JP7556499B2 - 静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス｛ａｅｒｏｓｏｌ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｕｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｏｕｃｈ ｓｅｎｓｉｎｇ｝ - Google Patents

Description

以下の実施例は、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスに関する。

近年、一般的なシガレットの欠点を克服する代替方法に関する需要が高まっている。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではなく、エアロゾル生成物質が加熱されることによってエアロゾルが生成される装置に関する需要が高まっている。これにより、加熱式エアロゾル生成装置に関する研究が盛んに行われている。従来の加熱式エアロゾル生成装置は、喫煙者がより多くの霧化量を望んでいたとしても、カートリッジウィックの炭化防止のために発生するエアロゾルが一定又は増加するのに限界があった。したがって、エアロゾルの喫煙者の嗜好によって霧化量を調節することができるエアロゾル発生デバイスの開発が必要とされている。例えば、公開特許公報第１０－２０１３－００３６５８５号は、エアロゾル吸入装置を開示する。

前述の背景技術は、発明者が本願の開示内容を導出する過程で保有又は習得したものであり、必ずしも本出願前に一般公衆に公開された公知技術とは限らない。

実施例の目的は、喫煙者が霧化量を調節可能な静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスを提供することである。

実施例で解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスを開示する。静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスは、ハウジング、前記ハウジングの内部に備えられ、一側が外部に露出するエアロゾル排出口、前記ハウジングの内部に備えられ、エアロゾル形成基材を貯蔵するカートリッジ、前記カートリッジの内部に備えられ、前記カートリッジを加熱してエアロゾルを発生させるヒータ、前記ヒータの作動を制御する制御部、及び前記ハウジングの外周面に備えられるタッチセンサを含み、前記タッチセンサは、接触面積情報を前記制御部に伝達し、前記制御部は、前記接触面積情報に基づいて前記ヒータに印加される電力値を調節することができる。

一側によれば、前記タッチセンサは、静電容量センサで構成されてもよい。

一側によれば、前記タッチセンサは、接触面積が増加すると静電容量が増加し、前記制御部は、静電容量変化量を演算して前記ヒータに電力値を印加することができる。

一側によれば、パフの強度を感知して前記制御部に伝達するパフセンサをさらに含むことができる。

一側によれば、前記制御部はメモリをさらに含み、前記メモリは、前パフ時の電流値を貯蔵することができる。

一側によれば、前記制御部は、前パフ時の前記タッチセンサからの接触面積情報と、現在パフ時の前記タッチセンサからの接触面積情報とを比較して補償電流値を生成し、前記補償電流値を前記前パフ時の電流値に加減することができる。

一側によれば、前記制御部は、以下の式によって前記ヒータに印加される電力値を調節する、Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}＝Ｖ_ＢＡＴ（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}＋Ｉ_ΔＣ）ここで、Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}は、現在パフ時の電力値であり、Ｖ_ＢＡＴは、バッテリから印加される電圧値であり、Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}は、前パフ時の電流値であり、Ｉ_ΔＣは、補償電流値であり得る。

一側によれば、前記タッチセンサは、前記ハウジングの少なくとも１つ以上の外周面に備えられてもよい。

一側によれば、前記ハウジングは、前記エアロゾル排出口が備えられた端面、前記エアロゾル排出口に垂直な第１側面、及び前記エアロゾル排出口に垂直であり、前記第１側面の反対側の第２側面を含み、前記タッチセンサは、前記第１側面に配置された第１タッチセンサ、及び前記第２側面に配置された第２タッチセンサを含むことができる。

以上のように、実施例によれば、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスは、タッチセンサを備えることで喫煙者がタッチセンサの接触面積を変化させることによって容易に霧化量を調節することができる。

一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスの効果は、以上で言及されたものに限定されず、言及されていない他の効果は、以下の記載から通常の技術者に明確に理解されるであろう。

一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスの断面を示す図である。 一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスのブロック図である。 一実施例に係る図１のカートリッジの断面を示す図である。 一実施例に係るハウジングにタッチセンサが備えられることを示す図である。 一実施例に係るタッチセンサの原理を説明するための図である。

本明細書に添付される以下の図面は、本発明の好ましい実施例を示するものであり、発明の詳細な説明と共に本発明の技術的思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明は、これらの図面に記載された事項のみに限定されて解釈されるべきではない。

以下、添付図面を参照して実施例を詳細に説明する。しかし、実施例には様々な変更が加えられるので、特許出願の権利範囲がこれらの実施例によって制限又は限定されるものではない。実施例に対する全ての変更、均等物または代替物が権利範囲に含まれると理解されるべきである。

実施例で使用した用語は単に説明を目的として使用されたものであり、限定しようとする意図として解釈されるべきではない。単数の表現は、文脈上明白に別段の意味を持たない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数、ステップ、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせが存在することを指定するものであり、一つ又はそれ以上の他の特徴や数、ステップ、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせの存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解されるべきである。

別途の定義がない限り、技術的又は科学的用語を含めて、ここで使用される全ての用語は、実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使用される辞書に定義されているなどの用語は、関連技術の文脈上有している意味と一致すると解釈されるべきであり、本出願において明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されない。

また、添付図面を参照して説明するにあたって、図面符号にかかわらず、同一の構成要素は同一の参照符号を付し、これについての重複する説明は省略する。実施例を説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が実施例の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

さらに、実施例の構成要素を説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。これらの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって該当構成要素の本質や順番又は順序などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結又は接続されるが、各構成要素の間にまた他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されるとも理解されるべきである。

いずれかの実施例に含まれた構成要素と、共通的な機能を含む構成要素は、他の実施例において同一の名称を使用して説明する。反対の記載がない限り、いずれかの実施例に記載の説明は他の実施例にも適用でき、重複する範囲で具体的な説明は省略する。

図面を参照して、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスについて説明する。参考として、図１は、一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスの断面を示す図であり、図２は、一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスのブロック図であり、図３は、一実施例に係る図１のカートリッジの断面を示す図であり、図４は、一実施例に係るハウジングにタッチセンサが備えられることを示す図であり、図５は、一実施例に係るタッチセンサの原理を説明するための図である。

図１を参照すると、一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１は、ハウジング１０、エアロゾル排出口３０、カートリッジ２０、ヒータ４０、制御部５０、及びタッチセンサ６０を含めて構成される。

一実施例に係るハウジング１０は、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１の外観を形成する。ハウジング１０は、内部空間にバッテリＢが装着され、図面には示されていないが、電子チップ（図示せず）が装着される回路基板（図示せず）が装着されてもよく、先端面には吸入動作によって点灯する発光ダイオード（図示せず）、又は吸入情報を表示するディスプレイ部（図示せず）などが装着されてもよい。ここで、バッテリ（図示せず）は、再充電可能なポリマーリチウム電池、リチウムイオン電池などを使用することができる。

一実施例に係るエアロゾル排出口３０は、ハウジング１０の内部に備えられ、一側が外部に露出する。エアロゾル排出口３０の他側は、後述するカートリッジ２０と連結され、カートリッジ２０から発生するエアロゾルＡを外部に排出することができる。例えば、エアロゾル排出口３０は、カートリッジ２０の一側から突出したストロー状であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではない。加えて、ひょうたんボトル形、円筒形、穴形などの開口部を含むことができる。また、開口部の材料として、プラスチック合成樹脂、ステンレス鋼、ガラス、テフロン（登録商標）、ゴムなどの様々な材料で作製することができる。

図２を参照すると、一実施例に係るカートリッジ２０は、ハウジング１０の内部に備えられ、エアロゾル形成基材Ｌを貯蔵する。ここで、エアロゾル形成基材Ｌは、エアロゾルＡを形成できる物質を意味することができる。エアロゾルＡは、揮発性化合物を含むことができる。エアロゾル形成基材Ｌは、固体又は液状であってもよい。例えば、固体のエアロゾル形成基材Ｌは、板状葉タバコ、刻草、再構成タバコなどのタバコ原料に基づく固体物質を含むことができ、液状のエアロゾル形成基材Ｌは、ニコチン、タバコ抽出物及び／又は様々な香味剤に基づく液状組成物質を含むことができる。しかし、本実施例の範囲はこれらに限定されるものではない。

一実施例に係るヒータ４０は、カートリッジ２０の内部に配置され、カートリッジ２０を加熱してエアロゾルＡを発生させる。ヒータ４０は、ウィック４１及び加熱コイル４２を含むことができる。ウィック４１は、綿繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、多孔性セラミックの少なくとも１つ又はこれらの化合物を含むことができ、これらに限定されるものではない。加熱コイル４２はウィック４１を巻き取る形態で配置することができ、これは後述する制御部５０と連結されて熱を発生させることによって、ウィック４１を加熱して加熱されたウィック４１によってカートリッジ２０の内部に貯蔵されたエアロゾル形成基材ＬからエアロゾルＡが発生され得る。

一実施例に係る制御部５０は、ヒータ４０の作動を制御する。また、制御部５０は、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１の全般的な作動を制御することができる。一実施例において、制御部５０は、少なくとも１つのプロセッサを含むことができる。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイで実現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサとこのマイクロプロセッサで実行できるプログラムが貯蔵されたメモリ５１の組み合わせで実現されてもよい。また、他の形態のハードウェアで実現されてもよいことを本実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば理解できる。

一実施例に係る制御部５０は、電力をヒータ４０に供給することを制御することによってヒータ４０の温度を制御することができる。例えば、制御部５０は、バッテリとヒータ４０との間のスイッチング素子のスイッチングを制御することによって電力供給を制御することができる。他の例として、制御部５０の制御命令に応じて加熱直接回路がヒータ４０に対する電力供給を制御することもできる。

図４を参照すると、一実施例に係るタッチセンサ６０は、ハウジング１０の外周面に備えられる。タッチセンサ６０は、ハウジング１０の少なくとも１つ以上の外周面に備えられてもよい。例えば、ハウジング１０は、エアロゾル排出口３０が備えられた端面１１、エアロゾル排出口３０に垂直な第１側面１２、エアロゾル排出口３０に垂直であり、前記第１側面１２の反対側の第２側面１３を含み、タッチセンサ６０は、第１側面１２に配置された第１タッチセンサ６１、及び第２側面１３に配置された第２タッチセンサ６２を含むことができる。

図５を参照すると、一実施例に係るタッチセンサ６０は、静電容量センサで構成されてもよい。静電容量センサは、身体又は特定の物体が接触したとき、発生する静電容量／キャパシタンス（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を感知して動作するセンサである。タッチセンサ６０は、身体又は特定の物体が接触しないときには所定の大きさの静電容量／キャパシタンス値を有し、身体又は特定の物体が接触したときにはタッチセンサ６０が並列に連結されているなどの効果を奏することができる。すなわち、タッチセンサ６０に身体又は特定の物体が接触することによって、静電容量／キャパシタンス値が増加することができ、静電容量／キャパシタンス変化量を制御部に伝達することができる。

ここで、一実施例に係るタッチセンサ６０は、接触面積が増加すると静電容量が増加し、制御部５０は、静電容量変化量を演算してヒータ４０に電力値を印加することができる。タッチセンサ６０は、接触面積情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、接触面積情報に基づいてヒータ４０に印加される電力値を調節する。

また、一実施例に係る静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１は、パフセンサ７０をさらに含むことができる。以下の実施例において、「パフ（ｐｕｆｆ）」とは、ユーザの吸入（ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ）を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を通じてユーザの口腔内、鼻腔内又は肺に引き寄せる状況を意味する。

一実施例に係るパフセンサ７０は、パフの強度を感知して制御部５０に伝達する。パフセンサ７０は、気流通路又は気流チャンネルの様々な物理的変化に基づいてユーザのパフを感知することができる。例えば、パフセンサ７０は、温度変化、流量（ｆｌｏｗ）変化、電圧変化及び圧力変化のいずれかに基づいてユーザのパフを感知することができる。パフセンサ７０は、エアロゾル排出口３０に備えられてパフを感知することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

ここで、一実施例に係る制御部５０はメモリ５１をさらに含み、メモリ５１は、前パフ時の電流値を貯蔵することができる。ここで、メモリ５１は、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１の内で処理される各種データを貯蔵するハードウェアであって、制御部５０で処理されたデータ及び処理されるデータを貯蔵することができる。メモリ５１は、フラッシュメモリ５１タイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ５１（例えば、ＳＤ又はＸＤメモリ５１など）、ラム（ＲＡＭ、ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ロム（ＲＯＭ、ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ５１、磁気ディスク、光ディスクのうち少なくとも１つのタイプの貯蔵媒体を含むことができる。

一実施例に係るメモリ５１は、前パフ時の制御部５０においてヒータ４０に印加された電流値を貯蔵することによって、後続のパフ時の電流値を決定するのに基準となる情報を生成することができる。

また、メモリ５１は、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス１の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも１つの温度プロファイル及びユーザの喫煙パターンに関するデータなどを貯蔵することができる。

ここで、制御部５０は、前パフ時のタッチセンサ６０からの接触面積情報と、現在パフ時のタッチセンサ６０からの接触面積情報とを比較して補償電流値を生成し、補償電流値を前パフ時の電流値に加減することができる。すなわち、制御部５０は、メモリ５１に貯蔵された前パフ時の制御部５０においてヒータ４０に印加された電流値にタッチセンサ６０からの接触面積情報変化量を加減し、ヒータ４０に電力を供給することで、ユーザのタッチ強度などによってエアロゾル発生量を調節することができる。

上記のような構成によれば、一実施例に係る制御部５０は、以下の式によってヒータ４０に印加される電力値を調節することができる。

（式１）
Ｐ_ｎＰｕｆｆ＝Ｖ_ＢＡＴ（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}＋Ｉ_ΔＣ）

ここで、Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}は、現在パフ時の電力値であり、Ｖ_ＢＡＴは、バッテリから印加される電圧値であり、Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}は、前パフ時の電流値であり、Ｉ_ΔＣは、補償電流値であり得る。制御部５０は、メモリ５１に前パフ時の電流値（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}）を貯蔵し、前パフ時のタッチセンサ６０からの接触面積情報と、現在パフ時のタッチセンサ６０からの接触面積情報とを比較して導出された補償電流値（Ｉ_ΔＣ）を前パフ時の電流値（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}）に加減してヒータ４０に印加することができる。例えば、前パフ時よりも現在パフ時に接触面積が増加すると、増加した接触面積によって補償電流値（Ｉ_ΔＣ）が導出され、これを前パフ時の電流値（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}）に加えてヒータ４０に印加することができる。この場合、ヒータ４０に印加される電力値（Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}）が前パフに対して増加し、霧化量が増加することができる。すなわち、一実施例に係る制御部５０は、補償電流値（Ｉ_ΔＣ）を加減して印加することによって、現在パフ時の電力値（Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}）が調節され、エアロゾル発生量を調節することができる。

実施例によれば、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスは、制御部と連動されるタッチセンサを備えてユーザの嗜好に合わせて霧化量を調節することができる。

また、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイスは、タッチセンサの接触面積変化によって霧化量を調節することができるので、操作が容易且つ簡便である利点がある。

上述した実施例についての説明は例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これによって様々な変形及び均等な他の実施例が可能である点が理解されるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められるべきであり、特許請求の範囲に記載された内容と同等な範囲の全ての相違点は、特許請求の範囲によって定められる保護範囲に含まれると解釈されるべきである。

前述の任意の実施例の特徴及び様態は、明らかな技術的衝突といった結果をもたらさない限り、他の任意の実施例の特徴及び様態と組み合わせることができる。

Claims (9)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングの内部に備えられ、一側が外部に露出するエアロゾル排出口と、
   前記ハウジングの内部に備えられ、エアロゾル形成基材を貯蔵するカートリッジと、
   前記カートリッジの内部に備えられ、前記カートリッジを加熱してエアロゾルを発生させるヒータと、
   前記ヒータの作動を制御する制御部、及び
   前記ハウジングの外周面に備えられるタッチセンサと、
   を含み、
   前記タッチセンサは、接触面積情報を前記制御部に伝達し、前記制御部は、前記接触面積情報に基づいて前記ヒータに印加される電力値を調節する、静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
2. 前記タッチセンサは、静電容量センサで構成される、請求項１に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
3. 前記タッチセンサは、接触面積が増加すると静電容量が増加し、前記制御部は、静電容量変化量を演算して前記ヒータに電力値を印加する、請求項２に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
4. パフの強度を感知して前記制御部に伝達するパフセンサをさらに含む、請求項１に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
5. 前記制御部はメモリをさらに含み、
   前記メモリは、前パフ時の電流値を貯蔵する、請求項４に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
6. 前記制御部は、前パフ時の前記タッチセンサからの接触面積情報と、現在パフ時の前記タッチセンサからの接触面積情報とを比較して補償電流値を生成し、前記補償電流値を前記前パフ時の電流値に加減する、請求項５に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
7. 前記制御部は、以下の式によって前記ヒータに印加される電力値を調節する、
   （式１）
   Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}＝Ｖ_ＢＡＴ（Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}＋Ｉ_ΔＣ）
   ここで、Ｐ_{ｎＰｕｆｆ}は、現在パフ時の電力値であり、
   Ｖ_ＢＡＴは、バッテリから印加される電圧値であり、
   Ｉ_{（ｎ－１Ｐｕｆｆ）}は、前パフ時の電流値であり、
   Ｉ_ΔＣは、補償電流値である、請求項６に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
8. 前記タッチセンサは、前記ハウジングの少なくとも１つ以上の外周面に備えられる、請求項１に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。
9. 前記ハウジングは、
   前記エアロゾル排出口が備えられた端面と、
   前記エアロゾル排出口に垂直な第１側面と、
   前記エアロゾル排出口に垂直であり、前記第１側面の反対側の第２側面と、
   を含み、
   前記タッチセンサは、
   前記第１側面に配置された第１タッチセンサ、及び
   前記第２側面に配置された第２タッチセンサと、
   を含む、請求項８に記載の静電容量タッチセンシングを用いたエアロゾル発生デバイス。

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