Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Reinigungsvorrichtung und insbesondere eine Reinigungsvorrichtung für den Mundraum.

Reinigungsvorrichtungen für den Mundraum sind im einfachsten Fall Zahnbürsten, wobei zwischen manuell geführten Zahnbürsten und elektrischen Zahnbürsten unterschieden wird. Eine Mehrzahl von elektrischen Zahnbürsten sind mittlerweile gängig, wobei diese Zahnbürsten neben einer Dreh- oder Schwing beweg ung eines Bürstenkopfes unter anderem auch Andruckkontrollen und ähnliches gewährleisten.

Darüber hinaus gibt es sogenannte Mundduschen, bei denen üblicherweise aus einer Düse eine Flüssigkeit ausgestoßen wird, mit welcher insbesondere im Interdental bereich befindliche Verschmutzungen weggespült werden sollen.

Mittlerweile sind auch Vorrichtungen bekannt, die von einem Verwender in den Mund genommen werden können und im weitesten Sinne ein Mundstück darstellen, wobei in dem Mundstück eine Reinigung durch entsprechende Reinigungseinrichtungen erfolgen soll.

Aus der US 2021/0219710 Al ist ein Mundstück für die Mundpflege und ein Verfahren zur Herstellung von Mundstücken für die Mundpflege bekannt. Ein derartiges Mundstück umfasst eine Basis, die an einen Kieferbogen angepasst ist, wobei die Basis sich elastisch in Reaktion auf Druckschwankungen im Mundstück verformen kann. Zudem umfasst das Mundstück einen Satz von einer oder mehreren Stützen, die an der Basis befestigt sind und so angeordnet sind, dass die Basis elastisch verformt werden kann, wenn der Druck im Mundstück variiert. Zudem sind Mundpflegeelemente vorhanden, die an dem Satz von einer oder mehreren Stützen befestigt sind und so angeordnet sind, dass sie Druck auf den Zahnbogen übertragen, wenn sich die Basis als Reaktion auf die Druckschwankungen im Mundstück elastisch verformt. Das Mundstück soll hierbei zum Reinigen, Polieren, Aufhellen, zur Beseitigung von Mundgeruch und für andere allgemeine Mundpflegeanwendungen verwendet werden und insbesondere kann es sich um Bürstenelemente handeln.

Aus der US 11,065,091 B2 ist eine elektrisch betriebene Zahnbürste mit einem Griff bekannt, wobei in dem Griff eine Stromquelle angeordnet ist und zudem ein Kopf mit einem Hohlraum vorhanden ist, der an einem distalen Ende des Griffs angeordnet ist. Zudem ist ein elektrischleitendes Element vorhanden, das in dem Hohlraum angeordnet ist und elektrisch mit der Stromquelle verbunden ist sowie ein bewegliches Reinigungselement, das mit dem Kopf verbunden und relativ zu dem Hohlraum beweglich ist. Das bewegliche Reinigungselement umfasst ein Zahnreinigungsstütz-element, ein auf dem Stützelement angebrachtes Zahnreinigungselement und ein ferromagnetisches Element. Das Anlegen eines elektrischen Stromes an das elektrisch-leitende Element erzeugt ein magnetisches Feld an dem elektrischleitenden Element. Das Magnetfeld zieht das ferromagnetische Element selektiv an oder stößt es ab, um das bewegliche Reinigungsmittel relativ zu dem elektrisch-leitenden Element zu bewegen.

Aus der US 2021/0228324 Al ist ein Verfahren zum Reinigen von Zähnen des Mundstücktyps bekannt, wobei dieses Verfahren das Erzeugen einer oder mehrerer Gruppen von abwechselnden Erregungssignalen durch eine Erregungsquelle umfasst und das Erzeugen eines oder mehrerer Reinigungsvorgänge mit unterschiedlichen Reinigungsaktionen, die auf verschiedene Teile der Zähne angewendet werden, entsprechend der Erregungssignale. Zudem wird eine Korrelation zwischen der Reinigungsoperation und der Reinigungsaktion erzeugt für jeden Bereich eines Zahnes, wobei die Korrelation es erlaubt, jede Position eines Zahnes eines Verwenders individuell zu reinigen. Das Reinigungsverfahren soll das Problem lösen, dass existierende Zahnreinigungselemente keine individualisierte Reinigung von unterschiedlichen Teilen der Zähne eines Verwenders leisten können.

Viele Geräte, insbesondere Geräte, die als Mundstücke ausgebildet sind, bedürfen einer manuellen Steuerung, beispielsweise für das Ein- oder Ausschalten oder Einstellen verschiedener Parameter.

Die Steuerung von Geräten zur Reinigung des Mundraumes und insbesondere von Geräten, die mit einem Mundstück ausgebildet sind und durch die Kiefer eines Verwenders am Einsatzort gehalten werden, stellt die Verwender vor Schwierigkeiten insbesondere bei der Eingabe von Befehlen mit einer Hand werden Verwender schnell frustriert, so dass die Akzeptanz solcher Geräte gering ist.

Insbesondere können Verwender auf diese Geräte entweder einwirken, indem sie auf einen aus dem Mund herausschauenden Bereich schauen, dort die Steuerflächen identifizieren und mit den Fingern betätigen. Dies ist jedoch unbefriedigend, da hierfür ein unbequemer Blickwinkel eingenommen werden muss und zudem bei Fehlsichtigkeiten eine entsprechende Brille getragen werden muss, wobei selbst bei einer Altersweitsichtigkeit hierbei der Nachteil besteht, dass der Abstand selbst für Lesebrillen zu kurz ist. Außerdem wird die Zahnreinigung üblicherweise am frühen Morgen oder am späten Abend durchgeführt, wenn Sehhilfen bereits abgelegt sind.

Darüber hinaus ist es bei Betätigungsfeldern, die in einem Spiegel gesehen werden, nachteilig, dass zwar durch eine spiegelverkehrte Beschriftung dieser Felder, diese im Spiegel gelesen werden können, jedoch ist es für Verwender frustrierend, hier eine Betätigung mit den Fingern vorzunehmen, da die Bewegungen ja im Spiegel häufig in die falsche Richtung erfolgen.

Darüber hinaus ist selbstverständlich bei einem derartigen Gerät eine Sprachsteuerung nicht möglich.

Eine Touch-Eingabe ist nicht sinnvoll, weil der Anwender nasse Hände haben kann oder das Gerät mit fließendem Wasser abgespült wurde und daher kapazitive Touch-Erkennungen unmöglich sind oder ungenau sind.

Resistive Touch-Erkennung ist aufgrund des notwendigen Anpressdrucks an das Display nicht praktikabel, da dies für den Verwender durch den hierdurch ausgeübten Druck auf das Gebiss unangenehm ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung zur Reinigung des Mundraumes zu schaffen, wobei die Steuerung durch den Verwender in einfacher und intuitiver Weise erfolgt.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zur Reinigung des Mundraumes zu schaffen, welche die durch den Verwender in einfacher und intuitiver Weise steuerbar ist.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Steuerung einer Vorrichtung zur Reinigung des Mundraumes, mit einem Mundstück, welches im Mund gehalten wird, über Gestensteuerung durchgeführt. Die Vorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung, welche dazu dient, die Zähne und die angrenzende Bereiche des Zahnfleisches zu reinigen. Die Vorrichtung kann hierbei dadurch im Mundraum gehalten werden, dass sie zumindest teilweise die Form der Kieferbögen nachbildet und durch einen Formschluss oder einen Kraftschluss durch die Kieferbögen oder die Zähne, welche teilbereichsweise auf Teilen der Vorrichtung aufliegen, gehalten wird.

Die Bestätigung von entsprechenden Befehlen oder Aufforderung zur Eingabe kann akustisch oder haptisch durch das Gerät erfolgen, so dass ein Spiegel nicht notwendig ist. Gleichwohl kann selbstverständlich auch eine visuelle Ausgabe über ein oder mehrere Displays erfolgen. Auch alle drei Ausgabeformen lassen sich selbstverständlich ohne weiteres verwirklichen.

Bei einer Mehrzahl von unterschiedlichen Ausgabe von Bestätigungen oder Eingabeaufforderungen hat insbesondere auch den Vorteil, dass ein Verwender sich während der Zahnreinigung nicht vor einem Spiegel oder in einem Badezimmer befinden muss, sondern während der Zahnreinigung auch weitere Tätigkeiten vollführen kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Gestensteuerung so erfolgt, dass der Anwender seine Hand im Abstand von 1 cm bis zu 50 cm vor dem Gerät und führt verschiedene Gesten mit einer oder beiden Händen aus.

Die Gesten können dem Anwender für sinnvolle Aktionen, z.B. den Start des Reinigungsvorganges nach der Entnahme des Gerätes aus der Ladestation oder das Beenden des Reinigungsvorganges während der Reinigung am Display dargestellt werden.

Das Gerät bzw. die Vorrichtung selbst kann zusätzlich über biometrische Sicherungsfunktionen verfügen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass über eine eingebaute Kamera eine Gesichtserkennung oder über einen Fingerabdrucksensor eine Fingerabdruckerkennung durchgeführt wird. Zudem kann es vorgesehen sein, dass Zahnschema über entsprechende optische oder mechanische Drucksensoren zu erfassen.

Bei mechanischen Drucksensoren handelt es sich zum Beispiel um ein Sensorenfeld welches in einem Mundstück so angeordnet ist, dass es in der Verwendung zu den Zahnkronen weist. Zudem ist die Auflösung und damit die Zahl der Sensoren im Sensorenfeld so gewählt, dass die Aufbisssituation sehr fein erfasst werden kann. Da die Zahnform individuell und einzigartig ist, kann über die Erfassung der auf der Sensorfläche einwirkenden Zahnbereiche eine biometrische Erfassung sicher durchgeführt werden.

Über alle genannten Methoden ist es möglich, dass entweder die Vorrichtung nur von dem vorgesehenen Verwender freigegeben und benutzt werden kann oder bei mehreren Verwendern (gegebenenfalls mit unterschiedlichen Mundstücken) die jeweiligen Daten nur für den erkannten Benutzer ermittelt, weitergeleitet und gespeichert werden.

Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren zum Eingeben von Steuerbefehlen in eine Vorrichtung zum Reinigen eines Mundraumes mit einer in einem Mundraum anordbaren Reinigungseinrichtung und einer außerhalb des Mundraumes anordbaren Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Steuerbefehlen, wobei die Eingabeeinrichtung zumindest zur Weitergabe der Steuerbefehle eine Datenleitung verwendet wird wobei die Eingabe von Steuerbefehlen über die Erfassung von berührungslosen Verwendergesten erfolgt.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass als Datenleitung eine physische elektrische Leitung oder eine Leitung nach einem Funkstandard oder eine Lichtleitung verwendet wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass als Erfassungsmittel zur Aufnahme der Handbewegung zur Gestensteuerung eines oder mehrere aus der Gruppe von Elektrischen Feldern, Kameras, Stereokameras mit Bilderkennung oder Photogrammetrie, Time-of-Flight-Kameras, Lichtfeldkameras, Ultraschall, Infrarot, Streifenprojektion, Radar, Laserscanner verwendet wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Erzeugung eines elektrischen Feldes durch die Eingabeeinrichtung mittels Elektroden, die über einen Eingabebereich verteilt sind durchgeführt wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass durch die Eingabeeinrichtung Handbewegungen in einem Abstand 1 cm bis zu 50 cm vor dem Gerät detektiert werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Sensoren oder Elektroden unter einer Abdeckung der Eingabeeinrichtung unsichtbar verdeckt angeordnet werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Microcontroller die gemessenen Elektrischen Felder interpretiert und diese als Rohdaten bzw. Sensorwerte weitergibt oder die X/Y/Z-Koordinaten des Objektes vor dem Display berechnet und an die Steuern ngs-CPU zur weiteren Verarbeitung weitergibt.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Steuerung ausgebildet ist zur Erkennung von Gesten der flache Hand, der geballte Faust oder nur eines Fingers. Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Steuerung ausgebildet ist zur Erkennung von Gesten einer oder beider Hände.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass beliebige Gesten mit gewünschten Befehlen verknüpfbar sind, so lange die Gesten eine für die Sensorik ausreichende Unterscheidbarkeit aufweisen.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass zur Ausgabe von Bestätigungen, Steueranfragen, Gerätezuständen und dergleichen der Reinigungsvorrichtung eine Ausgabeeinrichtung verwendet wird, welche außerhalb des Mundraumes angeordnet ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass über das Display wird während der Gestenerkennung dem Anwender optisch und/oder akustisch und/oder haptisch eine Rückkopplung zur Eingabe als Bestätigung der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Eingabe und/oder über den Start und/oder das Ende einer Operation gegeben wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass mittels der Erfassung biometrischer Daten die Vorrichtung nur von dem vorgesehenen Verwender freigegeben und benutzt werden kann oder bei mehreren Verwendern insbesondere mit unterschiedlichen Mundstücken die jeweiligen Daten nur für den erkannten Benutzer ermittelt und/oder weitergeleitet und/oder gespeichert werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass als biometrische Sicherungsfunktionen eine, mehrere oder alle aus der nachfolgenden Gruppe verwendet werden: Gesichtserkennung über eine eingebaute Kamera, eine Fingerabdruckerkennung über einen Fingerabdrucksensor, eine Zahnschemaerkennung über optische und/oder mechanische Drucksensoren.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei mechanischen Drucksensoren die Aufbisssituation auf eine drucksensitive Fläche im den Zahnkronen zugewandten Bereich des Mundstückes erfasst wird.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen des Mundraumes wobei die Vorrichtung eine in einem Mundraum anordbare Reinigungseinrichtung und eine außerhalb des Mundraumes angeordnete Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Steuerbefehlen besitzt, wobei die Eingabeeinrichtung zur Erfassung von berührungslosen Verwendergesten ausgebildet ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung zur Weitergabe der Steuerbefehle eine Datenleitung besitzt. Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Datenleitung eine physische elektrische Leitung oder eine Leitung nach einem Funkstandard oder eine Lichtleitung ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass Reinigungseinrichtung ein Mundstück aufweist, welches im Mundraum gehalten wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass als Erfassungsmittel zur Erfassung der Handbewegung zur Gestensteuerung eines oder mehrere aus der Gruppe von Elektrischen Feldern, Kameras, Stereokameras mit Bilderkennung oder Photogrammetrie, Time-of-Flight-Kameras, Lichtfeldkameras, Ultraschall, Infrarot, Streifenprojektion, Radar, Laserscanner vorhanden ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Eingabeeinrichtung Elektroden aufweist, welche zur Erzeugung eines elektrischen Feldes an der Eingabeeinrichtung zur Erfassung von berührungslosen Gesten eines Verwenders ausgebildet sind.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass zur Ausgabe von Bestätigungen, Steueranfragen, Gerätezuständen und dergleichen der Reinigungsvorrichtung eine Ausgabeeinrichtung vorhanden ist, welche außerhalb des Mundraumes angeordnet ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Ausgabeeinrichtung mit der Reinigungseinrichtung über eine Datenleitung verbunden ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Datenleitung eine physische elektrische Leitung oder eine Leitung nach einem Funkstandard oder eine Lichtleitung ist.

Eine Ausführungsform sieht vor, die Elektroden der Eingabeeinrichtung von einem Verwender weg weisend über einen Eingabebereich der Eingabeeinrichtung verteilt angeordnet sind.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Erfassungsmittel unter einer Abdeckung der Eingabeeinrichtung unsichtbar verdeckt angeordnet sind.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Ausgabeeinrichtung Mittel aufweist welche dem Anwender optisch und/oder akustisch und/oder haptisch eine Rückkopplung zur Eingabe als Bestätigung der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Eingabe und/oder über den Start und/oder das Ende einer Operation geben, wobei die Mittel optische Anzeigen, wie LEDs welche den Gerätestatus anzeigen oder Displays, hergestellt als LCDs, TFTs, LED-Arrays oder OLEDs und/oder akustische Ausgabeelemente wie Tongeber oder Lautsprecher und/oder haptische Ausgabeelemente wie Vibrationserzeuger aufweist.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung über biometrische Sicherungsfunktionen verfügt, wobei zumindest eine oder mehrere oder alle Funktion aus den nachfolgenden Funktionen vorhanden sind: eine Kamera für eine Gesichtserkennung, ein Fingerabdrucksensor für eine Fingerabdruckerkennung, optische und/oder mechanische Drucksensoren zur Erfassung eines Zahnschemas.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei mechanischen Drucksensoren eine drucksensitive Fläche im den Zahnkronen zugewandten Bereich des Mundstückes vorhanden ist, welche eine Auflösung besitzt die so ausgebildet ist, dass die Aufbisspunkte der Zähne auf der Fläche erfassbar sind.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:

Figur 1: die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer stark schematisierten Ansicht auf die Eingabe- und Ausgabeeinrichtung;

Figuren 2a -2e: exemplarisch und stark schematisiert mögliche Gesten zur Steuerung der Vorrichtung.

Ein erfindungsgemässes Verfahren zum Eingeben von Steuerbefehlen ist für eine Vorrichtung 1 (Fig. 1) zum Reinigen eines Mundraumes vorgesehen.

Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest eine in einem Mundraum anordbare Reinigungseinrichtung (nicht gezeigt) und eine außerhalb des Mundraumes anordbares Kommunikationsmodul 2 mit zumindest einer Eingabeeinrichtung 5 zum Eingeben von Steuerbefehlen, wobei die Eingabeeinrichtung 5 zumindest zur Weitergabe der Steuerbefehle eine Datenleitung verwendet wird wobei die Eingabe von Steuerbefehlen über die Erfassung von berührungslosen Verwendergesten mit Erfassungsmitteln 6 erfolgt.

Zudem kann die Vorrichtung 1 eine Ausgabeeinrichtung 7 umfassen, um einem Verwender entsprechende Anweisungen oder Rückkopplungen zu geben. Dies schließt nicht aus, dass neben berührungslosen Erfassungsmitteln 6 andere Erfassungsmittel eingesetzt werden können. Die Ausgabeeinrichtung 7 kann eine optische oder akustische Ausgabeeinrichtung sein. Bei einer optischen Ausgabeeinrichtung kann ein Display vorhanden sein. Bei einer akustischen Ausgabeeinrichtung kann die Ausgabe von unterschiedlichen Tönen aber auch die Ausgabe von Sprache vorgesehen sein.

Die Vorrichtung 1 besitzt zur Weitergabe der Steuerbefehle eine Datenleitung, wobei die Datenleitung eine physische elektrische Leitung oder eine Leitung nach einem Funkstandard oder eine Lichtleitung ist. Die Eingabeeinrichtung 5 und die Reinigungseinrichtung können dementsprechend körperlich verbunden sein und insbesondere einstückig verbunden sein. Beide Einrichtungen können aber auch getrennt voneinander vorhanden sein und über ein Funknetzstandard miteinander kommunizieren. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Verwender die Reinigungseinrichtung im Mund hält, während die Eingabeeinrichtung 5 beispielsweise an einem Badezimmerspiegel oder Spiegelschrank angeordnet ist.

Als Erfassungsmittel 6 zur Aufnahme der Handbewegung zur Gestensteuerung werden eines oder mehrere aus der Gruppe von elektrischen Feldern, Stereokameras mit Bilderkennung oder Photogrammetrie, Time-of-Flight-Kameras, Lichtfeldkameras, Ultraschall, Infrarot, Streifenprojektion, Radar, Laserscanner verwendet.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass für die Gestendetektion und Verfolgung ein System GestIC® unter anderem entsprechend der WO 2016/026948, der WO 2016/066717 Al der Firma Microchip Technology Germany, Aventinstraße 2, 83022 Rosenheim verwendet wird.

Ein derartiges System GestIC® arbeitet wie folgt: ein E-Feld wird durch elektrische Ladungen erzeugt und breitet sich dreidimensional um die Oberfläche aus, die die elektrische Ladung trägt. Das Anlegen von Gleichspannungen (DC) an eine Elektrode führt zu einem konstanten elektrischen Feld. Das Anlegen von Wechselspannungen (AC) an die Elektrode bewirkt, dass sich die Ladungen im Laufe der Zeit verändern und damit auch das Feld. Wenn sich die Ladung sinusförmig mit der Frequenz (f) ändert, ist die resultierende elektromagnetische Welle durch die Wellenlänge = c/f gekennzeichnet, wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle ist - im Vakuum die Lichtgeschwindigkeit.

Die GestIC-Technologie verwendet Sendefrequenzen (f) im Bereich von 100 kHz, was einer Wellenlänge von etwa drei Kilometern entspricht. Diese Tx-Wellenlänge ist viel größer als der Bereich der Elektrodengeometrien, die in der Regel weniger als 20 x 20 Zentimeter groß sind. Daher ist die magnetische Komponente praktisch Null und es findet keine Wellenausbreitung statt. Daraus ergibt sich ein quasistatisches elektrisches Nahfeld, das zur Erfassung leitfähiger Objekte wie dem menschlichen Körper verwendet werden kann. Wenn die Hand oder der Finger einer Person in den Erfassungsbereich eindringt, wird die elektrische Feldverteilung verzerrt. Die Leitfähigkeit des menschlichen Körpers zieht die Feldlinien zur Hand oder zum Finger, und sie werden zur Erde abgeleitet. Die Nähe des Körpers bewirkt eine Kompression der Äquipotentiallinien und verschiebt die Signalpegel der Empfängerelektrode (Rx) auf ein niedrigeres Potential, das von einem unserer 3D-Gesten- und Bewegungsverfolgungscontroller mit GestIC-Technologie erkannt wird.

Die GestIC-Technologie verwendet kostengünstige und dünne Sensorelektroden aus einem beliebigen leitfähigen Material. Sie kann unsichtbar hinter dem Gehäuse des Zielgeräts integriert werden, so dass die Gesamtdicke des Industriedesigns eines Produkts nicht erhöht wird. Die GestIC-Technologie ermöglicht sogar die Wiederverwendung vorhandener leitfähiger Strukturen, wie z. B. der Indium-Zinn-Oxid-Beschichtung (ITO) eines Displays, und bietet damit eine sehr kostengünstige Systemlösung.

Die entsprechenden Steuergeräte verwenden in der Regel vier Empfängerelektroden (Rx), um den Ursprung der durch die Hand des Benutzers verursachten E-Feldschwankungen zu erkennen. Diese Elektrodensignale werden vom Gerät verarbeitet, um die Handposition relativ zum Erfassungsbereich in x-, y- und z-Datenpunkten zu berechnen und das Bewegungsmuster in Echtzeit in Gesten zu klassifizieren. Die On-Chip Colibri Gesture Suite, eine einfach zu bedienende Bibliothek mit Funktionen der GestIC-Technologie, ermöglicht eine hochentwickelte Gestenerkennung auf der Grundlage eines Hidden-Markov-Modells.

Beispiele für Elektrodenmaterialien sind:

Starre PCB-Elektroden (Printed Circuit Board)

Flexible gedruckte Schaltungselektroden (FPC)

Laser-Katalysator-Beschichtung (LCP) Elektroden

Laserdirektstrukturierte (LDS) Elektroden

Leitfähige Folien

ITO-Beschichtung

Ein Kommunikationsmodul 2 ist stark schematisiert in Figur 1 gezeigt. Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf die Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen 5, 7.

Bei dieser Ausführungsform sind als Erfassungsmittel 6 beispielsweise GestIC Elektroden direkt am Touch ITO 10 angeordnet, wobei der Touchsensor 10 mit dem Gestensensor synchronisiert ist und die mittlere Fläche für Berührungskommunikation als auch für Gesten verwendet wird. Für die gemeinsame Benutzung der Elektrode ist ein Mulitplexer SoC vorgesehen (nicht gezeigt.

Im Folgenden wird eine beispielhafte Anordnung von Elektroden und Touchflächen sowie Displayflächen anhand von Figur 1 erläutert. Die Anordnung ist nicht an die Anordnung wie in Figur 1 gebunden, es können auch andere Anordnungen gewählt werden.

Figur 1 ist eine plane Ansicht der an sich gebogenen Kommunikationsmoduls 2. Das Kommunikationsmodul 2 weist in diesem Fall als Erfassungsmittel 6 der Eingabeeinrichtung 5 eine Zentrale Gesten-Elektrode (TX) und zentrale Touch-Sensorfläche 8, eine obere Gesten- Elektrode (RX) 9, eine untere Gesten-Elektrode (RX) 10, eine rechte Gesten-Elektrode (RX) 11, eine linke Gesten-Elektrode (RX) 12, eine rechte Touch-Sensorfläche 13, eine linke Touch- Sensorfläche 14 auf und als Ausgabeeinrichtung 7 eine aktive Display-Fläche 15 welche alle über einen Eingabebereich 5a (Figur 2a) verteilt angeordnet sind.

Um sicher zu stellen, dass die Gesten der überwiegenden Zahl der möglichen Verwender ohne weiteres erfasst werden können ist es vorteilhaft wenn die Eingabeeinrichtung so ausgebildet ist, dass durch die Eingabeeinrichtung 5 Handbewegungen in einem Abstand von 1 cm bis zu 50 cm vor dem Gerät detektiert werden. Dies deckt nach aller Erfahrung die notwendigen Bereiche sicher ab und ist für alle Verwender ein bequemer Bereich.

Sowohl aus designerischen und ästhetischen Gründen, aber auch aus Gründen der Betriebssicherheit, insbesondere in feuchter Umgebung ist es zweckmäßig, wenn die Elektroden 6 unter einer Abdeckung der Eingabeeinrichtung 5 unsichtbar verdeckt angeordnet werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Microcontroller die gemessenen Elektrischen Felder interpretiert und die X/Y/Z-Koordinaten des Objektes vor dem Display an die Steuerungs-CPU zur weiteren Verarbeitung weitergibt.

Um die Zahl der möglichen Eingaben zu erhöhen ist es von Vorteil, wenn die Steuerung Gesten der flache Hand, der geballte Faust oder eines oder mehrerer Finger erkennen bzw. unterscheiden kann.

Die Steuerung kann bevorzugt so ausgebildet sein, dass sie Gesten einer oder beider Hände erkennt. Hierdurch ist die Zahl der möglichen unterscheidbaren Befehle größer. Nach der Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass beliebige Gesten mit gewünschten Befehlen verknüpfbar sind, so lange die Gesten eine für die Sensorik ausreichende Unterscheidbarkeit aufweisen. Somit hat ein Verwender die Möglichkeit die Gesten an die von ihm gewünschten Befehle oder an Befehle die er besonders häufig gibt anzupassen.

Zusätzlich ist es in einer Weiterbildung vorgesehen, dass zur Ausgabe von Bestätigungen, Steueranfragen, Gerätezuständen und dergleichen der Reinigungsvorrichtung 1 die Ausgabeeinrichtung 7 vorhanden ist, welche ebenfalls außerhalb des Mundraumes 4 angeordnet ist. Theoretisch ist auch ein Vibrationsgeber innerhalb des Mundraumes als Ausgabeeinrichtung oder als ein Teil der Ausgabeeinrichtung 7 denkbar.

Wie in Figur 1 ersichtlich, können die Eingabe und Ausgabeeinrichtung 5, 7 baulich in dem Kommunikationsmodul 2 zusammengefasst sein. Wie zudem ersichtlich ist, kann das Kommunikationsmodul 2 ergonomisch um den Mund herum gebogen sein und vom Verwender weg weisend sowohl die Ausgabeeinrichtung 7 als auch die Eingabeeinrichtung 5 umfassen.

Zudem kann das Kommunikationsmodul 2 auch weitere funktionale Baugruppen wie Funkmodule, Energieversorgung und weitere funktionale Baugruppen beherbergen.

Generell ist es Aufgabe der Ausgabeeinrichtung 7 dem Verwender Anweisungen zu geben, Ihn um Eingaben zu bitten oder ihm Rückkopplungen zu geben, dementsprechend weist die Ausgabeeinrichtung 7 Mittel auf, welche dem Anwender optisch und/oder akustisch und oder haptisch eine Rückkopplung zur Eingabe als Bestätigung der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Eingabe und/oder über den Start und/oder das Ende einer Operation geben.

Dementsprechend vielfältig können die entsprechenden Mittel sein, wobei auch eine Mehrzahl von unterschiedlichen Mitteln vorhanden sein kann. Es können lediglich beispielhaft somit eines, mehrere oder alle der folgenden Mittel einzeln oder in jeweiliger Mehrzahl vorhanden sein: optische Anzeigen, wie LEDs, welche den Gerätestatus anzeigen oder Displays, hergestellt als LCDs, TFTs, LED-Arrays oder OLEDs und/oder akustische Ausgabeelemente wie Tongeber oder Lautsprecher und/oder haptische Ausgabeelemente wie Vibrationserzeuger.

Auch die Ausgabeeinrichtung 7 ist mit der Reinigungseinrichtung über eine Datenleitung verbunden. Auch die Ausgabeeinrichtung 7 kann getrennt von der Reinigungseinrichtung vorgesehen sein und somit ebenfalls abgesetzt von letzterer angeordnet sein.

Die Ausgabeeinrichtung 7 kann dabei mit der Eingabeeinrichtung 5 eine bauliche Einheit bilden, beide Einrichtungen können aber auch getrennt voneinander vorliegen. In letzterem Fall kommunizieren die Reinigungseinrichtung, die Eingabeeinrichtung 5 und die Ausgabeeinrichtung 7 über entsprechende Datenleitungen, wobei es Sinn macht, dass bei getrennten Einrichtungen 5, 7 dies beispielsweise mittels einer drahtlosen Verbindung geschieht.

Die Datenleitung ist dementsprechend auch hier eine physische elektrische Leitung oder eine Leitung nach einem Funkstandard oder eine Lichtleitung.

Bei der Bildung des Kommunikationsmodules 2 aus der Eingabeeinrichtung 5 und der Ausgabeeinrichtung 7 können zum Beispiel die Elektroden 6 der Eingabeeinrichtung 5 von einem Verwender weg weisend über einen Eingabebereich 5ader Ausgabeeinrichtung 7 verteilt angeordnet sein. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer kompakten Anordnung.

Das Gerät bzw. die Vorrichtung selbst kann zusätzlich über biometrische Sicherungsfunktionen verfügen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass über eine eingebaute Kamera eine Gesichtserkennung oder über einen Fingerabdrucksensor eine Fingerabdruckerkennung durchgeführt wird. Zudem kann es vorgesehen sein, dass Zahnschema über entsprechende optische oder mechanische Drucksensoren zu erfassen.

Bei mechanischen Drucksensoren handelt es sich zum Beispiel um ein Sensorenfeld welches in einem Mundstück so angeordnet ist, dass es in der Verwendung zu den Zahnkronen weist. Zudem ist die Auflösung und damit die Zahl der Sensoren im Sensorenfeld so gewählt, dass die Aufbisssituation sehr fein erfasst werden kann. Da die Zahnform individuell und einzigartig ist, kann über die Erfassung der auf der Sensorfläche einwirkenden Zahnbereiche eine biometrische Erfassung sicher durchgeführt werden.

Über alle genannten Methoden ist es möglich, dass entweder die Vorrichtung nur von dem vorgesehenen Verwender freigegeben und benutzt werden kann oder bei mehreren Verwendern (gegebenenfalls mit unterschiedlichen Mundstücken) die jeweiligen Daten nur für den erkannten Benutzer ermittelt, weitergeleitet und gespeichert werden.

Es sind unter anderem folgende Operationen des Geräts und Eingaben an das Gerät denkbar, wobei die Aufzählung rein beispielhaften Charakter hat:

• Start des Reinigungsvorganges

Die Hand wird von unten nach oben am Display vorbeibewegt

• Ende des Reinigungsvorganges Die Hand wird von oben nach unten am Display vorbeibewegt

• Unterbrechen des Reinigungsvorganges

Die Hand wird schnell auf die Displaymitte zubewegt und vor dem Display gestoppt.

• Bestätigung von Meldungen

Die Hand wird zweimal zum Display bewegt und vor dem Display gestoppt.

• Betätigung virtueller Schieberegler

Die Hand wird langsam zum Display bewegt, dort gestoppt und von dort langsam nach oben bzw. unten bewegt, oder die Hand wird langsam zum Display bewegt, dort gestoppt und von dort langsam nach rechts bzw. links bewegt oder

Die Hand wird langsam zum Display bewegt, dort gestoppt und von dort langsam bis schnell im Kreis bewegt.

Zudem ist die Erkennung, ob die flache Hand, die geballte Faust oder nur ein Finger vor das Gerät bewegt wird möglich. Es ist auch der gleichzeitige Einsatz beider Hände denkbar.

Letztlich können auch andere Gesten mit den jeweiligen Befehlen verknüpft werden, so lange die Gesten eine für die Sensorik ausreichende Unterscheidbarkeit aufweisen.

Über das Display wird während der Gestenerkennung dem Anwender eine Rückkopplung oder Rückbestätigung gegeben. So kann ein Schieberegler mit der aktuellen Position angezeigt werden oder ein Notfallknopf kann angezeigt werden, der von der nicht ausgelösten Position in die ausgelöste Position gedrückt wird.

In vorteilhafter Weise wird die Steuerung über automatische Algorithmen während der ersten Verwendung angelernt. Dabei werden die Erkennungsalgorithmen für die Gesten des Anwenders in Bezug auf Abstände und maximale Auslenkung kalibriert.

In einer weiteren vorteilhaften Weise haben der Benutzer und/oder das Gerät bei nicht zufriedenstellender Erkennungsrate der Gesten die Möglichkeit eine manuelle Anlernung für den jeweiligen Verwender und seine Eigenheiten durchzuführen. Nachfolgend wird lediglich beispielhaft erläutert, wie eine solche Anlernung erfolgen kann, hierbei ist der Text unter Anführungszeichen die Anweisung des Gerätes an den Benutzer, der weitere Text beschreibt die Aktion des Benutzers. Der Text in Klammer beschreibt die Gerätefunktion. Ziel der Anlernfunktion ist es dem Benutzer Standardgesten wie Schieberegler oder Druckknöpfe anzulernen und die Bereiche sowie Kinematik der Handbewegungen dem Gerät anzulernen.

„Willkommen bei epitome. Wir führen nun gemeinsam die Geräteinstallation durch."

„Als erstes kalibrieren wir die Gestensteuerung. Führen Sie ihre Hand knapp vor das Display, ohne es zu berühren. Dieser Punkt ist der zentrale Ausgangspunkt für alle Gesten."

Benutzer führt Hand in geringem Abstand vor das Display. Der minimale Abstand wird kalibriert.

„Danke"

„Bewegen Sie die Hand vor das Display und dann auf einen größeren Abstand, der noch angenehm ist."

Benutzer führt Hand in größerem Abstand vor das Display.

(Der maximale Abstand wird kalibriert. )

„Danke" oder „Stop, sie haben den maximalen Abstand erreicht. Bitte die Gesten in diesem Bereich durchführen."

„Bewegen Sie die Hand ausgehend vom zentralen Ausgangspunkt vor dem Display nach links." Benutzer führt Hand in bequemer Position vor dem Display nach links.

„Stop, Sie haben den linken Rand erreicht." oder „Danke"

(Der linke Rand wird kalibriert.)

„Bewegen Sie die Hand ausgehend vom zentralen Ausgangspunkt vor dem Display nach rechts."

Benutzer führt Hand in bequemer Position vor dem Display nach rechts.

„Stop, Sie haben den rechten Rand erreicht." oder „Danke"

(Der rechte Rand wird kalibriert.)

„Bewegen Sie die Hand ausgehend vom zentralen Ausgangspunkt vor dem Display nach oben." Benutzer führt Hand in bequemer Position vor dem Display nach oben.

„Stop, Sie haben den oberen Rand erreicht." oder „Danke"

(Der obere Rand wird kalibriert.)

„Bewegen Sie die Hand ausgehend vom zentralen Ausgangspunkt vor dem Display nach unten."

Benutzer führt Hand in bequemer Position vor dem Display nach unten.

„Stop, Sie haben den unteren Rand erreicht." oder „Danke"

(Der untere Rand wird kalibriert.) „Bewegen Sie die Hand, als ob sie einen virtuellen Druckknopf in der Mitte des Displays drücken würden."

Benutzer führt Hand mit natürlicher Geste zum gedachten Druckknopf und drückt ihn virtuell. „Danke" oder Erklärung warum das Anlernen nicht funktioniert hat, z.B. weil der Erkennungsbereich verlassen wurde.

(Der Geste wird mit Position und Geschwindigkeitsprofil der Bewegung kalibriert.)

„Bewegen Sie die Hand, als ob sie einen waagrechten Schieberegler in der Mitte des Displays drei Mal von rechts nach links und wieder zurück bewegen würden."

Benutzer bewegt Hand in natürlicher Geste vor dem Display drei Mal von rechts nach links und wieder zurück.

„Danke" oder Erklärung warum das Anlernen nicht funktioniert hat, z.B. weil der Erkennungsbereich verlassen wurde.

(Der Geste wird mit Position und Geschwindigkeitsprofil der Bewegung kalibriert.)

„Bewegen Sie die Hand, als ob sie einen senkrechten Schieberegler in der Mitte des Displays drei Mal von unten nach oben und wieder zurück bewegen würden."

Benutzer bewegt Hand in natürlicher Geste vor dem Display drei Mal von unten nach oben und wieder zurück.

„Danke" oder Erklärung warum das Anlernen nicht funktioniert hat, z.B. weil der Erkennungsbereich verlassen wurde.

(Der Geste wird mit Position und Geschwindigkeitsprofil der Bewegung kalibriert.) „Wischen Sie einen gedachten Gegenstand von der Mitte des Bildschirms drei Mal weg." Benutzer bewegt Hand in natürlicher Geste als ob er vor dem Display etwas angreift und wegwischt.

„Danke" oder Erklärung warum das Anlernen nicht funktioniert hat, z.B. weil der Erkennungsbereich verlassen wurde.

(Der Geste wird mit Position und Geschwindigkeitsprofil der Bewegung kalibriert.)

„Die Gestensteuerung ist jetzt angelernt."

Nachfolgend wird lediglich beispielhaft beschrieben, wie der Benutzer verschiedene Aktionen oder Einstellungen mittels Gesten auslösen oder verändern kann. Die folgenden Dialoge zwischen Gerät und Benutzer zeigen exemplarisch mögliche Interaktionen. Unter Anführungsstrichen sind die verbalen Anweisungen des Gerätes angeführt. In Klammern wird der Displayinhalt oder die Aktion des Gerätes beschrieben. Der restliche Text erklärt die Gesten des Benutzers.

Reinigungsvorgang: „Hallo, wir werden jetzt deine Zähne und dein Zahnfleisch säubern. Bist du bereit? Wenn ja, Drück den (virtuellen) Druckknopf'

(Es wird ein ein- und ausfahrender Druckknopf in der Mitte des Displays angezeigt.)

Der Benutzer führt die Druckknopf Geste aus.

(Das Gerät startet den Reinigungsvorgang)

„Wenn du die Reinigung beenden möchtest, nimm das Gerät aus dem Mund oder mach die Wischgeste.

(Das Display zeigt eine Hand die wiederholt Wischgesten ausführt.)

(Das Gerät hat den Reinigungsvorgang abgeschlossen.)

„Der Reinigungsvorgang ist abgeschlossen. Wie hat es sich angefühlt? Führe den (virtuellen) Schieberegler nach rechts für gut und nach links für ungewohnt. Wenn es neutral war, kannst du auch die Mittelstellung oder alle anderen Zwischenschritte angeben."

(Das Display zeigt einen horizontalen Schieberegler, der sich bewegt und dabei grün am rechten Ende und rot am linken Ende wird.)

Der Benutzer führt die Wischgeste Geste aus.

(Das Gerät speichert das Userfeedback in der Cloud.)

„Alles erledigt. Danke!"

Intensität der Reinigung reduzieren:

„Ich starte nun mit dem Einstellen der Reinigungsintensität. Versuche eine so hohe Intensität zu wählen, die sich gerade noch angenehm anfühlt. Höhere Intensität führt zu besseren Reinigungsergebnissen."

„Du kannst den (virtuellen) Schiebregler nach oben für höhere Intensität und nach unten für niedrigere Intensität führen. Wir beginnen im mittleren Bereich."

(Ein Schieberegler wird angezeigt.)

(Das Gerät beginnt mit Reinigung im mittleren Bereich der Intensität.)

Der Benutzer hebt den Regler etwas, spürt, dass es sich gut anfühlt und schiebt den gedachten Regler in einen Beriech von 80% des Maximalwertes. „Danke, wir haben 80% als Reinigungsintensität gewählt. Willst du den Wert ändern drücke auf den Knopf ansonsten wische ihn weg." (Ein Druckknopf wird am Display angezeigt.)

Der Benutzer wischt den Knopf weg und bestätigt damit den Intensitätswert.

(Das Gerät speichert 80% als gewünschter Reinigungsintensität für alle zukünftigen Reinigungsvorgänge.) „Danke, das wars schon."

Zusätzlich zu den genannten Gesten ist es auch möglich Aktionen des Gerätes direkt mittels Geste zu starten. Exemplarisch werden folgende Beispiele genannt:

• Reinigung Starten: Der Benutzer führt eine Kreisbewegung vor dem Gerät durch.

• Gerät im geführten Modus starten: Der Benutzer führt einen doppelten Druck auf einen gedachten Druckknopf aus. - Das Gerät fragt was er möchte und nennt Beispiele, die ebenfalls mittels Druckknopfbetätigung gestartet werden können.

• Benutzer entfernt angezeigte Information: Der Benutzer führt die Wischgeste aus.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, das eine einfache, zuverlässige und benutzerfreundliche Steuerung einer Vorrichtung zum Reinigen eines Mundraumes geschaffen wird, welche eine intuitive Bedienung eines Verwenders erlaubt