JPH09262224A - マスク型呼吸センサ - Google Patents

マスク型呼吸センサ

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JPH09262224A
JPH09262224A JP8074689A JP7468996A JPH09262224A JP H09262224 A JPH09262224 A JP H09262224A JP 8074689 A JP8074689 A JP 8074689A JP 7468996 A JP7468996 A JP 7468996A JP H09262224 A JPH09262224 A JP H09262224A
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JP
Japan
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sensor
nose
breath
mouth
mask
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JP8074689A
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English (en)
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Tsutomu Ochiai
勉 落合
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IKYO KK
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IKYO KK
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鼻と口の呼吸の信号を分離して同時に検出で
きるようにする。 【解決手段】 鼻5と口6を被い、先端に穴2の空いた
略ロート状の支持体1からなり、この支持体1を顔面H
に係留部材4で保持して、口6又は鼻5と穴2との間で
呼吸気が流通する支持体1の内方に通路13を形成す
る。この通路13を鼻5の呼吸気が通る第1の通路14
と、口6の呼吸気が通る第2の通路15とに仕切り壁に
より分離する。第1の通路14に配置した鼻息センサ9
と、第2通路15に配置した口息センサ10とで、鼻と
口の呼吸の状態を、独立に検出するマスク型呼吸センサ
11とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鼻又は口の呼吸気
を検出するマスク型呼吸センサに関する。
【0002】
【従来の技術】最近のコンピュータを使用するゲーム機
では、プレーヤの生理的信号を、ゲームの展開過程にフ
ィードバックさせて、ゲームを進行させている。この生
理的信号には呼吸数の変化が採用され、人体の腹部に歪
み計を張り付け、腹膜の運動により変形した歪み計の出
力電圧の変化から呼吸数を検出していた。または鼻の孔
の直前に、サーミスタを張り付け、その抵抗値の変化の
周期から呼吸数を検出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の呼吸気の検出
で、人体の腹部に歪み計を張り付けたものでは、鼻呼吸
と口呼吸が混合したものとしてしか把握できなかった。
またも鼻の孔の直前にサーミスタを張り付けるもので
は、口呼吸が検出できず、鼻呼吸しか把握できなかっ
た。本発明は、このような実情に鑑み成されたものであ
って、鼻呼吸と口呼吸とを正確に分離し、同時に検出で
きるようにするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
鼻5の呼吸気が通る第1の通路14と、口6の呼吸気が
通る第2の通路15とに分離する仕切り壁3と、第1の
通路14に配置した鼻息センサ9と、第2通路15に配
置した口息センサ10とからなるマスク型呼吸センサと
した。請求項2記載の発明は、前記鼻息センサ9又は口
息センサ10を呼吸気の温度を検出するサーミスタによ
り構成した。請求項3記載の発明は、前記鼻息センサ9
又は口息センサ10を呼吸気の湿度を検出する湿度セン
サにより構成した。
【0005】請求項4記載の発明は、前記鼻息センサ又
は口息センサを呼吸気中の酸素濃度をそれぞれ検出する
含有酸素センサにより構成した。請求項5記載の発明
は、前記鼻息センサ又は口息センサを呼吸気中の二酸化
炭素濃度をそれぞれ検出する二酸化炭素センサにより構
成した。請求項6記載の発明は、前記鼻息センサ又は口
息センサを呼吸気の流れ方向と流量を検出する小型の風
車により構成した。これにより、鼻と口の呼吸数の状態
と変化を分離して同時に検出できるようになる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照し説明する。 実施の形態1.図1において、マスク型呼吸センサ11
の斜視図を示し、1は略ロート状の支持体であり、4は
この支持体1を顔面に保持する係留部材としてのゴム紐
である。支持体1の内部は中空であり、広がった基端部
は鼻5と口6を被い、先端には穴2が空いており、鼻5
と口6は外気と通じている。かくして支持体の内方に
は、口6又は鼻5と穴2との間で呼吸気が流通する通路
13が形成される。
【0007】支持体1の内方には前後方向に延長する水
平な仕切り壁3が設けられ、仕切り壁3は基端が顔面の
上唇の上方に当接し、両側が仕切り壁3の内方に固着さ
れ、先端が穴2を上下に2分割しているので、通路13
を2分割するようになっている。従って仕切り壁3は通
路13を、鼻の呼吸気が通る第1の通路14と、口の呼
吸気が通る第2の通路15とに分離することになる。
【0008】これら第1の通路14と、第2の通路15
内には鼻息センサ9、口息センサ10とがそれぞれ配置
されている。これら鼻息センサ9と口息センサ10と
は、第1の通路14と第2の通路15の中間域に、鼻5
や口6にそれぞれ対面する位置に、架設するように配置
する。
【0009】鼻5から吐き出される暖気の空気は、第1
の通路14を外方に流れ、鼻息センサ9に当たり穴2か
ら外部に流出する。この時に吐気動作が検出される。外
気から吸引される冷い空気は、穴2から第1の通路14
を内方に流れ、鼻息センサ9に当たり鼻5に流入する。
この時に吸気動作が検出される。
【0010】同時に、口6から吐き出される暖気の空気
は、第2の通路15を外方に流れ、口息センサ10に当
たり穴2から外部に流出する。この時に吐気動作が検出
される。外気から吸引される冷い空気は、穴2から第2
の通路15を内方に流れ、口息センサ10に当たり口6
に流入する。この時に吸気動作が検出される。ここで、
支持体1の基部の端部に沿って柔かいスポンジを取り付
けて、支持体12の顔面への装着を柔らかく安定させる
こともできる。
【0011】さて、鼻呼吸nは無意識に行なう平時の普
通呼吸が主であり、口呼吸mは意識的に行なう呼吸や深
呼吸時の吸気が主となる。鼻呼吸nが激しくなり、走っ
た後のように鼻5だけでは呼吸が間に合わなくなると口
6で呼吸をする。また叫んだり、声を発する時も口呼吸
mの一種となる。ため息も通常は鼻呼吸nとなるが、大
きなため息では口呼吸も入ってくる。唸り、気合、掛け
声、返事等は、心理状況により、これらが所定の割合で
混合したものとなる。
【0012】従って、上記鼻呼吸nが普通の呼吸から激
しくなり、口呼吸mに至り、更に声を発することになる
と、平常状態から興奮状態に次第にエスカレートしてい
ると捕らえることができる。これを各センサ9、10で
データとして捕らえ、ゲーム機の進行プログラムに反映
することにより、ゲーム機をゲーム者の心身でコントロ
ールできる。
【0013】一般の格闘スポーツ社会では、呼吸と技と
は密接な関係があり、強い口からの呼気と共に繰り出す
技の打撃力は強くなっている。これに合わせて、各セン
サ9、10から口からの強い呼気動作を検出し、その時
格闘ゲームでヒットがあれば、当たりの衝撃を強力なも
のとして演出する。特に武術では、気合や唸りが間や、
引き際や押し等のタイミングに重要な要素となるので、
武術ゲームに、各センサ9、10のデータを還元させ
て、リアルな展開を演出できる。更に、例えばロールプ
レイングゲームで魔法を使う場合、呼吸や吸気のタイミ
ングとキー操作を組み合わせて種々の魔法ができるよう
にしてもよい。さらに、プレーヤのやる気とか、意志力
とか、粘り力を各センサ9、10のデータから抽出し
て、ゲーム展開を変化に富んだ形態に演出できる。
【0014】まず、鼻息センサ9と口息センサ10と
は、鼻呼吸n時又は口呼吸m時の温度をそれぞれ検出す
るサーミスタから構成する。一般に吸気は外気のため
に、低温であり、吐気は体内の暖気を受けているので比
較的に高温である。
【0015】鼻息センサ9と口息センサ10のサーミス
タは、この温度に反応して抵抗値対応の温度が図2のよ
うに変化する。即ち、時間の変化(横軸)に対し、温度
が体温の35度近くまで上昇して吐(呼)気動作、温度
が大気の常温20度近くまで降下して吸気動作となる。
別途設けた測定装置でこの波形の時間を分析して、呼吸
間隔を検出し、1分間の呼吸数を算出する。これら抵抗
値(温度)の変動信号は、鼻息センサ9と口息センサ1
0から、ケーブル7、8を介して外部にそれぞれ取り出
される。
【0016】実施の形態2.次に、鼻息センサ9又は口
息センサ10を呼吸気の湿度を検出する湿度センサで構
成する。一般に吸気は外気のために、低湿度であり、吐
気は体内の水分の影響を受けているので比較的に高湿度
である。鼻息センサ9又は口息センサ10の湿度センサ
は、この湿度に反応して抵抗値対応の湿度が図3のよう
に変化する。即ち、時間の変化(横軸)に対し、湿度が
90%近くまで上昇して吐(呼)気動作、湿度が大気の
例えば、50%近くまで降下して吸気動作となる。別途
設けた測定装置でこの変化波形を分析して、呼吸間隔を
検出し、1分間の呼吸数を算出する。
【0017】実施の形態3.また、鼻息センサ9と口息
センサ10とは、鼻呼吸n又は口呼吸m中の酸素濃度を
それぞれ検出する含有酸素センサから構成する。一般に
吸気は外気のために、酸素濃度は標準大気の程度であり
比較的に高く、吐気は体内で糖分等を燃焼し酸化した空
気のため、酸素濃度は低くなっている。鼻息センサ9又
は口息センサ10の含有酸素センサは、この酸素濃度に
反応して濃度値が図4のように変化する。即ち、時間の
変化(横軸)に対し、酸素濃度が大気の20%近くまで
上昇して吸気動作、酸素濃度が体内の例えば、10%近
くまで降下して吐(呼)気動作となる。別途設けた測定
装置でこの変化波形を分析して、呼吸間隔を検出し、1
分間の呼吸数を算出する。
【0018】実施の形態4.更に、鼻息センサ9と口息
センサ10とは、鼻呼吸n又は口呼吸m中の二酸化炭素
濃度をそれぞれ検出する二酸化炭素センサから構成す
る。一般に吸気は外気のために、二酸化炭素濃度は標準
大気の程度であり比較的低く、吐気は体内で糖分等を燃
焼し酸化した空気のため、二酸化炭素濃度は高くなって
いる。鼻息センサ9又は口息センサ10の二酸化炭素セ
ンサは、この二酸化炭素濃度に反応して濃度値が図2の
温度と同様に変化する。即ち、時間の変化(横軸)に対
し、二酸化炭素濃度が大気の0.03%近くまで降下し
て吸気動作、二酸化炭素濃度が体内の例えば、10%近
くまで上昇して吐(呼)気動作となる。別途設けた測定
装置でこの変化波形を分析して、呼吸間隔を検出し、1
分間の呼吸数を算出する。
【0019】実施の形態5.鼻息センサ9と口息センサ
10とを、図6に示す如く鼻呼吸n又は口呼吸mの流れ
方向と流量に反応する小型の風車9a,10aから構成
する。この場合、第1の通路14と第2の通路15内に
はオリフィス9b,10b付きの内筒9c,10cを設
け、オリフィス9b,10bの近傍に風車9a,10a
を設置する。これにより、オリフィス9b,10bで空
気の流速を速くでき、風車9a,10aを効果的に回転
できる。小型の風車9a,10aの羽型を一定にする
と、呼気と吐気とでは鼻呼吸nでも口呼吸mでも空気の
流れ方向が逆になり、流量は小型の風車の回転数に比例
する。鼻息センサ9又は口息センサ10の小型の風車
は、流れ方向と流量に反応して濃度値が図5のように変
化する。吐気を正方向の回転とし、縦軸に回転数、時間
の変化(横軸)とすると、吐気で正方向に回転数が上昇
し、息を止めて次第に減少し、吸気で逆回転になり、こ
れを繰り返す。別途設けた測定装置でこの変化波形を分
析して、呼吸間隔を検出し、1分間の呼吸数を算出す
る。
【0020】鼻と口の呼吸の信号を分離して同時に検出
できる。また、1分間の呼吸数は、15回から25回で
あり、脈拍数はその約4倍で60から100となるの
で、本願のマスク型呼吸センサを使用して、おおよその
脈拍数も推測的に検出できる。呼吸動作には、腹式呼吸
と胸式呼吸とがあるが、本願のマスク型呼吸センサで
は、いずれの呼吸であっても、呼吸数が計測できる。な
お、鼻息センサ9と口息センサ10は、同一の種類のも
のを用いることに限定されない。例えば、鼻息センサ9
がサーミスタで口息センサ10が湿度センサであっても
よい。
【0021】実施の形態6.また、本願のマスク型呼吸
センサはロート状の支持体で構成することに限定され
ず、図7,図8に示すように上唇のやや上(鼻の下)よ
り前方に突出し、両サイドに広がるような弧状の仕切り
壁20と、鼻5と口6とを被い、かつ内面に上記仕切り
壁20の先端が一体化された例えば布,樹脂表被より成
るマスク21より形成してもよい。
【0022】この場合、マスク21の両サイドに、係留
部材としての止着帯22,22を有し、この止着帯2
2,22の先端にマジックテープ23,23を取り付け
て、両止着帯22,22を後頭部側で互いに接続するよ
うになされる。
【0023】マスク21には、鼻5に対応して、鼻5の
空気を逃がし、かつ鼻5に外気を取り込むための穴24
が形成される。穴24の中には、仕切り壁20のちょう
ど鼻からの空気がかかる上面に鼻息センサ9が設けられ
る。
【0024】また、マスク21の、口6が対応する部分
は、空間25を隔てて離間する内層5a,外層25bか
ら成る2層構造となっている。内層25a,外層25b
には通孔が複数設けられ、この内層25a,外層25b
を介する口呼吸mは、空間25内に設置された口息セン
サ10に作用する。
【0025】かくして、鼻呼吸n,口呼吸mはそれぞれ
独立して鼻息センサ9,口息センサ10とに作用するの
で、各センサで前述の実施の形態と同様、このマスクの
装着者の平常状態と興奮状態とのレベルを捕らえること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1発明のマスク型呼吸センサ斜視図である。
【図2】マスク型呼吸センサのサーミスタの出力信号波
形図である。
【図3】マスク型呼吸センサの湿度センサの出力信号波
形図である。
【図4】マスク型呼吸センサの含有酸素センサの出力信
号波形図である。
【図5】マスク型呼吸センサの小型の風車の出力信号波
形図である。
【図6】他の実施の形態を示す断面図である。
【図7】他の実施の形態を示す斜視図である。
【図8】他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 支持体 2 穴 3 仕切壁 4 ゴム紐 5 鼻 6 口 7、8 ケーブル 9 鼻息センサ 10 口息センサ 11 マスク型呼吸センサ 14 第1の通路 15 第2の通路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鼻の呼吸気が通る第1の通路と、口の呼
    吸気が通る第2の通路とに分離する仕切り壁とを備え
    て、鼻と口とを被う支持体より成り、前記第1の通路に
    は鼻息センサを設け、前記第2の通路には、口息センサ
    を設けたことを特徴とするマスク型呼吸センサ。
  2. 【請求項2】 前記鼻息センサ又は口息センサが呼吸気
    の温度を検出するサーミスタであることを特徴とする請
    求項1記載のマスク型呼吸センサ。
  3. 【請求項3】 前記鼻息センサ又は口息センサが呼吸気
    の湿度を検出する湿度センサであることを特徴とする請
    求項1記載のマスク型呼吸センサ。
  4. 【請求項4】 前記鼻息センサ又は口息センサが呼吸気
    中の酸素濃度をそれぞれ検出する含有酸素センサである
    ことを特徴とする請求項1記載のマスク型呼吸センサ。
  5. 【請求項5】 前記鼻息センサ又は口息センサが呼吸気
    中の二酸化炭素濃度をそれぞれ検出する二酸化炭素セン
    サであることを特徴とする請求項1記載のマスク型呼吸
    センサ。
  6. 【請求項6】 前記鼻息センサ又は口息センサが呼吸気
    の流れ方向と流量を検出する小型の風車であることを特
    徴とする請求項1記載のマスク型呼吸センサ。
JP8074689A 1996-03-28 1996-03-28 マスク型呼吸センサ Withdrawn JPH09262224A (ja)

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