电动牙刷、刷子单元以及用于操作电动牙刷的方法与流程

本申请是申请日为2016年6月9日、申请号为201680033621.7、发明名称为“电动牙刷、刷子单元以及用于操作电动牙刷的方法”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇第119条要求2015年6月12日提交的日本专利申请号2015-119558、2015年6月12日提交的日本专利申请号2015-119559、2015年6月12日提交的日本专利申请号2015-119560和2015年6月12日提交的日本专利申请号2015-119563的优先权，所述专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及电动牙刷、刷子单元以及用于操作电动牙刷的方法。

背景技术：

本发明涉及电动牙刷、可拆卸地附接到电动牙刷的本体单元的刷子单元，以及用于操作电动牙刷的方法。

已知一种类型的通过将快速振荡的刷子施加到牙齿表面来进行刷牙(牙斑去除)的电动牙刷。已经提出，这种电动牙刷的刷子单元可以配备有用于感测粘附到牙齿表面的牙斑、牙垢、龋齿等的装置。一些包括位于刷子单元上或刷子单元中的光源和光传感器的电动牙刷是已知的。从光源发射的光从牙齿表面反射并被光传感器检测到，并且如果使用检测到的光感测到龋齿等，则通知用户。已知的具有光源和光传感器的电动牙刷可能缺乏的是，不能准确地感测到牙斑等。因此，存在对能够改进牙斑、牙垢、龋齿等的感测准确度的电动牙刷的需要。

技术实现要素：

在一个方面，本发明可以涉及一种可从电动牙刷的主体单元拆卸的刷子单元，所述刷子单元包括：包括在刷子单元的前表面上的光透射部分，在按压方向上从刷子单元的前表面延伸的多个牙齿清洁元件，其中光透射部分沿与按压方向相交的第一方向引导与沿按压方向相比更多的光；以及包括在前表面上用于接收光的光接收部分；其中光透射部分和光接收部分布置在多个牙齿清洁元件的相对侧上，并且其中第一方向位于包括光透射部分和光接收部分两者的平面内。

在另一个方面，本发明可以涉及一种刷子单元，所述刷子单元包括：前表面；多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到前表面并且在按压方向上从前表面延伸，牙齿清洁元件在前表面上形成刷毛区；光透射部分，所述光透射部分形成在前表面上邻近刷毛区处；光接收部分，所述光接收部分形成在前表面上邻近刷毛区处，并且形成在刷毛区的与光透射部分相对的一侧上；并且光透射部分被配置成引导光沿第一方向穿过其透射，所述第一方向与按压方向相交并且位于包括光透射部分和光接收部分两者的平面内。

在另一个方面，本发明可以是一种刷子单元，所述刷子单元包括：前表面；多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到前表面并且在按压方向上从前表面延伸，牙齿清洁元件在前表面上形成刷毛区；光发射元件，所述光发射元件联接到邻近刷毛区的前表面；光接收元件，所述光接收元件联接到邻近刷毛区的前表面，并且联接在刷毛区的与光发射元件相对的一侧上；并且光透射部分以一定角度定位以便沿第一方向引导光，所述第一方向与按压方向相交并且位于包括光发射元件和光接收元件两者的平面内。

在又一个方面，本发明可以是一种电动牙刷，所述电动牙刷包括：主体，所述主体包括：驱动组件，所述驱动组件被配置用于产生振荡；光发射元件；以及光接收元件；以及联接到主体的刷子单元，所述刷子单元包括：壳体，所述壳体具有前表面；多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到前表面并且在按压方向上从前表面延伸，牙齿清洁元件在前表面上形成刷毛区；光透射部分，所述光透射部分形成在前表面上邻近刷毛区处；光接收部分，所述光接收部分形成在前表面上邻近刷毛区处，并且形成在刷毛区的与光透射部分相对的一侧上；并且光透射部分被配置成沿第一方向引导从光发射元件发射的光，所述第一方向与按压方向相交并且位于包括光透射部分和光接收部分两者的平面内。

在又一方面，本发明可以是一种电动牙刷，所述电动牙刷包括：振荡组件，所述振荡组件包括多个牙齿清洁元件、光发射元件和光接收元件；以及驱动组件，所述驱动组件驱动振荡组件以便以第一频率振荡；其中光接收元件固定在具有与第一频率不同的谐振频率的隔离构件上。

在又一方面，本发明可以是一种电动牙刷，所述电动牙刷包括：主体，所述主体包括：刷杆、光发射元件、光接收元件、以及光导，所述光导光学地联接到光发射元件和光接收元件；以及联接到主体的刷子单元，所述刷子单元包括：壳体，所述壳体形成中空部分并且具有前表面，所述中空部分被配置成定位在主体的刷杆上；多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到前表面并从前表面延伸，多个牙齿清洁元件包括由光学透射材料形成并延伸到壳体的内部的至少第一牙齿清洁元件，其中当刷子单元的中空部分位于主体的刷杆上时，光导光学地联接到第一牙齿清洁元件，使得从光发射元件发射的光被引导出第一牙齿清洁元件的尖端并且被接收到第一牙齿清洁元件的尖端内的光被引导到光接收元件。

在又一个方面，本发明可以是一种电动牙刷，所述电动牙刷包括：刷子单元，所述刷子单元包括具有中空部分的壳体；以及主体，所述主体包括刷杆，刷子单元的中空部分被配置成位于刷杆上；其中：刷子单元包括前表面和在按压方向上从前表面延伸的多个牙齿清洁元件；多个牙齿清洁元件中的至少第一牙齿清洁元件由光学透射材料形成，所述第一牙齿清洁元件包括联接到刷子单元的前表面并且暴露在刷子单元的中空部分内的固定端；并且主体单元包括：光发射元件，所述光发射元件发射光；光接收元件，所述光接收元件响应于接收到的光来产生输出信号；光导，所述光导将来自光发射元件的光引导到第一牙齿清洁元件的固定端并且将来自第一牙齿清洁元件的固定端的光引导到光接收元件；以及处理器，所述处理器从光接收元件接收输出信号。

在另一个方面，本发明可以是一种本发明的电动牙刷，所述电动牙刷包括：振荡组件，所述振荡组件包括在按压方向上从表面延伸的多个牙齿清洁元件、光发射元件和光接收元件，所述光接收元件响应于接收到的光而产生输出信号；驱动组件，所述驱动组件具有第一驱动模式和第二驱动模式，其中在第一驱动模式期间，所述驱动组件沿平行于按压方向的第一方向振荡所述振荡组件，并且在第二驱动模式期间，驱动组件沿第二方向振荡所述振荡组件，第二方向与第一方向不同；以及处理器，所述处理器被配置用于在第一驱动模式期间控制从光发射元件发射的光，并且处理在第一驱动模式期间产生的来自光接收元件的输出信号。

在又一个方面，本发明可以是一种用于操作电动牙刷的方法，所述电动牙刷包括驱动组件和振荡组件，所述振荡组件包括在按压方向上从表面延伸的多个牙齿清洁元件、光透射元件和光接收元件，所述方法包括：使用处于第一驱动模式和第二驱动模式中的一种驱动模式的驱动组件选择性地驱动振荡组件，其中在第一驱动模式期间，驱动组件沿平行于按压方向的第一方向振荡所述振荡组件，并且在第二驱动模式期间，驱动组件沿第二方向振荡所述振荡组件，第二方向与第一方向不同；至少在第一驱动模式期间控制光发射元件发射光；以及至少在第一驱动模式期间处理来自光接收元件的输出信号，所述输出信号响应于接收到的光由光接收元件产生。

本发明的其他适用领域从下文提供的详细说明中将变得显而易见。应了解，详细说明和特定实例虽然指示本发明的优选实施方案，但旨在仅用于说明的目的而无意限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和附图中将更全面地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的第一实施方案的电动牙刷的顶视图。

图2是沿着图1中的线a-a截取的示意性横截面图。

图3是示意性地示出图1的电动牙刷的内部构型的框图。

图4是根据本发明的第二实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图5是根据本发明的第三实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图6是根据本发明的第四实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图7是根据本发明的第五实施方案的电动牙刷的顶视图。

图8是根据本发明的第六实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图9是根据本发明的第七实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图10是根据本发明的第八实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图11是根据本发明的第九实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图12是根据本发明的第十实施方案的电动牙刷的顶视图。

图13是沿着图12中的线a-a截取的示意性横截面图。

图14是根据本发明的第十一实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图15是根据本发明的第十二实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图16是根据本发明的第十三实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

图17是根据本发明的第十四实施方案的电动牙刷的示意性横截面图。

具体实施方式

以下对优选实施方案的描述在本质上仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、本发明的应用或用途。

根据本发明的原理的说明性实施方案的描述旨在结合附图阅读，这些附图将被视为整个书面描述的部分。在本文中公开的本发明的实施方案的描述中，对方向或取向的任何提及仅旨在方便描述，而无意以任何方式限制本发明的范围。相对性术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”以及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应理解成参考如稍后描述的或在论述中的附图中所示的取向。这些相对性术语仅是为了方便描述，而并不要求装置以特定取向配置或操作，除非明确指明如此。术语诸如“附接”、“粘附”、“连接”、“联接”、“互连”以及类似词语是指其中结构彼此或直接或通过居间结构间接固定或附接的关系，以及两者可移动或固定不动的附接或关系，除非另外明确描述并非如此。此外，参考示例性实施方案来例示本发明的特征和益处。因此，本发明明显不应限于示出可单独或以其他特征组合存在的特征的一些可能的非限制性组合的此类示例性实施方案；本发明的范围由随附权利要求书限定。

通篇使用的范围用作描述范围内的每个值的简略表达方式。范围内的任何值可选为范围终点。另外，本文引用的所有参考文献据此全文以引用方式并入。如果本公开中的定义和所引用参考文献的定义发生冲突，则以本公开为准。

同时参考图1和图2，示出了根据本发明的一个实施方案的电动牙刷10a(在一些实施方案中，在本文中也称为口腔护理器具或动力牙刷)。图1是示出从刷子按压方向(用户在使用期间按压到牙齿清洁元件上的方向)观察到的电动牙刷10a的示意性构型的平面图，并且图2是沿着图1的线a-a截取的横截面图。

电动牙刷10a包括：握持部分11，其包括位于其中的电池和电气控制系统；以及主体，其具有固定到握持部分11的刷杆12；以及刷子单元20，其可从刷杆12拆下。刷杆12从握持部分11延伸并且形成电动牙刷10a的可与刷子单元20联接的部分。具体地说，刷子单元20包括内腔43，所述内腔允许通过将刷杆12插入内腔43来将刷子单元20联接到刷杆12。根据需要或期望，刷子单元20可以重复地联接到刷杆12和从此刷杆拆下。刷子单元20和刷杆12还可以包括有助于将刷子单元20锁定到刷杆12的对应结构(突出部和对应凹口、卡槽和对应卡销等)。因此，握持部分11和刷杆12可以与具有不同结构性布置的不同刷子单元20一起重新使用，以便实现不同目的。此外，当刷子单元20上的牙齿清洁元件随时间推移而磨损或张开时，可以更换刷子单元。这节省了用户成本，因为可以重新使用电动牙刷10a的包括电路系统的部分，同时可以更换为简单和便宜的部件的刷子单元20。刷子单元20在本文和本领域中可以被称为再填充头部。

刷子单元20包括前表面41和相对的后表面42。此外，刷子单元20包括从前表面41延伸的多个牙齿清洁元件22。多个牙齿清洁元件22被描绘为各个对齐的列和行，尽管本发明不限于此。牙齿清洁元件22的数量、图案、构型和结构在所有实施方案中都不受限制。在某些实施方案中，牙齿清洁元件22由多个刷毛形成，所述刷毛被捆扎在一起成为刷毛簇，所述刷毛簇然后联接到刷子单元20的头部。牙齿清洁元件22可以使用钉技术、无锚定簇绒技术、模内簇绒技术或现在已知或稍后发现的任何其他技术联接到头部。牙齿清洁元件22可以包括单独的刷毛、与由弹性体材料形成的薄片组合的刷毛、仅由弹性体材料形成的刷毛等。本发明不特别受到刷毛的具体细节的限制，除非特别要求保护如此。如上所讨论，在某些实施方案中，刷子单元20可以从刷杆12拆卸，并且当刷子单元上的牙齿清洁元件22因使用而变得磨损时根据需要可更换。

刷子单元20还包括光透射部分23和光接收部分24。光透射部分23和光接收部分24形成在刷子单元20的前表面41上。在图1中，从前表面41上方的位置观察刷子单元20，并且牙齿清洁元件22远离前表面41延伸的方向在此被称为牙齿清洁元件22的“按压方向”。如图1所示，牙齿清洁元件22以“h”形布置。牙齿清洁元件22的外边缘21“h”形布置被形成为包括第一凹部21a和第二凹部21b，所述凹部中的每一个分别包括在“h”形的短边中的一者上。光透射部分23位于凹部21a内，并且光接收部分24位于凹部21b上。

光透射部分23是第一透明窗口，其由配合到刷子单元20的前表面41中形成的孔45内的第一透射构件44形成。如下所述，第一透射构件44透射从被包括作为刷杆12的一部分的光发射元件17发射的光。因此，从光发射元件17发射的光通过光透射部分23透射到刷子单元20的外部。类似地，光接收部分24是第二透明窗口，其由配合到刷子单元20的前表面41中的孔47内的第二透射构件46形成。如下所述，第二透射构件46透射从光透射部分23发射并且从口中目标对象(例如，牙齿)反射或接收的光。通过第二透射构件46透射的光入射在被包括作为刷杆12的一部分的光感测元件18上。

如示例性实施方案中所示，光透射部分23和光接收部分24布置在由牙齿清洁元件22形成的“h”形的边缘的外面，使得牙齿清洁元件22的至少第一组48定位在光透射部分23和光接收部分24之间。光透射部分23和光接收部分24也都位于与刷子单元20的纵向尺寸平行的线上，然而本发明不限于此，除非在权利要求书中另有说明。更一般地，关于光透射部分23和光接收部分24的定位，牙齿清洁元件22形成刷毛区，并且光透射部分23和光接收部分24都位于刷子单元20的前表面41上的刷毛区的外部。在某些实施方案中，光透射部分23和光接收部分24中的一个或两个可以位于牙齿清洁元件22的该区内，或者在沿着刷子单元20的前表面41的任何其他期望位置处，达到牙齿清洁元件22被配置成不干扰所发射的光的程度。因此，本发明不特别受到透明窗口23的位置的限制，除非对此特别要求保护如此。

如图2所示，刷子单元20包括圆柱形壳体50，其中尖端部分51被封闭以形成中空部分20a。刷杆12包括具有封闭的尖端53的管形壳体52。通过将刷杆12配合到中空部分20a中，主体单元和刷子单元20可以联接在一起。刷杆12包括形成在尖端53的内表面上的轴承13。偏心轴14的一个端部插入轴承13中，并且配重15联接到偏心轴14。偏心轴14的另一个端部连接到内置于握持部分11中的电机m的旋转轴。电机m、偏心轴14和配重15形成用于产生振荡的驱动组件。通过旋转电机m的旋转轴，偏心轴14旋转。配重15在轴承13的附近固定到偏心轴14。由于所述配重15，偏心轴14的重心从旋转中心偏移。注意，在偏心轴14和轴承13之间设置有微小间隙。

虽然偏心轴14随着电机m的旋转轴的旋转一起旋转，但因为偏心轴14的重心由于配重15的旋转而偏移，所以实现围绕旋转中心的旋转运动。因此，整个偏心轴14弯曲，并且刷杆12与联接到刷杆12的刷子单元20一起以高速振荡。因此，刷杆12和刷子单元20形成电动牙刷10a的振荡组件。通过以此方式使用偏心轴14的旋转运动来振荡刷子单元20，刷子单元20在平行于刷22的按压方向并垂直于电机m的旋转轴的方向上有效地振荡。

在示例性实施方案中，振荡组件的整体(刷杆12和刷子单元20)具有谐振点(谐振频率)，并且可以在第一操作模式和第二操作模式之间切换，在所述第一操作模式中刷杆12和刷子单元20在牙齿清洁元件22的按压方向上振荡，在所述第二操作模式中刷杆12和刷子单元20在垂直于牙齿清洁元件22的按压方向的平面中振荡。电动牙刷10a可以通过控制电机m的转速来在第一驱动模式和第二驱动模式之间切换。

刷杆12还包括固定在基板16上的光发射元件17和光接收元件18、以及圆柱形壳体50中的孔23a和24a。孔23a位于刷杆12上，使得当刷子单元20联接到刷杆12时，孔23a邻近光透射部分23定位。类似地，孔24a位于刷杆12上，使得当刷子单元20联接到刷杆12时，孔24a邻近光接收部分24定位。

光发射元件17包括发光二极管(led)、激光二极管等。本发明不限于此，因为可以将其他类型的发光装置用于光发射元件17。从光发射元件17发射出的光波长可以根据待检测的口腔中的要素(牙斑、牙垢、龋齿等)适当选择。光发射元件17在刷杆12内部中邻近孔23a定位，使得从光发射元件17发射的光穿过孔23a。

光接收元件18包括将光转换成电信号的光感测元件，诸如光电二极管等。本发明不限于此，因为可以将其他类型的光感测元件用于光接收元件18。光接收元件18在刷杆12内部中邻近孔24a定位，使得穿过孔24a的光入射到光接收元件18上。

基板16包括电连接到光发射元件17和光接收元件18的布线。在某些实施方案中，柔性基板可以用作基板16。基板16延伸到握持部分11的内部，并且如下所述，在基板16上形成的布线电连接到控制器，所述控制器位于握持部分11内。

如图2所示，形成光透射部分23的一部分的第一透射构件44的横截面形状具有在与牙齿清洁元件22的按压方向正交的方向上行进的侧壁，并且朝向光接收部分24以倾斜角度延伸。在第一透射构件44使用此形状时，从光发射元件17发射的光经过刷杆12的孔23a，并且然后经过第一透射构件44，使得光被引导朝向光接收部分24。因此，不同于发射与按压方向平行的光，光透射部分23在与牙齿清洁元件22的按压方向相交的方向上发射光，使得所发射的光至少部分地被引导在由按压方向限定的并且包括光透射部分23和光接收部分24两者的平面内。

类似于第一透射构件44，形成光接收部分24的一部分的第二透射构件45的横截面形状具有在与牙齿清洁元件22的按压方向正交的方向上行进的侧壁，并且朝向光透射部分23以倾斜角度延伸。在第二透射构件45使用此形状时，不同于从牙齿清洁元件22的按压方向接收光的第二透射构件45，通过所述第二透射构件45接收由例如牙齿d所反射的由光透射部分23发射的光。

在某些实施方案中，可以确定侧壁相对于第一透射构件44的牙齿清洁元件22的倾斜角度和距离，使得从光透射部分23发射的光在被引导朝向光接收部分24之前没有来自牙齿清洁元件22的渐晕。类似地，在某些实施方案中，可以确定侧壁相对于第二透射构件46的牙齿清洁元件22的倾斜角度和距离，使得从光透射部分23发射的光在从牙齿d反射之后并且在经过第二透射构件45之前没有来自牙齿清洁元件22的渐晕。

如图3所示，握持部分11包括电机m、控制器90和通知单元91。控制器90以第一驱动模式或第二驱动模式中的一个控制电机m以便选择性地驱动振荡组件，所述振荡组件由刷杆12和固定在其上的刷子单元20构成。在第一驱动模式中，振荡组件在平行于牙齿清洁元件22的按压方向的第一方向上振荡，并且在第二驱动模式中，振荡组件在与按压方向不同的第二方向上振荡。控制器90通过改变电机m的旋转轴的转速在第一驱动模式和第二驱动模式之间切换。

在某些实施方案中，控制器90可以交替地在第一驱动模式和第二驱动模式之间切换。通过自动切换刷子单元20的振荡方向，可以实现与仅在一个方向上刷洗相比更优异的牙斑移除效果。这种改善的牙斑移除效果至少部分地是由于：在使用电动牙刷10a时，牙齿清洁元件22的端部从各种角度接触牙齿(和牙龈)，使得振荡方向的切换改变了牙齿清洁元件22的端部接触牙齿(和牙龈)的方式。通过控制器90的对刷杆12的驱动方法不旨在限制本发明的范围，除非在权利要求书中另有说明。例如，在某些实施方案中，可以仅执行第一驱动模式，并且在某些其他实施方案中，可以仅执行第二驱动模式。在某些其他实施方案中，可以改变第一驱动模式和第二驱动模式之间的切换的定时。

控制器90通过被包括作为基板16的一部分的电导体来驱动光发射元件17，并且控制从光发射元件17发射光的方式(例如，始终打开、脉冲式、脉冲定时等)。控制器90还处理来自光接收元件18的输出信号，其中由控制器从被包括作为基板16的一部分的电导体接收所述信号输出。来自光接收元件18的信号输出被处理以确定输出信号值，以便确定以下中的一个或多个：粘附到牙齿的牙斑量、牙齿上是否存在牙垢、牙齿上是否存在龋齿等。以举例的方式，将更详细地描述控制器90处理输出信号以计算牙齿上存在的牙斑量的方式。

通知部分91使用诸如扬声器或发光二极管(led)的通知装置向用户通知电动牙刷10a。可以使用其他类型的通知装置，因为本发明不限于此。因此，在某些实施方案中，通知单元91遵循来自控制器90的命令，并通过发出声音或点亮led来通知用户。通知内容可以包括由控制器90识别的牙斑量。例如，通知单元91可以通过以下方式向用户通知所识别的牙斑量：如果牙斑量非常低，则以绿色点亮led；如果存在显著量的牙斑，则以红色点亮led。通过提供识别所存在的牙斑量的不同通知，电动牙刷10a有助于支持有效的刷牙。

现在将描述如上所述配置的电动牙刷10a的操作。当电动牙刷10a的功率被设定为接通并且执行刷洗开始操作时，控制器90交替地执行第一驱动模式和第二驱动模式。通过这样，按压抵靠一个或多个牙齿的刷子单元20交替地重复在第一方向上的振荡，然后是在第二方向上的振荡，使得牙齿清洁元件22可以移除粘附至牙齿的牙斑。另外，在刷洗开始操作之后，控制器90控制光发射元件17，使得在交替地执行第一驱动模式和第二驱动模式时发射光。在从光发射元件17发射的光经过孔23a之后，它从光透射部分23沿对角线方向发射。从光透射部分23发射的光入射在其中多个牙齿清洁元件22被按压的牙齿d(或多于一个牙齿)上，并且可从牙齿d的表面反射。在某些实施方案中，入射在牙齿d表面上的光可以引起(通过受激发射或荧光)从牙齿d表面上存在的物质(诸如牙斑)发射另一波长的光。当例如光透射部分23发射蓝光并且牙齿d上存在牙斑时，可能发生这种感应发射，使得由牙斑所发射的光是红光。在以下的讨论剩余部分中，应当理解，在讨论从牙齿d反射的光的情况下，可以单独或同时地存在和检测这种感应发射。来自牙齿d的光(无论是反射还是来自感应发射)进入光接收部分24，经过孔24a，并且接收在光接收元件18中。光接收元件18将所接收的光转换成电信号，其形成由控制器90接收的输出信号。控制器90通过处理来自光接收元件18的输出信号来确定牙齿d的刷洗部分上的牙斑量。然后，控制器90通过通知部分91来通知用户，以便向用户告知所确定的牙斑量。

在图1至图3所示的示例性实施方案中，在与牙齿清洁元件22延伸的按压方向相交的方向上，来自光发射元件17的大部分光从光透射部分23发射。在图1的平面图中，所述方向从光透射部分23朝向光接收部分24前进。因此，可以准确地检测与形成牙齿清洁元件22的前表面41相对的表面(例如，多个牙齿清洁元件22在刷牙时接触的牙齿d)上的牙斑。

此外，在图1至图3所示的示例性实施方案中，光接收部分24可以接收来自与牙齿清洁元件22延伸的按压方向相交的方向的光。在图1的平面图中，所述方向从光透射部分23朝向光接收部分24前进。因为这一点，由牙齿d反射的从光发射元件17发射的大部分光可以被光接收元件18接收。因此，可以增加来自光接收元件18的信号输出量，并且可以提高牙斑的检测灵敏度。

以此方式，通知单元91实时地向电动牙刷10a的用户准确通知正在由牙齿清洁元件22刷洗的牙齿上的牙斑量。因为这一点，可以执行更有效的牙齿刷洗。此外，即使当光透射部分23和光接收部分24之间的距离较大时，通过从光透射部分23对角地发出的光也可以改善正在刷洗的部位处的牙斑的检测准确度。当光透射部分23和光接收部分24之间的距离接近时，牙齿清洁元件22的密度变粗的区变得更大。然而，根据图1中的示例性实施方案，因为光透射部分23与光接收部分24分开，所以牙齿清洁元件22的密度变粗的区是分散的。因此，电动牙刷10a的牙斑检测能力未被牙齿清洁元件22显著减小(如果发生的话)。

在刷子单元20中的光透射部分23和光接收部分24之间的距离较大的实施方案中，光透射部分23和光接收部分24可以在刷子单元20的前表面41的边缘上被布置成同样多的，牙齿清洁元件22在所述前表面41上形成。在此类实施方案中，牙齿清洁元件22的数量可以增加，并且可以改善牙斑移除能力。

在图1所示的示例性实施方案中，光透射部分23和光接收部分24中的每一个布置在刷子单元20的前表面41上的一个位置中，使得各自被牙齿清洁元件22在三个侧面上包围。通过后使用这种布置，与光透射部分23和光接收部分24中的每一个布置在由牙齿清洁元件22的布置形成的相应凹部的外面相比，可以使刷子单元20更小。此外，通过图1所示的布置，可以使光透射部分24和光接收部分24之间的距离更小，并且可以改善牙斑的检测准确度等。

此外，在示例性实施方案中，刷子单元20具有有限数量的联接到壳体的部分，包括牙齿清洁元件22、第一透射构件44和第二透射构件45。因为这一点，可以降低制造成本。此外，因为刷子单元20可以是一次性的，所以降低制造成本的益处非常大。

虽然示例性实施方案被示为其中偏心轴14和配重15用于在第一方向或第二方向中的任一方向上产生振荡，但本发明不限于此。例如，在某些实施方案中，可以通过可使刷杆12和刷子单元20在第一方向和第二方向上整体振荡的构型来产生振荡。例如，它也可以是通过声波振荡使振荡组件在第一方向和第二方向上振荡的构型。

图4示出了电动牙刷10b的另一个示例性实施方案的横截面。在图4中，相同的附图标记被赋予与结合图1至图3所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10b的这个实施方案中，由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的形状不同，光透射部分23和光接收部分24相对于牙齿清洁元件22的位置也是如此。在刷毛区内，最靠近光透射部分23的牙齿清洁元件22和最接近光接收部分24的牙齿清洁元件22比更靠近刷毛区中部的那些牙齿清洁元件短。通过具体实例，图4中示出了八个牙齿清洁元件22，并且连接每个顶面、每个底面、最右刷22的右侧面和最左刷22的左侧面的形状是切掉矩形两角的形状。换言之，最靠近光透射部分23和光接收部分24的牙齿清洁元件22的自由端以一定角度截断。

图5示出了电动牙刷10c的另一个示例性实施方案的横截面。在图5中，相同的附图标记被赋予与结合图1至图3所示和所述的部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10c的这个实施方案中，由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的形状不同，光透射部分23和光接收部分24相对于牙齿清洁元件22的位置也是如此。在刷毛区内，最靠近光透射部分23的牙齿清洁元件22和最接近光接收部分24的牙齿清洁元件22比更靠近刷毛区中部的那些牙齿清洁元件短。通过具体实例，图5中示出了八个牙齿清洁元件22，中心的四个牙齿清洁元件22的高度最高，并且牙齿清洁元件22从中心的这四个牙齿清洁元件22朝向光透射部分23前进时变得更短。类似地，牙齿清洁元件22的高度从中心的这四个牙齿清洁元件22朝向光接收部分24前进时变得更短。

图4所示的牙齿清洁元件22的构型可以是一种构型，在所述构型中，与图5所示的八个牙齿清洁元件22相比，最靠近光透射部分23的两个牙齿清洁元件22的自由端沿着从光透射部分23发射的光的发射方向倾斜，并且最靠近光接收部分24的两个牙齿清洁元件22的自由端沿着从光透射部分23发射并朝向光接收部分24反射的光的行进方向倾斜。

通过以图4和图5的实施方案中所示的构型形成光透射部分23和光接收部分24之间的牙齿清洁元件，对于从光透射部分23朝向牙齿发射的光，牙齿清洁元件22的渐晕显著减小(如果未消除的话)。类似地，对于从牙齿反射并朝向光接收部分24前进的光，牙齿清洁元件22的渐晕显著减小(如果未消除的话)。因此，通过这些构型，可以提高牙斑检测准确度。

迄今为止已经描述了电动牙刷的构型，其中光发射元件17和光接收元件18包括在刷杆12上。然而，在某些实施方案中，光发射元件17和光接收元件18可以包括在形成刷子单元20的牙齿清洁元件22的前表面41上。图6示出了电动牙刷10d的另一个示例性实施方案的横截面。在图6中，相同的附图标记被赋予与结合图1至图3所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10d的这个实施方案中，光发射元件17和光接收元件18的位置和布置是不同的。具体地说，在这个实施方案中，光发射元件17和光接收元件18位于刷子单元20的前表面41上，使得光发射元件17和光接收元件18都位于刷子单元20的壳体外部。光发射元件17在前表面41上的相对于牙齿清洁元件22的刷毛区的位置布置与图1中的光透射部分23的位置布置相同。类似地，光接收元件18在前表面41上的相对于牙齿清洁元件22的刷毛区的位置布置与图1中的光接收部分24的位置布置相同。

如图6所示，光发射元件17以一定角度布置，使得光发射面部分地指向光接收元件18的方向，在牙齿清洁元件22的刷毛区的相对侧上，并且部分地指向牙齿清洁元件22的按压方向的方向。类似地，光接收元件18以一定角度布置，使得光接收面部分地指向光发射元件17的方向，在牙齿清洁元件22的刷毛区的相对侧上，并且部分地指向牙齿清洁元件22的按压方向的方向。光发射元件17和光接收元件18所呈角度可以变化，并且不意图限制本发明，除非在权利要求书中如此叙述。

在这种示例性实施方案的构型的情况下，光发射元件17沿着与牙齿清洁元件22的按压方向相交的方向发射光，而不是沿着与牙齿清洁元件22的按压方向平行的方向发射光，使得所发射的光指向光接收元件18。此外，通过以一定角度布置光接收元件18，由光发射元件17发射并反射离开牙齿的更多光由光接收元件18接收。

在图6的示例性实施方案中，光发射元件17实现与图1的光透射部分23相同的功能，并且光接收元件18实现与图1的光接收部分24相同的功能。因此，在这个示例性实施方案中，可以在刷牙期间准确地检测到牙齿上的牙斑等。

图7示出了电动牙刷10e的另一个示例性实施方案的顶平面。在图7中，相同的附图标记被赋予与结合图1所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10e的这个实施方案中，光透射部分23和光接收部分24的相对于由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的位置是不同的。具体地说，凹部包括在刷毛区外边缘21的两个长边中的每一个上，并且光透射部分23和光接收部分24分别各自位于一个凹部内。可以利用这种替代构型来获得与图1中的电动牙刷10a相同的改进。

已经注意到，当正在刷牙而将牙齿清洁元件22按压到牙齿时，牙齿清洁元件22可以朝向刷子单元20的短方向皱缩。然而，在电动牙刷10e的使用期间，牙齿清洁元件22在光透射部分23和光接收部分24中的每一个上仅从一个方向皱缩。因此，由于牙齿清洁元件22的皱缩，电动牙刷10e的牙斑检测能力并没有显著降低(如果发生降低的话)。

图8示出了电动牙刷10f的另一个示例性实施方案的横截面。在图8中，相同的附图标记被赋予与结合图1至图3所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10f的这个实施方案中，光发射元件17和光接收元件18固定在隔离构件25上，并且隔离构件25固定到基板16。

隔离构件25可以由具有与用于通过旋转电机m来驱动振荡组件(刷杆12和刷子单元20)的第一驱动模式和第二驱动模式的振荡频率中的一者或两者不同的谐振频率的材料形成。在某些实施方案中，隔离构件25可以是例如聚氨酯。因此，应当理解，隔离构件25不会使光发射元件17和光接收元件18与所有振动完全隔离；而是实际上，隔离构件25抑制振荡部分中存在的振动，使得那些振动对光发射元件17和光接收元件18具有减小的影响。

在图2中的电动牙刷的情况下，驱动电机m的控制单元50以及因此还有偏心轴14和配重15、光发射元件17和光接收元件18也受到高速振荡。因此，这些振荡将有可能降低牙斑的检测准确度。此外，刷子单元20被配置成使得光透射部分23和光接收部分24的距离可以变大，其中光透射部分23和光接收部分24被布置在由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的相对侧上。增加的距离可能导致在从光发射元件17发出光的时间和由光接收元件18接收反射光的时间之间发生时滞，并且所述时滞结合振荡可能进一步造成降低牙斑的检测准确度。

在图8所示的示例性实施方案的情况下，由于光发射元件17和光接收元件18固定在隔离构件25上，所以即使当振荡组件正在振荡时，光发射元件17和光接收元件18的振动也可以减小。因此，可以预期电动牙刷的提高的耐久性和提高的牙斑检测准确度。

注意，在图8中，光发射元件17和光接收元件18固定在隔离构件25上，然而在某些实施方案中，只有光接收元件18可以固定在隔离构件25上，并且光发射元件17如以上图2所述固定。由于光接收元件18的振荡效应较高，所以可以使至少光接收元件18固定在隔离构件25上。

图9示出了电动牙刷10g的另一个示例性实施方案的横截面。在图9中，相同的附图标记被赋予与结合图4所示和所述的部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10g的这个实施方案中，光透射部分23和光接收部分24固定在隔离构件25上，并且隔离构件25以与上述图8所示的实施方案相似的方式固定到基板16。在电动牙刷10g的这个实施方案中，由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的形状以诸如上文关于图4详细描述的方式形成为使得最靠近光透射部分23的牙齿清洁元件22和最靠近光接收部分24的牙齿清洁元件比更靠近刷毛区的中间部分的那些牙齿清洁元件短。

图10示出了电动牙刷10h的另一个示例性实施方案的横截面。在图10中，相同的附图标记被赋予与结合图5所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10h的这个实施方案中，光透射部分23和光接收部分24固定在隔离构件25上，并且隔离构件25以与上述图8所示的实施方案相似的方式固定到基板16。在电动牙刷10h的这个实施方案中，由牙齿清洁元件22形成的刷毛区的形状以诸如以上关于图5详细描述的方式形成为使得最靠近光透射部分23的牙齿清洁元件22和最靠近光接收部分24的牙齿清洁元件比更靠近刷毛区的中间部分的那些牙齿清洁元件短。

图11示出了电动牙刷10i的另一个示例性实施方案的横截面。在图11中，相同的附图标记被赋予与结合图6所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷10i的这个实施方案中，光发射元件17和光接收元件18固定在相应的隔离构件25a、25b上，并且隔离构件25a、25b固定到刷子单元20的前表面41。隔离构件25a、25b的功能与以上关于图8所描述的隔离构件25相同。

如上所讨论，在某些实施方案中，控制器90可以在第一驱动模式和第二驱动模式之间交替。在这些实施方案中的某些实施方案中，控制器还可以驱动光发射元件17，使得光发射元件17仅在第一驱动模式期间发射光。当第一驱动模式有效时，从光透射部分23发射并由光接收部分24接收的光路径在图1的平面图中始终是恒定的直线，并且所述路径在由牙齿清洁元件122形成的平面中基本上不移动。这是因为如上所述，在第一驱动模式期间，振荡组件(刷杆12和刷子单元20)的振荡平行于牙齿清洁元件122的按压方向。另一方面，当第二驱动模式有效时，路径在图1的平面图中不是恒定的直线。这是因为如上所述，在第二驱动模式期间，振荡组件的振荡处于与按压方向不同的第二方向上，使得在第二驱动模式期间的振荡的至少部分不平行于按压方向。因此，在第二驱动模式期间，存在降低牙斑的检测准确度的可能性。因此，仅当第一驱动模式有效时，通过操作光透射部分23和光接收部分24可以更准确地检测牙齿d上的牙斑等。

在某些实施方案中，控制器90可以控制光发射元件17在第一驱动模式期间和在第二驱动模式期间发射光。在此类实施方案中，控制器90可以处理来自光接收元件18的输出信号，以便仅在第一驱动模式有效时检测牙斑等。以这种方式，仍然可以更准确地检测牙斑。

此外，如上所述，当第二驱动模式有效时，存在牙齿清洁元件122的一部分在平面图中将与光透射部分23和光接收部分24重叠的可能性。因此，仅当第一驱动模式有效时，控制器90才能特别有效地进行牙斑检测处理。

在某些实施方案中，第二驱动模式可以在多个不同方向中的一者上产生振荡，每个振荡方向与按压方向不同并与按压方向相交。在此类实施方案中，当在第一驱动模式和第二驱动模式之间交替时，控制器90可以选择用于第二驱动模式的振荡方向中的任一者。

如上所讨论，在采用隔离构件25的实施方案中，隔离构件可以由具有与用于驱动振荡组件的第一驱动模式和第二驱动模式的振荡频率中的一者或两者不同的谐振频率的材料形成。

图12至图17示出了用于改进牙齿上的牙斑等的检测的电动牙刷的替代实施方案。除非明确或隐含地限制，否则以上针对其他实施方案所讨论的考虑和替代方案可以同样适用于图12至图17的实施方案。同时参考图12和图13，示出了根据本发明的实施方案的电动牙刷100a。图12是示出了从刷子按压方向观察的电动牙刷100a的示意性构型的平面图，并且图13是沿着图12的线a-a截取的横截面图。

电动牙刷100a包括：握持部分110，其包括位于其中的电池和电气控制系统；以及主体，其具有固定到握持部分110的刷杆111；以及刷子单元120，其可从刷杆111拆下。刷杆111从握持部分110延伸并形成电动牙刷100a的一部分，刷子单元120的内部中空部分120a可以联接到所述部分。根据需要或期望，刷子单元120可以重复地联接到刷杆111和从此刷杆拆下。刷子单元120和刷杆111还可以包括有助于将刷子单元120锁定到刷杆111的对应结构。因此，握持部分110和刷杆111可以与具有不同结构性布置的不同刷子单元120一起重新使用，以便实现不同目的。此外，当刷子单元120上的牙齿清洁元件随时间推移而磨损或张开时，可以更换刷子单元。

刷子单元120包括前表面141和相对的后表面142。此外，刷子单元120包括从前表面141延伸的多个牙齿清洁元件122。牙齿清洁元件122a中的一个(具有倾斜轮廓的牙齿清洁元件)也用作用于检测牙斑、牙垢、龋齿等的检测部分。多个牙齿清洁元件122被描绘为各个对齐的列和行，尽管本发明不限于此。牙齿清洁元件122的数量、图案、构型和结构在所有实施方案中都不受限制。在某些实施方案中，牙齿清洁元件122由多个刷毛形成，所述刷毛被捆扎在一起成为刷毛簇，所述刷毛簇然后联接到刷子单元120的头部。

从自刷子单元120的外周面延伸出的牙齿清洁元件122中，每个牙齿清洁元件122(不包括牙齿清洁元件122a)的一个端部插入到刷子单元120的前表面141上形成的凹形插座中。牙齿清洁元件122的固定端可以通过粘合剂与刷子单元120的凹形插座粘附和固定。当然，本发明不限于此，因为牙齿清洁元件122可以使用钉技术、无锚定簇绒技术、模内簇绒技术或现在已知或稍后发现的任何其他技术联接到头部。牙齿清洁元件122可以包括单独的刷毛、与由弹性体材料形成的薄片组合的刷毛、仅由弹性体材料形成的刷毛等。本发明不特别受到刷毛的具体细节的限制，除非特别要求保护如此。如上所讨论，在某些实施方案中，刷子单元120可以从刷杆111拆卸，并且当刷子单元上的牙齿清洁元件122因使用而变得磨损时根据需要可更换。

从刷子单元120的前表面141延伸的牙齿清洁元件122a的固定端插入刷子单元20的前表面141中包括的孔145中。牙齿清洁元件122a的固定端通过粘合剂粘附在此孔内。以这种方式，牙齿清洁元件122a的固定端暴露在刷子单元120的中空部分120a的内部上，而除牙齿清洁元件122a之外的其他牙齿清洁元件122的固定端不暴露在刷子单元120的中空部分120a的内部上。在刷子部分122a和设置在刷子单元120的壳体上的孔之间的中空部分120a中存在水渗透的可能性。因此，优选使用作为粘附此孔145和刷子部分22a的粘合剂外还用于提供防水性的粘合剂。

如图13所示，刷子单元120包括具有尖端151的圆柱形壳体150，所述尖端被封闭以形成中空部分120a。刷杆111包括具有封闭的尖端153的管形壳体152。通过将刷杆111配合到中空部分120a中，主体单元和刷子单元120可以联接在一起。刷杆111包括形成在尖端153的内表面上的轴承112。偏心轴113的一个端部插入轴承112中，并且配重114联接到偏心轴113。偏心轴113的另一个端部连接到内置于握持部分110中的电机m的旋转轴。通过旋转电机m的旋转轴，偏心轴113旋转。配重114在轴承112附近固定到偏心轴113。由于此配重114，偏心轴113的重心从旋转中心偏移。电机m可以由控制器以诸如以上讨论的任何方式来控制，以使刷杆111和刷子单元120振荡。振荡也可以通过其他手段产生。

刷杆111还包括光发射元件116、光接收元件117、带通滤光片118和光导119。光发射元件116、光接收元件117和带通滤光片118固定到光导119。光发射元件116包括发光二极管(led)、激光二极管等。本发明不限于此，因为可以将其他类型的发光装置用于光发射元件116。从光发射元件116发射出的光波长可以根据待检测的口腔中的要素(牙斑、牙垢、龋齿等)适当选择。例如，当检测牙斑时，使用发射蓝光的光发射元件116。光发射元件116通过引线连接到内置于握持部分110中的控制器，诸如以上参考图1和图2所描述。光接收元件117包括将光转换成电信号的光感测元件，诸如光电二极管等。本发明不限于此，因为可以将其他类型的光感测元件用于光接收元件117。光接收元件117通过引线等与内置于握持部分10中的控制器连接。

包括带通滤光片118以对由光接收元件117接收的光波长进行光谱限制。例如，当电动牙刷具有检测牙斑的功能时，带通滤光片118可以包括滤光片特性，其中从光发射元件116发射的蓝光被阻挡，并且响应于入射的蓝光，允许由牙斑产生的红光通过。

光导119具有配合到刷杆111的孔115的端部，使得光导119的端部被定位成与牙齿清洁元件122a的暴露在刷子单元120的中空部分120a内的端部相对。光导119将从光发射元件116发射的光引导到牙齿清洁元件122a，并且光导将从牙齿清洁元件122a接收的光经由带通滤光片118引导到光接收元件117。光导119使从光发射元件116发射的光通过，并且光导因此由使待由光接收元件117感测的光通过的材料形成。可以用于光导119的材料的实例包括例如丙烯酸树脂、聚碳酸酯等。光导119还可以包括沉积在其表面(不包括与牙齿清洁元件122a相对的表面和使光传递到光发射元件16和带通滤光片18的表面)上的金属膜。包括金属膜有助于除了在上述两个位置之外，防止进入光导119的光泄漏到光导119的外部。

在操作期间，控制器控制从光发射元件116发射的光的操作。例如，如上所讨论，控制器可以控制发光二极管116在第一驱动模式和第二驱动模式之间交替。在这个实施方案中，控制器可以用先前讨论的方式中的任何一种来控制光发射元件116和光接收元件117。当光从光发射元件116发射时，光导119将光引导到牙齿清洁元件122a的暴露在刷子单元120的中空部分120a内的端部中。已经进入牙齿清洁元件122a的光行进到牙齿清洁元件122a的自由尖端。在牙齿清洁元件122a由多根纤维形成的实施方案中，进入牙齿清洁元件122a的光行进到牙齿清洁元件122a的每根纤维的自由尖端。在牙齿清洁元件122a的自由尖端处，光被发射到牙齿清洁元件122a的外部。从牙齿清洁元件122a发射的光在多个牙齿清洁元件122被按压的位置处入射到牙齿d的表面上。

在使用期间，当从光发射元件116发射蓝光时，当蓝光入射到牙齿d的存在牙斑的表面上时，牙斑将响应于入射的蓝光而产生红光。从牙斑发射的红光进入牙齿清洁元件122a，并且由光导119接收，所述光导将接收到的光引导到带通滤光片18。由于红光可以通过带通滤光片18，所以红光由光接收元件117接收。光接收元件117将接收到的红光转换成电输出信号，所述电输出信号被传送到控制器。控制器通过分析来自光接收元件117的输出信号来确定牙齿d上的牙斑量。然后，控制器可以使用以上所讨论的通知部分通知用户关于在牙齿d上检测到的牙斑量。通过所述过程，可以感测粘附到牙齿d上牙齿清洁元件122a所压抵的位置的牙斑，使得可以实时地通知用户关于在牙齿d上检测到的牙斑量。

图12至图13的电动牙刷100a的优点在于，刷子部分122a用于感测牙斑并且用于刷牙以去除牙斑。因此，可以在不减少刷子单元120的前表面141上的刷牙元件数量的情况下感测粘附到正在刷洗的牙齿的牙斑，从而消除对使刷子单元120变得更大以容纳光发射和光感测功能的需要。

如图12至图13的电动牙刷100a的另一个优点在于，刷子单元120是简单构型，其中牙齿清洁元件122仅包括被配置为牙齿清洁元件122a的一个部分。此外，在某些实施方案中，牙齿清洁元件122a可以由与牙齿清洁元件122的其余部分相同的材料形成。因此，刷子单元120和常规的刷子单元之间的差异被最小化。由于此，可以降低刷子单元120的制造成本。而且，由于刷子单元20是消耗性的，所以降低制造成本的益处非常大。

应当注意，在图12至图13的示例性实施方案中，牙齿清洁元件122a的固定端物理地暴露在刷子单元120的中空部分120a内。然而，牙齿清洁元件122a的固定端可以光学地暴露在刷子单元120的中空部分20a内。被光学地暴露的固定端是指这样的状态：通过处于从光发射元件116发射的波长的光和通过处于由光接收元件117接收的波长的光可以从中空部分20a看到固定端。

图14示出了电动牙刷100b的另一个示例性实施方案的横截面。在图14中，相同的附图标记被赋予与结合图12至图13所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷100b的这个实施方案中，位于刷子单元120的中空部分120a的一侧上的孔145的包括在刷子单元120的前表面141中的一个部分由材料146填充，所述材料146对电动牙刷100b的工作波长的光是可透射的。牙齿清洁元件122a的固定端通过对工作波长的光是可透射的粘合剂粘附和固定在孔145内。在这个构型的情况下，牙齿清洁元件122a的固定端光学地暴露在中空部分120a内。

图14的电动牙刷100b的优点在于，由于作为刷子单元120的一部分而包括的牙齿清洁元件122都可以具有相同的尺寸，所以可以降低制造成本。此外，与图13所示的电动牙刷100a相比，电动牙刷100b的防水性得到改善，因为孔145中的材料146的存在防止水渗入刷子单元120的中空部分120a中。

以上，描述了一个示例性实施方案，其中包括在刷子单元120上的牙齿清洁元件122中的仅一个(即，牙齿清洁元件122a)用于透射和接收光以在牙齿上检测牙斑等。本发明不限于此，因为多个牙齿清洁元件122可以用于透射和接收光以便检测牙斑等。

图15示出了电动牙刷100c的另一个示例性实施方案的横截面。在图15中，相同的附图标记被赋予与结合图12至图13所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷100c的这个实施方案中，所有牙齿清洁元件122a透射和接收光以便在牙齿上检测牙斑等。在这个实施方案中，光导119a位于刷杆111的内部中，在刷杆111中形成的孔115a内。光导119a经由带通滤光片118将从每个牙齿清洁元件122a的固定端发射的光引导到光接收元件117。光导119a还将从光发射元件116发射的光引导到每个牙齿清洁元件122a的固定端。以这种方式，可以提高牙斑检测准确度，因为所有牙齿清洁元件122a都透射和接收用于检测牙斑等的光。

在包括用于透射和接收光的多个牙齿清洁元件122a的某些实施方案中，每个牙齿清洁元件122a可以与单独的光导119、光发射元件116、光接收元件117和带通滤光片118相关联，使得刷杆111包括光导119、光发射元件116、光接收元件117和带通滤光片118的各者中的多个。在此类实施方案中，即使多个牙齿清洁元件122a中的一个断裂，牙斑感测仍然可以继续。此外，通过使用若干独立的子系统来感测牙斑量，可以提高检测牙斑的准确度。

图16至图17示出了电动牙刷100d的另一个示例性实施方案。在图16中示出顶平面图，并且相同的附图标记被赋予与结合图12所示和所述的那些部件相似的部件，并且省略了对此类相似部件的描述。在电动牙刷100d的这个实施方案中，作为刷子单元120的一部分而包括的牙齿清洁元件122a的表面积大于牙齿清洁元件122的表面积。如图17所示，与图13所示的电动牙刷100a的实施方案相比，牙齿清洁元件122a的宽度更大，并且光导119的宽度更大。

在牙齿清洁元件122a具有较大表面积的情况下，可以增加朝向牙齿发射的光量，并且可以增加从牙齿接收的光量(通过反射或感应发射)。由于此，可以提高牙斑检测准确度。

在图16至图17所示的示例性实施方案中，尽管仅示出了一个牙齿清洁元件122a，但是应当理解，某些实施方案可以包括多个牙齿清洁元件122a。

在上述实施方案中，每个牙齿清洁元件都具有位于刷杆111内部的光导119、光发射元件116、光接收元件117和带通滤光片118。在某些实施方案中，这些部件可以位于刷杆111的外周面上。除非在权利要求书中明确说明，否则本发明不受这些部件的定位的限制。然而，这些部件位于刷杆111的内部的实施方案是优选的，因为这样定位使得刷杆111变得更小。

类似地，在上述实施方案中，每个牙齿清洁元件都具有位于刷杆111内部的光发射元件116、光接收元件117和带通滤光片118。在某些实施方案中，这些部件可以被定位在握持部分110中。在此类实施方案中，包括从刷杆111的内部延伸到握持部分110的光纤。以举例的方式，可以包括第一光纤，其具有从光发射元件116接收光的一个端部和将光透射到光导119的另一端部，并且可以包括第二光纤，其具有从光导119接收光的一个端部和将光透射到光接收元件117的另一端部。带通滤光片118可以位于第二光纤和光导119之间或位于第二光纤和光接收元件117之间。在此类实施方案中，光导119和两根光纤用作光导。在这种构型的情况下，可以预期牙斑检测准确度的提高，因为光接收元件117将较少受到刷杆111振荡的影响。可替代地，可以使用单根光纤来代替两根光纤。

对于结合图12至图17所示和所述的实施方案，其中光发射元件116和光接收元件117作为刷杆111的一部分而包括，可以使口腔内的光损失最小化，从而增加由光接收元件17接收的光量。因此，可以预期牙斑检测准确度的提高。

另外，在结合图12至图17所示和所述的实施方案中，牙齿清洁元件122a或者替代地形成牙齿清洁元件122a的一部分的每根纤维，需要由至少从光发射元件116发射的光和将由光接收元件117接收的光可透射的光透射材料形成。在某些实施方案中，这些性质可以通过从目前通常用于牙刷的材料中选择来满足。以这种方式，可以降低制造成本。

在某些实施方案中，牙齿清洁元件122a的暴露的纵向表面(不包括尖端)或者替代地形成牙齿清洁元件122a的一部分的每根纤维可以经涂布以防止光通过牙齿清洁元件122a的除了尖端之外的部分逸出到外部。例如，可以在牙齿清洁元件122a的周面上涂覆聚四氟乙烯(ptfe)等的涂层。在这种构型的情况下，可以提高牙斑感测准确度。

在某些实施方案中，电动牙刷可以是通过旋转牙齿清洁元件联接到的平台来去除牙斑的类型。在此类实施方案中，牙齿清洁元件122a可以位于平台的旋转中心处。因此，在此类实施方案中也可以准确地检测牙斑。

虽然已关于特定示例(包括实行本发明的当前优选模式)描述了本发明，但是本领域的技术人员应了解，存在上文所述的系统和技术的众多变型和置换。应了解，可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构和功能修改。因此，本发明的精神和范围应被广义地解释为如随附权利要求书中所陈述的。

以下内容对应于母案申请中的原始权利要求书，现作为说明书的一部分并入此处：

1.一种可从电动牙刷的主体单元拆卸的刷子单元，所述刷子单元包括：

包括在所述刷子单元的前表面上的光透射部分，在按压方向上从所述刷子单元的前表面延伸的多个牙齿清洁元件，其中所述光透射部分沿与所述按压方向相交的第一方向引导与沿所述按压方向相比更多的光；以及

包括在所述前表面上用于接收光的光接收部分；

其中所述光透射部分和所述光接收部分布置在所述多个牙齿清洁元件的相对侧上，并且

其中所述第一方向位于包括所述光透射部分和所述光接收部分两者的平面内。

2.根据项1所述的刷子单元，其中所述光接收部分从与所述按压方向相交的第二方向接收与从所述按压方向相比更多的光。

3.根据项1或2所述的刷子单元，其中所述牙齿清洁元件形成刷毛区，并且所述刷毛区中的定位在所述光透射部分和所述光接收部分之间并且最靠近所述光透射部分或所述光接收部分中的一者的所述牙齿清洁元件比所述刷毛区中的位于所述光透射部分和所述光接收部分之间并且位于所述刷毛区的中间部分中的所述牙齿清洁元件短。

4.根据项1至3中任一项所述的刷子单元，其中

所述牙齿清洁元件布置在具有外边缘的区域中，并且所述外边缘形成第一凹部和第二凹部；

所述光透射部分位于所述第一凹部内，并且

所述光接收部分位于所述第二凹部内。

5.根据项1至4中任一项所述的刷子单元，其中

所述刷子单元包括用于接收所述主体单元的刷杆的中空部分，所述刷杆包括光发射元件和光接收元件；

所述光透射部分包括第一透射构件；

所述光接收部分包括第二透射构件；

其中当所述刷子单元位于所述刷杆上时，从所述光发射元件发射的光沿所述第一方向透射穿过所述第一透射构件，并且透射穿过所述第二透射构件的光由所述光接收部分接收。

6.一种电动牙刷，包括主体单元和根据项1至5中任一项所述的刷子单元，所述主体单元可从所述刷子单元拆卸。

7.一种刷子单元，包括：

前表面；

多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到所述前表面并且在按压方向上从所述前表面延伸，所述牙齿清洁元件在所述前表面上形成刷毛区；

光透射部分，所述光透射部分形成在邻近所述刷毛区的所述前表面上；

光接收部分，所述光接收部分形成在邻近所述刷毛区的所述前表面上，并且形成在所述刷毛区的与所述光透射部分相对的一侧上；并且

所述光透射部分被配置成引导光沿第一方向穿过其透射，所述第一方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光透射部分和所述接收部分两者的平面内。

8.根据项7所述的刷子单元，其中所述光接收部分被配置成从第二方向接收光，所述第二方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光透射部分和所述光接收部分两者的平面内。

9.根据项7或8所述的刷子单元，其中所述牙齿清洁元件形成刷毛区，并且所述刷毛区中的定位在所述光透射部分和所述光接收部分之间并且最靠近所述光透射部分或所述光接收部分中的一者的所述牙齿清洁元件比所述刷毛区中的位于所述光透射部分和所述光接收部分之间并且位于所述刷毛区的中间部分中的所述牙齿清洁元件短。

10.根据项7至9之一所述的刷子单元，其中

所述刷毛区包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部位于所述刷毛区的与所述第二凹部相对的一侧上；

所述光透射部分位于所述第一凹部内；并且

所述光接收部分位于所述第二凹部内。

11.一种刷子单元，包括：

前表面；

多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到所述前表面并且在按压方向上从所述前表面延伸，所述牙齿清洁元件在所述前表面上形成刷毛区；

光发射元件，所述光发射元件联接到邻近所述刷毛区的所述前表面；

光接收元件，所述光接收元件联接到邻近所述刷毛区的所述前表面，并且联接在所述刷毛区的与所述光发射元件相对的一侧上；并且

所述光透射部分以一定角度定位以便沿第一方向引导光，所述第一方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光发射元件和所述接收元件的平面内。

12.根据项11所述的刷子单元，其中所述光接收元件以一定角度定位以便从第二方向接收光，所述第二方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光发射元件和所述光接收元件两者的平面内。

13.根据项11或12所述的刷子单元，其中所述牙齿清洁元件形成刷毛区，并且所述刷毛区中的定位在所述光发射元件和所述光接收元件之间并且更靠近所述光发射元件或所述光接收元件中的一者的所述牙齿清洁元件比所述刷毛区中的位于所述光发射元件和所述光接收元件之间并且位于所述刷毛区的中间部分中的所述牙齿清洁元件短。

14.根据项11至13之一所述的刷子单元，其中

所述刷毛区包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部位于所述刷毛区的与所述第二凹部相对的一侧上；

所述光发射元件位于所述第一凹部内；并且

所述光接收元件位于所述第二凹部内。

15.根据项11至14之一所述的刷子单元，还包括第一隔离构件，所述第一隔离构件联接在所述光接收元件和所述前表面之间并且抑制所述光接收元件的所述前表面中的振动。

16.根据项15所述的刷子单元，还包括第二隔离构件，所述第二隔离构件联接在所述光发射元件和所述前表面之间并且抑制所述光发射元件的所述前表面中的振动。

17.一种电动牙刷，包括：

主体，所述主体包括：

驱动组件，所述驱动组件被配置成产生振荡；

光发射元件；以及

光接收元件；以及

联接到所述主体的刷子单元，所述刷子单元包括：

壳体，所述壳体具有前表面；

多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到所述前表面并且在按压方向上从所述前表面延伸，所述牙齿清洁元件在所述前表面上形成刷毛区；

光透射部分，所述光透射部分形成在邻近所述刷毛区的所述前表面上；

光接收部分，所述光接收部分形成在邻近所述刷毛区的所述前表面上，并且形成在所述刷毛区的与所述光透射部分相对的一侧上；并且

所述光透射部分被配置成沿第一方向引导从所述光发射元件发射的光，所述第一方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光透射部分和所述光接收部分两者的平面内。

18.根据项17所述的电动牙刷，其中所述光接收部分被配置成从第二方向接收光，所述第二方向与所述按压方向相交并且位于包括所述光透射部分和所述光接收部分两者的平面内。

19.根据项17或18所述的电动牙刷，其中所述牙齿清洁元件形成刷毛区，并且所述刷毛区中的定位在所述光透射部分和所述光接收部分之间并且最靠近所述光透射部分或所述光接收部分中的一者的所述牙齿清洁元件比所述刷毛区中的位于所述光透射部分和所述光接收部分之间并且位于所述刷毛区的中间部分中的所述牙齿清洁元件短。

20.根据项17至19之一所述的电动牙刷，其中

所述刷毛区包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部位于所述刷毛区的与所述第二凹部相对的一侧上；

所述光透射部分位于所述第一凹部内；并且

所述光接收部分位于所述第二凹部内。

21.根据项17至20之一所述的电动牙刷，其中

所述主体还包括刷杆；并且

所述刷子单元的所述壳体形成中空部分，所述中空部分被配置成可拆卸地定位在所述刷杆上。

22.根据项17至21之一所述的电动牙刷，还包括隔离构件，其中所述光接收元件位于所述隔离构件上，使得所述隔离构件抑制由所述光接收元件的所述驱动组件产生的振动。

23.根据项22所述的电动牙刷，其中所述光发射元件位于所述隔离构件上，使得所述隔离构件抑制由所述光发射元件的所述驱动组件产生的振动。

24.一种电动牙刷，包括：

振荡组件，所述振荡组件包括多个牙齿清洁元件、光发射元件和光接收元件；以及

驱动组件，所述驱动组件驱动所述振荡组件以便以第一频率振荡；

其中所述光接收元件固定在具有与所述第一频率不同的谐振频率的隔离构件上。

25.根据项24所述的刷子单元，其中所述光发射元件固定在具有与所述第一频率不同的谐振频率的隔离构件上。

26.根据项24或25所述的电动牙刷，其中

所述振荡组件包括刷子单元和刷杆，所述多个牙齿清洁元件联接到所述刷子单元，所述刷杆联接到所述刷子单元的中空部分；

所述光发射元件和所述光接收元件位于所述刷杆内；

所述刷子单元包括第一透射构件和第二透射构件，所述第一透射构件和所述第二透射构件布置在所述多个牙齿清洁元件的相对侧上；并且

在所述刷子单元配合到所述刷杆时，从所述光发射元件发射的光通过所述第一透射构件透射到所述刷子单元的外部，并且透射穿过所述第二透射构件的光由所述光接收部分接收。

27.根据项26所述的电动牙刷，其中

所述牙齿清洁元件布置在具有外边缘的区域中，并且所述外边缘形成第一凹部和第二凹部；

所述光透射构件位于所述第一凹部内，并且

所述光透射构件位于所述第二凹部内。

28.一种电动牙刷，包括：

主体，所述主体包括：

刷杆；

光发射元件；

光接收元件；以及

光导，所述光导光学地联接到所述光发射元件和所述光接收元件；以及

联接到所述主体的刷子单元，所述刷子单元包括：

壳体，所述壳体形成中空部分并且具有前表面，所述中空部分被配置成定位在所述主体的所述刷杆上；

多个牙齿清洁元件，所述多个牙齿清洁元件联接到所述前表面并从所述前表面延伸，所述多个牙齿清洁元件至少包括由光学透射材料形成并延伸到所述壳体的内部的第一牙齿清洁元件，其中当所述刷子单元的中空部分位于所述主体的所述刷杆上时，所述光导光学地联接到所述第一牙齿清洁元件，使得从所述光发射元件发射的光被引导出所述第一牙齿清洁元件的尖端并且被接收到所述第一牙齿清洁元件的所述尖端中的光被引导到所述光接收元件。

29.根据项28所述的电动牙刷，其中所述主体还包括带通滤光片，所述带通滤光片光学地联接在所述光接收元件和所述光导之间。

30.根据项28或29之一所述的电动牙刷，其中所述主体还包括驱动组件，所述驱动组件被配置成产生振荡。

31.根据项28至30之一所述的电动牙刷，其中所述主体还包括可操作地联接到所述光接收元件的处理器，并且所述光接收元件响应于入射在所述光接收元件上的光而向所述处理器提供输出信号。

32.根据项28至31之一所述的电动牙刷，其中所述光发射元件和所述光接收元件位于所述刷杆内。

33.根据项28至32之一所述的电动牙刷，其中所述多个牙齿清洁元件包括第二牙齿清洁元件，所述第二牙齿清洁元件由所述光学透射材料形成并延伸到所述壳体的所述内部，其中当所述刷子单元的中空部分位于所述主体的所述刷杆上时，所述光导光学地联接到所述第二牙齿清洁元件，使得从所述光发射元件发射的光被引导出所述第二牙齿清洁元件的尖端并且被接收到所述第二牙齿清洁元件的所述尖端中的光被引导到所述光接收元件。

34.根据项28至33之一所述的电动牙刷，其中所述多个牙齿清洁元件中的每一个由所述光学透射材料形成。

35.根据项28至32之一所述的电动牙刷，其中所述第一牙齿清洁元件包括多根纤维。

36.根据项35所述的电动牙刷，其中所述多根纤维中的每一根包括处于所述纤维的暴露的纵向表面上的表面涂层。

37.一种电动牙刷，包括：

刷子单元，所述刷子单元包括具有中空部分的壳体；以及

主体，所述主体包括刷杆，所述刷子单元的所述中空部分被配置成位于所述刷杆上；其中：

所述刷子单元包括前表面和在按压方向上从所述前表面延伸的多个牙齿清洁元件；

所述多个牙齿清洁元件的至少第一牙齿清洁元件由光学透射材料形成，所述第一牙齿清洁元件包括联接到所述刷子单元的所述前表面并且暴露在所述刷子单元的所述中空部分内的固定端；并且

所述主体单元包括：光发射元件，所述光发射元件发射光；光接收元件，所述光接收元件响应于接收到的光来产生输出信号；光导，所述光导将来自所述光发射元件的光引导到所述第一牙齿清洁元件的所述固定端并且将来自所述第一牙齿清洁元件的所述固定端的光引导到所述光接收元件；以及处理器，所述处理器从所述光接收元件接收输出信号。

38.根据项37所述的电动牙刷，其中所述多个牙齿清洁元件中的每一个由所述光学透射材料形成。

39.根据项37或38中任一项所述的电动牙刷，其中

所述光导位于所述刷杆内，使得当所述刷子单元位于所述刷杆上时，所述光导被定位成与所述第一牙齿清洁元件相对；并且

所述光发射元件和所述光接收元件位于所述刷杆内。

40.根据项37至39中任一项所述的电动牙刷，其中

所述第一牙齿清洁元件由多根纤维形成；并且

所述多根纤维中的每一根包括处于每根纤维的除尖端之外的暴露部分上的表面涂层，以防止经过每根纤维的光泄漏到外部。

41.根据项37至40中任一项所述的电动牙刷，其中：

所述牙齿清洁元件中的不止一个由所述光学透射材料形成；并且

在垂直于所述按压方向的平面中，由所述光学材料形成的所述牙齿清洁元件具有比所述牙齿清洁元件中的其余者更大的横截面面积。

42.根据项37至41中任一项所述的电动牙刷的刷子单元。

43.一种本发明的电动牙刷，包括：

振荡组件，所述振荡组件包括在按压方向上从表面延伸的多个牙齿清洁元件、光发射元件和光接收元件，所述光接收元件响应于接收到的光而产生输出信号；

驱动组件，所述驱动组件具有第一驱动模式和第二驱动模式，其中在所述第一驱动模式期间，所述驱动组件沿平行于所述按压方向的第一方向振荡所述振荡组件，并且在所述第二驱动模式期间，所述驱动组件沿第二方向振荡所述振荡组件，所述第二方向与所述第一方向不同；以及

处理器，所述处理器被配置成在所述第一驱动模式期间控制从所述光发射元件发射的光，并且处理在所述第一驱动模式期间产生的来自所述光接收元件的输出信号。

44.根据项43所述的电动牙刷，其中所述多个牙齿清洁元件从其延伸的所述表面包括光透射部分，来自所述光发射元件的光透射穿过所述光透射部分；以及光接收部分，由所述光接收元件接收的光透射穿过所述光接收部分，所述光透射部分和所述光接收部分在所述表面上处于所述牙齿清洁元件的相对侧上。

45.根据项44所述的电动牙刷，其中

所述牙齿清洁元件布置在具有外边缘的区域中，并且所述外边缘形成第一凹部和第二凹部；

所述光透射部分位于所述第一凹部内；并且

所述光接收部分位于所述第二凹部内。

46.根据项44或45所述的电动牙刷，其中

所述光透射部分沿与所述按压方向相交的第三方向引导与所述按压方向相比更多的光；

所述第三方向位于包括所述光透射部分和所述光接收部分两者的平面内。

47.根据项46所述的电动牙刷，其中所述光接收部分从与所述按压方向相交的第四方向接收与所述按压方向相比更多的光。

48.根据项44、46或47之一所述的电动牙刷，其中所述牙齿清洁元件形成刷毛区，并且所述刷毛区中的定位在所述光透射部分和所述光接收部分之间并且更靠近所述光透射部分或所述光接收部分中的一者的所述牙齿清洁元件比所述刷毛区中的位于所述光透射部分和所述光接收部分之间并且位于所述刷毛区的中间部分中的所述牙齿清洁元件短。

49.根据项43至48中任一项所述的电动牙刷，其中所述光接收元件位于隔离构件上，所述隔离构件具有与在所述第一驱动模式期间产生的振荡频率不同的谐振频率。

50.一种用于操作电动牙刷的方法，所述电动牙刷包括驱动组件和振荡组件，所述振荡组件包括在按压方向上从表面延伸的多个牙齿清洁元件、光透射元件和光接收元件，所述方法包括：

在所述驱动组件处于第一驱动模式和第二驱动模式中的一种的情况下选择性地驱动所述振荡组件，其中在所述第一驱动模式期间，所述驱动组件沿平行于所述按压方向的第一方向振荡所述振荡组件，并且在所述第二驱动模式期间，所述驱动组件沿第二方向振荡所述振荡组件，所述第二方向与所述第一方向不同；

至少在所述第一驱动模式期间控制所述光发射元件发射光；以及

至少在所述第一驱动模式期间处理来自所述光接收元件的输出信号，所述输出信号响应于接收到的光由所述光接收元件产生。

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