KR20230054408A

KR20230054408A - 호흡 장치를 위한 조명

Info

Publication number: KR20230054408A
Application number: KR1020237009101A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 에드워드 앨런; 다린 퍼거슨; 마크 윈십
Original assignee: 드래거 세이프티 유케이 리미티드
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-04-24
Also published as: US20230271035A1; WO2022038267A1; GB2598135A; GB202012997D0; GB2598135B; EP4200030A1; CN115884815A

Abstract

조명 시스템을 포함하는 호흡 장치가 개시된다. 수직 및 수평 방향으로 비추고 결정된 상태 조건이 정상 상태 조건이면 제1 조명 패턴으로, 결정된 상태 조건이 경보 상태 조건이면 제2 조명 패턴으로 비추도록 조명 모듈이 제공된다.

Description

호흡 장치를 위한 조명

본 발명은 호흡 장치를 위한 조명에 관한 것이다.

자급식 호흡 장치와 같은, 호흡 장치는 일반적으로 호흡 가스의 용기를 지지하고 어깨 끈과 허리 벨트로 사용자의 등에 착용되는 웨어러블 백플레이트(wearable backplate)를 포함한다. 최신 호흡 장치에는 다른 전자 시스템 중에서, 통신 장치, 원격 측정(telemetry), 조명, 카메라, 센서와 같은 온보드(on-board) 전자 장치가 있을 수 있다. 이러한 전자 시스템은 예를 들어 백플레이트 상에 제공된 온보드 배터리로 전원을 공급받을 수 있다.

호흡 장치의 백플레이트에 있는 조명은 일반적으로 착용자의 주변을 비추는 데 사용되지 않으며 대신 다른 팀 구성원에게 경보 상황(예: 착용자의 기압 저하 또는 무력화)을 나타내는 데 사용된다. 하지만, 현재 호흡 장치를 위한 조명 솔루션은 특정 시나리오(예: 짙은 연기 속에서, 또는 착용자가 직접 시야에 있지 않은 경우)에서 보이지 않거나 충분히 눈에 띄지 않거나, 또는 착용자의 상태에 관한 충분한 정보를 제공하지 못할 수 있다.

따라서, 호흡 장치를 위한 조명 시스템의 개선이 바람직할 수 있음을 이해해야 한다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

본 개시의 일 측면에 따르면, 사용자의 등에서 지지되도록 구성되는 종방향(longitudinally) 연장 프레임을 포함하는 웨어러블 백플레이트를 포함하는 호흡 장치가 제공된다. 프레임은 호흡 가스 실린더를 지지하기 위한 실린더 지지대를 포함하고, 및 사용 시 사용자의 어깨에 근접하게 배열되도록 구성되는 상단부(upper end) 및 사용 시 사용자의 등 아래 부분 또는 허리 근처에 배열되도록 구성되는 하단부(lower end)를 갖는다. 백플레이트는 실린더 지지대의 대향(opposing) 측면 상에 있는 제1 및 제2 조명 모듈을 포함한다. 조명 모듈은 백플레이트의 상단부를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 수직 조명 어레이 및/또는 백플레이트에 수직으로 광을 투사하도록 구성되는 수평 조명 어레이를 포함한다. 호흡 장치는 호흡 장치 및/또는 사용자의 상태를 나타내는 데이터를 수신하고; 호흡 장치 및/또는 사용자의 상태 조건을 결정하고; 및 조명 모듈을 결정된 상태 조건이 정상 상태 조건인 경우 제1 조명 패턴; 및 결정된 상태 조건이 경고 상태 조건인 경우 제2 조명 패턴;으로 비추도록 제어하게 구성되는 제어기를 더 포함한다.

광은 일반적으로 수직 또는 수평 방향으로 연장되는 제한된 팬(fan), 아크(arc), 또는 원뿔(cone)에서 수직 및 수평 조명 어레이에 의해 방출될 수 있음을 이해해야 한다. 프레임은 예를 들어 사다리형 배열로, 그 사이에 연장되는 하나 이상의 교차 요소를 갖는 하나 이상의 일반적으로 종방향으로 연장되는 받침대를 포함할 수 있다. 조명 어레이는 각각의 방향으로 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 발광 구성요소(light emitting components)의 구성이라는 것을 추가로 이해해야 한다. 일부 예에서, 발광 구성요소의 단일 구성은 두 어레이를 모두 제공할 수 있고, (일부 예에서, 어레이가 별도의 조명 구성요소를 포함할 수 있을지라도) 별도의 조명 요소가 두 어레이 내에 반드시 필요한 것은 아니다.

제1 및 제2조명 패턴은 독특한 조명 패턴이 될 것이다. 조명 패턴은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (일정하거나 변화하는 주파수의) 깜박이는 비춤(illumination), 연속 비춤, 다양한 색상의 조명의 사용, 조명 모듈/어레이를 특정 순서로 조명. 상이한 상태를 나타내기 위해 상이한 조명 패턴을 사용하면 관찰자에게 사용자 및/또는 호흡 장치의 현재 상태의 명확한 표시를 제공할 수 있다.

제1 및 제2 조명 모듈은 프레임의 하단부에 근접하게 배열될 수 있다. 조명 모듈은 사용 시 실린더 지지대 아래, 또는 실린더 아래에 배열될 수 있다. '아래'에 대해 조명 모듈이 실린더 또는 실린더 지지대보다 백플레이트의 하단에 더 가깝다는 것을 이해해야 한다.

제1 및 제2 조명 모듈은 백플레이트의 상단부를 향해 주로 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 수직 조명 어레이 및 백플레이트에 주로 수직으로 광을 투사하도록 구성되는 수평 조명 어레이를 모두 포함한다.

제1 및 제2 조명 모듈은 백플레이트의 상단부를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 수직 조명 어레이 및 백플레이트에 수직으로 광을 투사하도록 구성되는 수평 조명 어레이를 모두 포함한다.

웨어러블 백플레이트는 하나 이상의 조명 모듈, 제어기, 및 배터리를 포함하는 전자 모듈을 더 포함할 수 있다. 전자 모듈은 백플레이트의 하단부에 근접하게 배열될 수 있다. 전자 모듈은 제거 가능한 모듈일 수 있다.

백플레이트의 하단부에 근접한 조명 모듈 및/또는 전자 모듈과 같은, 전자 구성요소의 일부 또는 전부를 제공함으로써, 조명 모듈은 감소된 전자 케이블링(cabling)을 필요로 할 수 있는, 다른 전자 장치에 더 가까울 수 있고, 사용자의 척추의 베이스(base)에 온보드 전자 장치의 무게를 통합(consolidate)하는데 도움이 될 수 있다. 호흡 장치의 더 낮은 무게 중심(centre of gravity)은 사용자에 대한 전체 부하, 또는 사용자에 대한 인지된 부하의 무게를 감소시킬 수 있다.

수직 조명 어레이 및/또는 수평 조명 어레이 각각은 상이한 색상의 광을 방출하기 위한 2개 이상의 상이한 색상의 조명 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 색상 및 제2 색상은 상태 표시의 개선된 세분성(granularity)을 위한 상이한 조명 패턴에 추가하여, 상이한 상태 또는 상이한 조건을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 3개의 상이한 색상의 조명 요소가 상태 표시의 추가 세분성을 위해 각각의 어레이 내에 제공될 수 있다.

수직 조명 어레이는 광 지향 수단(light directing means)을 포함할 수 있다. 광 지향 수단은 광 파이프를 포함할 수 있다. 수직 조명 어레이 광 지향 수단은 백플레이트의 상단부를 향해 주로 종방향으로 광을 투사하도록 구성될 수 있다. 수직 조명 어레이는 백플레이트의 상단부를 향해 종방향으로 조명 요소로부터의 광을 지향시키기 위한 광 파이프를 포함할 수 있다. 조명 요소는 효율적으로 배열될 수 있고 광 파이프 또는 파이프들은 방출된 광을 지향시키거나 집중(focus)시킬 수 있다.

수평 조명 어레이는 광 지향 수단을 포함할 수 있다. 수평 조명 어레이 광 지향 수단은 백플레이트에 주로 수직으로 광을 투사하도록 구성될 수 있다.

웨어러블 백플레이트 상에 하나 이상의 종방향으로 연장되는 반사 요소가 제공될 수 있다. 일부 예에서, 제1 및 제2 반사 요소는 수직 조명 어레이에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하기 위해 실린더 지지대의 대향 측면 상에 제공될 수 있다. 반사 요소는 프레임의 종방향 연장 받침대 상에 제공될 수 있다.

웨어러블 백플레이트는 사용 시 사용자의 등을 오버레이(overlay)하도록 구성되는 사용자 대향 면, 및 사용 시 사용자의 등으로부터 멀리 향하도록 구성되는 외향 면을 가질 수 있다. 조명 모듈은 백플레이트의 외향 면으로부터 돌출될 수 있다.

조명 모듈은 웨어러블 백플레이트 내의 개구를 통해 연장되어 그것으로부터 돌출될 수 있다.

각각의 조명 모듈은 일부 방향에서 조명 모듈에 의한 광의 투사를 차단하도록 구성되는 주변 차단 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계를 이룰 수 있다.

조명 모듈이 백플레이트의 상단부를 향해 실질적으로 종방향으로 및 백플레이트의 외향 면에 실질적으로 수직으로 광을 투사하게 구성되도록 주변 차단 벽이 조명 모듈의 하부 측면과 좌우 측면 주위로 연장될 수 있다.

차단 벽은 광의 하향 및 좌우 측방의 투사를 적어도 부분적으로 차단할 수 있다.

호흡 장치는 실린더 지지대 상에 배열된 호흡 가스 실린더를 더 포함할 수 있다. 조명 모듈에 의해 방출된 광을 반사하기 위해 하나 이상의 반사 요소가 호흡 가스 실린더 상에 또는 호흡 가스 실린더용 커버 상에 제공될 수 있다.

제1 및 제2 반사 실린더 요소는 상기 수직 조명 어레이에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하기 위해 호흡 가스 실린더 또는 커버의 대향 측면 상에 제공될 수 있다. 일부 예에서, 반사 실린더 요소는 호흡 가스 실린더 또는 커버의 측면을 따라 종방향으로 연장될 수 있다.

제2측면에 따르면, 사용자의 등에서 지지되도록 구성되는 종방향 연장 프레임을 포함하는 웨어러블 백플레이트를 포함하는 호흡 장치가 제공된다. 프레임은 호흡 가스 실린더를 지지하기 위한 실린더 지지대를 포함하고, 및 사용 시 사용자의 어깨에 근접하게 배열되도록 구성되는 상단부 및 사용 시 사용자의 등 아래 부분 또는 허리 근처에 배열되도록 구성되는 하단부를 갖는다. 백플레이트는 백플레이트의 상단부를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 조명 요소 및 방향 센서를 더 포함한다. 호흡 장치는 방향 센서로부터 데이터를 수신하고 백플레이트의 방향을 결정하고 웨어러블 백플레이트가 실질적으로 수평 방향인 것으로 결정되면 조명 요소를 비추도록 구성되는 제어기를 더 포함한다.

조명 요소로부터 수평 방향으로 방출되는 광은 백색 광일 수 있다. 조명은 수평인 동안 실질적으로 연속적으로 비춰질 수 있다. 이는 향상된 가시성을 제공하기 위해 사용자가 기어가거나(crawling) 몸을 구부릴 때(bent over) '헤드라이트 효과(headlight effect)'를 줄 수 있다. 수평일 때만 비춤으로써, '헤드라이트'가 필요하지 않을 때 배터리 전원이 보존될 수 있다. 조명 요소는 또한 사용자 또는 장치 상태를 계속 표시하기 위해, 예를 들어 전술한 제1 측면에 대해 설명된 바와 같이, 수평 위치에서 비춰지는 동안, 다른 색상으로 간헐적으로(intermittently) 깜박일 수 있다.

명세서에서 노력의 불필요한 중복 및 텍스트의 반복을 피하기 위해, 특정 특징은 본 발명의 하나 또는 여러 측면 또는 실시예와 관련하여 설명된다. 하지만, 기술적으로 가능한 경우, 본 발명의 임의의 측면 또는 실시예와 관련하여 설명된 특징이 본 발명의 임의의 다른 측면 또는 실시예와 함께 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.

특히, 제1 및 제2 측면 중 하나 또는 둘 모두는 동일한 백플레이트 또는 호흡 장치로 구현될 수 있다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 그리고 그것이 어떻게 실행될 수 있는지를 더 명확하게 보여주기 위해, 이제 예를 들어 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도 1은 웨어러블 백플레이트를 포함하는 호흡 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 백플레이트의 측면도이다.
도 3은 도 2의 백플레이트의 정면도이다. 및
도 4는 도 2 및 도 3의 백플레이트의 평면도이다.
도 5는 도 2 내지 도 4의 백플레이트의 배면도이다.
도 6A 및 도 6B는 광 파이프가 없거나 있는, 백플레이트의 조명 모듈의 상세도를 도시한다. 및
도 7은 도 4에 도시된 평면 A-A를 따른, 조명 모듈 및 백플레이트의 상세한 단면도를 도시한다.

도 1은 호흡 장치(1)를 도시한다. 호흡 장치(1)는 웨어러블 백플레이트(10), 특히 어깨 끈(12)과 허리 벨트(13)로 사용자의 등에 지지되도록 구성된 백플레이트(10)를 포함한다. 백플레이트(12)는 일반적으로 종방향으로 연장되는 프레임(14)을 포함한다. 프레임(14)은 호흡 가스 실린더(16)가 백플레이트에 고정되도록, 중앙에 위치된 실린더 지지대(18) 상에 호흡 가스 실린더(16)(실린더 밸브(22)를 가짐)를 지지하도록 구성된다. 실린더 지지대(18)는 지지 스트랩(20)과 실린더 크래들(28)을 포함한다.

백플레이트(10)는 이해의 편의를 위해 어깨 끈(12)과 허리 벨트(13) 없이, 도 2 내지 도 5에 보다 상세히 도시되어 있다. 관찰할 수 있는 바와 같이, 백플레이트(10)의 프레임(14)은 백플레이트(10)의 좌측 및 우측 측면 상에 2개의 종방향으로 연장되는 받침대(24, stanchions)를 포함한다. "종방향으로 연장"은 문제의 부품(the part in question)이 가늘고, 가장 긴 치수가 "종방향" 방향임을 의미한다는 것을 이해해야 한다. 백플레이트(10) 및 프레임(14) 또한 종방향으로 연장되며, 그 폭보다 상당히 더 긴 길이를 갖는다. 사용 시, 스트랩(12)과 허리 벨트(13)가 사용자에 의해 착용될 때, 백플레이트(10), 및 따라서 프레임(14)은 오버레이되고 착용자의 등에 지지되도록 구성된다. 호흡 장치(1)가 사용자에 의해 착용될 때, 프레임(14)(및 따라서 실린더(16))은 일반적으로 수직으로, 그리고 사용자의 척추의 연장에 대략 평행하게 연장된다.

프레임(14)은 또한 받침대(24) 사이에서 측면으로 연장되고 실린더(16)가 놓이는 실린더 크래들(28)을 포함하는, 교차 요소(26)를 포함한다. 실린더 크래들(28)은 (크래들(28)에 대해 실린더를 압박하는) 지지 스트랩(20)과 함께, 실린더 지지대(18)의 일부를 형성하고 실린더(16) 및 그 밸브(22)를 정확하게 위치시킨다.

백플레이트(10)는 상단부(30)와 하단부(32) 사이에서 연장된다. 상단부(30)는 어깨끈(12)의 상단부가 상단부(30)에 고정됨에 따라, 사용 시 사용자의 어깨에 근접하게 배치되도록 구성된다. 하단부(32)는 허리 벨트(13)가 하단부(32)에서 백플레이트(10)에 고정됨에 따라, 사용 시 사용자의 등 아래 부분 또는 허리에 근접하게 배열되도록 구성된다. 백플레이트(10)가 일반적으로 사용자의 등에 대해 수직으로 연장되는 정상적인 사용에서의 상단부 및 하단부가 여기에서 설명된다는 것을 이해해야 한다. 그러한 정상적인 사용에서, 상단부(30)는 하단부(32) 위에 수직으로 있을 것이라는 것을 이해할 것이다. 다른 방향에서, 백플레이트(10)의 상단부 및 하단부는 상이한 상대 위치에 배열될 수 있다.

도 5에는, 백플레이트(10)의 후면이 도시되어 있다. 사용 시, 백플레이트(10)의 이 면은 사용자의 등을 오버레이할 것이다. 백플레이트의 하단부에서, 전자 모듈(34)은 백플레이트(10)의 후면 내에 있는 오목부 내에 배열된다. 전자 모듈(34)은 제어기, 다양한 센서, 및 조명 모듈과 같은 백플레이트(10)용 온보드 전자 장치의 대부분을 수용하며, 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다. 전자 모듈(34)은 제거될 수 있도록, 볼트와 같은, 제거 가능한 고정 장치로 백플레이트(10)에 부착된다. 따라서, 동일한 백플레이트(10)는 백플레이트(10)가 전자 모듈(34)을 포함하는 전자 구성, 또는 전자 모듈(34)이 사용되지 않는 소위 '기계적' 구성으로 사용되거나 판매될 수 있다. 백플레이트(10)의 전자 구성요소의 대부분을 백플레이트의 아래쪽에 위치시키고 사용 시 사용자의 허리에 가까운 소형 전자 모듈(34)에 위치시킴으로써, 사용자의 부담이 줄어들고 필요한 배선(cabling) 등의 양이 최소화된다.

도 6A, 도 6B 및 도 7을 참조하여, 백플레이트(10)의 조명 시스템이 이제 더 상세히 설명될 것이다.

도 3을 참조하면, 백플레이트는 제1 및 제2 조명 모듈(36a, 36b)을 포함한다. 조명 모듈(36)은 백플레이트(10)의 대향 측면 상에, 및 특히 실린더 지지대(18)의 대향 측면 상에 제공된다. 조명 모듈(36a)은 좌측 상에 배열되고 조명 모듈(36b)은 우측 상에 배열된다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 조명 모듈(36)은 프레임(14)의 하단부(32)에 근접하게 배열된다. 이 예에서, 조명 모듈(36)은 실린더 지지대 아래, 또는 사용 시의 압력 볼륨 실린더(pressure volume cylinder) 아래에 배열된다. '아래'에 대해 조명 모듈이 실린더(16) 또는 실린더 지지대(18)보다 백플레이트의 하단에 더 가깝다는 것을 이해해야 한다.

백플레이트의 사용자 대향 면(38)은 사용 시 사용자의 등을 오버레이하도록 구성된 도 5에서 볼 수 있고, 백플레이트의 외향 면(40)은 사용 시 사용자의 등으로부터 멀리 향하도록 구성된 도 3에서 볼 수 있다. 조명 모듈(36)은 외향 면(40)에 배열되고, 이 예에서는 백플레이트(10)의 외향 면(40)으로부터 돌출된다. 백플레이트(10)로부터 돌출함으로써, 조명 모듈(36)은 백플레이트(10)의 평면에 일반적으로 평행한 방향(즉, 옆으로, 위아래)으로 조명하는 데 더 효과적일 수 있다.

도 6A 및 도 7을 참조하면, 각각의 조명 모듈(36)은 백플레이트(10)의 상단부(30)를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성된 수직 조명 어레이(42) 및 백플레이트에 수직으로(즉, 외향 면(40)에 수직으로) 광을 투사하도록 구성된 수평 조명 어레이(44)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수직 조명 어레이(42)는 백플레이트(10) 위에 그리고 중요하게는, 백플레이트(10)의 상단부(32)를 넘어 일반적으로 종방향으로 수직인 광 아크(48, light arc)로 광을 투사하도록 구성된다. 수직 조명 어레이(42)는 많은 방향으로 광을 내지만(cast) 조명 모듈(36)의 구성은 수직 조명 어레이(42)에 의해 내어진 대부분의 광이 일반적으로 위쪽 종방향으로 지향되도록 되어 있음을 이해해야 한다.

수평 조명 어레이(44)는 백플레이트(10)의 외향 면(40)으로부터 수평으로 일반적으로 수평인 광 아크(50)로 광을 투사하도록 구성된다. 수평 조명 어레이(44)는 많은 방향으로 광을 내지만 조명 모듈(36)의 구성은 수평 조명 어레이(44)에 의해 내어진 대부분의 광이 일반적으로 수평 방향으로 지향되도록 되어 있음을 이해해야 한다.

조명 모듈(36)로부터의 지향된(directed) 수직 및 수평 조명은 백플레이트(10)에 대한 직접적인 조준선(line of sight)이 없을 때에도 많은 각도에서 볼 수 있는 매우 눈에 띄는(conspicuous) 조명 어레이를 제공한다.

백플레이트(10), 또는 그것의 일부가 직접적인 조준선에 있을 때, 수평 조명 어레이(44)로부터의 광은 조명 모듈(36)이 직접 보일 것이기 때문에 관찰자에게 보일 것이다. 또한, 조명 모듈(36) 위에 있는 백플레이트(10)의 구성요소는 백플레이트(10) 자체가 비춰지는 것처럼 보이도록 수직 조명 어레이(42)에 의해 백플레이트(10) 위로 내어진 광의 일부를 반사할 것이다. 따라서, 조명 모듈(36)에 대한 직접적인 조준선이 가려지더라도, 백플레이트(10) 자체가 적어도 부분적으로 비춰질 것이기 때문에 조명 효과는 관찰자에게 여전히 인지될 수 있을 것이다. 또한, 전체 백플레이트(10)와 사용자가 가려지더라도, 예를 들어 관찰자와 백플레이트 사용자 사이에 큰 물체가 있는 경우, 백플레이트(10) 위의 천장이 보이는 한 조명은 여전히 볼 수 있다. 수직 조명 어레이(42)가 백플레이트(10)를 지나 수직으로 광을 내기 때문에, 백플레이트(10) 및 사용자 위의 임의의 천장 또는 물체 또한 비춰질 것이다. 따라서, 백플레이트(10) 또는 사용자 위의 물체가 직접적으로 보이는 한, 백플레이트 상의 조명은 관측자에게 보일 수 있고 매우 눈에 띌 것이다.

조명 어레이(42, 44)로부터의 지향된 조명을 달성하기 위한 다양한 방법이 있음을 이해해야 한다. 이 예에서는, 특정 구성이 사용된다.

각각의 조명 모듈(36)은 조명 어레이(42, 44)를 수용하고 보호하는 투명 또는 반투명 커버(37)를 포함한다. 이 예에서, 커버(37)는 조명 모듈(36)의 내부 구성을 명확하게 볼 수 있도록 투명하게 도시된다.

각각의 조명 모듈(36)은 일부 방향에서 조명 모듈(36)에 의한 광의 투사를 차단하도록 구성된 주변 차단 벽(47)과 경계를 이룬다(border). 이 예에서, 주변 차단 벽(47)은 조명 모듈(36)의 좌측, 우측 및 하부 측면 주위로 연장되는 반면, 조명 모듈(36)의 상부 측면 및 전방 표면은 가려지지 않게 한다. 따라서, 차단 벽(47)은 조명 모듈(36)에 의한 광의 직접 측방향(즉, 좌우) 및 하향 투사를 실질적으로 방지한다. 이러한 구성은 수직 및 수평 조명 아크(48, 50)에서 조명 어레이(42, 44)에 의해 방출된 광을 집중시키는 것을 돕는다.

도 6A는 좌측 조명 모듈(36a)의 평면도를 도시한다. 도 6A에서, 조명 어레이(42, 44)를 쉽게 관찰할 수 있도록 광 파이프(45)가 생략되어 있다. 도 6B에서, 광 파이프(45)는 그 동작을 설명할 수 있도록 도시되어 있다.

수직 및 수평 조명 어레이 모두 발광 다이오드(52) 형태의, 3개의 조명 요소(52)를 포함한다. LED(52)는 3개씩 2개의 행으로 배열되며, 상부 3개(52a)는 수평 조명 어레이(44)를 형성하고 하부 3개(52b)는 수직 조명 어레이(42)를 형성한다. 두 어레이 내의 LED(52)는 측면 방향으로 약간 엇갈려 있다(stagger). 도 6B에 도시된 바와 같이, 광 파이프(45)는 수직 조명 어레이를 형성하는 LED(52b)를 정확하게 오버레이하는 3개의 '핑거(fingers)'(45a)를 포함한다. 광 파이프(45)의 핑거(45a)는 수직으로 지향되어, 수직 조명 어레이의 LED(52b)에 의해 방출된 광이 핑거(45a)에 들어가고 수직 조명 아크(48)를 형성하도록, 도 6B의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 수직으로 투사되기 위해 핑거(45a)에 의해 내부적으로 반사된다.

수평 조명 어레이(44)의 LED(52a)가 수직 조명 어레이(42)의 그것으로부터 횡방향으로 엇갈리기 때문에, 광 파이프(45)의 핑거(45a)는 LED(52a)를 직접 오버레이하지 않고, LED(52)는 핑거들(45a) 사이의 갭(gaps)에서 광을 방출하도록 배열된다. 따라서, 수평 어레이(44)의 LED(52a)에 의해 방출된 광의 대부분은 광 파이프(45)에 의해 방향이 변경(re-directed)되지 않고 수평 조명 아크(50)에서 수평으로 낸다. 조명 어레이(42, 44) 모두에 의해 방출된 광 중 일부는 수직 및 수평 조명 아크(48, 50) 모두를 비추는 역할을 하지만, 각각의 어레이(42, 44)는 개별 조명 아크에 대해 대부분의 광을 제공한다는 것을 이해해야 한다.

전술한 바와 같이, 호흡 장치(1)는 제어기(46)를 더 포함한다. 이 예에서, 제어기(46)는 백플레이트(10) 상의 전자 모듈(34) 내에 포함된다. 하지만, 다른 예에서, 제어기는 유선 또는 무선 방식으로 백플레이트에 연결되거나 다른 방식으로 호흡 장치(1) 및 조명 모듈과 연관되는 PASS 장치에 제공될 수 있다.

제어기(46)는 백플레이트(10) 및/또는 사용자에 관한 상태 표시 정보를 감지하는 하나 이상의 센서(49)와 통신한다. 예를 들어, 센서는 실린더(16) 내의 압력을 나타내는 압력 센서, 사용자가 움직이는지 여부를 나타내는 모션 센서, 사용자의 생리학적 상태를 나타내는 생리학적 센서(심박수, 호흡수 센서 등), 온도 센서, 배터리 수준 센서, 사용자가 활성화시킬 수 있는 '패닉 버튼', 방향 센서 등을 포함할 수 있다. 센서 또는 센서들은 호흡 장치(1) 및/또는 사용자의 상태를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된다는 것을 이해해야 한다.

제어기(46)는 호흡 장치 및/또는 사용자의 상태를 나타내는 적어도 하나의 센서(49)로부터 데이터를 수신하도록 구성된다. 제어기(46)는 그 다음 호흡 장치 및/또는 사용자의 상태 조건을 결정하기 위해 수신된 데이터를 분석한다. 그 다음, 제어기(46)는 결정된 상태를 나타내는 조명 패턴으로 비추도록 조명 모듈(36)을 제어한다. 적어도 2개의 조명 패턴이 있다: 결정된 상태 조건이 정상 상태 조건인 경우의 제1 조명 패턴 및 결정된 상태 조건이 경보 상태 조건인 경우의 제2 조명 패턴. 조명 시스템이 정상 상태를 나타내는 것이 중요하고, 이는 사용자가 안전하고 건강하다(well)는 것을 다른 직원(personnel)에게 안심(reassurance)을 줄 수 있고, 직원의 팀에 의해 보다 효율적이고 자신 있는 작업이 가능하도록 할 수 있기 때문이다.

'정상' 상태 조건은 호흡 장치(1) 및/또는 사용자가 허용 가능하게(acceptably) 기능하고 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 정상 상태 조건은 실린더(16) 내에 잔여 호흡 가스의 허용 가능한 수준 및 사용자의 생리학적 상태가 허용 가능한 한계 내에 있는 것일 수 있다.

'경고' 상태 조건은 다른 서비스 직원이 사용자의 상태에 대해 경고를 받아야 하도록, 호흡 장치(1) 및/또는 사용자가 허용 가능한 한계를 벗어나서 기능하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 경고 상태 조건은 실린더(16) 내에 잔여 호흡 가스의 허용할 수 없는 수준 및/또는 사용자의 생리학적 상태가 허용 가능한 한계를 벗어나는 것일 수 있다.

일부 예에서, 상태 조건의 추가 세분성이 있을 수 있다. 예를 들어, 경보 상태 조건은 '사전 경보(pre-alert)' 조건과 '완전 경보(full alert)' 조건으로 더 분할될 수 있으며, 여기서 사전 경보는 허용할 수 없는 상태로의 임박한(imminent) 변화를 나타내고(예를 들어, 낮지만 심각하게 낮지는 않은 잔여 호흡 가스), 완전 경보는 허용할 수 없는 상태를 나타낸다(예를 들어, 매우 낮은 잔여 호흡 가스). 상이한 결정된 상태 조건에 대해 상이한 조명 패턴이 제공될 수 있다.

다양한 상이한 상태의 통신을 가능하게 하기 위해, 수직 조명 어레이(42) 및 수평 조명 어레이(44)는 각각 상이한 색상의 광을 방출하기 위한 2개 이상의 상이한 색상의 조명 요소, 이 예에서는 청색, 황색 및 적색 조명 요소를 포함한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 상이한 조명 패턴은 상이한 상태를 나타내거나, 상태 표시의 개선된 세분성을 위한 상이한 조건을 나타내기 위해 상이한 색상 조명 및/또는 상이한 조명 시퀀스 모두를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 팀 리더와 같은, 특정 사용자를 나타내기 위해 독특한 조명 패턴이 사용될 수 있다.

또한, 하나 이상의 측정 변수에 대한 정상, 및 다른 측정 변수에 대한 경고를 포함할 수 있는, 동시에 발생하는(concurrent) 상태 표시를 나타내기 위해 상이한 조명 패턴이 결합될 수 있다. 예를 들어, 깜박이는 청색 조명은 허용 가능한 잔여 호흡 가스를 나타낼 수 있고, 깜박이는 황색 조명은 낮은 호흡 가스를 나타낼 수 있으며, 깜박이는 적색 조명은 사용자의 과도한 심박수를 나타낼 수 있다. 청색과 적색 조명이 번갈아 깜박이는 것은 동시에 허용 가능한 잔여 가스(정상)가 있지만 과도한 심박수(경고)를 나타내는 반면, 황색과 적색 조명이 번갈아 깜박이는 것은 낮은 호흡 가스(경고)와 과도한 심박수(경고) 둘 다를 나타내기 위해, 이러한 상이한 표시들이 결합될 수 있다.

대안적으로, 예를 들어 (잔여 호흡 가스와 같은) 하나의 상태만 결정되는 경우, 조명 패턴은 단순함을 위해 상호 배타적일 수 있다. 예를 들어, 깜빡이는 청색 조명은 허용 가능한 잔여 호흡 가스를 나타낼 수 있고, 깜빡이는 황색 조명은 낮은 호흡 가스를 나타낼 수 있으며, 깜빡이는 적색 조명은 매우 낮은 호흡 가스를 나타낼 수 있다. 따라서 이러한 상태는 동시에 발생하지 않으며 관찰자에 의해 더 쉽게 이해되고 구별될 수 있다.

이 예에서, 조명 모듈은 전자 모듈(34)과 일체로 형성된다. 조명 모듈(36)은 전자 모듈(34)로부터 돌출되고 백플레이트(10) 내의 개구(54, apertures)를 통해 연장되어 백플레이트(10)의 외향 면(40)으로부터 돌출된다. 개구(54)는 전술한 바와 같이 주변 차단벽(47)에 의해 부분적으로 둘러싸여 있다.

이 예에서, 조명의 가시성을 더욱 향상시키기 위해, 다양한 추가 구성요소가 제공된다. 종방향으로 연장되는 반사 요소(56)가 백플레이트 상에 제공된다. 반사 요소는 수직 조명 어레이(42)에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하도록 실린더 지지체의 대향 측면 상에, 특히 받침대(24) 상에 제공된다. 또한, 반사 실린더 요소(58)는 수직 조명 어레이(42)에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하도록 호흡 장치의 대향 측면에 제공된다. 이 예에서, 반사 실린더 요소(58)는 호흡 가스 실린더(16)의 측면을 따라 종방향으로 연장된다. 일부 국가에서는, 실린더 커버 또는 슬리브(sleeve)가 사용될 수 있고, 따라서 반사 실린더 요소(58)는 대안적으로 또는 추가적으로 실린더 커버 또는 슬리브 상에 제공될 수 있다.

백플레이트의 추가 특징이 이제 설명될 것이다. 이 특징은 위에서 설명한 조명 시스템에 추가로 제공되거나, 별도로 제공될 수 있음을 이해해야 한다.

백플레이트는 전술한 바와 같이 센서(48)를 포함한다. 이 예에서, 방향 센서(60)가 제공된다. 제어기(46)는 방향 센서(60)로부터 데이터를 수신하고 백플레이트의 방향을 결정하고, 웨어러블 백플레이트가 실질적으로 수평 방향에 있다고 결정되면 수직 조명 어레이(42)를 비추도록 구성된다.

조명 요소로부터 수평 방향으로 방출되는 광은 예를 들어 조합된 백색 광 색상을 제공하기 위해 3개의 LED(52b) 모두를 비춤으로써 제공되는, 백색 광일 수 있다. 조명 어레이(42)는 수평인 동안 실질적으로 연속적으로 비춰질 수 있다. 이는 사용자가 백플레이트(10)를 착용한 채 기어가거나(crawling) 구부릴 때(bent over) '헤드라이트 효과'를 줄 수 있으며, 이는 사용자의 전방 환경의 향상된 가시성을 제공할 수 있다. 백플레이트(10)가 수평 위치에 있을 때, 수직 조명 어레이(42)가 그 다음 실제로 광을 전방 방향으로 지향시킨다는 것을 이해해야 한다. 수평일 때만 비춤으로써, '헤드라이트'가 필요하지 않을 때 배터리 전원이 보존될 수 있다. 조명 어레이(42, 44)는 또한 수평 위치에서 비춰지는 동안, 사용자 또는 장치 상태를 계속 표시하기 위해, 전술한 바와 같이 상태 표시 광 패턴으로 계속 비출 수 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같은 조명 시스템을 제공함으로써, 배터리 전력 소비율을 크게 증가시키지 않으면서 개선된 조명 및 상태 표시가 달성될 수 있다. 백플레이트의 하단의 특정 위치에 조명 모듈을 제공하고 광을 효과적으로 지향시킴으로써, 더 적은 수의 조명 모듈이 백플레이트 자체와 백플레이트 위의 물체를 모두 비출 수 있음을 이해해야 한다. 종래 기술 시스템에서, 눈에 띄는 조명은 백플레이트 상에 많은 수의 조명 위치를 제공함으로써만 달성되었으며, 이는 비효율적이고, 무겁고, 추가 전력을 소비한다. 또한, 비춰진 상태 표시는 역사적으로(historically) '경고' 상태에만 제공되었다. 현재 개시된 백플레이트가 조명을 보다 효율적으로 사용함에 따라, 감소된 배터리 소비 수준은 배터리 용량을 너무 빨리 소진시킬(exhausting) 염려 없이 '정상' 상태가 눈에 띄게 표시되도록 허용할 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 아래쪽, 위쪽, 아래, 위, 측면, 왼쪽, 오른쪽, 앞쪽 및 뒤쪽과 같은, 방향 기반 용어는 사용 시 호흡 장치 또는 백플레이트의 일반적인 위치, 즉 사용자가 똑바로 서 있을 때의 사용자의 등으로 해석되어야 한다. 따라서, "수직 상승"과 같은 용어는 달리 명시되지 않는 한, 지구 표면에서 멀어지는 방향으로 해석되어야 한다.

당업자는 본 발명이 하나 이상의 예시적인 예를 참조하여 예로서 설명되었지만, 개시된 예에 제한되지 않으며 대체 예가 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구성될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

호흡 장치(1)에 있어서,
웨어러블 백플레이트(10); 및
제어기(46);를 포함하고,
상기 웨어러블 백플레이트(10)는,
사용자의 등에서 지지되도록 구성되는 종방향 연장 프레임(14), 상기 프레임(14)은 호흡 가스 실린더(16)를 지지하기 위한 실린더 지지대(18)를 포함하고, 및 사용 시 상기 사용자의 어깨에 근접하게 배열되도록 구성되는 상단부(30) 및 사용 시 상기 사용자의 등 아래 부분 또는 허리 근처에 배열되도록 구성되는 하단부(32)를 가짐;
상기 실린더 지지대(18)의 대향 측면 상에 있는 제1 및 제2 조명 모듈(36), 상기 조명 모듈(36)은 상기 백플레이트(10)의 상기 상단부(30)를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 수직 조명 어레이(42) 및/또는 상기 백플레이트(10)에 수직으로 광을 투사하도록 구성되는 수평 조명 어레이(44)를 포함함;
을 포함하고,
상기 제어기(46)는,
상기 호흡 장치(1) 및/또는 상기 사용자의 상태를 나타내는 데이터를 수신하게 구성되고;
상기 호흡 장치(1) 및/또는 상기 사용자의 상태 조건을 결정하게 구성되고; 및
상기 조명 모듈(36)을
상기 결정된 상태 조건이 정상 상태 조건인 경우 제1 조명 패턴; 및
상기 결정된 상태 조건이 경고 상태 조건인 경우 제2 조명 패턴;
으로 비추도록 제어하게 구성되는,
호흡 장치(1).
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 조명 모듈(36)은 상기 프레임(14)의 상기 하단부(32)에 근접하게 배열되는, 호흡 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 조명 모듈(36)은 상기 백플레이트(10)의 상기 상단부(30)를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 수직 조명 어레이(42) 및 상기 백플레이트(10)에 수직으로 광을 투사하도록 구성되는 수평 조명 어레이(44) 모두를 포함하는, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 모듈(36), 상기 제어기(46), 및 배터리를 포함하는 전자 모듈(34)을 포함하고, 상기 전자 모듈(34)은 선택적으로 제거 가능한 모듈인, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수직 조명 어레이(42) 및/또는 상기 수평 조명 어레이(44) 각각은 상이한 색상의 광을 방출하기 위한 2개 이상의 상이한 색상의 조명 요소를 포함하는, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수직 조명 어레이(42)는 상기 백플레이트(10)의 상기 상단부(30)를 향해 종방향으로 조명 요소로부터의 광을 지향시키기 위한 광 파이프(45)를 포함하는, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨어러블 백플레이트(10) 상의 하나 이상의 종방향으로 연장되는 반사 요소(56)를 더 포함하는, 호흡 장치(1).
제7항에 있어서,
제1 및 제2 반사 요소는 상기 수직 조명 어레이(42)에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하기 위해 상기 실린더 지지대(18)의 대향 측면 상에 제공되는, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨어러블 백플레이트(10)는 사용 시 상기 사용자의 등을 오버레이하도록 구성되는 사용자 대향 면(38), 및 사용 시 상기 사용자의 등으로부터 멀리 향하도록 구성되는 외향 면(40)을 포함하고, 상기 조명 모듈(36)은 상기 백플레이트(10)의 상기 외향 면(40)으로부터 돌출되는, 호흡 장치(1).
제9항에 있어서,
각각의 조명 모듈(36)은 일부 방향에서 상기 조명 모듈(36)에 의한 광의 상기 투사를 차단하도록 구성되는 주변 차단 벽(47)에 의해 적어도 부분적으로 경계를 이루는, 호흡 장치(1).
제10항에 있어서,
상기 조명 모듈(36)이 상기 백플레이트(10)의 상기 상단부(30)를 향해 실질적으로 종방향으로 및 백플레이트(10)의 상기 외향 면(40)에 실질적으로 수직으로 광을 투사하게 구성되도록 상기 주변 차단 벽(47)이 상기 조명 모듈(36)의 하부 측면과 좌우 측면 주위로 연장되는, 호흡 장치(1).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더 지지대(18) 상에 배열된 호흡 가스 실린더(16)를 더 포함하고, 상기 조명 모듈(36)에 의해 방출된 광을 반사하기 위해, 하나 이상의 반사 요소가 상기 호흡 가스 실린더(16) 상에 및/또는 상기 호흡 가스 실린더를 위한 커버 상에 제공되는, 호흡 장치(1).
제12항에 있어서,
제1 및 제2 반사 실린더 요소(58)는 상기 수직 조명 어레이(42)에 의해 종방향으로 투사된 광을 반사하기 위해 상기 호흡 가스 실린더(16) 및/또는 커버의 대향 측면 상에 제공되며, 선택적으로 상기 반사 실린더 요소(58)는 상기 호흡 가스 실린더(16) 및/또는 커버의 상기 측면을 따라 종방향으로 연장되는, 호흡 장치(1).
호흡 장치(1)에 있어서,
웨어러블 백플레이트(10);
방향 센서(60); 및
제어기(46);를 포함하고,
상기 웨어러블 백플레이트(10)는,
사용자의 등에서 지지되도록 구성된 종방향 연장 프레임(14), 상기 프레임(14)은 호흡 가스 실린더(16)를 지지하기 위한 실린더 지지대(18)를 포함하고, 및 사용 시 상기 사용자의 어깨에 근접하게 배열되도록 구성되는 상단부(30) 및 사용 시 상기 사용자의 등 아래 부분 또는 허리 근처에 배열되도록 구성되는 하단부(32)를 가짐; 및
상기 백플레이트(10)의 상기 상단부(30)를 향해 종방향으로 광을 투사하도록 구성되는 조명 요소;를 포함하고,
상기 제어기(46)는, 상기 방향 센서(60)로부터 데이터를 수신하고 상기 백플레이트(10)의 상기 방향을 결정하고 상기 웨어러블 백플레이트(10)가 실질적으로 수평 방향인 것으로 결정되면 상기 조명 요소를 비추도록 구성되는,
호흡 장치(1).