JP7114853B2 - マスク内フィードバックシステム - Google Patents

Description

本開示は、概して個人用安全装置に関し、より詳細には、赤外線画像機能を有するマスク内ディスプレイシステムを含むマスクに関するものである。

自給式呼吸器（self－contained breathing apparatus）（ＳＣＢＡ）などの送気マスク（supplied－air respirator）によれば、機械的補助がなければ呼吸が困難又は不可能な火災や限られた空間などの危険な環境においても、呼吸することが可能になる。送気マスクは、例えば、全面形面体（full facepiece）、ハーネス及びキャリヤアセンブリ、呼吸用の高圧圧縮空気（又は他の酸素含有ガス）を収容するガスシリンダ、及び少なくとも１つ、より典型的には２つの圧力調節器を備えることができる。第１の又は第１段の調節器は、通常、エアシリンダの近くに取り付けられ、エアシリンダからの圧縮空気の比較的高い圧力を大気圧強まで低減するように機能する。

濾過式呼吸用保護具（air purifying respirator）（ＡＰＲ）をヘルメット又は防護服に取り付けて、呼吸用マスク及び換気用防護服に濾過された空気を供給することができる。これらのデバイスは、フィルタによって生じる吸気抵抗を低減し、面体（facepiece）に陽圧を生成することによって、保護レベルを増加させるものである。

動力付き濾過式呼吸用保護具（powered air purifying respirator）（ＰＡＰＲ）は、継続的に呼吸用保護具に陽圧の空気を供給して、呼吸用保護具において陽圧を保持する。ＰＡＰＲは、周囲の空気がユーザのマスク、ヘルメット又はフードに入ることを防止することによって個人的な呼吸保護を提供するために、軍事、工業及び／又は危険な環境で一般的に使用される。呼吸の危険要因としては、粒子状物質、有害なガス、又は蒸気を挙げることができるが、これらは、周囲の空気をフィルタに通すことによって除去される。一般的には、動力付き濾過式呼吸用保護具は、周囲空気に１つ以上のフィルタを通過させて呼吸用保護具の入口開口部に供給するための動力付きファンを備えている。ファン及びフィルタは、面体上に取り付けてもよく、場合によっては、ベルト又はバックパックに取り付けて、ホース及びファンを介して面体に接続してもよい。ファンの電源は、通常、面体から離して取り付けられるが、マスク自体に取り付けることもできる。

フェースマスク又は面体は、一般的にはユーザの顔面に密閉されていて、ユーザが周囲の環境を見ることができるレンズを備えてもよい。面体はまた、吸入された空気がフェースマスク内に入るまでに通る第２段の調節器と流体連通するためのインターフェース又はマウントと、排出された空気がマスクから出ていく排気ポートとを備えている。面体の中には、吸入空気と排出空気の双方に単一のポートが使用されるものがある。他の面体では、別々のポートが使用される。ユーザの呼吸によって、第２段の調節器により加圧空気の供給を制御するためのバルブシステムが制御されるが、このバルブシステムには吸気弁及び排気弁が含まれる。面体内に周囲圧力に対して僅かな陽圧を保持することが望ましい場合が多い。面体内で陽圧が保持される送気マスクの面体は、プレッシャデマンド形面体と呼ばれることが多く、他の送気マスクの面体は、デマンド形面体と呼ばれることが多い。

面体（ヘッドトップとも呼ばれる）は、一般的にユーザの顔面又は首に密封されていて、ユーザが周囲環境を見ることができるレンズを含み得る。面体又はヘッドトップはまた、吸入された空気が面体又はヘッドトップ内に入るまでに通過するフィルタ又はホースが流体連通するためのインターフェース又はマウントと、排出された空気がマスクから出ていく排気ポートとを備えている。面体の中には、吸入空気と排出空気の双方に単一のポートが使用されるものがある。他の面体又はヘッドトップでは、別々のポートが使用されるものがある。ユーザの呼吸によって、加圧空気又は陰圧空気の供給を制御するための（例えば、吸入弁及び吐出弁が含まれる）バルブシステムが制御される。

例えば、呼吸装置の空気供給源、電源及び／又は他のシステム、の状態に関するデータ、ユーザの近傍の他のユーザに関する情報、避難警報及び／又は他の情報、を含む情報を呼吸装置のユーザに提供することが望ましい場合がしばしばある。情報ディスプレイが、多くの方法で呼吸装置のユーザに提供されている。一例では、ディスプレイを第２段の調節器の近傍に設けることができる。別の例では、代わりに、レンズの外側部分にディスプレイを設けてもよい。呼吸装置の面体の外側にあるディスプレイの場合、面体のレンズの非常に近くに配置しない限り、煙又は他の環境条件により、ディスプレイのユーザの視界が不明瞭になる恐れがある。更に、過酷な環境条件は、ディスプレイの動作に悪影響を及ぼし得るものである。また、ディスプレイを面体の近傍に配置する場合には、ユーザの視界を過度に妨げないような注意が必要である。

面体の内部にディスプレイを設ければ、ディスプレイに及ぼす周囲環境の１つ以上の悪影響を排除することができるが、例えば、面体の重量、面体の重心、ユーザの視界、面体のコスト及び／又は面体の他の側面に関連する、他の問題を呈する恐れがある。

上記を考慮して、本開示の一方法に係る装置は、マスクの内部に配置された面体と、接顔体に連結されて面体を覆うレンズとを含む。本装置は、レンズと面体との間に配置されたフィードバックシステムを更に含み、このフィードバックシステムは、面体に連結されたディスプレイ装置と、ディスプレイ装置に連結された電源とを含み、この電源は、ディスプレイ装置に電力を供給するために、ディスプレイ装置に電気的に接続されている。本フィードバックシステムは更に、レンズの外部にあり、接顔体に連結され、ディスプレイ装置とデータを通信するように動作可能な記録デバイスを備えている。

本開示の別の方法に係るマスク内フィードバックシステムは、マスクの内部に配置された面体と、接顔体に連結されたレンズとを備え、レンズは面体を覆い、フィードバックシステムは、レンズと面体との間に配置される。フィードバックシステムは、面体に連結されたディスプレイ装置と、ディスプレイ装置に連結された電源とを備え、ディスプレイ装置は第１のデータ通信システムを含み、電源は、ディスプレイ装置に電力を供給するために、ディスプレイ装置に電気的に接続されている。フィードバックシステムは、レンズの外部にあり、接顔体に連結されたフィードバックデバイスを更に含み、このフィードバックデバイスは、カメラと、ディスプレイ装置にデータを無線通信するように動作可能な第２の通信システムとを含むことができる。

本開示の別の方法に係るマスクは、ユーザの顔面に嵌め込むように構成された面体と、面体の周りに延びる接顔体と、接顔体に連結されたレンズとを備え、レンズは、面体上に延びる。マスクは、レンズと面体との間に配置されたマスク内フィードバックシステムを更に備える。マスク内フィードバックシステムは、面体に連結されたディスプレイ装置と、ディスプレイ装置に連結された電源とを備え、ディスプレイ装置は第１のデータ通信システムを含み、電源は、ディスプレイ装置に電力を供給するために、ディスプレイ装置に電気的に接続されている。電源は、レンズの遠位端と面体との間に配置してもよい。マスク内フィードバックシステムは、レンズの外部にあり、接顔体に連結されたフィードバックデバイスを更に含み、このフィードバックデバイスは、カメラと、ディスプレイ装置にデータを無線通信するように動作可能な第２の通信システムとを含んでいる。
（項目１）
マスクの内部に配置された面体と、
接顔体に連結されて前記面体を覆うレンズと、
前記レンズと前記面体との間に配置されたフィードバックシステムであって、
前記面体に連結されたディスプレイ装置と、
前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源と、
を含むフィードバックシステムと、
前記レンズの外部に配置されて、前記ディスプレイ装置とデータを通信するように動作可能な記録デバイスと、
を備える、装置。
（項目２）
前記記録デバイスの主ハウジング内に配置されて前記記録デバイスに電力を供給する第２の電源を更に備える、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記ディスプレイ装置は、
シャーシカバーに連結され、前記面体の保持フランジを部分的に取り囲むフランジを含むシャーシと、
前記シャーシに回動可能に連結され、光学系及びディスプレイを収容するアイピースと、
を含む、項目２に記載の装置。
（項目４）
前記シャーシを貫通して形成された調節用開口を更に備え、前記調節用開口を通して挿入されたツールによって前記アイピースの外部調節が可能になる、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記保持フランジは前記面体の遠位端に設けられ、前記保持フランジは、
開口部と、
前記開口部を取り囲む内部棚と、
前記内部棚から延びるリムと、を含む、項目３に記載の装置。
（項目６）
前記ディスプレイ装置内に配置された第１のデータ通信システムと、
前記第１のデータ通信システムと無線通信する、前記記録デバイスの第２のデータ通信システムと、
を更に備える、項目３に記載の装置。
（項目７）
前記第１のデータ通信システムは、前記ディスプレイ装置の前記アイピース内に配置されたプリント回路基板に連結され、前記第２のデータ通信システムは、前記主ハウジング内に配置されたプリント回路基板に連結される、項目６に記載の装置。
（項目８）
前記レンズの遠位端から延びる下側部分を更に備え、前記電源は、前記下側部分と前記面体との間に配置される、項目１に記載の装置。
（項目９）
前記下側部分は、
前記レンズに連結された上縁部と、
前記レンズを取り囲む密封部材に連結された外縁部と、
前記上縁部と前記外縁部との間に配置された開口部とを含み、
前記下側部分の前記開口部は、前記レンズの中央開口部と前記ディスプレイ装置の開口部とに位置合わせされている、項目８に記載の装置。
（項目１０）
前記電源から前記記録デバイスに電力を供給するための導管を更に備える、項目１に記載の装置。
（項目１１）
マスクの内部に配置された面体と、
接顔体に連結されて前記面体を覆うレンズと、
前記レンズと前記面体との間に配置されたフィードバックシステムであって、
前記面体に連結され、第１のデータ通信システムを含むディスプレイ装置と、
前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源と、
を含む、フィードバックシステムと、
前記レンズ及び前記接顔体の外部にあるフィードバックデバイスであって、カメラと、前記ディスプレイ装置にデータを無線通信するように動作可能な第２のデータ通信システムとを含む、フィードバックデバイスと、
を備える、マスク内フィードバックシステム。
（項目１２）
前記フィードバックデバイスの主ハウジング内に配置され、前記フィードバックデバイスに電力を供給する第２の電源を更に備える、項目１１に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１３）
前記ディスプレイ装置は、
シャーシカバーに連結され、前記面体の保持フランジを部分的に取り囲む円弧状フランジを含むシャーシと、
前記シャーシに回動可能に連結されて、光学系及びディスプレイを収容する、アイピースと、
を含む、項目１２に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１４）
前記シャーシを貫通して形成された調節用開口を更に備え、前記調節用開口を通して挿入されたツールによって前記アイピースの外部調節が可能になる、項目１３に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１５）
前記保持フランジは、前記面体の遠位端に設けられ、前記保持フランジは、
開口部と、
前記開口部を取り囲む内部棚と、
前記内部棚から延びるリムと、
を含む、項目１３に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１６）
前記第１のデータ通信システムは、前記ディスプレイ装置の前記アイピース内に配置されたプリント回路基板に連結されており、前記第２のデータ通信システムは、前記フィードバックデバイスの前記主ハウジング内に配置されたプリント回路基板に連結されている、項目１３に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１７）
前記レンズの遠位端から延びる下側部分を更に備え、前記電源は、前記下側部分と前記面体との間に配置される、項目１３に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１８）
前記下側部分は、
前記レンズに連結された上縁部と、
前記レンズを取り囲む密封部材に連結された外縁部と、
前記上縁部と前記外縁部との間に配置された開口部と、
を含み、
前記下側部分の前記開口部は、前記レンズの中央開口部と前記ディスプレイ装置の開口部とに位置合わせされている、項目１７に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目１９）
前記電源から前記フィードバックデバイスに電力を供給するための導管を更に備え、前記導管は、
前記下側部分の前記外縁部から延びる第１部分と、
前記第１部分を前記フィードバックデバイスに接続する第２部分と、を含み、
前記第２部分は、前記接顔体に沿って上方に延びる、項目１８に記載のマスク内フィードバックシステム。
（項目２０）
着用者の鼻及び口を取り囲むように構成された面体と、
前記面体の周りに延びる接顔体と、
前記接顔体に連結され、前記面体上に延びるレンズと、
前記レンズと前記面体との間に配置されたマスク内フィードバックシステムであって、
前記面体に連結され、第１のデータ通信システムを含むディスプレイ装置と、
前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源であって、前記レンズの遠位端と前記面体との間に配置される電源と、
を含むマスク内フィードバックシステムと、
前記接顔体に連結された前記レンズの外部にあるフィードバックデバイスであって、カメラと、前記ディスプレイ装置とデータを無線通信するように動作可能な第２の通信システムと、を含むフィードバックデバイスと、
を備える、マスク。

一例として、本開示の実施形態について、添付の図面を参照して以下に説明する。
本開示の態様に係るマスク内ディスプレイシステムを含む例示的なマスクの図である。 本開示の態様に係るマスク内ディスプレイシステムを含む例示的なマスクの図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクの面体及びディスプレイ装置の図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクの面体及びディスプレイ装置の図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクのディスプレイ装置の図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクのディスプレイ装置の図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクのディスプレイ装置の分解図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクのカメラの図である。 本開示の態様に係る、図１Ａ及び図１Ｂの例示的なマスクのカメラの図である。 本開示の態様に係る、図５Ａ及び図５Ｂのカメラの分解図である。 図１Ａ及び図１Ｂのマスク内ディスプレイシステムのカメラに関する複数のあり得るカメラの角度を示す図である。 図１Ａ及び図１Ｂのマスク内ディスプレイシステムのカメラに関する複数のあり得るカメラの角度を示す図である。 ユーザが見ることができる、複数のあり得るマスクディスプレイシステムのシナリオを示す図である。 本開示の態様に係る、マスク内ディスプレイシステムを含む別の例示的なマスクの図である。 本開示の態様に係る、マスク内ディスプレイシステムを含む別の例示的なマスクの図である。 本開示の態様に係る、マスク内ディスプレイシステムを含む別の例示的なマスクの図である。 本開示の態様に係る、図９Ａ～図９Ｃの例示的なマスクの面体及びディスプレイ装置を示す図である。 本開示の態様に係る下側部分を含む例示的なマスクの図である。

図面は必ずしも縮尺通りではない。図面は単なる表現であり、本開示の特定のパラメータを描写することを意図したものではない。図面は、本開示の例示的な実施形態を示すことを意図しており、そのため、範囲を限定するものとみなされるものではない。図面において、同様の番号は同様の要素を表す。

本開示に係る改良されたマスクについて、システム及び方法の実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下により詳細に説明する。このシステムは、多くの異なる形態で具体化してもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完全となるように提供され、本システムと方法の範囲を当業者に十分に伝える。

便宜上及び明瞭化のために、「頂部」、「底部」、「上方の」、「下方の」、「垂直の」、「水平の」、「横の」及び「縦の」などの用語は、図面に現れる半導体製造装置の構成要素の幾何学的形状及び向きに関する、これらの構成要素及びそれらの構成部分の相対的な配置及び向きを説明するために、使用するものである。これらの用語は、具体的に上述した語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含んでいる。

本明細書で使用する場合、単数で列挙されて、単語「ａ」又は「ａｎ」で始まる要素又は動作は、複数の要素又は動作も同様に潜在的に含むものと理解される。更に、本開示の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴を組み込む追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈することを意図するものではない。

ここで図１Ａ及び図１Ｂを参照して、面体（あるいは、フェースマスク又はヘッドトップとも呼ばれる）を搭載したフィードバック及び呼吸システムを含む例示的なマスクをより詳細に説明する。本明細書で使用される場合、「前方の」、「前方に」、「後方の」、「後方に」、「上に」、「下に」などの用語は、図１Ａ及び図１Ｂに示すマスク１０を着用して略直立した人に関連付けられた基準方向を指す。

図示のように、マスク１０は、例えばシリコンゴムから製造し得る接顔体１２を備え、ユーザの顔面の周りを密封する後部開口部１４を備える。一般に、接顔体１２は、ユーザの顎領域の周りを密封する顎部分１６と、ユーザの顔面の各側面の周りを密封する側面部分１８、２０と、顎部分１６の反対側にあってユーザの額部の周りを密封する額部分２２とを含む。接顔体１２は、接顔体１２の周辺リム又は縁部に沿って延びる密封部材２８によってレンズ２４に取り付けられる。接顔体１２は、接顔体をユーザが着用するヘッドネット（図示せず）に取り付けるための複数の締結具３０Ａ～３０Ｅ（例えば、留め金又はバックル）を含んでいる。マスク１０は、接顔体１２のいずれかの側面部分１８又は２０に連結されたＡ／Ｖカメラ４８などの記録又はフィードバックデバイスを更に備えることができ、その構造及び動作について、後でより詳細に説明する。

マスク１０は、レンズ２４の下側部分に対応する１組の開口部を通って形成された第１及び第２の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素３２、３４を更に備えることができる。一実施形態では、第１及び第２の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素３２、３４は、第１及び第２の接続部３６、３８で密封部材２８に連結される。図示のように、第１及び第２の接続部３６、３８は各々密封リング４０を含むが、この密封リング４０は、第１及び第２の接続部３６、３８の周囲に延びて、レンズ２４の両側に配置されることにより、レンズ２４との密閉係合、嵌合又は接続を形成することができる。

図示のように、レンズ２４は、その下側部分を貫通して配置された略中央の開口部４２を備える。中央開口部４２は、レンズ２４の前端壁４４に形成されるが、この前端壁４４は、顎部分１６から離れるように延びる。例示的な実施形態では、レンズ２４は、例えば、透明なポリカーボネートなどのポリマー材料から射出成形することができる。

ここで、図１Ａ～図２Ｂを参照して、面体をより詳細に説明する。図示のように、マスク１０は、レンズ２４と接顔体１２との間に配置された面体５０を更に備えるが、面体５０は、通常、着用者の口と鼻を覆うように構成される。面体５０は、本体５２と、本体５２からレンズ２４の中央開口部４２に向かって延びる前側部分５６とを含む。面体５０の本体５２は、その中に形成された複数の開口部５８Ａ～５８Ｄ及び６１を有するが、これら開口部５８－Ａ、５８－Ｄ及び６１は、各々第１及び第２の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素３２、３４を受け入れ、かつ／又はユーザからの音声を発する、ように構成されている。

図示のように、面体５０の前側部分５６は、その遠位端に配置された保持フランジ６０を含む。保持フランジ６０は、その中に形成された開口部６１を有し、これはレンズ２４の中央開口部４２と略位置合わせされている。保持フランジ６０は、開口部６１を取り囲んで前側部分５６から略垂直に延びる内部棚６２を更に備えている。リム６４は、内部棚６２から延びる。

例示的な実施形態では、面体５０は、圧力調節器（図示せず）、又は陰圧の空気及び陽圧の空気を含む濾過空気、に連結され、これによって、前側部分５６の開口部６１を通して、要求に応じて、呼吸ガスがユーザに供給される。圧力調節器は、内部にダイヤフラムが配置されたハウジングを含むことができるが、このダイヤフラムは、調節器を、面体５０の内部と流体連通する内側チャンバと、周囲環境（通常は周囲圧力である）と流体連通する外側チャンバとに分割する。ダイヤフラムは、入口弁を開閉する作動機構に連結されている。ユーザの呼吸によって、内側チャンバと外側チャンバとの間に圧力差が生じ、これがダイヤフラムの変位を引き起こし、それによって、入口弁を制御する（例えば、開閉する）。その結果、調節器は、プレッシャデマンド形調節器、又は陽圧若しくは陰圧のバルブシステムとすることができる。

１つの非限定的な実施形態では、保持フランジ６０はリマソン形状を有する。したがって、圧力調節器及び／又は呼吸源及びそれに関連するインターフェースは、内部棚６２と、保持フランジ６０のリム６４との不規則な形状によって「鍵付け」することができる。図示のように、リマソン形状及びリム６４の点６８の存在により、保持フランジ６０に非対称性がもたらされ、これによって、面体５０の前側部分５６のインターフェースポートに、圧力調節器を１つの方向にのみ取り付けできることを確実にする。

ここで図２～図４を参照して、マスク１０のフィードバックシステムをより詳細に説明する。図示のように、フィードバックシステム６５は、面体５０の前側部分５６に連結されたディスプレイ装置７０を備え、このディスプレイ装置７０は、以下に更に詳細に説明するように、例えば有線又は無線接続を介してカメラ４８（図１）と通信する。ディスプレイ装置７０は、シャーシ７１及びシャーシカバー７２を備えることができ、この中に形成された各開口を通して前側部分５６を受け入れるように構成されている。一実施形態では、シャーシ７１は、１組のネジによってシャーシカバー７２に連結してもよい。図示のように、シャーシ７１は、前面７４及び上面７５を有する円弧状のフランジ７３を含み、前面７４はレンズ２４に略隣接して配置される（図１及び図２）。シャーシ７１は、シャーシをアイピース７７に回転可能に連結するために、円弧状フランジ７３に連結されたヒンジ７６を更に備える。

図３Ａに最もよく示されているように、シャーシ７１は、前側部分５６のフランジ６０を受け入れる大きさの凹部７８を備えることができる。具体的には、保持フランジ６０の内部棚６２は、凹部７８内に設置されているが、フランジ６０のリム６４は、図示のようにシャーシ７１の開口部から突出してもよい。シャーシ７１は、ディスプレイ装置７０をレンズ２４に取り外し可能に固定するための１組の締結具（例えば、留め金）６７、６９を更に含んでいる。

シャーシ７１は、それを貫通して形成された調節用開口８０を更に含む。調節用開口８０は、シャーシ７１を貫通して延び、シャーシカバー７２のブラケット８２を貫通する対応する開口部８１と略位置合わせされている。調節用開口８０及び開口部８１は、その中に挿入されてアイピース７７の位置を調節するツール（図示せず）の入口を提供するものである。例えば、ツール（例えば、ピン又はロッド）は、アイピース７７と係合して、アイピース７７を、ヒンジ７６のピンによって形成される軸を中心に回転させることができる。これによって、ユーザは、マスク１０を取り外す必要なく、アイピース７７の位置を手動で外から調節することができる。

更に示すように、アイピース７７は、電子回路のカバー８４から延びるシリンダ又はチャンバ８３と、プリント回路基板（ＰＣＢ）８６を内部に収容するように構成された取り外し可能な蓋８５とを含む。ＰＣＢ８６は、視覚的なイメージ及びフィードバックをユーザに提供するためにシリンダ８３内に配置された、光学系８７及びディスプレイ８８（例えば、マイクロディスプレイ）と共に動作する。本明細書で使用するディスプレイ８８としては、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、白熱ランプ、及び／又は他の種類の視覚インジケータが、個別に又は任意の組み合わせで挙げられるが、これらに限定されない。

一実施形態では、ＰＣＢ８６には、以下により詳細に説明するように、第１のデータ通信システム９７が含まれる。アイピース７７には、電池チャンバ９２内に配置された電池コンテナ９１により保持される１つ以上の電池などの電源９０によって、電力を供給してもよい。電池チャンバ９２には、その一端にヒンジ９４によって回動可能に固定された電池ハッチ９３を含むことができる。図示のように、電源９０は、複数のタブ９６Ａ～９６Ｃによって電池チャンバ９２とスナップ嵌め係合が得られるように構成された電池ホルダ９５内に固定されている。電源９０は、シャーシカバー７２内に延びる絶縁配線６６を介して、ディスプレイ装置７０に電力を供給することができる。例示的な実施形態では、電源９０は、顎部分１６（図１Ａ及び図１Ｂ）に近接する領域において、マスク１０の内部、即ち面体５０とレンズ２４との間に配置される。

ここで図１Ａ及び図１Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂ、並びに図６を参照して、フィードバックシステムのカメラ４８について、より詳細に説明する。例示的な実施形態では、カメラ４８は、取付ブラケット９８の有無にかかわらず、接顔体１２及びレンズ２４の外部に連結された赤外線画像カメラである。他の実施形態では、カメラ４８は、接顔体１２及び／又はレンズ２４に直接連結されなくてもよいことが理解されよう。その代わりに、カメラ４８は、レンズ２４及び面体５０の外部、例えば、ヘルメットの上に配置することができ、あるいは、ユーザが着用する胸部ハーネス又はベルトに取り付けてもよい。本明細書の実施形態は、１つの特定のカメラ位置又はカメラタイプに限定されない。

カメラ４８は、ジンバル構造で電子制御装置によってズーム可能であり、ズーム可能なカメラ並びに魚眼レンズカメラの組み合わせを含むことができ、あるいは反射屈折ミラーカメラ、又は、赤外線若しくは紫外線若しくは任意の組み合わせなどの他の好適なカメラシステムとしてもよい。ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）又はマスク内ディスプレイ（ＩＭＤ）の一部として、複数のカメラ及び／又はマイクロホンを使用することができることは理解されよう。更に、他のカメラタイプを使用することができ、本開示は幾何学的形状又はカメラタイプに限定されない。例えば、複数のカメラの代わりに単一の全方位ミラーレンズカメラを使用することができる。カメラは、可視カメラに限定されず、赤外線、紫外線、又はその他、又は任意の組み合わせであってもよい。更に、複数のカメラ及びカメラタイプからのデータは、データの理解及び有用性を高めるために、連結及び／又は整列及び／又は重ね合わせてもよい。

図６に最もよく示されているように、カメラ４８には、１組の締結要素１０４（例えば、ねじ）によって主ハウジング１００に固定された蓋１０２が更に含まれる。一実施形態では、蓋１０２には、電源ボタン１０８を受け入れるためにそこに形成された開口部１０６が含まれる。主ハウジング１００内に配置されたＰＣＢスタック１１０のスイッチ又は接点を作動させるために、電源ボタン１０８をユーザが押下することができる。カメラ４８は、レンズ１１４、レンズガスケット１１６、レンズ保持器１１８、光源１２０（例えばライトパイプ）、及び光源Ｏリング１２２、を含み得るレンズアセンブリ１１２を更に備えている。

例示的な実施形態では、カメラ４８は、ＰＣＢスタック１１０及びレンズアセンブリ１１２に電力を供給するために、電池キャリア１３０内に収容された１つ以上の電池（図示せず）などの内部電源１２８を含んでいる。電池キャリア１３０は、電池ハッチのＯリング１３２、１３４と、その底端部に配置された電池ハッチ１３６とを備える。カメラ４８は、電池とＰＣＢスタック１１０／レンズアセンブリ１１２とを電気的に接続するための電源ケーブル１４０及び電圧ブリッジ１４２を更に備える。カメラ４８はまた、例えば、図７Ａ及び図７Ｂの異なるカメラ角度によって示されるように、マスク１０の略水平な視野面に対して調節可能であってもよい。

例示的な実施形態では、カメラ４８は、ディスプレイ８８（図４）と無線（ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線（ＩＲ）、又は他の好適な無線技術）で通信するように構成される。例えば、ＰＣＢスタック１１０は、アイピース７７のＰＣＢ８６に関する第１のデータ通信システム９７と動作可能な第２のデータ通信システム１１３を含むことができる。一実施形態では、第１のデータ通信システム９７は、限定はしないが、呼吸ガスタンク（図示せず）と流体連通する圧力変換器と、ＰＡＳＳデバイスと、電源９０と、通信技術において既知の有線又は無線の方法でユーザ及び／又は任意の通信システムと通信可能に接続された遠隔測定システムと、を含むさまざまな構成要素からのデータ、あるいは固定式又は可搬式のガス検出デバイスからの情報、を受信することができる。第１のデータ通信システム９７は、構成要素から受信したデータを伝達して、ディスプレイ８８によりユーザに表示される映像出力を生成するが、その非限定的な例を、図８の例示的なディスプレイ出力１２０Ａ～１２０Ｉによって示す。１つの非限定的な実施形態では、ディスプレイ出力１２０Ｂ～１２０Ｄによって示されるように、カメラ４８からキャプチャされた画像に、マスク１０に連結された酸素源に残っている酸素の量などの情報を重ね合わせることができる。他の実施形態では、係る情報には、１）電池の電力レベル、２）マスクのユーザによる使用時間、３）現在の位置情報、４）特定のエリアの他の人々に関する情報、５）地図情報、６）温度情報、及び／又はその他、が含まれ得る。

例示的な実施形態では、カメラ４８によって受信された赤外線画像データは、第２のデータ通信システム１１３によって処理され、第１のデータ通信システム９７に無線送信される。カメラ４８は、第１のデータ通信システム９７に送信されて超音波画像として表示され得る追加のコンピュータ生成画像を提供するために、超音波送受信機を含むか又は組み込んでもよい。カメラ４８は、ユーザが遭遇した環境のＩＲ、可視光画像又は低光画像、超音波画像などの環境情報をキャプチャし、第１のデータ通信システム９７に圧縮形式又は非圧縮形式で送信することができる。

ここで図９Ａ～図１１を参照して、別の実施形態に係る面体装着型フィードバック及び呼吸システムを含む例示的なマスクをより詳細に説明する。図示のように、マスク２１０には、例えばシリコンゴムから製造することができて、ユーザの顔面の周りを密封する後部開口部２１４を含む、接顔体２１２が備えられる。一般に、接顔体２１２には、ユーザの顎領域の周りを密封する顎部分２１６と、ユーザの顔面の各側面の周りを密封する側面部分２１８、２２０と、顎部分２１６の反対側にあってユーザの額部の周りを密封する額部分２２２とが含まれる。接顔体２１２は、その周辺リム又は縁部に沿って延びる密封部材２２８によって、レンズ２２４に取り付けられる。接顔体２１２は、接顔体２１２をユーザが着用するヘッドネット２２３（図１１）に取り付けるための複数の締結具２３０Ａ～２３０Ｎ（例えば、留め金又はバックル）を備えている。マスク２１０は、側面部分２１８に連結されたカメラ２４８を更に備えることができ、その構造及び動作については、以下により詳細に説明する。

マスク２１０は、レンズ２２４の下側部分にある開口を通して形成された１組の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素（図示せず）を受け入れるように構成される。一実施形態では、上記１組の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素は、密封部材２２８に連結される。例えば、マスク２１０は、電力を供給されているか、又は電力を供給されていない濾過式呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）を受け入れることができる。

図示のように、レンズ２２４には、その中に配置された略中央の開口部２４２が含まれる。中央開口部２４２は、レンズ２２４の前端壁２４４に形成し得る。開口部の下方には、レンズ２２４の下部の周りに形成された一体化された底部分２４６がある。この底部分２４６は、前端壁２４４を含むレンズ２２４の形状に略一致するが、この構成は、限定することを意図したものではない。図示のように、底部分２４６には、レンズ２２４の遠位端２５１と略同一平面であってそこから延びる、上縁部２４９が含まれる。底部分２４６の外縁部２５２は、密封部材２２８に連結されてもよい。底部分２４６には、レンズの中央開口部２４２及び面体２５０の開口部２６１と略位置合わせされた半円形の開口部２５４を更に含むことができる。底部分２４６には、１組の対応する開口部２３４を通して形成された１つ以上の呼吸及び／又はフィルタリング構成要素２３２を更に含むことができる。

マスク２１０は、レンズ２２４と接顔体２１２との間に配置された面体２５０を更に含み、面体２５０は、一般に、ユーザの口と鼻を覆うように構成される。例示的な実施形態では、面体２５０は、圧力調節器又は濾過システム（図示せず）に連結されており、これらは必要に応じて、面体２５０の中の開口部２６１を通して、呼吸ガスをユーザに供給する。

マスク２１０は、面体２５０に連結されたディスプレイ装置２７０を更に備えており、このディスプレイ装置２７０は、以下で更に詳細に説明するように、例えば、有線又は無線接続を介してカメラ２４８と通信する。図示のように、ディスプレイ装置２７０は、本体２７２及びアイピース２７７を備えている。例示的な実施形態では、アイピース２７７は、視覚的なイメージ及びフィードバックをユーザに提供するためにアイピース２７７のシリンダ又はチャンバ内に配置された、光学系２８７及びディスプレイ２８８（図９Ｃ）を操作するＰＣＢ（図示せず）を備えている。一実施形態では、ＰＣＢには、第１のデータ通信システム２９７が含まれる。アイピース２７７には、単一又は複数の電源２９０、例えば、一体化された底部分２４６内に配置された１つ以上の電池（図１０）によって電力を供給してもよい。例示的な実施形態では、電源２９０は、レンズ２２４及び面体２５０の外部に配置される。

上記と同様に、カメラ２４８は、接顔体２１２及びレンズ２２４の外部に連結された赤外線画像カメラであってもよい。他の実施形態では、カメラ２４８は、レンズ２２４及び接顔体２１２の外部又は遠隔に配置することができる。例えば、カメラ２４８は、ユーザが着用するヘルメット、胸部ハーネス、又はベルトに取り付けることができる。本明細書の実施形態は、１つの特定のカメラ位置又はカメラタイプに限定されないことが理解されよう。

カメラ２４８は、ジンバル構造で電子制御装置によってズーム可能であり、ズーム可能なカメラ並びに魚眼レンズカメラの組み合わせを含むことができ、あるいは反射屈折ミラーカメラ、又は、赤外線若しくは紫外線若しくは任意の組み合わせなどの他の好適なカメラシステムとしてもよい。ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）又はマスク内ディスプレイ（ＩＭＤ）の一部として、複数のカメラ及び／又はマイクロホンを使用することができることは理解されよう。更に、他のカメラタイプを使用することができ、本開示は幾何学的形状又はカメラタイプに限定されない。

例示的な実施形態では、カメラ２４８は内部電源、例えば１つ以上の電池を備えず、代わりに一体化された底部分２４６内の電源２９０と通信して、電源２９０から電力を受信する。あるいは、カメラ２４８は、第２段の調節器又は濾過式呼吸システム（図示せず）などの外部源から電力を受信する。一実施形態では、図１１に示すように、カメラ２４８は、導管２６０を通って延びる１組のワイヤを介して、電源２９０及び第１のデータ通信システム２９７に電気的に連結される。絶縁され得る導管２６０には、底部分２４６の外縁部２５２から延びる第１部分２６０－Ａと、密封部材２２８に沿ってカメラ２４８に向かって上方に延びる第２部分２６０－Ｂとが含まれる。

例示的な実施形態では、カメラ２４８はまた、導管２６０の配線を介して、ディスプレイ２８８に映像データを伝達する。例えば、カメラ２４８のＰＣＢスタック（図示せず）には、アイピース２７７のＰＣＢに関する第１のデータ通信システム２９７と動作可能な第２のデータ通信システム３１３が含まれ得る。例えば、例示的な実施形態では、カメラ２４８によって受信された赤外線画像データは、第２のデータ通信システム３１３によって処理されて、第１のデータ通信システム２９７に無線で送信される。カメラ４８には、第１のデータ通信システム２９７に送信されて超音波画像として表示され得る、追加のコンピュータ生成画像を提供するために、超音波送受信機を含むか又は組込むことができる。カメラ２４８は、ユーザが遭遇した環境のＩＲ、可視光画像又は低光画像、超音波画像などの環境情報をキャプチャし、第１のデータ通信システム２９７に圧縮形式又は非圧縮形式で送信することができる。

更に、第１のデータ通信システム２９７は、限定はしないが、呼吸ガスタンク（図示せず）と流体連通する圧力変換器と、ＰＡＳＳデバイスと、電源２９０と、通信技術において既知の有線又は無線の方法でユーザ及び／又は任意の通信システムと通信可能に接続された遠隔測定システムと、を含むさまざまな構成要素からのデータを受信することができる。第１のデータ通信システム２９７は、構成要素から受信したデータを伝達して、ディスプレイ２８８によりユーザに表示される映像出力を生成するが、その非限定的な例を、図８の例示的なディスプレイ出力１２０Ａ～１２０Ｉによって示す。

本明細書で説明される第１のデータ通信システム（９７、２９７）及び第２のデータ通信システム（１１３、３１３）の一方又は双方は、マイクロコントローラ、コンピュータシステム、コンピューティングデバイスなどを含み得ることが理解されるであろう。これは、他の多くの汎用又は専用コンピューティングシステム環境又は構成で動作するシステム／サーバを含むことができる。コンピュータシステム／サーバでの使用に好適であり得る周知のコンピューティングシステム、環境、及び／又は構成の例としては、パーソナルコンピュータシステム、サーバコンピュータシステム、シンクライアント、シッククライアント、ハンドヘルド又はラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサに基づくシステム、セットトップボックス、プログラム可能な家電、ネットワークＰＣ、ミニコンシステム、メインフレームコンピュータシステム、及び任意の上述したシステム又はデバイスを含む分散クラウドコンピューティング環境、その他を挙げることができる。

コンピュータシステム／サーバは、コンピュータシステムによって実行されるプログラムモジュールなどのコンピュータシステム実行可能命令の一般的な関連において、説明することができる。一般に、プログラムモジュールとしては、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、ロジック、データ構造などを挙げることができる。コンピュータシステム／サーバは、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散クラウドコンピューティング環境で実施することができる。分散型クラウドコンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含む、ローカルコンピュータシステム記憶媒体及びリモートコンピュータシステム記憶媒体の双方に配置してもよい。

一実施形態では、コンピュータシステム／サーバは、汎用コンピューティングデバイスの形態である。コンピュータシステム／サーバの構成要素としては、１つ以上のプロセッサ又は処理ユニットと、システムメモリと、システムメモリを含むさまざまなシステム構成要素をプロセッサに連結するバスとを挙げることができる。このバスは、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、高速グラフィックポート、及びプロセッサ、又はさまざまなバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバス、を含むいくつかの種類のバス構造のうちの１つ以上を表す。係るアーキテクチャとしては、ＩＳＡ（Industry Standard Architecture）バス、ＭＣＡ（MicroChannel Architecture）バス、ＥＩＳＡ（Enhanced ISA）バス、ＶＥＳＡ（Video Electronics Standards Association）ローカルバス、及びＰＣＩ（Peripheral Component Interconnects）バスを挙げることができる。

コンピュータシステム／サーバは、通常、さまざまなコンピュータシステム可読媒体を備えている。係る媒体は、コンピュータシステム／サーバによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体とすることができ、それは、揮発性及び不揮発性媒体の双方、取り外し可能な及び取り外し不可能な媒体の双方を含む。

システムメモリとしては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又はキャッシュメモリなどの揮発性メモリの形態のコンピュータシステム可読媒体を挙げることができる。コンピュータシステム／サーバは、他の取り外し可能／不可能な、揮発性／不揮発性コンピュータシステム記憶媒体を更に備えることができる。一例にすぎないが、取り外し不可能な不揮発性磁気媒体（図示はしないが、一般的には「ハードドライブ」と呼ばれる）に読み書きするために、ストレージシステムを設けてもよい。図示されていないが、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ又は他の光媒体、などの取り外し可能な不揮発性光ディスクに読み書きするための磁気ディスクドライブを設けてもよい。係る場合、各々は、１つ以上のデータ媒体インターフェースによってバスに接続し得る。以下に更に示して説明するように、メモリとして、本発明の実施形態の機能を実行するように構成された１組（例えば、少なくとも１個）のプログラムモジュールを有する少なくとも１つのプログラム製品を挙げることができる。

１組（例えば、少なくとも１個）のプログラムモジュールを有するプログラム／ユーティリティ、並びに、オペレーティングシステム、１つ以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータは、メモリに記憶することができる。オペレーティングシステム、１つ以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータ、又はそれらのいくつかの組み合わせ、の各々は、ネットワーク環境の実装を備えてもよい。プログラムモジュールは、一般的に本明細書で説明される本発明の実施形態の機能及び／又は方法を実行する。

コンピュータシステム／サーバはまた、ユーザがカメラ及び／又はディスプレイと対話することを可能にする１つ以上の外部デバイスと通信することもできる。係る通信は、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースを介して行うことができる。更に、コンピュータシステム／サーバは、ネットワークアダプタを介して、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、クラウド型ネットワーク、一般的なワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又は公衆ネットワーク（例えば、インターネット）などの１つ以上のネットワークと通信することができる。

前述に基づいて、当業者には、本開示は、幅広い有用性及び適用が可能であることが容易に理解されるであろう。本明細書に具体的に記載されたもの以外の開示の多くの実施形態及び適合、並びに多くの変形、修正、及び同等な構成は、本開示の本質又は範囲から逸脱することなく、本開示及び前述のその説明によって明らかであるか、あるいは十分に示唆されるものである。したがって、本開示はその好ましい実施形態に関連して本明細書で詳細に説明されているが、本開示は単に本発明の開示の例示的かつ典型的なものにすぎず、本開示の十分かつ実現可能な開示を提供する目的でのみ、なされるものと理解されたい。前述の開示は、本開示を限定するか、そうでなければ、係る他の実施形態、適合、変形、修正又は同等な構成を排除するように解釈することを意図するものではなく、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定されるものである。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ記述的な意味でのみ使用され、限定する目的で使用するものではない。

２１０…マスク、２１２…接顔体、２２４…レンズ、２４２…中央開口部、２４８…カメラ、２５０…面体、２７０…ディスプレイ装置、２７７…アイピース、２９０…電源。

Claims (3)

1. マスクの内部に配置された面体と、
   接顔体に連結されて前記面体を覆うレンズと、
   前記レンズと前記面体との間に配置されたフィードバックシステムであって、
   前記面体に連結されたディスプレイ装置と、
   前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源と、
   を含むフィードバックシステムと、
   前記レンズの遠位端から延びる下側部分であって、前記電源は、前記下側部分と前記面体との間に配置される、下側部分と、
   を備え、
   前記ディスプレイ装置は、シャーシカバーに連結されたシャーシであって、前記面体の保持フランジを部分的に取り囲むフランジを含むシャーシを含み、
   前記保持フランジは前記面体の遠位端に設けられ、前記保持フランジは、
   開口部と、
   前記開口部を取り囲む内部棚と、
   前記内部棚から延びるリムと、を含み、
   前記保持フランジの前記開口部は、前記レンズの中央開口部と位置合わせされている、装置。
2. マスクの内部に配置された面体と、
   接顔体に連結されて前記面体を覆うレンズと、
   前記レンズと前記面体との間に配置されたフィードバックシステムであって、
   前記面体に連結され、第１のデータ通信システムを含むディスプレイ装置と、
   前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源と、
   を含む、フィードバックシステムと、
   前記接顔体に連結された前記レンズの外部にあるフィードバックデバイスであって、カメラと、前記ディスプレイ装置とデータを通信するように動作可能な第２のデータ通信システムとを含む、フィードバックデバイスと、
   を備え、
   前記ディスプレイ装置は、シャーシカバーに連結されたシャーシであって、前記面体の保持フランジを部分的に取り囲む円弧状フランジを含むシャーシを含み、
   前記保持フランジは、前記面体の遠位端に設けられ、前記保持フランジは、
   開口部と、
   前記開口部を取り囲む内部棚と、
   前記内部棚から延びるリムと、
   を含み、
   前記保持フランジの前記開口部は、前記レンズの中央開口部と位置合わせされている、マスク内フィードバックシステム。
3. 着用者の鼻及び口を取り囲むように構成された面体と、
   前記面体の周りに延びる接顔体と、
   前記接顔体に連結され、前記面体上に延びるレンズと、
   前記レンズと前記面体との間に配置されたマスク内フィードバックシステムであって、
   前記面体に連結され、第１のデータ通信システムを含むディスプレイ装置と、
   前記ディスプレイ装置に連結され、前記ディスプレイ装置に電力を供給するために前記ディスプレイ装置に電気的に接続されている電源であって、前記レンズの遠位端と前記面体との間に配置される電源と、
   を含むマスク内フィードバックシステムと、
   前記接顔体に連結された前記レンズの外部にあるフィードバックデバイスであって、カメラと、前記ディスプレイ装置とデータを通信するように動作可能な第２の通信システムと、を含むフィードバックデバイスと、
   を備え、
   前記ディスプレイ装置は、シャーシカバーに連結されたシャーシであって、前記面体の保持フランジを部分的に取り囲むフランジを含むシャーシを含み、
   前記保持フランジは前記面体の遠位端に設けられ、前記保持フランジは、
   開口部と、
   前記開口部を取り囲む内部棚と、
   前記内部棚から延びるリムと、を含み、
   前記保持フランジの前記開口部は、前記レンズの中央開口部と位置合わせされている、マスク。

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