정 센서(151)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 구취 측정 센서(151)(odor　sensor)는, 산화물 반도체를 포함하여, 사용자의 구강 내 공기에 포함되는 기체의 황화수소 또는 메틸메캅탄에 접촉되면 전도도가 변화되는 성질을 이용하여, 구취 농도를 측정할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 구취 측정 센서(151)는, 칫솔 손잡이부 하단에 배치될 수 있으며, 사용자가 칫솔 손잡이부 하단의 뚜껑을 오픈하여 구취 측정 센서(151)를 노출시킨 후 소정의 시간동안 사용자가 구강 내에 배치시키면, 구취 측정 센서(151)가 구강 내의 황화수소 또는 메틸메캅탄을 정밀하게 측정하여, 사용자의 구강 내 실제 구취 농도를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 구취 측정 센서(151)는, 구강 내의 무수인산일수소칼슘, 인산일수소칼슘 또는 일불소인산나트륨의 양을 측정하여, 구강 내에 잔류한 치약량을 예측하도록 보조할 수 있다. 예를 들어, 구취 측정 센서(151)는, 사용자의 구강 내 공기에 포함되는 기체의 무수인산일수소칼슘, 인산일수소칼슘 또는 일불소인산나트륨에 접촉되면 반응하는 성질을 이용한 센서를 통해, 잔류 치약량을 예측할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 사용자의 칫솔질 패턴을 감지하는 동작 인식 센서(153)(motion　recognition　sensor)를 포함할 수 있다.

실시예에서, 동작 인식 센서(153)는, 칫솔의 손잡이부에 배치되어, 손잡이부의 위치, 움직임 정보를 통해 칫솔의 헤드의 움직임을 유추함으로써, 칫솔질 패턴이 판단될 수 있다.

좀더 자세히, 동작 인식 센서(153)는, 가속도 센서(acceleration sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor) 중 적어도 하나 이상의 센서를 포함하여, 구강내에서의 칫솔의 헤드의 위치, 그리고 헤드의 칫솔질 방향 등을 정확하게 측정할 수 있다.

즉, 칫솔질 위치 및 패턴에 대한 분류 및 검출 알고리즘을 통해, 가속도센서, 지자계 센서 및 칫솔 헤드의 자세(Posture), 방향각(Azimuth angle)의 특징 벡터를 활용하여 자동으로 칫솔질 영역을 자동으로 분류할 수 있고, 칫솔 헤드가 움직이는 방향 등을 검출할 수 있다.

자세히, 칫솔의 손잡이부에 위치한 가속도 센서와 자이로센서는, 손잡이부의 위치변화정보를 감지하고, 감지한 위치변화정보를 통신부를 통해 단말기(200)로 전송할 수 있다.

상기 위치변화정보를 수신한 단말기(200)의 프로세서는, 손잡이부의 위치변화정보를 기초로 칫솔의 헤드가 구강내에서 위치이동하는 정보를 산출하여, 칫솔질 패턴에 대한 정보를 획득할 수 있다.

좀더 자세히, 실시예에서, 스마트 칫솔(100)은, 사용자에게 구강의 특정 기준위치에 칫솔의 헤드를 위치하도록 유도하여, 칫솔 헤드의 기준 위치를 지정할 수 있다.

이후, 동작 인식 센서(153)는, 기준위치에서 변화한 가속도, 각가속도 등에 대한 위치변화정보를 감지하며, 프로세서는, 획득된 위치변화정보를 기초로 손잡이부의 3차원 이동정보를 산출할 수 있다. 그리고 프로세서는, 이러한 손잡이부의 3차원 이동정보를 칫솔 헤드의 3차원 이동정보로 매칭시킴으로써, 칫솔 헤드의 이동정보를 획득하고 이를 토대로 칫솔질 패턴을 산출할 수 있다.

예를 들어, 도 3과 같이, 프로세서는, 기준위치(B)를 지정한 후 손잡이부의 상하좌우전후(x, y, z)의 움직임을 칫솔 헤드의 기준위치에서(B')의 상하좌우전후(x', y', z')의 움직임으로 대칭이동시켜, 칫솔 헤드의 움직임을 산출함으로써, 칫솔질 위치를 포함하는 칫솔질 패턴 정보를 획득할 수 있다.

실시예에서, 단말기(200)의 메모리에는, 특정 칫솔질 패턴시 감지되는 위치변화정보가 매칭되어 저장될 수 있으며, 프로세서는, 감지된 위치변화정보와 가장 일치하는 칫솔질 패턴을 검출하여, 현재 칫솔질 패턴을 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 프로세서는, 기준위치에서 변화한 각가속도, 가속도 정보를 토대로 현재 칫솔 헤드의 구강 내 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는, 구강 내를 16 구역으로 분할하고, 기준위치 정보와 위치변화정보를 기초로 현재 칫솔 헤드가 위치한 구강내 영역을 산출하여, 칫솔질 패턴 정보에 포함시킬 수 있다.

이와 같이 획득된 칫솔질 패턴은, 양치질의 질을 판단하는 중요 팩터로, 칫솔질이 미비한 영역, 올바르지 않은 칫솔 헤드의 이동 등을 검출하여, 알람 기능이나 교육 기능에 활용할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 치모를 통해 치아에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서(155)를 포함할 수 있다.

자세히, 압력 센서(155)는, 헤드의 지지부재(10) 내에 배치되어, 치모(11)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.

좀더 자세히, 압력 센서(155)는, 도 4a와 같이, 치모(11)가 치아를 누를 때의 힘을 치모(11)에 가해지는 압력을 측정하여 감지할 수 있다.

또한, 도 4b와 같이, 압력 센서(155)는, 치모(11)의 휘어진 방향 등을 포함하는 치모(11)의 움직임을 센싱하여, 치모(11)에 세밀하게 가해지는 움직임 정보를 획득할 수 있다.

이와 같이, 획득된 압력 센서(155)가 감지한 압력 정보는, 칫솔질 패턴을 산출하는 정보에 이용되어, 좀더 정밀하게 칫솔질 패턴을 산출할 수 있다.

또한, 프로세서는, 압력 정보와 동작 인식 센서(153)에서 획득한 위치변화정보를 기초로, 칫솔질 압력, 칫솔질 마찰계수 또는 구강 형상 정보를 획득할 수 있다.

여기서, 칫솔질 마찰계수는, 치모(11)와 치아 사이에 윤활도를 나타내는 지표로, 얼마나 부드럽게 치모(11)가 치아에 마찰하는지를 나타낸다.

또한, 구강 형상 정보는, 구강을 16개의 영역으로 구분하였을 때, 각 구역별 치아의 배열 곡률을 나타낸다. 그리고 이러한 압력 정보와 압력 정보를 기초로 획득된 양치질 정보는, 다양한 양치질 보조기능을 실행하는데 활용될 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 프로세서는, 상측 구강을 치아 내측, 치아 상측, 치아 외측 및 전후좌우를 구분하여 8구역(R1 내지 R8)으로 구분할 수 있으며, 하측 구강을 치아 내측, 치아 상측, 치아 외측 및 전후좌우로 구분하여 8구역(R9 내지 R16)으로 구분함으로써, 총 16구역으로 구강 영역을 구분할 수 있다.

그리고 프로세서는, 상기 압력 정보 및 칫솔질 패턴 정보를 기초로 각 구역에서 배열된 치아들의 곡률을 산출할 수 있으며, 상기 산출된 곡률을 기초로 칫솔질 패턴을 좀더 정확하게 측정할 수 있고, 칫솔 헤드 형상 변형기능을 제공할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 구강 내 온도를 측정하는 온도 센서(157)를 더 포함할 수 있다. 자세히, 스마트 칫솔(100)은, 양치질시 구강 내 온도를 측정하여, 체온을 측정하고, 체온으로 사용자의 건강상태를 알 수 있다.

예컨대, 스마트 칫솔(100)은, 구강 내 온도가 소정의 온도 이하이거나 이상이면, 사용자의 건강에 이상이 있는 것으로 보아, 건강 위험을 알리는 알람 기능을 제공할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 구강 내를 촬영하는 구강 카메라(180)를 포함할 수 있다.

그리고 프로세서는, 구강 카메라(180)에서 촬영된 구강 내부 영상을 이용하여 구강 형상이나, 칫솔질 패턴을 좀더 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 구강 카메라(180)가 없는 경우, 단말기(200)의 카메라로 사용자를 촬영하여, 구강 내부 영상으로 활용할 수도 있다.

또한, 스마트 칫솔(100)은, 각 유닛의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(170)와, 전원을 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.

전술하였듯이, 스마트 칫솔(100)의 각종 양치질 보조기능은, 실시예의 어플리케이션이 설치된 단말기(200)와의 통신을 통해 제공될 수 있다.

이하, 양치질 보조기능을 제공하기 위한 어플리케이션이 설치된 단말기(200)에 대해 간략히 설명한다.

먼저, 단말기(200)는, 사용자의 입력을 감지하는 입력부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 입력부(210)는, 단말기(200)의 전원을 온(on)/오프(off)시키는 실행 입력이나, 단말기(200)의 각종 기능에 대한 설정, 실행 입력 등을 감지할 수 있다.

또한, 단말기(200)는, 스마트 칫솔(100)과 무선 통신하는 통신부(220)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 통신부(220)는, 스마트 칫솔(100)로부터 양치질 정보를 수신할 수 있으며, 양치질 정보를 기초로 획득한 양치질 보조기능을 실행시키기 위한 제어신호를 송신할 수 있다.

또한, 단말기(200)는, 양치질 정보를 보충하기 위하여 양치질하는 영상을 촬영하는 카메라(230)를 더 포함할 수 있다.

또한, 단말기(200)는, 다양한 양치질 보조기능을 지원하는 데이터를 저장하는 메모리(240)를 포함할 수 있다. 자세히, 메모리(240)는 단말기(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 단말기(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 그리고 응용 프로그램은, 메모리에 저장되고, 단말기(200) 상에 설치되어, 프로세서에 의하여 상기 단말기(200)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

또한, 단말기(200)는, 양치질 정보, 양치질 정보를 기초로 생성한 양치질 교육 정보, 경고 알람 등을 출력하는 스피커(250)와 디스플레이(280)를 더 포함할 수 있다. 자세히, 디스플레이(280)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 단말기(200)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 단말기(200)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

그리고 단말기(200)는, 각 유닛의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서(270)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서(270)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

이하, 전술한 스마트 칫솔(100)과 단말기(200)가 연동하여 양치질 보조기능을 제공하는 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 스마트 칫솔(100)은, 칫솔질 시작 전 구취 농도를 측정할 수 있다. (S101)

자세히, 스마트 칫솔(100)의 안내 또는 사용자의 자의적인 입력에 의해 구취 측정 센서(151)가 구동될 수 있으며, 구동된 구취 측정 센서(151)는, 구강 내의 가스에서 황화수소(Hydrogen Sulfide) 또는/및 메틸메캅탄(Methyl mercaptan)의 양을 측정하여 구취 농도를 감지할 수 있다.

다음으로, 칫솔질이 시작되면, 스마트 칫솔(100)은, 단말기(200)와 연동하여, 각종 정보를 송출하고, 양치질 보조기능을 실행하는 제어신호를 수신할 수 있다. (S102)

즉, 단말기(200)는, 측정된 구취 농도와 칫솔질 시작 시간을 포함하는 칫솔질 정보를 스마트 칫솔(100)로부터 수신하여 저장하고, 이를 디스플레이(280)를 통해 출력할 수 있다. (S201)

예를 들어, 단말기(200)는, 양치질이 시작되었다는 양치질 정보를 수신하면, 양치질 보조기능을 제공하는 어플리케이션을 자동실행하고, 양치질을 시작한 시각, 양치 전 구취 농도 등 수신한 양치질 정보를 디스플레이(280)를 통해 표시할 수 있다.

이후, 양치질을 하는 동안, 스마트 칫솔(100)은, 칫솔질 패턴과 칫솔질 압력을 측정할 수 있다. (S103)

자세히, 동작 인식 센서(153)는, 손잡이부의 위치변화정보를 감지하여 단말기(200)로 송신하면, 프로세서(270)는, 상기 위치변화정보를 기초로 칫솔 헤드의 위치 및 칫솔 헤드의 움직임 정보를 포함하는 칫솔질 패턴정보를 생성할 수 있다.

또한, 압력 센서(155)는, 치모(11)에 가해지는 압력과 압력의 방향을 포함하는 압력 정보를 감지할 수 있으며, 프로세서(270)는, 압력 정보를 기초로, 칫솔질 패턴, 칫솔질 압력, 칫솔질 윤활도, 구강 형상 등을 산출할 수 있다.

이후, 단말기(200)와 스마트 칫솔(100)은, 특정 양치질 상황 검출시, 양치질이 잘못되었음을 경고하는 알람을 디스플레이(280)나, 스피커, 스마트 칫솔(100) 자체에서 출력할 수 있다. (S104, S202)

자세히, 프로세서(270)는, 획득된 양치질 정보를 기초로, 소정의 압력 이상의 압력이 가해졌을 때, 압력이 과하다는 알람을 제공하는 알람을 출력할 수 있다.

또한, 프로세서(270)는, 닦고 있는 구강 내 구역에 적합하지 않은 헤드의 움직임이 검출되면, 정확한 칫솔질 패턴을 표시하며 칫솔질 패턴을 교정할 것을 권고하는 알람을 출력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는, 어금니의 외측을 닦으면서 치아들의 배열방향으로만 반복이동하는 칫솔질 패턴 검출시 적절하지 않은 칫솔질 패턴으로 판단하고, 치아의 길이방향으로 회전시키는 칫솔질 패턴으로 칫솔질할 것을 안내하는 이미지와 음성 메시지를 출력하도록 디스플레이(280)와 스피커를 제어할 수 있다.

또한, 스마트 칫솔(100) 자체에서도 진동, 음향, 이미지 등을 통해 칫솔질 패턴이 부적절함을 안내하는 메시지를 출력할 수 있다.

또한, 칫솔질 정보를 기초로 구강 내 윤활도(마찰계수)를 산출할 수 있다. (S105)

자세히, 프로세서(270)는, 양치질 정보에서 치모(11)의 움직임, 압력 및 칫솔의 움직임을 기초로 구강 내 윤활도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는, 치모(11)의 기울어진 정도를 기초로 치모(11)와 치아 사이의 마찰계수를 산출할 수 있다.

그리고 프로세서(270)는, 양치질을 올바르게 수행할 수 있는 기 설정된 윤활도 범위와 비교하여, 기 설정된 윤활도 범위를 벗어날 경우, 알람을 주거나 스마트 칫솔(100)에서 윤활도를 조절하도록 제어할 수 있다. (S106)

자세히, 프로세서(270)는, 치약 농도가 낮아 양치질 세정력이 떨어질 것으로 판단되는 경우, 치약을 더 추가할 것을 안내하는 메시지를 디스플레이(280)나 스마트 칫솔(100)이 출력하도록 제어할 수 있다.

반대로 프로세서(270)는, 치약 농도가 높아 치아의 마모 위험이 높은 경우, 물을 더 추가할 것을 안내하는 메시지를 디스플레이(280)나 스마트 칫솔(100)이 출력하도록 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(270)는, 스마트 칫솔(100)이 자동으로 치약을 더 공급하거나, 물을 공급하도록 하여 직접 치약 농도를 제어함으로써, 적절한 윤활도로 구강 내 상태를 유지하도록 제어할 수도 있다.

또한, 프로세서(270)는, 양치질 정보를 기초로 사용자의 구강 형상을 산출할 수도 있다. (S107)

자세히, 프로세서(270)는, 양치질 정보 내의 칫솔질 패턴과, 압력 정보를 기초로 구강 내 각 구역별 치아 배열의 곡률을 산출할 수 있다.

그리고 프로세서(270)는, 칫솔질 패턴 및 구강 형상에 따라 헤드 형상을 제어하여, 좀더 사용자가 원활하게 칫솔질을 수행하도록 보조할 수 있다. (S108)

자세히, 프로세서(270)는, 헤드를 수평, 외측 절곡 또는 외측 절곡 형상을 갖도록 변형하는 제어신호를 헤드 형상 제어부(130)로 송신하여, 헤드의 형상을 변형할 수 있다.

즉, 프로세서(270)는, 칫솔질을 하고 있는 구강 내 영역, 상기 구강의 형상 및 칫솔질의 움직임을 기초로 헤드 형상을 변형하여, 칫솔질을 보조할 수 있다.

예를 들어, 도 8a를 참조하면, 프로세서(270)는, 상측 앞니를 상하로 닦을 때, 앞니를 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 상측 앞니들의 배열 곡률에 매칭되도록 헤드를 내측으로 절곡시키도록 제어할 수 있다.

또한, 도 8b를 참조하면, 프로세서(270)는, 하측 앞니를 상하로 닦을 때, 하측 앞니를 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 하측 앞니들의 배열 곡률에 매칭되도록 헤드를 내측으로 절곡시키도록 제어할 수 있다.

또한, 도 8c를 참조하면, 프로세서(270)는, 상측 어금니를 상하로 닦을 때, 상측 어금니를 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 상측 어금니들의 배열 곡률에 매칭되도록 헤드를 내측으로 절곡시킬 수 있다.

또한, 도 8d를 참조하면, 프로세서(270)는, 치아의 상측 면을 닦을 때에는, 상측 면을 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 헤드를 수평한 형상으로 변형시킬 수 있다.

또한, 도 8e를 참조하면, 프로세서(270)는, 상측 치아의 내측 면을 닦을 때에는, 내측 면을 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 헤드를 외측으로 절곡시킬 수 있다.

또한, 도 8f를 참조하면, 프로세서(270)는, 하측 치아의 내측 면을 닦을 때에는, 하측 치아의 내측 면을 좀더 원활하게 닦을 수 있도록 헤드를 내측으로 절곡시키거나 수평 형태로 유지시킬 수 있다.

이와 같이, 스마트 칫솔(100)은, 직접 또는 프로세서(270)에 제어에 따라서 칫솔질 패턴에 따라 가변형으로 헤드 형상을 제어하여, 사용자의 양치질의 질을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 칫솔질 종료 후 구취 측정 센서(151)는, 다시 칫솔질 후의 구취 농도를 측정할 수 있다. (S109)

측정된 칫솔질 후 구취 농도는 프로세서(270)로 전송될 수 있으며, 프로세서(270)는, 변화된 구취 농도를 디스플레이(280)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다. (S203)

또한, 변화된 구취 농도에 따라 사용자에게 적합한 칫솔질 종료 시간이 산출될 수 있으며, 스마트 칫솔(100)은, 이후 산출된 칫솔질 종료 시간 동안 칫솔질을 유지하도록 설정하고, 안내할 수 있다. (S110)

또한, 프로세서(270)는, 구취 농도 측정시 잔류 치약량도 산출하여, 소정의 수치 이상인 경우, 좀더 입을 행굴것을 안내하는 메시지를 출력하도록 제어할 수도 있다.

한편, 프로세서(270)는, 칫솔질이 종료된 후 양치질 정보를 기초로 양치질의 질을 나타내는 점수를 산출하고 출력할 수 있으며, 문제가 검출되는 경우 이에 따른 교육 안내를 출력할 수 있다. (S204)

즉, 프로세서(270)는, 양치질이 정상 수준인 경우와 비정상 수준인 경우를 확인할 수 있도록 양치질의 질을 수치화한 점수로 산정한 후 디스플레이(280)를 통해 표시할 수 있다.

또한, 프로세서(270)는, 사용자가 특정 구강 영역을 닦을 때, 적절한 방향으로 헤드를 움직이지 않는 경우, 특정 구강 영역에 적합한 칫솔질 패턴의 영상을 교육 영상으로 출력하여, 사용자를 교육시킬 수 있다.

예를 들어, 도 9를 참조하면, 사용자가 적절하지 않은 방향으로 어금니를 닦는 칫솔질 패턴이 검출된 경우, 디스플레이(280)에는, 정확한 어금니를 닦는 칫솔의 움직임을 나타내는 영상이 출력될 수 있다.

또한, 프로세서(270)는, 지속적으로, 양치질 정보를 저장하고, 이를 기록한 후 데이터베이스화 하여, 이후 사용자 선택시 칫솔질 정보를 출력하도록 하는 양치질 히스토리 출력 기능을 제공할 수 있다. (S205)

예를 들어, 프로세서(270)는, 양치질 시간, 하루동안의 양치질 횟수, 그에 따른 구취농도 변화 등을

이때, 프로세서(270)는, 통신부(220)를 통해 사용자의 관리자(예컨대, 부모)의 단말기(200)에 양치질 히스토리 정보를 전송하여, 관리자가 수월하게 사용자의 양치질 교육을 시키도록 보조할 수도 있다.

정리하면, 스마트 칫솔(100)과 단말기(200)는, 사용자의 양치질의 질을 정확하게 측정하고, 양치질의 질을 향상시킬 수 있는 다양한 양치질 보조기능을 제공하여, 사용자의 치아 건강을 향상시킬 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

1. 칫솔에서 양치질 정보를 감지하는 단계;
   상기 양치질 정보를 단말기로 송신하는 단계;
   상기 양치질 정보를 상기 단말기에서 출력하는 단계; 및
   상기 양치질 정보를 기초로 상기 칫솔에서 양치질 보조기능을 제공하는 단계를 포함하고,
   상기 양치질 정보에는, 칫솔질 패턴과 칫솔질 압력 정보가 포함되고,
   상기 칫솔질 패턴과 상기 칫솔질 압력 정보에 따라서 상기 칫솔의 헤드 형상을 변형하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 양치질 정보를 감지하는 단계는,
   황화수소 또는 메틸메캅탄의 농도 측정하여, 상기 양치질 전 후 구취농도를 감지하는 단계를 포함하고,
   상기 측정된 구취농도의 변화를 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 구취농도 감지하는 단계에는,
   치약잔류량을 측정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 치약잔류량이 소정의 값 이상일 때, 경고 알람을 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   복수의 양치질 횟수에 따른 상기 양치질 정보를 저장하여 데이터베이스화하는 단계와,
   상기 양치질 정보의 데이터베이스를 사용자의 선택에 따라 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 양치질 정보를 감지하는 단계는,
   구강 내 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 구강 내 온도가 소정의 범위를 벗어나면 경고 알람을 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 양치질 정보에 따라서 양치질의 질을 나타내는 점수를 산출하고, 점수가 소정의 점수 이하인 경우, 상기 양치질 정보에 따라 선택된 양치질 교육 영상을 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 양치질 정보에는 구강 내 마찰계수 정보가 포함되고,
   상기 구강 내 마찰계수가 기 설정된 범위를 벗어나면, 경고 알람을 출력하는 단계를 더 포함하는
   스마트 칫솔 제어방법.
9. 삭제

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