Электрическая зубная щетка с модулированным приводным сигналом

Группа изобретений включает варианты электрической зубной щетки, относится к области медицинской техники и может быть использована для чистки зубов. Электрическая зубная щетка содержит ручку, блок чистящей головки, систему привода и систему модуляции. Блок чистящей головки имеет набор щетинок на своем дистальном конце. Система привода реагирует на сигнал возбуждения для перемещения набора щетинок движением, имеющим частоту в звуковом диапазоне и амплитуду в диапазоне, обеспечивающем клинически эффективную чистку зубов пользователя во время сеанса чистки. Система модуляции содержит источник сигнала возбуждения, источник сигнала модуляции и звукомиксер, соединенный с источником сигнала возбуждения и источником сигнала модуляции для вывода комбинированного сигнала возбуждения и модуляции для изменения частоты сигнала возбуждения. В ответ на комбинированный сигнал возбуждения и модуляции система привода дополнительно перемещает набор щетинок для получения по меньшей мере одного из эффекта когнитивной стимуляции или релаксации во время сеанса чистки в дополнение к клинически эффективной чистке зубов, Для эффекта когнитивной стимуляции комбинированный сигнал возбуждения и модуляции увеличивается по частоте на заданных интервалах от начала сеанса чистки до конца сеанса чистки. Для эффекта когнитивной релаксации комбинированный сигнал возбуждения и модуляции уменьшается по частоте на заданных интервалах между началом и концом сеанса чистки. Частота сигнала модуляции от источника сигнала модуляции изменяется между нижней частотой модуляции 0,2 Гц и верхней частотой 100 Гц. Изобретения позволяют уменьшить беспокойство перед отходом ко сну и придать бодрость после пробуждения перед началом дневной деятельности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится в целом к устройствам электрических зубных щеток с приводным сигналом в звуковом частотном диапазоне и, в частности, относится к применению, в котором приводной сигнал варьирует по частоте или коэффициенту заполнения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Многие электрические зубные щетки включают в себя множество режимов или программ чистки. Обычно эти режимы сосредоточены на различных типах потребностей ухода за полостью рта, например, помимо прочих, обычная или щадящая чистка, массаж полости рта и уход/стимуляция десен. Уход за полостью рта при помощи электрической зубной щетки совершается и утром, и вечером. Такой уход за полостью рта часто также составляет часть более обстоятельного индивидуального режима, который приводит к засыпанию вечером и пробуждению утром. Существует заинтересованность не только в улучшении ухода за полостью рта в это время, но и в уменьшении беспокойства перед отходом ко сну и придании бодрости после пробуждения перед началом дневной деятельности.

Соответственно, было бы востребованным, чтобы электрическая зубная щетка имела возможность влиять на внимание пользователя и обеспечивать ментальную/когнитивную стимуляцию и/или ментальную/когнитивную релаксацию.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A-1D представляют собой упрощенные изображения некоторых чистящих движений чистящей головки электрической зубной щетки.

Фиг. 2A-2C показывают схемы модуляции приводного сигнала, который обеспечивает когнитивную стимуляцию и облегчает пробуждение.

Фиг. 3A-3C показывают схемы модуляции приводного сигнала, создающего ментальную релаксацию и облегчающего засыпание.

Фиг. 4 представляет собой частичную блок-схему одного варианта осуществления для создания модулированного приводного сигнала с фиг. 2A и 3A.

Фиг. 5 представляет собой частичную блок-схему второго варианта осуществления для создания модулированного приводного сигнала для фиг. 2A и 3A.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, электрическая зубная щетка содержит ручку; блок чистящей головки, имеющий набор щетинок на своем дистальном конце; систему привода для перемещения набора щетинок движением, имеющим частоту в звуковом диапазоне и амплитуду в диапазоне, обеспечивающем клинически эффективную чистку зубов пользователя; и систему модуляции для изменения частоты и/или коэффициента заполнения приводного сигнала для обеспечения когнитивного эффекта в дополнение к клинически эффективной чистке зубов.

НАИЛУЧШИЙ РЕЖИМ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1A-1D показывают в упрощенном виде электрическую зубную щетку, которая обеспечивает различные движения щетинок. Фиг. 1A показывает электрическую зубную щетку 10 с ручкой 12 и чистящей головкой 14, установленной на дистальном конце узкой промежуточной части 15, которая поворачивается в определенном угле с определенной частотой. Чистящая головка приводится в действие системой 16 привода, содержащейся в ручке 14. Чистка, проиллюстрированная на фиг. 1A, представляет собой поворот из стороны в сторону вокруг продольной оси устройства. Другое чистящее движение представлено на фиг. 1B, на которой чистящая головка 22 перемещается то внутрь, то наружу в осевом направлении, создавая возвратно-поступательное движение вдоль зубов. Фиг. 1C представляет собой вид с торца чистящей головки 26 на узкую промежуточную часть (не видна), простирающуюся от ручки 28, в которой щетинки перемещаются движением выметающего типа. Фиг. 1D представляет собой вид с торца чистящей головки 30, установленной на узкой промежуточной части (не видна), простирающейся от ручки 32, при этом щетинки перемещаются действием постукивающего типа перпендикулярно продольной оси устройства к зубам и от зубов. Такие единообразные движения могут выполняться множеством систем привода. Один пример выметающего движения раскрыт в патенте США № 5378153, содержание которого включено в данный документ по ссылке. Обычно для эффективной чистки электрическая зубная щетка работает в звуковом частотном диапазоне, в диапазоне 130-150 Гц, а также в более широком частотном диапазоне 40-500 Гц. Амплитуда движения кончиков щетинок будет обычно составлять между 0,5 мм и 6,6 мм, при этом предпочтительная амплитуда составляет приблизительно 3,5 мм. Кроме того, скорость кончиков щетинок будет составлять более 1,5 метров в секунду, между 1,5 и 2,0 метра в секунду.

В настоящем изобретении приводной сигнал для электрической зубной щетки модулируется с тем, чтобы иметь либо эффект когнитивной стимуляции, либо эффект когнитивной релаксации. На фиг. 2A и 2B представлены аспекты модулирования приводного сигнала для создания когнитивной стимуляции, при этом период модуляции (1/частоту модуляции) представлен ссылочной позицией 34 на фиг. 2A, в то время как фиг. 2B представляет собой частотную диаграмму, показывающую увеличение частоты движений чистящей головки благодаря модуляции с фиг. 2A. Модуляция увеличивается по частоте в течение двухминутного сеанса чистки. Диапазон изменения будет составлять от 0,2 Гц до 100 Гц. В одном конкретном примере частота модуляции увеличивается каждые 30 секунд в течение обычного периода использования. В качестве примера в первый период частота модуляции будет составлять 0,5 Гц; во второй период частота модуляции будет составлять 0,75 Гц; в третий период частота модуляции будет составлять 1,5 Гц; и в четвертый период частота модуляции будет составлять 3 Гц. На фиг. 2C представлен результат увеличения частоты каждые 30 секунд, обозначенного 35A, 35B, 35C и 35D, что воспринимается пользователем как увеличение интенсивности, обеспечивающее когнитивную стимуляцию (стимулирующее воздействие на сознание) и увеличение бодрости, то есть модуляция пробуждающего типа.

Могут использоваться другие, аналогичные описанным выше, шаблоны модуляции. Кроме того, могут использоваться более сложные шаблоны модуляции, включающие в себя переменные тона в течение двухминутного сеанса чистки или во время частей каждого сеанса чистки, либо с 30-секундными интервалами, либо с другими периодами времени. Это может включать в себя переменные тона, ритмы или другие слышимые звуки. Как рассмотрено выше, такой шаблон приведет к воспринимаемому увеличению мощности во время упомянутых четырех периодов. Обычно для когнитивной стимуляции частота модуляции будет увеличиваться по частоте на протяжении всего сеанса чистки, хотя указанная частота может варьировать в некоторой степени во время любого одного конкретного периода.

На фиг. 3A-3C проиллюстрирован шаблон модуляции приводного сигнала, который обеспечивает когнитивную релаксацию. В этом случае со ссылкой на фиг. 3A период модуляции будет начинать сеанс чистки при относительно низком значении, а частота модуляции на более высоком значении, чем при завершении сеанса чистки, меняясь от высокого значения, составляющего 100 Гц, до низкого значения, составляющего 0,2 Гц. В определенные моменты времени в пределах двухминутного сеанса чистки, например каждые 30 секунд, частота модуляции будет снижаться, создавая изменение звуковой эффективной частоты чистящей головки, как представлено на фиг. 3B. Одним конкретным примером будет исходная частота модуляции 3 Гц для первых 30 секунд; частота модуляции во втором 30-секундном периоде 1,5 Гц; частота модуляции в третьем 30-секундном периоде 0,75 Гц; и частота модуляции в четвертом 30-секундном периоде 0,5 Гц. Эти конкретные частоты для четырех периодов могут быть различными; частота модуляции может также варьировать в течение каждого 30-секундного периода; отдельные периоды времени также могут быть различными. Однако общий эффект представлял бы собой снижение частоты модуляции между началом сеанса чистки и его окончанием. Это приводит к снижению воспринимаемой интенсивности воздействия между началом и окончанием сеанса чистки, как представлено на фиг. 3C, 37A-37D. Это приводит к эффекту когнитивной релаксации, поскольку способствует засыпанию.

На фиг. 4 представлена в упрощенном виде одна система для создания описанного выше модулированного приводного сигнала. На фиг. 4 представлен источник приводного сигнала 60, предназначенный для создания клинически эффективного чистящего эффекта, и источник сигнала 62 модуляции. И вновь сигнал 62 модуляции мог бы быть, в частности, таким, который представлен на фиг. 2A и 3A, или он мог бы представлять собой некоторый другой сигнал модуляции. Обычно, как объяснено выше, сигнал модуляции в целом будет следовать шаблону возрастающей частоты для создания когнитивной стимуляции или в целом рисунку понижающейся частоты для создания когнитивной релаксации. Сигнал модуляции от источника 62 и приводной сигнал от источника 60 подаются на звукомиксер 64, который, после подачи на усилитель 69, создает модулированный сигнал для системы 66 привода. Результирующий сигнал приводит в действие чистящую головку 68 для различных вариантов осуществления единообразного движения, как, например, показано на фиг. 1A и 1D, в зависимости от конкретной используемой системы привода. Сигнал усиливается для создания амплитуды чистящей головки, составляющей между 0,5 мм и 6 мм при скорости по меньшей мере 1,5 м/с.

На фиг. 5 представлен альтернативный вариант осуществления, в котором ссылочной позицией 70 представлена цифровая запись комбинированного приводного сигнала. Цифровая запись включает в себя сильный сигнал, имеющий эффективную звуковую частоту, например 40-500 Гц, объединенную с другими различными тонами, ритмами или слышимыми звуками. Этот комбинированный приводной сигнал затем подается на усилитель 72 и затем на систему 74 привода, которая, в свою очередь, приводит в действие чистящую головку 76 для осуществления единообразного движения, как представлено на фиг. 1A-1D. Комбинированный приводной сигнал усиливается для достижения требуемой амплитуды кончиков щетинок, составляющей между 0,5 мм и 6,6 мм, при этом скорость кончиков щетинок составляет 1,5 метра в секунду.

Хотя описанная выше модуляция изменяет частоту приводного сигнала, упомянутая модуляция могла бы также аналогично использоваться для изменения коэффициента заполнения приводного сигнала.

Таким образом, описана новая электрическая зубная щетка, включающая в себя приводной сигнал для электрической зубной щетки для создания единообразного движения чистящей головки, который модулируется для изменения частоты или коэффициента заполнения приводного сигнала, чтобы обеспечить либо эффект когнитивной стимуляции, либо эффект когнитивной релаксации.

Хотя предпочтительный вариант осуществления изобретения раскрыт с иллюстративными целями, следует понимать, что в этот вариант осуществления могут быть внесены различные изменения, модификации и замены без отступления от идеи изобретения, ограниченного нижеприведенной формулой.

1. Электрическая зубная щетка, содержащая:

ручку;

блок чистящей головки, имеющий набор щетинок на своем дистальном конце;

систему привода, реагирующую на сигнал возбуждения, для перемещения набора щетинок движением, имеющим частоту в звуковом диапазоне и амплитуду в диапазоне, обеспечивающем клинически эффективную чистку зубов пользователя во время сеанса чистки; и

систему модуляции, которая содержит источник сигнала возбуждения, источник сигнала модуляции и звукомиксер, соединенный с источником сигнала возбуждения и источником сигнала модуляции для вывода комбинированного сигнала возбуждения и модуляции для изменения частоты сигнала возбуждения, причем в ответ на комбинированный сигнал возбуждения и модуляции система привода дополнительно перемещает набор щетинок для получения по меньшей мере одного из эффекта когнитивной стимуляции или релаксации во время сеанса чистки в дополнение к клинически эффективной чистке зубов, причем (i) для эффекта когнитивной стимуляции комбинированный сигнал возбуждения и модуляции увеличивается по частоте на заданных интервалах от начала сеанса чистки до конца сеанса чистки, и (ii) для эффекта когнитивной релаксации комбинированный сигнал возбуждения и модуляции уменьшается по частоте на заданных интервалах между началом и концом сеанса чистки,

причем частота сигнала модуляции от источника сигнала модуляции изменяется между нижней частотой модуляции 0,2 Гц и верхней частотой 100 Гц.

2. Электрическая зубная щетка по п. 1, причем частотный диапазон сигнала возбуждения составляет приблизительно 50-500 Гц.

3. Электрическая зубная щетка по п. 1, причем диапазон амплитуд составляет приблизительно 0,5 мм и 6,6 мм.

4. Электрическая зубная щетка по п. 1, причем частота сигнала модуляции от источника сигнала модуляции изменяется в определенные периоды времени во время сеанса чистки.

5. Электрическая зубная щетка по п. 1, причем частота сигнала модуляции от источника сигнала модуляции изменяется между нижней частотой модуляции 0,2 Гц и верхней частотой 100 Гц.

6. Электрическая зубная щетка по п. 1, причем блок чистящей головки имеет единообразное движение.

7. Электрическая зубная щетка, содержащая:

ручку;

блок чистящей головки, имеющий набор щетинок на своем дистальном конце;

систему привода, реагирующую на сигнал возбуждения, для перемещения набора щетинок движением, имеющим частоту в звуковом диапазоне и амплитуду в диапазоне, обеспечивающем клинически эффективную чистку зубов пользователя во время сеанса чистки; и

систему модуляции, которая содержит источник сигнала возбуждения, источник сигнала модуляции и звукомиксер, соединенный с источником сигнала возбуждения и источником сигнала модуляции для вывода комбинированного сигнала возбуждения и модуляции для изменения коэффициента заполнения сигнала возбуждения, причем в ответ на комбинированный сигнал возбуждения и модуляции система привода дополнительно перемещает набор щетинок для получения по меньшей мере одного из эффекта когнитивной стимуляции или релаксации во время сеанса чистки в дополнение к клинически эффективной чистке зубов, причем (i) для эффекта когнитивной стимуляции комбинированный сигнал возбуждения и модуляции увеличивает коэффициент заполнения на заданных интервалах от начала сеанса чистки до конца сеанса чистки, и (ii) для эффекта когнитивной релаксации комбинированный сигнал возбуждения и модуляции уменьшает коэффициент заполнения на заданных интервалах между началом и концом сеанса чистки.