JP6944088B1 - Contamination mask and its control method - Google Patents

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Abstract

能動的なファン付きの汚染用マスクは、ファンの回転及びファンの回転中に回転速度を検出するための光学センサを利用する。呼吸サイクルを検出すること及び/又はファンの自動オン及び/又はオフ機能は、光学センサの信号の分析に基づいて実施される。光学センサの使用は、自動制御機能を実施するための低コストで、コンパクトな方法を提供する。検出は、電気的なファンの信号の分析ではなくファンの回転の光学分析に基づいているので、如何なる特定のファンデザインの必要性を回避する。Contamination masks with active fans utilize optical sensors to detect the rotation of the fan and the speed of rotation during the rotation of the fan. The detection of the respiratory cycle and / or the automatic on and / or off function of the fan is performed based on the analysis of the signal of the optical sensor. The use of optical sensors provides a low cost, compact way to implement automatic control functions. Detection is based on optical analysis of fan rotation rather than analysis of electrical fan signals, thus avoiding the need for any particular fan design.

Description

本発明は、汚染用マスクに関し、この汚染用マスクは、マスクの着用者にろ過された空気を供給するためであり、その流れはファンにより補助される。 The present invention relates to a contaminated mask, the contaminated mask is for supplying filtered air to the wearer of the mask, the flow of which is assisted by a fan.

世界保健機関(WHO)は、毎年400万人が大気汚染が原因で死亡していると推定している。この問題の一部は、都市における外気の質である。最も悪いクラスは、推奨されるレベルの10倍以上の年間汚染レベルを有するデリーのようなインドの都市である。推奨される安全レベルの年平均の8.5倍である北京はよく知られている。しかしながら、ロンドン、パリ、ベルリンのようなヨーロッパの都市であっても、WHOが推奨するレベルよりも高い。 The World Health Organization (WHO) estimates that 4 million people die each year from air pollution. Part of this problem is the quality of the outside air in the city. The worst class is Indian cities like Delhi, which have annual pollution levels more than 10 times the recommended levels. Beijing is well known, with an annual average of 8.5 times the recommended safety level. However, even in European cities such as London, Paris and Berlin, it is higher than the WHO recommended level.

この問題は短時間では大きく改善されないので、この問題に対処する唯一の方法は、ろ過によって、よりきれいな空気を供給するマスクを着用することである。快適性及び有効性を向上させるために、1つ又は2つのファンがマスクに追加される。 This problem does not improve significantly in a short period of time, so the only way to deal with this problem is to wear a mask that provides cleaner air by filtration. One or two fans are added to the mask to improve comfort and effectiveness.

電動マスクを使用する着用者にとっての利点は、従来の非電動マスクにおけるフィルタの抵抗に対する吸入により引き起こされるわずかな負担から肺が解放されることである。 The advantage for the wearer using the electric mask is that the lungs are released from the slight burden caused by inhalation against the resistance of the filter in conventional non-electric masks.

さらに、従来の非電動マスクにおいて、吸入は、マスク内にわずかな負圧も引き起こし、この負圧は汚染物質がマスク内に漏れることにつながり、これらが有毒物質である場合、この漏れは危険であることを示す。電動マスクは、安定した気流を顔に送出し、例えば呼気弁の抵抗により決定されるわずかな陽圧を与え、如何なる漏れも内側ではなく必ず外側に向かうようにする。 In addition, in conventional non-electric masks, inhalation also causes a slight negative pressure in the mask, which leads to the leakage of contaminants into the mask, which is dangerous if they are toxic substances. Indicates that there is. The electric mask delivers a stable airflow to the face, applying a slight positive pressure, for example determined by the resistance of the exhalation valve, to ensure that any leak is outward rather than inward.

ファンの動作又は速度が調整される場合、幾つかの利点がある。これは、吸入及び呼気のシーケンス中のより適切な換気によって快適性を向上させるために使用されることができる、又は電気効率を向上させるために使用されることができる。後者は、バッテリー寿命の延長又は換気の強化につながる。これらの態様の両方は、現在のデザインにおいて改善を必要とする。 There are several advantages when the operation or speed of the fan is adjusted. It can be used to improve comfort by better ventilation during the inhalation and exhalation sequence, or it can be used to improve electrical efficiency. The latter leads to extended battery life or enhanced ventilation. Both of these aspects require improvement in the current design.

ファンの速度を調整するために、マスク内の圧力が測定され、圧力変動及び圧力の両方がファンを制御するために使用される。 To adjust the speed of the fan, the pressure in the mask is measured and both pressure fluctuations and pressure are used to control the fan.

例えば、マスク内の圧力は、圧力センサにより測定され、ファンの速度は、例えば吸気相及び呼気相を検出することに基づくような、センサの測定値に依存して変化させることができる。圧力センサはコストがかかるので、代替方法を提供することが望ましい。 For example, the pressure in the mask is measured by a pressure sensor and the fan speed can be varied depending on the sensor's measurements, such as based on detecting the inspiratory and expiratory phases. Pressure sensors are costly and it is desirable to provide an alternative method.

ファン動作のマスクは電池式の装置であるため、コストを最小限に抑えると共に、消費電力も最小限に減らすことが望ましい。1つの問題は、マスクが着用されていないとき、ファンがオンのままにされることであり、これが不必要な電力消費となる。マスクが着用されているときを検出する専用のセンサを設けることは可能であるが、これは呼吸マスクのコストを増加させる。 Since the fan-operated mask is a battery-powered device, it is desirable to minimize costs and power consumption. One problem is that the fan is left on when the mask is not worn, which results in unnecessary power consumption. It is possible to provide a dedicated sensor to detect when the mask is being worn, but this increases the cost of the respiratory mask.

マスクを装着するとき、ユーザは通例、スイッチを入れてファンをオンにする。このスイッチは、マスクのコストを増大させ、場所を取り及びスイッチを入れることは不便である。自動的に電子機器のスイッチを入れる機能は、これらの欠点を回避する。しかしながら、これには一般に、マスクの使用を検知する専用のセンサも必要とする。 When wearing a mask, the user typically switches on and turns on the fan. This switch increases the cost of the mask and is inconvenient to take up space and switch on. The ability to automatically switch on electronic devices avoids these drawbacks. However, this generally also requires a dedicated sensor to detect the use of the mask.

故に、少なくとも、例えばマスクが着用されているか又は着用されていないかを検出することに基づく自動オン及び/又はオフ機能を提供するために、より低コストの解決策を見つけることが望ましい。 Therefore, it is desirable to find a lower cost solution, at least to provide an automatic on and / or off function based on, for example, detecting whether a mask is worn or not.

本発明は、請求項により規定される。 The present invention is defined by the claims.

本発明のある態様に従う例によれば、
空気チャンバ、
前記空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を吸い込む、及び/又は前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すためのファン、
前記ファンの回転を検出する、及び前記ファンの回転中に回転速度を検出するための光学センサ、並びに
制御器
を有する汚染用マスクを提供し、前記制御器は、前記光学センサ信号の分析に基づいて、
前記ファンの自動オン及び/又はオフ機能を実施する、及び/又は
ユーザの呼吸サイクルを検出する
ように構成される。
According to an example according to certain aspects of the invention.
Air chamber,
A fan for sucking air into the air chamber from outside the air chamber and / or sucking air out of the air chamber from inside the air chamber.
An optical sensor for detecting the rotation of the fan and detecting the rotation speed during the rotation of the fan, and a contamination mask having a controller are provided, and the controller is based on the analysis of the optical sensor signal. hand,
It is configured to perform the automatic on and / or off function of the fan and / or to detect the user's respiratory cycle.

本発明は、汚染用マスクに関する。これは、ユーザにより呼吸される周囲空気をろ過することを主目的とする装置を意味する。このマスクは、如何なる形式の患者の治療も行わない。特に、ファンの動作により生じる圧力レベル及び流れは、単に(空気チャンバ内の温度又は相対湿度に影響を与えることにより)快適さを与えることを支援する、及び/又はユーザによるかなりの追加の呼吸努力を必要とせずに、フィルタを横切る流れを提供することを支援することを意図する。このマスクは、ユーザがマスクを着用していない状態と比べると、全体的な呼吸支援を提供しない。 The present invention relates to a contamination mask. This means a device whose main purpose is to filter the ambient air breathed by the user. This mask does not treat any form of patient. In particular, the pressure levels and flows generated by the operation of the fans help to provide comfort (by simply affecting the temperature or relative humidity in the air chamber) and / or considerable additional breathing effort by the user. It is intended to help provide a flow across the filter without the need for. This mask does not provide overall respiratory support compared to when the user is not wearing the mask.

ファンは、空気チャンバ内において増大した圧力(例えば、吸入中に空気チャンバ内への流れ)を提供するためのものであってもよい。このような場合、例えばユーザの吸入を支援するために、わずかに増大した圧力を提供することのみが必要とされる。 The fan may be for providing increased pressure in the air chamber (eg, flow into the air chamber during suction). In such cases, it is only necessary to provide a slightly increased pressure, for example to assist the user's inhalation.

代わりに、ファンが空気チャンバの内部から空気チャンバ外に空気を吸い出すためだけでもよい。このように、ファンは、呼気中であっても、新鮮なろ過された空気を空気チャンバに供給することを促進することができ、これはユーザの快適さを向上させる。この場合、新鮮な空気が常に顔に供給されるように、例えば空気チャンバ内の圧力は、常に外圧(大気圧)よりも低くてもよい。しかしながら、呼気中に、ファンの速度が遅い又は呼気量が多い場合、圧力は依然として、周囲圧力よりも高い。 Alternatively, the fan may simply draw air from the inside of the air chamber to the outside of the air chamber. In this way, the fan can facilitate the delivery of fresh filtered air to the air chamber, even during exhalation, which enhances user comfort. In this case, for example, the pressure in the air chamber may always be lower than the external pressure (atmospheric pressure) so that fresh air is always supplied to the face. However, during exhalation, if the fan speed is slow or the exhalation volume is high, the pressure is still higher than the ambient pressure.

故に、異なる可能な意図されたファンの機能がある。 Therefore, there are different possible intended fan functions.

光学センサの使用は、自動オン機能及び/又は自動オフ機能を実施するための低コストでコンパクトな方法を提供する。検出は、電気的なファンの信号の分析ではなく、ファンの回転の光学分析に基づいているので、如何なる特定のファンのデザインの必要性を回避する。 The use of optical sensors provides a low cost and compact way to perform auto-on and / or auto-off functions. The detection is based on an optical analysis of fan rotation rather than an analysis of the electrical fan signal, thus avoiding the need for any particular fan design.

制御器は、自動制御機能を実施するように構成される。 The controller is configured to perform an automatic control function.

この自動制御機能は、ファンが稼働していない間、ユーザの呼吸により引き起こされるファンの回転を検出することに基づくファンの自動オン機能を有する。このように、ファンの回転を検出するために、光学センサだけが給電される必要があり、ユーザの呼吸は、検出されるのに十分なファンの動きを引き起こさせる。 This automatic control function has an automatic fan on function based on detecting the rotation of the fan caused by the user's breathing while the fan is not running. Thus, only the optical sensor needs to be powered to detect fan rotation, and the user's respiration causes enough fan movement to be detected.

制御器は、例えばファンがオフにされると、不連続な光検出モードで動作するように構成される。これは電力を節約する。 The controller is configured to operate in a discontinuous light detection mode, for example when the fan is turned off. This saves power.

制御器により実施される自動制御機能は、一定なファンの速度を検出することに基づくファンの自動オフ機能であってもよい。 The automatic control function performed by the controller may be a fan automatic off function based on detecting a constant fan speed.

この一定な速度は、マスクが着用されていないことを示す。 This constant speed indicates that the mask is not worn.

マスクが着用されていないかどうかを決定することにより、マスクのデザインは、電力を節約することを可能にする。特に、ファンの速度がユーザの呼吸により変調されない場合、マスクは着用されていないことを示す。マスクが着用されていないと検出されるとき、ファンがオフされてもよい。 By deciding whether or not the mask is worn, the mask design makes it possible to save power. In particular, if the fan speed is not modulated by the user's breathing, it indicates that the mask is not worn. The fan may be turned off when it is detected that the mask is not worn.

制御器により実施される自動制御機能は、例えば経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸サイクルを検出してもよい。 The automatic control function performed by the controller may detect the user's respiratory cycle, for example based on detecting changes in fan speed over time.

このように、ファンは、ユーザの呼吸パターンに基づいて制御されることができる。それに加えて又はその代わりに、出口弁は、呼吸サイクルの相に依存して制御されてもよいし、又は吸入時間中にファンがオフにされてもよい。これは、電力を節約するために使用される。吸入中にファンを停止することは、そのように構成される場合、電力を節約するので、フィルタを通した呼吸が困難でないユーザにとって望ましい。 In this way, the fan can be controlled based on the user's breathing pattern. In addition or instead, the outlet valve may be controlled depending on the phase of the respiratory cycle, or the fan may be turned off during the inhalation time. It is used to save power. Stopping the fan during inhalation, when configured as such, saves power and is desirable for users who do not have difficulty breathing through the filter.

制御器は、経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸周波数を検出し、この呼吸周波数に依存してファンを制御するように構成されてもよい。このファンの速度は、例えばユーザがより速く呼吸している場合は増加し、これはユーザが運動していることを示す。 The controller may be configured to detect the user's respiration frequency based on detecting changes in fan speed over time and to control the fan depending on this respiration frequency. The speed of this fan increases, for example, if the user is breathing faster, which indicates that the user is exercising.

マスクは、空気チャンバとこの空気チャンバの外部の周辺環境との間に境界を直接形成するフィルタをさらに備えることができる。故に、ユーザは、フィルタを通じて呼吸する。このフィルタは、空気チャンバの外壁を構成する。 The mask may further comprise a filter that directly forms a boundary between the air chamber and the surrounding environment outside the air chamber. Therefore, the user breathes through the filter. This filter constitutes the outer wall of the air chamber.

フィルタは、空気チャンバとこの空気チャンバの外部の周辺環境との間に境界を直接形成する。これは、流れ運搬通路の必要性を回避するコンパクトな構成を提供する。これは、ユーザがフィルタを通して呼吸をすることが可能であることを意味する。フィルタは、複数の層を持ってもよい。例えば、外側の層(例えば、布層)がマスクの本体を形成し、内側の層はより微細な汚染物質を除去するためでもよい。内側の層は、清掃又は交換のために取り外し可能でもよいが、空気が構造物を通ることが可能である、及びこの構造物がろ過機能を果たすという点で、両方の層が一緒にフィルタを構成すると考えられてもよい。 The filter directly forms a boundary between the air chamber and the surrounding environment outside the air chamber. This provides a compact configuration that avoids the need for flow transport aisles. This means that the user can breathe through the filter. The filter may have multiple layers. For example, the outer layer (eg, the cloth layer) may form the body of the mask and the inner layer may be for removing finer contaminants. The inner layer may be removable for cleaning or replacement, but both layers filter together in that air can pass through the structure and that the structure serves a filtering function. It may be considered to constitute.

故に、フィルタは好ましくは、空気チャンバの外壁、及び任意で1つ以上の他のフィルタ層を備える。これは、マスクの本体がろ過機能を果たすので、特にコンパクトな構成を提供し、より大きなフィルタ領域を可能にする。故に、ユーザが息を吸うとき、周囲空気がフィルタを通じてユーザに直接供給される。 Therefore, the filter preferably comprises an outer wall of the air chamber and optionally one or more other filter layers. This provides a particularly compact configuration and allows for a larger filter area, as the body of the mask acts as a filter. Therefore, when the user inhales, ambient air is supplied directly to the user through the filter.

マスクは、空気チャンバを制御可能に外部に排気するための出口弁、又は外部から空気チャンバに空気を取り入れるための入口弁をさらに有することができ、この弁は、受動的な圧力調整逆止弁又は能動的に駆動する電気的制御可能な弁を有する。 The mask can further have an outlet valve for the controllable exhaust of the air chamber to the outside, or an inlet valve for taking air into the air chamber from the outside, which valve is a passive pressure regulating check valve. Alternatively, it has an electrically controllable valve that is actively driven.

これは、マスクをより快適にするために使用される。吸入中、弁を(能動的又は受動的に)閉じることにより、ろ過されていない空気が吸い込まれることが防止される。呼気中、弁は、吐き出された空気が放出されるように開かれる。 This is used to make the mask more comfortable. Closing the valve (actively or passively) during inhalation prevents unfiltered air from being inhaled. During exhalation, the valve is opened to release the exhaled air.

光学センサは、
ファンを挟んだ光源及び光検出器、又は
ファンの一方の側に光源及び光検出器、及びファン上に反射器
を含むことができる。
The optical sensor is
A light source and a photodetector sandwiching the fan, or a light source and a photodetector on one side of the fan, and a reflector on the fan can be included.

故に、光学センサには異なる選択肢がある。 Therefore, there are different options for optical sensors.

本発明は、汚染用マスクを制御する非治療的方法も提供し、この方法は、
ファンを用いて、空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を吸い込む、及び/又は前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すステップ、
前記ファンの回転を検出する、及び回転中に回転速度を検出するために光学センサを使用するステップ、並びに
前記検出された回転の分析に基づいて、
ファンの自動オン及び/又はオフ機能を実施するステップ、及び/又は
ユーザの呼吸サイクルを検出するステップ
を有する。
The present invention also provides a non-therapeutic method of controlling a contamination mask, which method is:
A step of sucking air into the air chamber from outside the air chamber and / or sucking air out of the air chamber from inside the air chamber using a fan.
Based on the steps of using an optical sensor to detect the rotation of the fan and to detect the rotation speed during rotation, and the analysis of the detected rotation.
It has a step of performing an automatic on and / or off function of the fan and / or a step of detecting the user's respiratory cycle.

前記方法は、
ファンが稼働していない間、ユーザの呼吸により引き起こされるファンの回転を検出することにより、前記ファンの自動オン機能を実施するステップ、及び/又は
一定なファンの速度を検出することにより、前記ファンの自動オフ機能を実施するステップ
を有する。
The method is
The fan by detecting the rotation of the fan caused by the user's breathing while the fan is not running to perform the automatic on function of the fan and / or by detecting a constant fan speed. Has a step to implement the automatic off function of.

前記方法は、
経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸サイクルを検出するステップ、及び/又は
経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸周波数を検出し、前記呼吸周波数に依存して前記ファンを制御するステップ
を有する。
The method is
Detecting the user's respiratory frequency based on detecting changes in fan speed over time and / or detecting changes in fan speed over time And it has a step of controlling the fan depending on the respiration frequency.

本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、上に規定される方法を実施するように構成されるコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムも提供する。 The present invention also provides a computer program that includes computer program code means configured to perform the methods specified above when the computer program is executed on the computer.

本発明の実施例は、添付の図面を参照して詳細に説明される。
図1は、ファンの回転が検出されるフェイスマスクを示す。 図2は、図1のシステムの構成要素の一例を示す。 図3は、光学センサの信号の典型的な波形を示す。 図4は、様々な可能な光強度のパターンを示す。 図5は、自動オン機能を説明するために使用される。 図6は、自動オフ機能を説明するために使用される。 図7は、マスクが動作する方法を示す。
Examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a face mask in which fan rotation is detected. FIG. 2 shows an example of the components of the system of FIG. FIG. 3 shows a typical waveform of an optical sensor signal. FIG. 4 shows various possible patterns of light intensity. FIG. 5 is used to illustrate the auto-on function. FIG. 6 is used to illustrate the auto-off feature. FIG. 7 shows how the mask works.

本発明は、図面を参照して説明される。 The present invention will be described with reference to the drawings.

詳細な説明及び特定の例は、装置、システム及び方法の例示的な実施例を示している一方、単に例示を目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意味していないことを理解されたい。本発明の装置、システム及び方法のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面から良好に理解されるであろう。図面は単に概略的なものであり、一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。同じ又は類似の部分を示すために、同じ参照番号が図面を通して使用されることを理解されたい。 While the detailed description and specific examples provide exemplary examples of devices, systems and methods, they are for illustration purposes only and are not meant to limit the scope of the invention. I want you to understand. These and other features, aspects and advantages of the devices, systems and methods of the present invention will be well understood from the following description, the appended claims and the accompanying drawings. It should be understood that the drawings are merely schematic and are not drawn to a certain scale. It should be understood that the same reference numbers are used throughout the drawings to indicate the same or similar parts.

本発明は、ファンの回転及びファンの回転中に回転速度を検出するための光学センサを利用する能動的なファン付きの汚染用マスクを提供する。呼吸サイクルの検出及び/又はファンの自動オン及び/又はオフ機能は、光学センサの信号の分析に基づいて実施される。光学センサの使用は、自動制御機能を実施するための低コストで、コンパクトな方法を提供する。前記検出は、電気的なファンの信号の分析ではなく、ファンの回転の光学分析に基づいているので、如何なる特定のファンのデザインに対する必要性も回避する。 The present invention provides a fouling mask with an active fan that utilizes the rotation of the fan and an optical sensor to detect the rotation speed during the rotation of the fan. Respiratory cycle detection and / or fan auto-on and / or off functions are performed based on the analysis of optical sensor signals. The use of optical sensors provides a low cost, compact way to implement automatic control functions. The detection is based on an optical analysis of fan rotation rather than an analysis of the electrical fan signal, thus avoiding the need for any particular fan design.

故に、自動制御機能は、ファンの回転の光学分析からユーザの呼吸特性を検出することに基づいている。これらの呼吸特性は、例えばユーザがマスクに息を吹き込んでいるかどうか及び/又はユーザの吸気及び呼気のタイミングを含む。 Therefore, the automatic control function is based on detecting the user's respiratory characteristics from the optical analysis of fan rotation. These respiratory characteristics include, for example, whether the user is breathing into the mask and / or the timing of the user's inspiration and expiration.

図1は、ファンの回転が検出されるフェイスマスクを示す。 FIG. 1 shows a face mask in which fan rotation is detected.

被験者10の鼻及び口を覆うフェイスマスク12を着用している被験者10が示される。マスクの目的は、被験者に吸い込まれる前に空気をろ過することである。この目的のために、マスクの本体自身がエアフィルタ16として働く。空気は、吸入によって、マスクにより形成される空気チャンバ18に吸い込まれる。一例では、吸入中、例えば逆止弁のような出口弁22は、空気チャンバ18内の圧力が低いために閉じられる。 A subject 10 wearing a face mask 12 covering the nose and mouth of the subject 10 is shown. The purpose of the mask is to filter the air before it is inhaled by the subject. For this purpose, the mask body itself acts as an air filter 16. Air is sucked into the air chamber 18 formed by the mask by suction. In one example, during suction, the outlet valve 22, such as a check valve, is closed due to low pressure in the air chamber 18.

フィルタ16は、マスクの本体のみで形成されてもよいし、或いは複数の層があってもよい。例えば、マスク本体は、プレフィルタとして機能する多孔質織物材料から形成される外部カバーを有する。外部カバーの内側には、より微細なフィルタ層が、外部カバーに可逆的に取り付けられる。次いで、より微細なフィルタ層は、清掃及び交換のために取り外されてもよいのに対し、外部カバーは、例えば拭き取ることにより清掃されてもよい。外部カバーは、例えばより微細なフィルタを大きな破片(例えば、泥)から守るようなろ過機能も果たすのに対し、このより微細なフィルタは、微粒子状物質のろ過を行う。2つの層よりも多くの層があってもよい。これら多数の層が合わせて全体的なマスクのフィルタとして機能する。 The filter 16 may be formed only of the main body of the mask, or may have a plurality of layers. For example, the mask body has an outer cover formed from a porous woven material that acts as a prefilter. Inside the outer cover, a finer filter layer is reversibly attached to the outer cover. The finer filter layer may then be removed for cleaning and replacement, while the outer cover may be cleaned, for example by wiping. The outer cover also performs a filtering function, for example, to protect a finer filter from large debris (eg, mud), whereas this finer filter filters fine particles. There may be more layers than two layers. Together, these numerous layers act as an overall mask filter.

例えば、呼気ファンを利用する場合、被験者が息を吐くとき、空気が出口弁22を通じて排気される。この弁が開かれ、容易な呼気を可能にするが、吸入中は閉じられる。ファン20は、出口弁22を通る空気の排出を補助する。好ましくは、さらなる空気が顔に供給されるように、吐き出される空気よりも多くの空気が除去される。これは、相対湿度の低下及び冷却によって、快適性を増大させる。吸入中、弁を閉じることにより、ろ過されていない空気が吸い込まれることが防止される。 For example, when using an exhalation fan, when the subject exhales, air is exhausted through the outlet valve 22. This valve opens, allowing easy exhalation, but closes during inhalation. The fan 20 assists in discharging air through the outlet valve 22. Preferably, more air is removed than is exhaled so that more air is supplied to the face. This increases comfort by reducing relative humidity and cooling. Closing the valve during inhalation prevents unfiltered air from being inhaled.

故に、出口弁22のタイミングは、被験者の呼吸サイクルに依存する。出口弁は、フィルタ16を挟んだ圧力差により作動する単純な受動逆止弁でもよい。しかしながら、それに代わり、電子制御弁でもよい。 Therefore, the timing of the outlet valve 22 depends on the subject's respiratory cycle. The outlet valve may be a simple passive check valve that operates by a pressure difference sandwiching the filter 16. However, an electronically controlled valve may be used instead.

マスクが着用されるとき、閉じられたチャンバ内の圧力は、被験者の呼吸サイクルの関数として変化する。被験者が息を吐くとき、わずかな圧力の上昇が生じ、被験者が息を吸うとき、わずかな圧力の低下が生じる。 When the mask is worn, the pressure in the closed chamber changes as a function of the subject's respiratory cycle. When the subject exhales, a slight increase in pressure occurs, and when the subject inhales, a slight decrease in pressure occurs.

ファンが一定の駆動レベル(すなわち電圧)で駆動する場合、ファンにわたり異なる圧力の低下が存在するため、異なる有力な圧力(prevailing pressure)がファンへの異なる負荷として現れる。この変更される負荷がファンの異なる速度をもたらす。 When a fan is driven at a constant drive level (ie, voltage), there are different pressure drops across the fan, so different prevailing pressures appear as different loads on the fan. This modified load results in different speeds of the fan.

本発明は、ファンの回転速度の光学検出を利用する。ファンの回転を検出する、及びファンの回転中にこの回転速度を検出するための光学センサ24が設けられる。 The present invention utilizes optical detection of fan rotation speed. An optical sensor 24 is provided for detecting the rotation of the fan and for detecting the rotation speed during the rotation of the fan.

図2は、システムの構成要素の一例を示す。図1と同じ構成要素には同じ参照番号が与えられる。 FIG. 2 shows an example of system components. The same components as in FIG. 1 are given the same reference numbers.

図1に示される構成要素に加え、図2は、制御器30及びローカルバッテリ32を示し、図2は、光学センサ24が光源24a及び光検出器24bを有することも示す。 In addition to the components shown in FIG. 1, FIG. 2 shows the controller 30 and the local battery 32, and FIG. 2 also shows that the optical sensor 24 has a light source 24a and a photodetector 24b.

ファン20は、一組のファンブレード20a及びファンモータ20bを有する。一例において、ファンモータ20bは電子整流されるブラシレスモータである。 The fan 20 has a set of fan blades 20a and a fan motor 20b. In one example, the fan motor 20b is a brushless motor that is electronically rectified.

光学センサ24は、ファンブレードの一方の側に光源24aを、及びファンブレードの反対側に光検出器を有する。従って、ファンブレードの間に間隙があるとき、光は検出器に到達し、その空間にファンブレードがある場合、光は遮断される。 The optical sensor 24 has a light source 24a on one side of the fan blade and a photodetector on the opposite side of the fan blade. Therefore, when there is a gap between the fan blades, the light reaches the detector, and if there is a fan blade in that space, the light is blocked.

図3は、光学センサの信号の典型的な波形を時間に対する光強度として示す。光強度のピークは、ファンブレードの間の間隙を通過する光に対応し、谷部分は、ファンブレードにより遮断される光に対応する。時間期間Tは、ファンの速度を表す。 FIG. 3 shows a typical waveform of an optical sensor signal as light intensity over time. The peaks of light intensity correspond to the light passing through the gaps between the fan blades, and the valleys correspond to the light blocked by the fan blades. The time period T represents the speed of the fan.

故に、この時間期間を監視することにより、ファンの速度が監視されることができる。これは同様にして、ファンの負荷が監視されることを可能にし、この負荷は、マスクが着用されるときは、吸気と呼気との間で異なるが、マスクが着用されてないときは、より一定である。例えば、呼気ファンを例に取ると、呼気中、吐き出される空気流によって、ファンの回転速度が増大し、その結果周波数が高くなる。吸気中、ファンの回転速度は、(呼気に比べ)減少する。 Therefore, by monitoring this time period, the speed of the fan can be monitored. This also allows the fan load to be monitored, which is different between inspiration and exhalation when the mask is worn, but more when the mask is not worn. It is constant. For example, in the case of an exhalation fan, the air flow exhaled during exhalation increases the rotation speed of the fan, resulting in an increase in frequency. During inspiration, the fan speed decreases (compared to exhalation).

図4は、様々な可能な光強度のパターンを示す。 FIG. 4 shows various possible patterns of light intensity.

図4(A)は、光学センサがオフにされ、光学センサの信号が存在しない完全なオフ状態を示す。 FIG. 4A shows a completely off state in which the optical sensor is turned off and there is no signal from the optical sensor.

図4(B)は、吸気中の光強度を示す。 FIG. 4B shows the light intensity during inspiration.

図4(C)は、吸気に比べ速いファンの速度を与えた(例えば、呼気ファン)、呼気中の光強度を示す。 FIG. 4C shows the light intensity during exhalation given a faster fan speed than inspiratory (eg, exhaled fan).

図4(D)は、(図3の時間期間Tの逆数に対応する)周波数が、正常な呼吸中にどのように経時的に変化するかを示す。 FIG. 4 (D) shows how the frequency (corresponding to the reciprocal of the time period T in FIG. 3) changes over time during normal respiration.

本発明は、ファンの自動制御を提供するためにファンの速度情報を利用する。最も基本的な機能は、自動オフ機能又は自動オン機能である。 The present invention utilizes fan speed information to provide automatic control of the fan. The most basic function is an automatic off function or an automatic on function.

しかしながら、加えて、ファンの回転の自動調整が呼吸パターン(すなわち、吸気及び呼気)に従って実施されてもよい。さらに、ユーザの活動、例えば、座る、歩く、走る、自転車に乗るに従って、オンデマンド式の空気流の送出が実施されてもよい。 However, in addition, automatic adjustment of fan rotation may be performed according to the breathing pattern (ie, inspiration and expiration). In addition, on-demand airflow delivery may be performed as the user's activities, such as sitting, walking, running, and biking.

これらの特徴は、消費者に完全にカスタマイズされる経験を提供し、様々なユーザのシナリオの下で、快適さ、十分な空気流及び省電力という消費者のニーズを満たす。 These features provide the consumer with a fully customized experience and meet consumer needs for comfort, adequate airflow and power savings under a variety of user scenarios.

図5は、自動オン機能を説明するために使用される。 FIG. 5 is used to illustrate the auto-on function.

時間tからtまで、ファンはオフであり、マスクは着用されていないので、ファンの回転はない。 From time t 0 to t 1 , the fan is off and the mask is not worn, so there is no fan rotation.

ユーザは時間tからマスクを装着する。ここでユーザの呼吸によりファンの回転が生じる。例えば、ユーザはファンに息を吹き込むことを要求され、ファンの回転が検出され始める。光学センサは定期的に測定を行い、時間tにおいてファンの回転が検出される。次いで、ファンはオンにされ、ユーザがファンに息を吹き込むことを必要とせずに持続する。 The user wears a mask from the time t 1. Here, the user's breathing causes the fan to rotate. For example, the user is required to breathe into the fan and the fan rotation begins to be detected. The optical sensor performs periodic measurements, the rotation of the fan is detected at time t 2. The fan is then turned on and persists without the user having to breathe into the fan.

故に、ファンの自動オン機能は、ファンが稼働していない間(時間t以前)、ユーザの呼吸により引き起こされるファンの回転を検出することに基づき、ファンがオフにされるとき、不連続な光検出モードが存在する。 Thus, auto-on function of the fan, the fan is while not running (time t 1 earlier), based on detecting the rotation of the fan caused by respiration of the user, when the fan is turned off, discontinuous There is a light detection mode.

この不連続な検出モードは、省電力を提供し、オフ又はスタンバイ状態中に存在する。例えば、センサは、2秒、4秒又はそれ以上のように、数秒毎に目覚める。 This discontinuous detection mode provides power savings and is present in an off or standby state. For example, the sensor wakes up every few seconds, such as 2 seconds, 4 seconds or more.

図6は、自動オフ機能を説明するために使用される。 FIG. 6 is used to illustrate the auto-off feature.

時間tからtまで、ファンはオンであり、マスクが着用される。ファンの回転速度は、ユーザの呼吸パターンに依存するサイクルに従うので、最大周波数fmaxと最小周波数fminが存在する。 From time t 0 to t 1 , the fan is on and the mask is worn. Since the rotation speed of the fan follows a cycle that depends on the user's breathing pattern, there is a maximum frequency f max and a minimum frequency f min .

これは、連続モードとして規定されるマスクの正常な動作を表し、このモードの間、光学センサは、光検出器の光強度の信号を連続的に記録及び処理する。 This represents the normal operation of the mask, which is defined as a continuous mode, during which the optical sensor continuously records and processes the light intensity signal of the photodetector.

ユーザは、時間tでマスクを取り外す。ファンは依然として駆動しているが、ユーザの呼吸により引き起こされるファンの速度の変調はもはや存在しない。この変化が検出され、ファンがオフにされる。 The user removes the mask at time t 1. The fan is still driving, but there is no longer any modulation of fan speed caused by the user's breathing. This change is detected and the fan is turned off.

例えば、正常な使用中、例えば4秒、8秒のようなファンの回転サイクルが記録され、このサイクル中の周波数が計算される。このサイクル中のfmaxとfminの最大周波数及び最小周波数が決定される。 For example, during normal use, a fan rotation cycle, such as 4 seconds, 8 seconds, is recorded and the frequency during this cycle is calculated. The maximum and minimum frequencies of f max and f min during this cycle are determined.

次いで、差分値fmax−fminが、実際の試験に基づいて事前に決定されたしきい値fthresholdと比較される。 The difference value f max −f min is then compared to a pre-determined threshold value f threshold based on actual testing.

差分値fmax−fminがしきい値fthresholdより小さい場合、呼吸が検出されないことを意味し、OFF信号が制御器に送られ、ファンをオフにする。 When the difference value f max −f min is smaller than the threshold value f threshold , it means that respiration is not detected, and an OFF signal is sent to the controller to turn off the fan.

ファンの自動オフ機能は、一定なファンの速度を検出することに基づいている。 The fan auto-off feature is based on detecting a constant fan speed.

上述したように(並びに図4及び図6に最も明確に示されるように)、呼吸パターンはファンの回転速度を変化させる。 As mentioned above (and as most clearly shown in FIGS. 4 and 6), the breathing pattern changes the rotational speed of the fan.

これは、呼吸サイクル、すなわち吸入及び呼気のタイミングを検出するために、光学検知が使用されることを意味する。 This means that optical detection is used to detect the respiratory cycle, i.e. inhalation and exhalation timing.

電子的に切り換えられる出口弁が使用される場合、次いで、呼吸サイクルの相に依存して出口弁22を制御するために、呼吸サイクルのタイミング情報が使用される。出口弁を制御することに加えて、制御器は、吸入時間又は呼気時間中、ファンをオフにする。 If an electronically switched outlet valve is used, then respiratory cycle timing information is used to control the outlet valve 22 depending on the phase of the respiratory cycle. In addition to controlling the outlet valve, the controller turns off the fan during inhalation or expiration time.

ファンの速度は、ユーザの活動レベルを監視するために使用されてもよい。例えば、光強度パターンの周波数が増加し、ある値に達したとき、ユーザが高強度活動を行っていると判断する。ファンの回転速度は、ユーザの呼吸をさらに補助するために増大されてもよい。 Fan speed may be used to monitor the user's activity level. For example, when the frequency of the light intensity pattern increases and reaches a certain value, it is determined that the user is performing high intensity activity. The rotational speed of the fan may be increased to further assist the user's breathing.

光学センサの光源は、如何なる適切な形態をとることができる。1つの例は、余計な部品コストがないように、既存の光出力インジケータを使用することである。小型で低コストの光検出器も利用可能である。 The light source of the optical sensor can take any suitable form. One example is to use an existing light output indicator so that there is no extra component cost. Small, low-cost photodetectors are also available.

図2は、ファンを挟んだ光源及び検出器を示すが、よりコンパクトな構成を提供するために、光源及び検出器が同じ側にあるように、反射ファンブレード又はファンブレードに適用される反射パッドが使用されてもよい。 FIG. 2 shows a light source and detector sandwiching a fan, but to provide a more compact configuration, a reflective fan blade or reflective pad applied to the fan blade so that the light source and detector are on the same side. May be used.

さらなる代替案として、(例えば、PCBの頂部に取り付けられる)光源からファンブレードの領域に光を送るするために、光ガイドが使用されてもよい。このとき、光検出器は、光を直接検出するか又は反射された光を検出するかの何れか一方である。光ガイドは、ファンブレードの半径方向外側から半径方向内向きの光を送出し、ファンブレードは次いで、その半径方向内向きの光を、(例えばPCBの底側にある)検出器に反射してもよい。光源は、例えばON表示灯のような他の機能を持ってもよく、光ガイドは、検出光として使用するために、出力光の一部を単に取り出すだけである。 As a further alternative, light guides may be used to direct light from a light source (eg, mounted on the top of the PCB) to the area of the fan blades. At this time, the photodetector either directly detects the light or detects the reflected light. The light guide emits radial inward light from the radial outside of the fan blade, which in turn reflects the radial inward light to a detector (eg, on the bottom of the PCB). May be good. The light source may have other functions, such as an ON indicator, and the light guide simply extracts a portion of the output light for use as detection light.

ファンは通例、遠心ファン又は軸流ファンである。 The fan is usually a centrifugal fan or an axial fan.

図7は、マスクの動作方法を示し、この方法は、
ステップ70における、ファンを用いて、空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を吸い込む、及び/又は前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すステップ、
ステップ72における、前記ファンの回転を検出する、及び回転中に回転速度を検出するステップ、並びに
ステップ74における、前記検出された回転の分析に基づいて、ファンの自動オン及び/又はオフ機能を実施するステップ
を有する。
FIG. 7 shows how the mask operates, and this method is
In step 70, the step of sucking air into the air chamber from the outside of the air chamber and / or sucking air from the inside of the air chamber to the outside of the air chamber using a fan .
Based on the step of detecting the rotation of the fan in step 72 and detecting the rotation speed during rotation, and the analysis of the detected rotation in step 74, the automatic on and / or off function of the fan is performed. Have a step to do.

前記方法は、
ステップ76における、経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸サイクルを検出するステップ、及び/又は
ステップ78における、経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸周波数を検出し、前記呼吸周波数に依存してファンを制御するステップ
も有する。
The method is
Based on detecting changes in fan speed over time in step 76, and / or based on detecting changes in fan speed over time in step 78. It also has a step of detecting the user's respiration frequency and controlling the fan depending on the respiration frequency.

本発明は、ファン付きの吸気又は呼気を備える、及びフィルタ膜により形成される空気チャンバ又は密封空気チャンバを備える、多くの異なるマスクデザインに利用されてもよいことが分かる。 It can be seen that the present invention may be utilized in many different mask designs, including fanned inspiratory or expiratory, and an air chamber or sealed air chamber formed by a filter membrane.

故に、上述したような1つのオプションは、例えば排気弁が開いているとき、空気チャンバの内部から空気チャンバ外に空気を吸い出すためだけのファンの使用である。このような場合、呼気中にマスクの容積内への、きれいなろ過された空気の最終的な流れが存在するように、マスクの容積内の圧力は、ファンにより外部大気圧より下に維持される。故に、呼気中はファンにより、及び吸気中(ファンがオフにされるとき)は、ユーザにより低い圧力が引き起こされてもよい。 Therefore, one option, as described above, is the use of a fan solely to draw air from the inside of the air chamber to the outside of the air chamber, for example when the exhaust valve is open. In such cases, the pressure within the mask volume is maintained below the external atmospheric pressure by the fan so that there is a final flow of clean filtered air into the mask volume during exhalation. .. Therefore, lower pressure may be evoked by the fan during exhalation and by the user during inspiration (when the fan is turned off).

代替オプションは、周辺環境から空気チャンバ内に空気を吸い込むためだけのファンの使用である。このような場合、ファンは、空気チャンバ内の圧力を増大させるように動作するが、使用中の空気チャンバ内の最高圧力は、特に高圧力補助呼吸が意図されないので、空気チャンバの外部の圧力よりも高い4cmHO未満を維持する。従って、低出力のファンが使用されてもよい。 An alternative option is the use of a fan solely to draw air into the air chamber from the ambient environment. In such cases, the fan operates to increase the pressure in the air chamber, but the maximum pressure in the air chamber in use is higher than the pressure outside the air chamber, especially since high pressure assisted breathing is not intended. Also keeps high below 4 cmH 2 O. Therefore, a low power fan may be used.

全ての場合において、好ましくは、空気チャンバ内の圧力は、外部大気圧より上で、2cmHO未満、1cmHO未満、又は0.5cmHO未満のままである。故に、汚染用マスクは、持続気道陽圧を提供するのに使用するためのものではなく、患者に治療を施すためのマスクではない。 In all cases, preferably, the pressure in the air chamber is above the external atmospheric pressure, 2 cmH less than 2 O, 1 cmH less than 2 O, or 0.5cmH remains below 2 O. Therefore, the contaminating mask is not intended to be used to provide sustained positive airway pressure, not to treat the patient.

マスクは好ましくは、低電力動作が特に興味があるように、バッテリーで動作される。 The mask is preferably battery operated, as low power operation is of particular interest.

上述したように、実施例は、必要とされる様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び/又はハードウェアと共に、多数の方法で実施される制御器を利用する。処理器は、必要とされる機能を実行するために、ソフトウェア(例えば、マイクロコード)を用いてプログラムされる1つ以上のマイクロプロセッサを用いる制御器の一例である。しかしながら、制御器は、処理器を用いて又は用いずに実施されてもよいし、幾つかの機能を行うための専用のハードウェアと、他の機能を行うための処理器(例えば1つ以上のプログラムされるマイクロプロセッサ及び関連する回路)との組み合わせとして実施されてもよい。 As mentioned above, the embodiments utilize controls implemented in a number of ways, along with software and / or hardware, to perform the various functions required. A processor is an example of a controller that uses one or more microprocessors programmed with software (eg, microcode) to perform the required function. However, the controller may be implemented with or without a processor, dedicated hardware for performing some functions, and a processor (eg, one or more) for performing other functions. May be implemented in combination with the programmable microprocessor and related circuitry).

本開示の様々な実施例に用いられる制御器の構成要素の例は、限定ではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含む。 Examples of controller components used in the various embodiments of the present disclosure include, but are not limited to, conventional microprocessors, application specific integrated circuits (ASICs) and field programmable gate arrays (FPGAs).

様々な実施において、処理器又は制御器は、例えばRAM、PROM、EPROM及びEEPROMである揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリのような1つ以上の記憶媒体に関連付けられてもよい。この記憶媒体は、1つ以上の処理器及び/又は制御器上で実行されるとき、必要とされる機能を行う1つ以上のプログラムで符号化されてもよい。様々な記憶媒体は、処理器及び/又は制御器内に取り付けられてもよいし、或いは記憶媒体に記憶される1つ以上のプログラムが処理器又は制御器に読み込まれるように、搬送可能でもよい。 In various practices, the processor or controller may be associated with one or more storage media, such as volatile and non-volatile computer memories such as RAM, PROM, EPROM and EEPROM. The storage medium may be encoded by one or more programs that perform the required functions when executed on one or more processors and / or controllers. The various storage media may be mounted within the processor and / or controller, or may be transportable such that one or more programs stored on the storage medium are loaded into the processor or controller. ..

開示される実施例に対する他の変形例は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、本発明を実施する際に当業者により理解及び実施され得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、要素が複数あることを述べなくても、その要素が複数あることを排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項における如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。 Other modifications to the disclosed examples may be understood and implemented by those skilled in the art in practicing the present invention from the drawings, the present disclosure and the examination of the appended claims. In the claims, the term "having" does not preclude other elements or steps, and does not preclude the existence of a plurality of elements without stating that there are a plurality of elements. The mere fact that certain means are described in different dependent claims does not indicate that the combination of these means cannot be used in an advantageous manner. No reference code in the claims should be construed as limiting its scope.

Claims (15)

空気チャンバ、
前記空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を吸い込む、及び/又は前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すためのファン、
前記ファンの回転を検出する、及び前記ファンの回転中に回転速度を検出するための光学センサ、並びに
制御器
を有する汚染用マスクにおいて、前記制御器は、前記光学センサの信号の分析に基づいて、
ファンの自動オン及び/又はオフ機能を実施する、及び/又は
ユーザの呼吸サイクルを検出する
ように構成される、汚染用マスク。
Air chamber,
A fan for sucking air into the air chamber from outside the air chamber and / or sucking air out of the air chamber from inside the air chamber.
In an optical sensor for detecting the rotation of the fan and detecting the rotation speed during the rotation of the fan, and a contamination mask having the controller, the controller is based on the analysis of the signal of the optical sensor. ,
A pollution mask configured to perform automatic fan on and / or off functions and / or to detect the user's respiratory cycle.
前記制御器は、前記ファンが稼働していない間、ユーザの呼吸により引き起こされる前記ファンの回転を検出することに基づいて、前記ファンの自動オン機能を実施するように構成される、請求項1に記載のマスク。 1. The controller is configured to perform an automatic on function of the fan based on detecting the rotation of the fan caused by the user's breathing while the fan is not running. The mask described in. 前記制御器は、前記ファンがオフにされたとき、不連続な光検出モードで動作するように構成される、請求項2に記載のマスク。 The mask of claim 2, wherein the controller is configured to operate in a discontinuous light detection mode when the fan is turned off. 前記制御器は、一定なファンの速度を検出することに基づいて、前記ファンの自動オフ機能を実施するように構成される、請求項1乃至3の何れか一項に記載のマスク。 The mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller is configured to perform an automatic off function of the fan based on detecting a constant fan speed. 前記制御器は、経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸サイクルを検出するように構成される、請求項1乃至4の何れか一項に記載のマスク。 The mask according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller is configured to detect a user's respiratory cycle based on detecting changes in fan speed over time. 前記制御器は、経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸周波数を検出し、前記呼吸周波数に依存して前記ファンを制御するように構成される、請求項1乃至5の何れか一項に記載のマスク。 The controller is configured to detect a user's respiration frequency based on detecting a change in fan speed over time and control the fan depending on the respiration frequency. The mask according to any one of 5 to 5. 前記空気チャンバと前記空気チャンバの外部の周辺環境との間に境界を直接形成するフィルタをさらに有する、請求項1乃至6の何れか一項に記載のマスク。 The mask according to any one of claims 1 to 6, further comprising a filter that directly forms a boundary between the air chamber and the surrounding environment outside the air chamber. 前記フィルタは、前記空気チャンバの外壁を構成する、請求項7に記載のマスク。 The mask according to claim 7, wherein the filter constitutes an outer wall of the air chamber. 前記ファンは、前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すためのものである、又は前記空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を取り入れるためのものである、請求項1乃至8の何れか一項に記載のマスク。 The fan is for sucking air from the inside of the air chamber to the outside of the air chamber, or for taking air into the air chamber from the outside of the air chamber, claims 1 to 8. The mask according to any one of the above. 前記空気チャンバを外部に制御可能に排気するため、又は前記空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を取り入れるための弁をさらに有し、前記弁は、受動的な圧力調整逆止弁又は能動的に駆動する電気的制御可能な弁を構成する、請求項1乃至9の何れか一項に記載のマスク。 It further comprises a valve for controllingly exhausting the air chamber to the outside or for taking air into the air chamber from outside the air chamber, the valve being a passive pressure regulated check valve or active. The mask according to any one of claims 1 to 9, which comprises an electrically controllable valve that is driven in a positive manner. 前記光学センサは、
前記ファンを挟んだ光源及び光検出器、又は
前記ファンの一方の側に光源及び光検出器、及び前記ファン上に反射器
を有する、請求項1乃至10の何れか一項に記載のマスク。
The optical sensor is
The mask according to any one of claims 1 to 10, further comprising a light source and a photodetector sandwiching the fan, or a light source and a photodetector on one side of the fan, and a reflector on the fan.
汚染用マスクを制御する非治療的方法において、
ファンを用いて、空気チャンバの外部から前記空気チャンバ内に空気を吸い込む、及び/又は前記空気チャンバの内部から前記空気チャンバ外に空気を吸い出すステップ、
前記ファンの回転を検出する、及び回転中に回転速度を検出するために光学センサを使用するステップ、並びに
前記検出された回転の分析に基づいて、前記ファンの自動オン及び/又はオフ機能を実施する、及び/又はユーザの呼吸サイクルを検出するステップ
を有する、汚染用マスクを制御する非治療的方法。
In a non-therapeutic way to control contamination masks,
A step of sucking air into the air chamber from outside the air chamber and / or sucking air out of the air chamber from inside the air chamber using a fan.
Perform automatic on and / or off functions of the fan based on the steps of using an optical sensor to detect the rotation of the fan and to detect the rotation speed during rotation, and the analysis of the detected rotation. A non-therapeutic method of controlling a contaminating mask that has steps to detect and / or detect the user's respiratory cycle.
前記ファンが稼働していない間、ユーザの呼吸により引き起こされるファンの回転を検出することにより、前記ファンの自動オン機能を実施するステップ、及び/又は
一定なファンの速度を検出することにより、前記ファンの自動オフ機能を実施するステップ
を有する、請求項12に記載の方法。
The step of performing the automatic on function of the fan by detecting the rotation of the fan caused by the user's breathing while the fan is not running, and / or by detecting a constant fan speed. 12. The method of claim 12, comprising the step of performing an automatic fan off function.
経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸サイクルを検出するステップ、及び/又は
経時的なファンの速度の変化を検出することに基づいて、ユーザの呼吸周波数を検出し、前記呼吸周波数に依存して前記ファンを制御するステップ
を有する、請求項12又は13に記載の方法。
Detecting the user's respiratory frequency based on detecting changes in fan speed over time and / or detecting changes in fan speed over time The method according to claim 12 or 13, wherein the fan is controlled depending on the respiration frequency.
請求項1乃至11に記載の制御器により実行されるとき、請求項12乃至14の何れか一項に記載の方法を実施するように構成されるコンピュータプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。 A computer program having computer program code means configured to perform the method of any one of claims 12-14 when executed by the controller of claims 1-11.
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