JP7677975B2 - 表面音響波アトマイザーを備えたエアロゾル発生器 - Google Patents

Description

本開示は、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、表面音響波アトマイザーおよび供給要素を備えたエアロゾル発生器に関する。本開示はまた、エアロゾル発生器を備えたエアロゾル発生装置に関する。

エアロゾル形成基体が燃焼されるのではなく加熱されるエアロゾル発生システムは、当業界で公知である。典型的には、こうしたエアロゾル発生システムでは、エアロゾルは、エアロゾル発生装置のエアロゾル発生器からエアロゾル形成基体へのエネルギーの伝達によって発生する。例えば、公知のエアロゾル発生装置は、液体エアロゾル形成基体を加熱および気化させるように配設されたヒーターを備える。

エアロゾル発生装置のユーザーに一貫したユーザー体験を提供することが望ましい。しかしながら、公知のエアロゾル発生装置は、液体エアロゾル形成基体がヒーターなどのエアロゾル発生器に供給されるレートの不十分な制御を提供する場合がある。また、公知のエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生器が液体エアロゾル形成基体を気化させるレートの不十分な制御を提供する場合もある。これらの欠点は両方とも、一貫性のないユーザー体験をもたらし得る。

液体エアロゾル形成基体がエアロゾル発生器の霧化領域に供給されるレートの改善された制御を提供する、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器を提供することが望ましい。

液体エアロゾル形成基体がエアロゾル発生装置の霧化領域から霧化されるレートの改善された制御を提供する、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器を提供することが望ましい。

開示では、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器が提供されている。エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザーを備え得る。表面音響波アトマイザーは、霧化領域を画定する活性表面を含む基体を含み得る。表面音響波アトマイザーは、基体の活性表面上に位置付けられた変換器を含み得る。エアロゾル発生器は、液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素を備え得る。エアロゾル発生器は、変換器を動作させるように配設されたコントローラを備え得る。コントローラは、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として変換器を動作させるように構成されてもよい。コントローラは、基体の活性表面上の表面音響波を感知するための出力変換器として変換器を動作させるように構成されてもよい。コントローラは、変換器が出力変換器として動作するときに、変換器から出力信号を受信するように構成されてもよい。

本開示において、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、
表面音響波アトマイザーであって、
霧化領域を画定する活性表面を含む基体、および、
基体の活性表面上に位置付けられた変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
変換器を動作させるように配設されたコントローラであって、コントローラが、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として変換器を動作させるように構成されており、コントローラが、基体の活性表面上の表面音響波を感知するための出力変換器として変換器を動作させるように構成されており、コントローラが、変換器が出力変換器として動作するときに、変換器から出力信号を受信するように構成されている、コントローラと、を備える、エアロゾル発生器が提供されている。

「表面音響波」という用語は、本明細書では、レイリー波、ラム波、およびラブ波を含むものとして使用される。

表面音響波アトマイザーを使用して液体エアロゾル形成基体を霧化することは、有利なことに、電気ヒーターなどの他の公知のエアロゾル発生器と比較して霧化プロセスの改善された制御を提供し得る。言い換えれば、本開示によるエアロゾル発生器の表面音響波アトマイザーは、確実かつ一貫した量の霧状液体エアロゾル形成基体を提供する。

表面音響波アトマイザーが液体エアロゾル形成基体を霧化するのに必要な電力は、有利なことに、電気ヒーターなどの公知のエアロゾル発生器を使用して同じ量の液体エアロゾル形成基体を霧化するのに必要な電力よりも少なくて済み得る。

コントローラは、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として変換器を動作させるように構成されてもよい。また、コントローラは、基体の活性表面上の表面音響波を感知するための出力変換器として変換器を動作させるように構成されてもよい。別の言い方をすると、単一の変換器が、入力変換器として、および出力変換器として、の両方で動作し得る。これは、入力変換器および出力変換器を含むセンサーが単一の変換器で形成され得るという点で有利であり得る。結果として、センサーを備えるエアロゾル発生器が、最小限の電子構成要素の数およびコストで得られ得る。

供給要素によって霧化領域に供給された液体エアロゾル形成基体を感知するように構成されたセンサーの提供は、液体エアロゾル形成基体のサンプルがセンサーによって感知され得るという点で有益であり得る。これはまた、感知された液体エアロゾル形成基体の特定の特性が測定または推定され得るという点でも有利であり得る。他の特性の中でも特に、エアロゾルの温度、質量、粘度、および化学組成の値がセンサーによって測定または推定され得る。

変換器は、出力変換器として動作するときに、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る出力信号を発生する。出力信号は、変換器、流れ制御要素、またはエアロゾル発生器の任意の他の構成要素の制御パラメータを適合させるためにコントローラに送信され得る。これにより、液体エアロゾル形成基体を霧化するときに、エアロゾル発生器の性能を最適化することが可能になり得る。

センサーが単一の変換器を含む場合、霧化は、低コスト、かつ少ない電子構成要素で達成され得る。

エアロゾル発生器は、基体の活性表面上に位置する反射器を備えてもよく、霧化領域は、変換器と反射器との間に位置付けられる。

反射器は、有利なことに、変換器によって発生した表面音響波を、霧化領域に向かって、および変換器に向かって反射し得る。これは、表面音響波アトマイザーの効率を増大または最大化し得る。また、単一の変換器で満足のいく感知機能が達成されることを確実にすることにも寄与し得る。

反射器は、一つ以上の電極を含み得る。

反射器は、基体の活性表面上に位置付けられた一つ以上の金属の部分を含み得る。金属の各部分は、直線状の形状を有してもよい。金属の各部分は、湾曲した形状を有してもよい。反射器は、複数の金属の部分を含み得る。複数の金属の部分は、基体の活性表面上にパターンで配設されてもよい。金属の各部分は、反射器を形成する金属の隣接する部分に実質的に平行であることが好ましい。

基体の一部分は、反射器の少なくとも一部を形成し得る。基体は、少なくとも一つの突出部を画定してもよく、少なくとも一つの突出部は、反射器の少なくとも一部を形成する。基体は、少なくとも一つの陥凹部を画定してもよく、少なくとも一つの陥凹部は、反射器の少なくとも一部を形成する。

反射器は、単一の反射器であってもよい。また、複数の反射器が提供されてもよい。

コントローラは、変換器が入力変換器として動作するときに、入力信号を変換器に提供するように構成されてもよく、コントローラは、変換器が出力変換器として動作するときに、コントローラによって変換器から受信した出力信号に基づいて、入力信号を変化させて入力変換器を制御するように構成されている。

上記に説明するように、出力変換器として動作したときに、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の特性の関数として、出力信号が変換器によって発生し得る。こうした出力信号の受信に伴い、コントローラは、入力変換器を制御するための入力信号を発生し得る。これにより、入力変換器が、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の霧化を改善または強化する表面音響波を発生させることが可能になり得る。

エアロゾル発生器は、供給要素によって霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を備えてもよく、コントローラは、入力信号を流れ制御要素に提供するように構成されており、コントローラはまた、変換器が出力変換器として動作するときに、コントローラによって変換器から受信した出力信号に基づいて、入力信号を変化させるように構成されている。

出力信号の受信に伴い、コントローラは、流れ制御要素を制御するための入力信号を発生し得る。これにより、供給要素が、霧化領域に提供される液体エアロゾル形成基体の流量を較正することが可能になり得る。結果として、霧化領域における液体エアロゾル形成基体の霧化が改善または強化され得る。

一実施例では、出力信号は、霧化領域内の不十分な量の液体エアロゾル形成基体と関連付けられる。コントローラは、流れ制御要素が、供給要素によって霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流れを増大させるように、流れ制御要素に送信される入力信号を発生する。

流れ制御要素は、少なくとも一つの受動要素を含み得る。少なくとも一つの受動要素は、毛細管および毛細管芯のうちの少なくとも一つを含み得る。

流れ制御要素は、少なくとも一つの能動要素を含み得る。少なくとも一つの能動要素は、マイクロポンプ、シリンジポンプ、ピストンポンプ、および電気浸透流ポンプのうちの少なくとも一つを含み得る。コントローラは、入力信号を少なくとも一つの能動要素に提供して、液体貯蔵部分から供給要素のチャネルへの液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設されることが好ましい。液体貯蔵部分は、エアロゾル発生装置の一部であってもよい。流れ制御要素は、弁を含み得る。

変換器は、第一の変換器であってもよく、反射器は、第一の反射器であってもよく、表面音響波アトマイザーはさらに、

基体の活性表面上に位置付けられた第二の変換器であって、コントローラが、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第二の変換器を動作させるように構成されており、コントローラが、表面音響波を感知するための出力変換器として第二の変換器を動作させるように構成されている、第二の変換器と、
出力変換器として動作するときに、反射された表面音響波が第二の変換器によって受容されるように、入力変換器として動作するときに、第二の変換器によって発生された表面音響波を反射するように位置付けられた第二の反射器と、を含んでもよく、
コントローラが、第二の変換器が出力変換器として動作するときに、第二の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
霧化領域が、第一の変換器と第一の反射器との間にのみ位置付けられる。

霧化領域は、第一の変換器と第一の反射器との間にのみ位置付けられるため、第二の変換器は、基準センサーを形成するように構成され得る。本明細書で使用される「基準センサー」とは、感知される荷重なく恒久的に作動するように構成されたセンサーとして解釈される。

上記に説明するように、第一の変換器は、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体を感知するように構成されたセンサーを形成するように構成され得る。使用時に、第一の変換器は、コントローラによって出力変換器として動作するときに、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る出力信号を発生する。同様に、第二の変換器は、コントローラによって出力変換器として動作するときに、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の特性とは独立し得る出力信号を発生し得る。第二の変換器の出力信号は、有利なことに、参照出力信号として使用され得る。

第一および第二の変換器からの出力信号は、コントローラによって受信され得る。コントローラは、液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る、第一の変換器の出力信号を、第二の変換器の参照出力信号と比較し得る。

第一の変換器の出力信号と第二の変換器の参照出力信号の比較は、有利なことに、コントローラによって入力変換器、流れ制御要素、またはエアロゾル発生器の任意のその他の構成要素として動作するときに、第一および第二の変換器の制御パラメータを適合させるのに使用され得る。これにより、液体エアロゾル形成基体を霧化するときに、エアロゾル発生器の性能を最適化することが可能になり得る。

本発明の開示では、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器が提供されている。エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザーを備え得る。表面音響波アトマイザーは、霧化領域を画定する活性表面を含む基体を含み得る。表面音響波アトマイザーは、各々が基体の活性表面上に位置付けられた、第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、および第四の変換器を含み得る。エアロゾル発生器は、液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素を備え得る。エアロゾル発生器は、第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、および第四の変換器を動作させるように配設されたコントローラを備え得る。コントローラは、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器および第二の変換器の各々を動作させるように構成され得る。第三の変換器は、第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ得る。コントローラは、第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第三の変換器を動作させるように構成され得る。コントローラは、第三の変換器から出力信号を受信するように構成され得る。第四の変換器は、第二の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられてもよい。コントローラは、第二の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第四の変換器を動作させるように構成され得る。コントローラは、第四の変換器から出力信号を受信するように構成され得る。霧化領域は、第一の変換器と第三の変換器との間にのみ位置付けられてもよい。

本開示では、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、
表面音響波アトマイザーであって、
霧化領域を画定する活性表面を含む基体、および、
各々が基体の活性表面上に位置付けられた、第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、第四の変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、および第四の変換器を動作させるように配設されたコントローラと、を備え、
コントローラが、基体の活性表面上に表面音響波発生させるための入力変換器として第一の変換器および第二の変換器の各々を動作させるように構成されており、
第三の変換器が、第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラが、第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第三の変換器を動作させるように構成されており、コントローラが、第三の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
第四の変換器が、第二の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラが、第二の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第四の変換器を動作させるように構成されており、コントローラが、第四の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
霧化領域が、第一の変換器と第三の変換器との間にのみ位置付けられる、エアロゾル発生器が提供され得る。

霧化領域は、第一の変換器と第三の変換器との間にのみ位置付けられるため、第二の変換器および第四の変換器は、基準センサーを形成するように構成され得る。

第一の変換器および第三の変換器は、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体を感知するように構成されたセンサーを形成するように構成され得る。

第二の変換器は、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る出力信号を発生し得る。

第四の変換器は、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の特性とは独立し得る出力信号を発生し得る。第四の変換器の出力信号は、有利なことに、参照出力信号として使用され得る。

第二および第四の変換器からの出力信号は、コントローラによって受信され得る。コントローラは、液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る、第三の変換器の出力信号を、第四の変換器の参照出力信号と比較し得る。

第三の変換器の出力信号と第四の変換器の参照出力信号の比較は、有利なことに、第一の変換器、流れ制御要素、またはエアロゾル発生器の任意のその他の構成要素の制御パラメータを適合させるのに使用され得る。これにより、液体エアロゾル形成基体を霧化するときに、エアロゾル発生器の性能を最適化することが可能になり得る。

コントローラは、第一の入力信号を第一の変換器に、および第二の入力信号を第二の変換器に提供するように構成されてもよく、コントローラは、コントローラによって第三の変換器から受信された出力信号とコントローラによって第四の変換器から受信された出力信号との間の比較に基づいて、第一の入力信号を変化させて第一の入力変換器を制御し、第二の入力信号を変化させて第二の入力変換器を制御するように構成されている。

第三の変換器の出力信号と第四の変換器の参照出力信号との間の比較は、有利なことに、第一の変換器および第二の変換器を制御するための入力信号を発生するためにコントローラによって使用され得る。これにより、第一の変換器が、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の霧化を改善または強化する表面音響波を発生させることが可能になり得る。これはまた、第二の変換器が、第三の変換器の出力信号に容易に比較され得る、第四の変換器における参照出力信号を発生するのに適切である表面音響波を発生させることを可能にし得る。

第二の入力信号は、第一の入力信号と同一であってもよい。これは、第三の変換器の出力信号と第四の変換器の参照出力信号との間の比較が一貫したものとなることを確実にするのに有益であり得る。

エアロゾル発生器は、供給要素によって霧化領域に供給された液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を備えてもよく、コントローラは、入力信号を流れ制御要素に提供するように構成されており、コントローラは、コントローラによって第三の変換器から受信した出力信号とコントローラによって第四の変換器から受信された信号との間の比較に基づいて、入力信号を変化させるように構成されている。

参照信号であり得る、第三の変換器の出力信号と第四の変換器の出力信号との間の比較は、有利なことに、流れ制御要素を制御するための入力信号を発生するためにコントローラによって使用され得る。これにより、供給要素が、霧化領域に提供される液体エアロゾル形成基体の流れを較正することが可能になり得る。結果として、霧化領域における液体エアロゾル形成基体の霧化が改善または強化され得る。

開示では、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器が提供され得る。エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザーを備え得る。表面音響波アトマイザーは、霧化領域を画定する活性表面を含む基体を含み得る。表面音響波アトマイザーは、基体の活性表面上に位置付けられた第一の変換器を含み得る。表面音響波アトマイザーは、基体の活性表面上に位置付けられた第二の変換器を含んでもよく、霧化領域は、第一の変換器と第二の変換器との間に位置付けられる。エアロゾル発生器は、液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素を備え得る。エアロゾル発生器は、第一の変換器および第二の変換器を動作させるように配設されたコントローラを備え得る。コントローラは、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器を動作させるように構成され得る。第二の変換器は、第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられてもよい。コントローラは、第二の変換器が出力信号を提供するように、第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第二の変換器を動作させるように構成され得る。エアロゾル発生器は、増幅器を備えてもよく、表面音響波アトマイザーは、増幅器が、第二の変換器に対する出力信号を受信し、増幅器出力信号を提供するように構成されるように、増幅器のためのフィードバックラインとして配設される。エアロゾル発生器は、増幅器出力信号を受信し、分析器出力信号をコントローラに提供するように配設された分析器を備え得る。

本開示では、エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、
表面音響波アトマイザーであって、
霧化領域を画定する活性表面を含む基体、
基体の活性表面上に位置付けられた第一の変換器、および、
基体の活性表面上に位置付けられた第二の変換器であって、霧化領域は、第一の変換器と第二の変換器との間に位置付けられる、第二の変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
液体エアロゾル形成基体を霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
第一の変換器および第二の変換器を動作させるように配設されたコントローラであって、コントローラが、基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器を動作させるように構成されており、第二の変換器が、第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラが、第二の変換器が出力信号を提供するように、第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第二の変換器を動作させるように構成されている、コントローラと、
増幅器であって、表面音響波アトマイザーが、増幅器が、第二の変換器に対する出力信号を受信し、増幅器出力信号を提供するように構成されるように、増幅器のためのフィードバックラインとして配設される、増幅器と、
増幅器出力信号を受信し、分析器出力信号をコントローラに提供するように配設された分析器と、を備える、エアロゾル発生器が提供され得る。

増幅器のためのフィードバックラインとして表面音響波アトマイザーを配設することによって、表面音響波アトマイザーは、有利なことに、フィードバックラインの共振を追跡およびフィードバックすることによって振動スキーム内で動作し得る。

使用時に、第二の変換器は、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数であり得る出力信号を発生する。第二の変換器の出力信号は、増幅器によって増幅され、増幅器は、増幅器出力信号を発生する。増幅器出力信号は、分析器によって受信され、次いで分析器は、分析器出力信号をコントローラに提供する。

出力信号の増幅および分析は、第二の変換器の出力信号がコントローラによって直接受信されるエアロゾル発生器と比較して、感知された液体エアロゾル形成基体の特性のより正確な判定を可能にするのに有益であり得る。

コントローラが分析器出力信号を受信すると、分析器出力信号は、有利なことに、第一の変換器、流れ制御要素、またはエアロゾル発生器の任意のその他の構成要素の制御パラメータを適合させるのに使用され得る。これにより、液体エアロゾル形成基体を霧化するときに、エアロゾル発生器の性能を最適化することが可能になり得る。

分析器は、周波数分析器、電力分析器、および位相分析器のうちの少なくとも一つを含み得る。

周波数分析器、電力分析器、および位相分析器は、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の判定の精度の増大を可能にし得る。

コントローラは、入力信号を第一の変換器に提供するように構成されてもよく、コントローラは、コントローラによって受信した分析器出力信号に基づいて、入力信号を変化させて第一の変換器を制御するように構成されている。

分析器出力信号は、有利なことに、第一の変換器を制御するための入力信号を発生するためにコントローラによって使用され得る。これにより、第一の変換器が、霧化領域内の液体エアロゾル形成基体の霧化を改善または強化する表面音響波を発生させることが可能になり得る。

供給要素は、供給要素によって霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を含んでもよく、コントローラは、入力信号を流れ制御要素に提供するように構成されており、コントローラは、分析器出力信号に基づいて、入力信号を変化させるように構成されている。

分析器出力信号は、有利なことに、流れ制御要素を制御するための入力信号を発生するためにコントローラによって使用され得る。これにより、供給要素が、霧化領域に提供される液体エアロゾル形成基体の流れを較正することが可能になり得る。結果として、霧化領域における液体エアロゾル形成基体の霧化が改善または強化され得る。

エアロゾル発生器の以下の好ましい随意の特徴は、上記開示のいずれかによるエアロゾル発生器に当てはまり得る。

少なくとも一つの変換器は、複数の電極を含むインターデジタル変換器を含み得る。複数の電極は、実質的に互いに平行であることが好ましい。インターデジタル変換器は、第一の電極のアレイと、第一の電極のアレイと交互に配置された第二の電極のアレイとを含むことが好ましい。第一の電極のアレイは、実質的に第二の電極のアレイと平行であることが好ましい。

変換器は、実質的に直線状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されてもよい。変換器が複数の電極を含むインターデジタル変換器である実施形態では、各電極は、実質的に直線状であってもよい。

変換器は、湾曲した波面を有する表面音響波を発生させるように構成されてもよい。変換器が複数の電極を含むインターデジタル変換器である実施形態では、各電極は、湾曲していてもよい。変換器は、凸状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されてもよい。変換器は、凹状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されてもよい。有利なことに、凹状の波面は、集束効果を提供し得る。言い換えれば、凹状の波面は、発生された表面音響波を、変換器よりも小さな霧化領域に向かって集束させ得る。有利なことに、発生された表面音響波を集束させることは、エネルギーが霧化領域内の液体エアロゾル形成基体に送達されるレートを増大させ得る。

基体は、基体材料から形成される。基体材料は、圧電材料であってもよい。基体材料は、単結晶材料を含んでもよい。基体材料は、多結晶材料を含んでもよい。基体材料は、石英、セラミック、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、およびニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のうちの少なくとも一つを含んでもよい。セラミックは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を含んでもよい。セラミックは、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｎｄ、またはＮｂイオンなどのドーピング材料を含んでもよい。基体材料は、極性化されてもよい。基体材料は、極性化されなくてもよい。基体材料は、極性化された材料および極性化されていない材料の両方を含んでもよい。

基体は、表面処理を含み得る。表面処理は、基体の活性表面に適用されてもよい。表面処理は、被覆を含み得る。被覆は、疎水性材料を含んでもよい。被覆は、親水性材料を含んでもよい。被覆は、撥油性材料を含んでもよい。被覆は、親油性材料を含んでもよい。

開示では、エアロゾル発生装置が提供されている。エアロゾル発生装置は、上記のエアロゾル発生器のいずれかを備え得る。エアロゾル発生装置は、電源を備えてもよい。エアロゾル発生装置は、液体エアロゾル形成基体を受容するための液体貯蔵部分を備えてもよく、供給要素は、液体エアロゾル形成基体を液体貯蔵部分から霧化領域に供給するように配設される。

本開示において、エアロゾル発生装置であって、
上記エアロゾル発生器のいずれかと、
電源と、
液体エアロゾル形成基体を受容するための液体貯蔵部分であって、供給要素が、液体エアロゾル形成基体を液体貯蔵部分から霧化領域に供給するように配設される、液体貯蔵部分と、を備える、エアロゾル発生装置が提供され得る。

本明細書で使用される「エアロゾル発生装置」という用語は、エアロゾルを発生するためにエアロゾル形成基体と相互作用するように構成されたエアロゾル発生器を備える装置を指す。

本明細書で使用される「エアロゾル発生システム」という用語は、エアロゾル発生装置と、エアロゾル形成基体またはカートリッジなどの、エアロゾル形成基体を含む要素との組み合わせを指す。

本開示のエアロゾル発生装置は、前述の開示によるエアロゾル発生器を備えるため、エアロゾル発生器について上述した利点は、装置自体にも当てはまる。

液体貯蔵部分は、再利用可能であってもよい。言い換えれば、液体貯蔵部分は、少なくとも一つの液体貯蔵部分内に液体エアロゾル形成基体を補充するように、ユーザーによって再充填可能であってもよい。少なくとも一つの液体貯蔵部分は、液体エアロゾル形成基体を液体貯蔵部分の中に挿入するための再充填開口を含んでもよい。液体貯蔵部分は、再充填開口と少なくとも一つの液体貯蔵部分との間に再充填弁を含んでもよい。有利なことに、再充填弁は、液体エアロゾル形成基体が、再充填開口を通って液体貯蔵部分に流入することを可能にし得る。有利なことに、再充填弁は、液体エアロゾル形成基体が、液体貯蔵部分から再充填開口を通って流出することを防止し得る。

液体貯蔵部分は、交換可能であってもよい。液体貯蔵部分は、エアロゾル発生装置から取り外し可能であってもよい。エアロゾル発生装置は、カートリッジを備えてもよく、カートリッジは、エアロゾル発生装置から取り外し可能であり、カートリッジは、液体貯蔵部分を含む。

エアロゾル発生装置は、液体貯蔵部分内に含有された液体エアロゾル形成基体を備え得る。

液体エアロゾル形成基体はニコチンを含んでもよい。ニコチンを含有する液体エアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスであってもよい。液体エアロゾル形成基体は植物由来材料を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。

液体エアロゾル形成基体は少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体は、使用時に、高密度かつ安定したエアロゾルの形成を容易にする、任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物である。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。エアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールおよびグリセリンなど）であってもよい。液体エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。

液体エアロゾル形成基体は水を含んでもよい。

液体エアロゾル形成基体は、ニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体はグリセリンを含んでもよい。エアロゾル形成体はプロピレングリコールを含んでもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンとプロピレングリコールの両方を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、約０．１パーセント～約１０パーセントのニコチン濃度を有してもよい。

コントローラは、電源および少なくとも一つの変換器に接続された電気回路を含み得る。電気回路はマイクロプロセッサを備え得る。マイクロプロセッサは、プログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向け集積チップ（ＡＳＩＣ）もしくは制御を提供することができる他の電子回路であってもよい。電気回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。電気回路は、電源から少なくとも一つの変換器への電力供給を調節するように構成されてもよい。コントローラは、エアロゾル発生装置の起動後に、少なくとも一つの変換器に連続的に電力を供給するように構成されてもよい。コントローラは、少なくとも一つの変換器に断続的に電力を供給するように構成されてもよい。コントローラは、毎回の吸煙ごとに少なくとも一つの変換器に電力を供給するように構成されてもよい。

コントローラおよび電源は、少なくとも一つの変換器に交流電圧を提供するように構成されることが好ましい。交流電圧は、交流電流を提供することによって提供され得る。交流電圧は、無線周波数交流電圧であることが好ましい。交流電圧は、少なくとも約２０メガヘルツの周波数を有することが好ましい。交流電圧は、約２０メガヘルツ～約１００メガヘルツ、より好ましくは約２０メガヘルツ～約８０メガヘルツの周波数を有することが好ましい。有利なことに、これらの範囲内の交流電圧は、所望のエアロゾル発生のレートおよび所望の液滴サイズのうちの少なくとも一つを提供し得る。

電源は任意の適切なタイプの電源であってもよい。電源はＤＣ電源であってもよい。一部の好ましい実施形態では、電源は、リチウムイオン電池などの電池である。電源は、コンデンサーなどの別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合がある。電源は、装置の一回以上の使用のために十分なエネルギーの蓄積を可能にする容量を有してもよい。例えば、電源は従来の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる典型的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な発生を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の実施例において、電源は所定の装置の使用回数、または不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有してもよい。一実施形態において、電源は、約２．５ボルト～約４．５ボルトの範囲のＤＣ供給電圧、および約１アンペア～約１０アンペアの範囲のＤＣ供給電流（約２．５ワット～約４５ワットの範囲のＤＣ電源に対応）を有するＤＣ電源である。

エアロゾル発生装置は、有利なことに、ＤＣ／ＡＣインバータを備えてもよく、これはクラスＣ、クラスＤ、またはクラスＥの電力増幅器を含んでもよい。ＤＣ／ＡＣインバータは、電源と少なくとも一つの変換器との間に配設されてもよい。

エアロゾル発生装置は、電源とＤＣ／ＡＣインバータとの間にＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備えてもよい。

エアロゾル発生装置は、装置ハウジングを備えてもよい。装置ハウジングは、細長くてもよい。装置ハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでもよい。好適な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つ以上を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に好適な熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。材料は軽く、かつ脆くないことが好ましい。

装置ハウジングは、空気吸込み口を画定し得る。空気吸込み口は、周囲空気が装置ハウジング内に入ることを可能にするように構成されてもよい。空気吸込み口は、エアロゾル発生器の霧化領域と流体連通していてもよい。装置は、任意の適切な数の空気吸込み口を備え得る。装置は、複数の空気吸込み口を備えてもよい。

装置ハウジングは空気出口を含んでもよい。空気出口は、ユーザーへの送達のために、空気が装置ハウジングから出ることを可能にするように構成されてもよい。空気出口は、エアロゾル発生器の霧化領域と流体連通していてもよい。エアロゾル発生装置は、マウスピースを備えてもよい。マウスピースは、空気出口を含み得る。装置は、任意の適切な数の空気出口を備え得る。装置は、複数の空気出口を備えてもよい。

本発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、添付の図を参照して、例証的かつ非限定的な例によってのみ与えられる、好ましい実施形態の以下の詳細な説明に照らして、より明らかになるであろう。

図１は、変換器および反射器を備えるエアロゾル発生器の上面図を示す。 図２は、変換器および反射器を備えるエアロゾル発生器の上面図を示しており、反射器は陥凹部を形成する複数の壁内に含まれている。 図３は、図２のエアロゾル発生器の斜視図を示す。 図４は、反射器を備えないという点を除いて、図１のエアロゾル発生器と同一のエアロゾル発生器を表す。 図５は、第一の変換器、第二の変換器、第一の反射器および第二の反射器を備える、エアロゾル発生器の上面図を示す。 図６は、第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、および第四の変換器を備える、エアロゾル発生器の上面図を示す。 図７は、第一の変換器、第二の変換器、増幅器、および分析器を備える、エアロゾル発生器の上面図を示す。 図８は、エアロゾル発生器を備えるエアロゾル発生装置を表す。

図１の実施形態のエアロゾル発生器１００は、コントローラ１０１、表面音響波アトマイザー１０２、流れ制御要素１０３、および供給要素１０４を備える。

表面音響波アトマイザー１０２は、圧電材料のシートを含む基体１０６と、基体１０６の活性表面１１０上に配設された変換器１０８とを含む。変換器１０８は、第一の電極のアレイ１１２と、第一の電極のアレイ１１２と交互に配置された第二の電極のアレイ１１４とを含む。第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４は、直線状かつ互いに平行である。使用中に、変換器１０８は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生する。第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４の直線状の形状は、基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６に向かって方向付けられた直線状の波面を有する表面音響波をもたらす。

コントローラ１０１は、変換器１０８を動作させるように構成されている。この理由から、コントローラ１０１は、変換器１０８に電気的に接続される。コントローラ１０１は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるための入力変換器として変換器１０８を動作させるように構成されている。コントローラ１０１はまた、基体１０６の活性表面１１０上の表面音響波を感知するための出力変換器として変換器１０８を動作させるように構成されている。

供給要素１０４は、基体の不活性表面における入口（図示せず）と基体１０６の活性表面１１０における出口１０５との間に基体１０６を通って延びるチャネルを含む。出口１０５は、霧化領域１１６内に位置付けられる。使用中に、液体エアロゾル形成基体は、チャネルを通して霧化領域１１６に供給され、変換器１０８によって発生された表面音響波によって霧化される。

エアロゾル発生器１００はまた、霧化領域１１６が変換器１０８と反射器１３０との間に位置付けられるように、基体１０６の活性表面１１０上に位置付けられる反射器１３０を備える。反射器１３０は、各々が直線状の形状を有し、かつ互いに、ならびに変換器１０８の第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４と平行に配設された、反射器電極のアレイ１３２を含む。使用中に、変換器１０８によって発生された表面音響波の一部は、例えば、少量の液体エアロゾル形成基体が霧化領域１１６上に堆積される、または液体エアロゾル形成基体が霧化領域１１６上に堆積されない場合に、霧化領域１１６を通して完全に伝達され得る。反射器１３０は、伝達された表面音響波を、霧化領域１１６に向かって、および変換器１０８に向かって戻るように反射するように機能する。反射された表面音響波が変換器１０８に到達すると、コントローラ１０１は、反射された表面音響波を感知するための出力変換器として変換器１０８を動作させる。

変換器１０８は、入力変換器および出力変換器として動作し得るため、変換器１０８は、霧化領域１１６上の液体エアロゾル形成基体のサンプルを感知することができるセンサーを形成する。変換器１０８は出力変換器として動作するときに、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数である出力信号を発生する。出力信号は、コントローラ１０１によって受信され、コントローラ１０１は、変換器１０８が入力変換器として動作するときに変換器１０８に送信される入力信号を修正し得る。この結果として、入力変換器として動作する変換器１０８は、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化するように表面音響波の発生を適合させる。

出力信号がコントローラ１０１によって受信されると、コントローラ１０１は、入力信号を流れ制御要素１０３に提供する。流れ制御要素１０３は、供給要素１０４による基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６への液体エアロゾル形成基体の流量を、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化するように適合させる。

図２および３は、反射器１３０が陥凹部１４０を画定する複数の壁１４２内に含まれる点を除いて、図１のエアロゾル発生器に類似したエアロゾル発生器を示す。複数の壁１４２は、変換器１０８によって発生された表面音響波を霧化領域１１６に向かって反射するように配設された一対の角度付き壁１４４を含む。複数の壁１４２はまた、霧化領域１１６から離れる方向に変換器１０８から伝播する表面音響波を、霧化領域１１６に向かって、および変換器１０８に向かって戻るように反射するように配設された後部壁１４６を含む。反射された表面音響波が変換器１０８に到達すると、コントローラ１０１は、反射された表面音響波を感知するための出力変換器として変換器を動作させる。コントローラ１０１は、図１の実施形態におけるように、入力変換器として動作するときの変換器１０８、および流れ制御要素１０３を制御し得る。

図４の実施形態は、反射器が提供されていないことを除いて、図１～３の実施形態と同一である。したがって、霧化領域１１６内の液体エアロゾル形成基体に到達した表面音響波のみが液体エアロゾル形成基体によって変換器１０８に向かって反射される。反射された表面音響波が変換器１０８に到達すると、コントローラ１１０は、反射された表面音響波を感知するための出力変換器として変換器を動作させる。コントローラは、図１～３の実施形態におけるように、入力変換器として動作するときの変換器１０８、および流れ制御要素１０３を制御し得る。

図５の実施形態では、エアロゾル発生器１００の表面音響波アトマイザー１０２は、基体１０６を含み、次いで基体１０６は、圧電材料のシート、第一の変換器１０８，第二の変換器１０９、第三の変換器１１１、および第四の変換器１１３を含む。第一の変換器１０８、第二の変換器１０９、第三の変換器１１１、および第四の変換器１１３は、基体１０６の活性表面１１０上に配設される。

変換器１０８、１０９、１１１、１１３の各々は、第一の電極のアレイ１１２と、第一の電極のアレイ１１２と交互に配置された第二の電極のアレイ１１４とを含む。変換器１０８、１０９、１１１、１１３の各々の第一および第二の電極のアレイは、湾曲し、かつ互いに平行である。

コントローラ１０１は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器１０８および第二の変換器１０９の各々を動作させるように構成されている。第三の変換器１１１は、第一の変換器１０８によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラ１０１は、第一の変換器１０８によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第三の変換器１１１を動作させるように構成されている。同様に、第四の変換器１１３は、第二の変換器１０９によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラ１０１は、第二の変換器１０９によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として第四の変換器１１３を動作させるように構成されている。

使用中に、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９の各々は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させる。第一の変換器１０８の第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４の湾曲した形状は、基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６に向かって、および第三の変換器１１１に向かって集束された凹状の波面を有する表面音響波をもたらす。第二の変換器１０９の第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４の湾曲した形状は、第四の変換器１１３に向かって集束された凹状の波面を有する表面音響波をもたらす。

霧化領域１１６は、第一の変換器１０８と第三の変換器１１１との間にのみ位置付けられる。したがって、第二の変換器１０９および第四の変換器１１３は、基準センサーを形成するように構成されてもよく、第一の変換器１０８および第三の変換器１１１は、霧化領域１１６内の液体エアロゾル形成基体を感知するように構成されたセンサーを形成し得る。

第二の変換器１１１は、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数である出力信号を発生する。同様に、第四の変換器１１３は、霧化領域１１６内の液体エアロゾル形成基体の特性とは独立した出力信号を発生する。したがって、第四の変換器１１３の出力信号は、参照出力信号として使用され得る。第三の変換器１１１および第四の変換器１１３からの出力信号は、コントローラ１０１によって受信され、それ故にコントローラ１０１は、第三の変換器１１１の出力信号と第四の変換器１１３の参照出力信号を比較し得る。

この比較の結果として、コントローラ１０１は、第一の変換器１０８に送信される入力信号を修正し得、第一の変換器１０８は、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化するように表面音響波の発生を適合させる。

図５のコントローラ１０１はまた、第三の変換器１１１の出力信号と第四の変換器１１３の参照出力信号との間の比較を利用して、入力信号を流れ制御要素１０３に提供する。流れ制御要素１０３は、供給要素１０４による基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６への液体エアロゾル形成基体の流量を、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化させるように適合させる。

コントローラ１０１は、それらが同一の表面音響波を発生させるような方法で、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９を制御するように構成され得る。これは、第三の変換器１１１の出力信号と第四の変換器１１３の参照出力信号との間の比較が一貫したものとなることを確実にするのに有益であり得る。

図６の実施形態では、エアロゾル発生器１００の表面音響波アトマイザー１０２は、基体１０６を含み、次いで基体１０６は、圧電材料のシート、第一の変換器１０８、および第二の変換器１０９を含む。また、エアロゾル発生器１００は、第一の反射器１３０および第二の反射器１３４を備える。第一の変換器１０８、第二の変換器１０９、第一の反射器１３０、および第二の反射器１３４は、基体１０６の活性表面１１０上に配設される。

変換器１０８、１０９の各々は、第一の電極のアレイ１１２と、第一の電極のアレイ１１２と交互に配置された第二の電極のアレイ１１４とを含む。変換器１０８，１０９の各々の第一および第二の電極のアレイは、湾曲し、かつ互いに平行である。

コントローラ１０１は、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９を動作させるように構成されている。この理由から、コントローラ１０１は、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９に電気的に接続される。コントローラ１０１は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器１０８および第二の変換器１０９を動作させるように構成されている。コントローラ１０１はまた、基体１０６の活性表面１１０上の表面音響波を感知するための出力変換器として第一の変換器１０８および第二の変換器１０９を動作させるように構成されている。

エアロゾル発生器１００は、霧化領域１１６が変換器１０８と第一の反射器１３０との間にのみ位置付けられるように、基体１０６の活性表面１１０上に位置付けられる第一の反射器１３０を備える。第一の反射器１３０は、各々が直線状の形状を有し、かつ互いに平行に配設された、反射器電極のアレイ１３２を含む。

エアロゾル発生器１００はまた、基体１０６の活性表面１１０上に位置付けられた第二の反射器１３４を備える。第二の反射器１３４はまた、各々直線状の形状を有し、かつ互いに平行に配設された、反射器電極のアレイ１３２を含む。

霧化領域１１６は、第一の変換器１０８と第一の反射器１３０との間にのみ位置付けられるため、第二の変換器１０９は、基準センサーを形成するように構成されてもよく、第一の変換器１０８は、霧化領域１１６内の液体エアロゾル形成基体を感知するように構成されたセンサーを形成し得る。

使用中に、第一の変換器１０８によって発生された表面音響波の一部は、例えば、少量の液体エアロゾル形成基体が霧化領域１１６上に堆積される、または液体エアロゾル形成基体が霧化領域１１６上に堆積されない場合に、霧化領域１１６を通して完全に伝達され得る。第一の反射器１３０は、伝達された表面音響波を、霧化領域１１６に向かって、および第一の変換器１０８に向かって戻るように反射するように機能する。反射された表面音響波が第一の変換器１０８に到達すると、コントローラ１０１は、反射された表面音響波を感知するための出力変換器として第一の変換器１０８を動作させる。

同様に、使用中に、第二の変換器１０９によって発生された表面音響波が反射器１３４に到達すると、反射器１３４は、伝達された表面音響波を第二の変換器１０９に向かって戻るように反射する。反射された表面音響波が第二の変換器１０９に到達すると、コントローラ１０１は、反射された表面音響波を感知するための出力変換器として第二の変換器１０９を動作させる。

第一の変換器１０８は、入力変換器および出力変換器として動作し得るため、第一の変換器１０８は、霧化領域１１６上の液体エアロゾル形成基体のサンプルを感知することができるセンサーを形成する。第一の変換器１０８は出力変換器として動作するときに、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数である出力信号を発生する。

同様に、第二の変換器１１１は、出力変換器として動作するときに、霧化領域１１６内の液体エアロゾル形成基体の特性とは独立した出力信号を発生する。したがって、第二の変換器１０９の出力信号は、参照出力信号として使用され得る。第一の変換器１０８および第二の変換器１０９からの出力信号は、コントローラ１０１によって受信され、したがってコントローラ１０１は、第一の変換器１０８の出力信号を第二の変換器１０９の参照出力信号と比較し得る。

この比較の結果として、コントローラ１０１は、入力変換器として動作するときに第一の変換器１０８に送信される入力信号を修正し得る。したがって、第一の変換器１０８は、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化するように表面音響波の発生を適合させる。

図６のコントローラ１０１はまた、第一の変換器１０８の出力信号と第二の変換器１０９の参照出力信号との間の比較を使用して、入力信号を流れ制御要素１０３に提供し得る。流れ制御要素１０３は、供給要素１０４による基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６への液体エアロゾル形成基体の流量を、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化させるように適合させる。

コントローラ１０１は、入力変換器として動作するときに、それらが同一の表面音響波を発生させるような方法で、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９を制御するように構成され得る。これは、出力変換器として動作するときに、第一の変換器１０８の出力信号と第二の変換器１０９の参照出力信号との間の比較が一貫したものとなることを確実にするのに有益であり得る。

図７の実施形態では、エアロゾル発生器１００の表面音響波アトマイザー１０２は、基体１０６を含み、次いで基体１０６は、圧電材料のシート、第一の変換器１０８、および第二の変換器１０９を含む。第一の変換器１０８および第二の変換器１０９は、基体１０６の活性表面１１０上に配設される。

変換器１０８、１０９の各々は、第一の電極のアレイ１１２と、第一の電極のアレイ１１２と交互に配置された第二の電極のアレイ１１４とを含む。第一の変換器１０８および第二の変換器１０９の各々の第一の電極のアレイ１１２および第二の電極のアレイ１１４は、湾曲し、かつ互いに平行である。

コントローラ１０１は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるための入力変換器として第一の変換器１０８を動作させるように構成されている。第二の変換器１０９は、第一の変換器１０８によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、コントローラ１０１は、第一の変換器１０８によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として動作するように第二の変換器１０９を動作させるように構成されている。

使用中に、第一の変換器１０８は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させる。第一の変換器１０８の第一の電極のアレイ１１２と第二の電極のアレイ１１４の湾曲した形状は、基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６に向かって、および第二の変換器１０９に向かって集束された凹状の波面を有する表面音響波をもたらす。

図７のエアロゾル発生器１００は、図６に示すように、第一の変換器１０８および第二の変換器１０９が、音響波アトマイザー１０２が増幅器１１５のためのフィードバックラインとなるように配設されるように、増幅器１１５を備える。特に、図７の実施形態では、第二の変換器１０９は、感知された液体エアロゾル形成基体の特性の関数である出力信号を発生する。第二の変換器１０９の出力信号は、増幅器１１５によって増幅され、増幅器１１５は、増幅器出力信号を発生する。増幅器出力信号は、分析器１１７によって受信され、次いで分析器１１７は、分析器出力信号をコントローラ１０１に提供する。

コントローラ１０１は、分析器出力信号を利用して第一の変換器１０８に送信される入力信号を修正し得、変換器１０８は、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化するように表面音響波の発生を適合させる。

図７のコントローラ１０１はまた、分析器出力信号を使用して、入力信号を流れ制御要素１０３に提供し得る。流れ制御要素１０３は、供給要素１０４による基体１０６の活性表面１１０上の霧化領域１１６への液体エアロゾル形成基体の流量を、液体エアロゾル形成基体の霧化を強化させるように適合させる。

図８は、上記の実施形態のいずれかのエアロゾル発生器１００を備えるエアロゾル発生装置６００の断面図を示す。エアロゾル発生装置６００はまた、液体エアロゾル形成基体６０４を含有する液体貯蔵部分６０２を備える。エアロゾル発生器１００の流れ制御要素１０３は、供給要素１０４による霧化領域１１６への液体エアロゾル形成基体６０４の流量を制御する。供給要素１０４は、チャネル１１８および出口１０５を含む。

エアロゾル発生装置６００はまた、コントローラ１０１に電気的に接続された再充電可能電池を含む電源６０８を備える。上述の実施形態で説明したように、コントローラ１０１は、入力信号を、流れ制御要素１０３およびエアロゾル発生器１００の一つ以上の入力変換器に提供するように構成されている。

エアロゾル発生装置６００はまた、エアロゾル発生器１００、液体貯蔵部分６０２、および電源６０８が収容される、ハウジング６１２を備える。ハウジング６１２は、空気吸込み口６１４、マウスピース６１６、および空気出口６１８を画定する。使用中、ユーザーは、空気吸込み口６１４から空気出口６１８へとハウジング６１２を通して空気を引き出すために、マウスピース６１６を吸う。エアロゾル発生器１００によって発生したエアロゾルは、ユーザーへの送達のために、ハウジング６１２を通る気流内に同伴される。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、前記エアロゾル発生器が、
   表面音響波アトマイザーであって、
   霧化領域を画定する活性表面を含む基体、および、
   前記基体の前記活性表面上に位置付けられた変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
   液体エアロゾル形成基体を前記霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
   前記変換器を動作させるように配設されたコントローラであって、前記コントローラが、前記基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として前記変換器を動作させるように構成されており、前記コントローラが、前記基体の前記活性表面上の表面音響波を感知するための出力変換器として前記変換器を動作させるように構成されており、前記コントローラが、前記変換器が出力変換器として動作するときに、前記変換器から出力信号を受信するように構成されている、コントローラと、を備える、エアロゾル発生器。
2. 前記コントローラが、前記変換器が入力変換器として動作するときに、入力信号を前記変換器に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記変換器が出力変換器として動作するときに前記コントローラによって前記変換器から受信した前記出力信号に基づいて、前記入力信号を変化させて前記入力変換器を制御するように構成されている、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
3. 前記エアロゾル発生器が、前記供給要素によって前記霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を備え、前記コントローラが、入力信号を前記流れ制御要素に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記変換器が出力変換器として動作するときに、前記コントローラによって前記変換器から受信した出力信号に基づいて、前記入力信号を変化させるように構成されている、請求項１または２に記載のエアロゾル発生器。
4. 前記基体の前記活性表面上に位置する反射器をさらに備え、前記霧化領域が、前記変換器と前記反射器との間に位置する、請求項１、２、または３に記載のエアロゾル発生器。
5. 前記変換器が第一の変換器であり、前記反射器が第一の反射器であり、前記表面音響波アトマイザーがさらに、
   前記基体の前記活性表面上に位置付けられた第二の変換器であって、前記コントローラが、前記基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として前記第二の変換器を動作させるように構成されており、前記コントローラが、表面音響波を感知するための出力変換器として前記第二の変換器を動作させるように構成されている、第二の変換器と、
   出力変換器として動作するときに、反射された表面音響波が前記第二の変換器によって受容されるように、入力変換器として動作するときに、前記第二の変換器によって発生された表面音響波を反射するように位置付けられた第二の反射器と、を含み、
   前記コントローラが、前記第二の変換器が出力変換器として動作するときに、前記第二の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
   前記霧化領域が、前記第一の変換器と前記第一の反射器との間にのみ位置付けられる、請求項４に記載のエアロゾル発生器。
6. エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、前記エアロゾル発生器が、
   表面音響波アトマイザーであって、
   霧化領域を画定する活性表面を含む基体、および、
   各々が前記基体の前記活性表面上に位置付けられた、第一の変換器、第二の変換器、第三の変換器、および第四の変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
   液体エアロゾル形成基体を前記霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
   前記第一の変換器、前記第二の変換器、前記第三の変換器、および前記第四の変換器を動作させるように配設されたコントローラと、を備え、
   前記コントローラが、前記基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として前記第一の変換器および前記第二の変換器の各々を動作させるように構成されており、
   前記第三の変換器が、前記第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、前記コントローラが、前記第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として前記第三の変換器を動作させるように構成されており、前記コントローラが、前記第三の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
   前記第四の変換器が、前記第二の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、前記コントローラが、前記第二の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として前記第四の変換器を動作させるように構成されており、前記コントローラが、前記第四の変換器から出力信号を受信するように構成されており、
   前記霧化領域が、前記第一の変換器と前記第三の変換器との間にのみ位置付けられる、エアロゾル発生器。
7. 前記コントローラが、第一の入力信号を前記第一の変換器に、および第二の入力信号を前記第二の変換器に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記コントローラによって前記第三の変換器から受信された前記出力信号と前記コントローラによって前記第四の変換器から受信された前記出力信号との間の比較に基づいて、前記第一の入力信号を変化させて前記第一の変換器を制御し、前記第二の入力信号を変化させて前記第二の変換器を制御するように構成されている、請求項６に記載のエアロゾル発生器。
8. 前記第二の入力信号が、前記第一の入力信号と同一である、請求項７に記載のエアロゾル発生器。
9. 前記供給要素が、前記供給要素によって前記霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を含み、前記コントローラが、入力信号を前記流れ制御要素に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記コントローラによって前記第三の変換器から受信した前記出力信号と前記コントローラによって前記第四の変換器から受信された前記出力信号との間の比較に基づいて、前記入力信号を変化させるように構成されている、請求項７または８に記載のエアロゾル発生器。
10. エアロゾル発生装置のためのエアロゾル発生器であって、前記エアロゾル発生器が、
    表面音響波アトマイザーであって、
    霧化領域を画定する活性表面を含む基体、
    前記基体の前記活性表面上に位置付けられた第一の変換器、および、
    前記基体の前記活性表面上に位置付けられた第二の変換器であって、前記霧化領域が、前記第一の変換器と前記第二の変換器との間に位置付けられる、第二の変換器、を含む、表面音響波アトマイザーと、
    液体エアロゾル形成基体を前記霧化領域に供給するように配設された供給要素と、
    前記第一の変換器および前記第二の変換器を動作させるように配設されたコントローラであって、前記コントローラが、前記基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるための入力変換器として前記第一の変換器を動作させるように構成されており、前記第二の変換器が、前記第一の変換器によって発生された表面音響波を受容するように位置付けられ、前記コントローラが、前記第二の変換器が出力信号を提供するように、前記第一の変換器によって発生された表面音響波を感知するための出力変換器として前記第二の変換器を動作させるように構成されている、コントローラと、
    増幅器であって、前記表面音響波アトマイザーが、前記増幅器が、前記第二の変換器に対する前記出力信号を受信し、増幅器出力信号を提供するように構成されるように、前記増幅器のためのフィードバックラインとして配設される、増幅器と、
    前記増幅器出力信号を受信し、分析器出力信号を前記コントローラに提供するように配設された分析器と、を備える、エアロゾル発生器。
11. 前記分析器が、周波数分析器、電力分析器、および位相分析器のうちの少なくとも一つを含む、請求項１０に記載のエアロゾル発生器。
12. 前記コントローラが、入力信号を前記第一の変換器に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記コントローラによって受信した前記分析器出力信号に基づいて、前記入力信号を変化させて前記第一の変換器を制御するように構成されている、請求項１０または１１に記載のエアロゾル発生器。
13. 前記供給要素が、前記供給要素によって前記霧化領域に供給される液体エアロゾル形成基体の流量を制御するように配設された流れ制御要素を含み、前記コントローラが、入力信号を前記流れ制御要素に提供するように構成されており、前記コントローラが、前記コントローラによって受信された前記分析器出力信号に基づいて、前記入力信号を変化させるように構成されている、請求項１０、１１、または１２に記載のエアロゾル発生器。
14. 前記基体が、圧電基体である、請求項１～１３のいずれかに記載のエアロゾル発生器。
15. エアロゾル発生装置であって、
    請求項１～１４のいずれかに記載のエアロゾル発生器と、
    電源と、
    液体エアロゾル形成基体を受容するための液体貯蔵部分であって、前記供給要素が、液体エアロゾル形成基体を前記液体貯蔵部分から前記霧化領域に供給するように配設される、液体貯蔵部分と、を備える、エアロゾル発生装置。

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