WO2025203252A1 - エアロゾル生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ体験の質をより向上させることが可能な仕組みを提供する。 【解決手段】エアロゾル源を含有した基材を内部空間に収容する収容部と、前記基材を加熱する負荷と、前記収容部の前記内部空間の静電容量を検出する１対の電極を含むインピーダンス回路と、前記インピーダンス回路に入力される入力信号を生成する信号生成器と、前記インピーダンス回路からの出力信号の電圧に基づいて前記負荷による加熱を開始する制御部と、を備え、前記１対の電極は、前記負荷よりも上に配置され、前記１対の電極の上下方向の長さ、及び前記入力信号の周波数の、少なくともいずれか１つは、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さに基づいて設定される、エアロゾル生成装置。

Description

エアロゾル生成装置

　本開示は、エアロゾル生成装置に関する。

　ユーザに吸引されるエアロゾルを生成するエアロゾル生成装置が広く普及している。例えば、エアロゾル生成装置は、エアロゾルを生成するためのエアロゾル源、及び生成されたエアロゾルに香味成分を付与するための香味源等を含む基材を用いて、香味成分が付与されたエアロゾルを生成する。ユーザは、エアロゾル生成装置により生成された、香味成分が付与されたエアロゾルを吸引することで、香味を味わうことができる。ユーザがエアロゾルを吸引する動作を、以下ではパフ又はパフ動作とも称する。エアロゾル生成装置に分類されるデバイスとしては、一例として、加熱式タバコ等の、いわゆる紙巻タバコの代わりに利用されるものが挙げられる。なお、加熱式タバコとは、エアロゾル源を加熱することでエアロゾルを生成するタイプのエアロゾル生成装置である。

　挿入された基材を加熱するタイプのエアロゾル生成装置に関し、基材が挿入されたことを検出する技術が開発されている。例えば、下記特許文献１では、挿入済みの基材を取り囲む位置に電極を配置し、電極に電圧をかける工程と電極から電圧を逃がす工程とを繰り返した際の電圧の増減の速度に基づいて、基材が挿入済みであるか否かを判定する技術が開示されている。

特許第６３４８９８５号公報

　しかし、上記特許文献１に開示された技術は開発されてから未だ日が浅く、様々な点で向上の余地が残されている。

　そこで、本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、ユーザ体験の質をより向上させることが可能な仕組みを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、エアロゾル源を含有した基材を上下方向に挿抜可能な開口を上側に有し前記基材を内部空間に収容する収容部と、前記収容部に収容された前記基材のエアロゾル源を加熱するためのエネルギーを生成する負荷と、前記収容部の前記内部空間の静電容量を検出する１対の電極を含むインピーダンス回路と、前記インピーダンス回路に入力される入力信号を生成する信号生成器と、前記インピーダンス回路からの出力信号の電圧と閾値電圧とを比較する比較器と、前記比較器からの出力に基づいて前記負荷の動作を制御する制御部と、を備え、前記１対の電極は、前記負荷よりも上に配置され、前記１対の電極の上下方向の長さ、及び前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数の、少なくともいずれか１つは、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さに基づいて設定され、前記制御部は、前記比較器からの出力が所定条件を満たした場合に、前記負荷によるエネルギーの生成を開始する、エアロゾル生成装置が提供される。

　前記１対の電極は、前記基材の前記収容部への挿入が完了した状態で、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分よりも上に配置されてもよい。

　前記信号生成器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間に１以上の周期が含まれるよう、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定してもよい。

　前記制御部は、ユーザが前記基材を前記収容部に挿入した際に測定された、前記１対の電極の静電容量が変化している時間に基づいて、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定してもよい。

　前記インピーダンス回路は、フィルタ回路であってもよい。

　前記フィルタ回路は、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大である場合のカットオフ周波数が、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数に対応するよう設計されてもよい。

　前記信号生成器と前記１対の電極と前記比較器とは、直列回路の一部を構成してもよい。

　前記１対の電極の間の配線がＧＮＤ電位でシールドされていてもよい。

　前記インピーダンス回路は、前記出力信号を増幅する増幅器をさらに備えていてもよい。

　前記増幅器は、間欠動作してもよい。

　前記増幅器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間の長さに応じた周期で、間欠動作してもよい。

　前記入力信号は、１つの正弦波であってもよい。

　前記負荷は、加熱部であってもよい。

　以上説明したように本開示によれば、ユーザ体験の質をより向上させることが可能な仕組みが提供される。

エアロゾル生成装置の構成例を模式的に示す模式図である。 本実施形態に係るエアロゾル生成装置の概要を説明するための図である。 制御回路の構成の一例を示す図である。 インピーダンス回路の構成の一例を模式的に示す図である。 図４に示したインピーダンス回路のゲイン特性の一例を示すグラフである。 スティック型基材の挿入に伴う出力電圧の時系列変化の一例を示すグラフである。 インピーダンス回路の構成の他の一例を模式的に示す図である。 図７に示したインピーダンス回路のゲイン特性の一例を示すグラフである。 インピーダンス回路の構成の他の一例を模式的に示す図である。 インピーダンス回路の構成の他の一例を模式的に示す図である。 本実施形態に係るエアロゾル生成装置により実行される処理の流れの一例を示す図である。 インピーダンス回路に関する課題を説明するための図である。 変形例に係るインピーダンス回路の構成の一例を模式的に示す図である。 変形例に係るインピーダンス回路の構成の一例を模式的に示す図である。 増幅器による間欠動作について説明するためのタイムチャートである。 １対の電極間に刻部を配置した状態で増幅器を間欠動作させた場合の実験結果を示すグラフである。 １対の電極間に刻部を配置せずに手を近付けた状態で増幅器を間欠動作させた場合の実験結果を示すグラフである。

　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　＜１．エアロゾル生成装置の構成例＞
　エアロゾル生成装置は、ユーザにより吸引されるエアロゾルを生成する装置である。

　図１は、エアロゾル生成装置の構成例を模式的に示す模式図である。図１に示すように、本構成例に係るエアロゾル生成装置１００は、電源部１１１、センサ部１１２、通知部１１３、記憶部１１４、通信部１１５、制御部１１６、加熱部１２１、収容部１４０、及び断熱部１４４を含む。

　電源部１１１は、電力を蓄積する。そして、電源部１１１は、制御部１１６による制御に基づいて、エアロゾル生成装置１００の各構成要素に電力を供給する。電源部１１１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の充電式バッテリにより構成され得る。

　センサ部１１２は、エアロゾル生成装置１００に関する各種情報を取得する。一例として、センサ部１１２は、コンデンサマイクロホン等の圧力センサ、流量センサ又は温度センサ等により構成され、ユーザによる吸引に伴う値を取得する。他の一例として、センサ部１１２は、ボタン又はスイッチ等の、ユーザからの情報の入力を受け付ける入力装置により構成される。

　通知部１１３は、情報をユーザに通知する。通知部１１３は、例えば、発光する発光装置、画像を表示する表示装置、音を出力する音出力装置、又は振動する振動装置等により構成される。

　記憶部１１４は、エアロゾル生成装置１００の動作のための各種情報を記憶する。記憶部１１４は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体により構成される。

　通信部１１５は、有線又は無線の任意の通信規格に準拠した通信を行うことが可能な通信インタフェースである。かかる通信規格としては、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy（登録商標））、ＮＦＣ（Near Field Communication）、又はＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）を用いる規格等が採用され得る。

　制御部１１６は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従ってエアロゾル生成装置１００内の動作全般を制御する。制御部１１６は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、又はマイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。

　収容部１４０は、内部空間１４１を有し、内部空間１４１にスティック型基材１５０の一部を収容しながらスティック型基材１５０を保持する。収容部１４０は、内部空間１４１を外部に連通する開口１４２を有し、開口１４２から内部空間１４１に挿入されたスティック型基材１５０を収容する。例えば、収容部１４０は、開口１４２及び底部１４３を底面とする筒状体であり、柱状の内部空間１４１を画定する。収容部１４０には、内部空間１４１に空気を供給する空気流路が接続される。空気流路への空気の入口である空気流入孔は、例えば、エアロゾル生成装置１００の側面に配置される。空気流路から内部空間１４１への空気の出口である空気流出孔は、例えば、底部１４３に配置される。

　スティック型基材１５０は、基材部１５１、及び吸口部１５２を含む。基材部１５１は、エアロゾル源を含む。エアロゾル源は、たばこ由来又は非たばこ由来の香味成分を含む。エアロゾル生成装置１００がネブライザ等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源は、薬剤を含んでもよい。エアロゾル源は、例えば、たばこ由来又は非たばこ由来の香味成分を含む、グリセリン及びプロピレングリコール等の多価アルコール、並びに水等の液体であってもよく、たばこ由来又は非たばこ由来の香味成分を含む固体であってもよい。スティック型基材１５０が収容部１４０に保持された状態において、基材部１５１の少なくとも一部は内部空間１４１に収容され、吸口部１５２の少なくとも一部は開口１４２から突出する。そして、開口１４２から突出した吸口部１５２をユーザが咥えて吸引すると、図示しない空気流路を経由して内部空間１４１に空気が流入し、基材部１５１から発生するエアロゾルと共にユーザの口内に到達する。

　加熱部１２１は、エアロゾル源を加熱することで、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成する。図１に示した例では、加熱部１２１は、フィルム状に構成され、収容部１４０の外周を覆うように配置される。そして、加熱部１２１が発熱すると、スティック型基材１５０の基材部１５１が外周から加熱され、エアロゾルが生成される。加熱部１２１は、電源部１１１から給電されると発熱する。一例として、ユーザが吸引を開始したこと、及び／又は所定の情報が入力されたことが、センサ部１１２により検出された場合に、給電されてもよい。そして、ユーザが吸引を終了したこと、及び／又は所定の情報が入力されたことが、センサ部１１２により検出された場合に、給電が停止されてもよい。

　断熱部１４４は、加熱部１２１から他の構成要素への伝熱を防止する。例えば、断熱部１４４は、真空断熱材、又はエアロゲル断熱材等により構成される。

　以上、エアロゾル生成装置１００の構成例を説明した。もちろんエアロゾル生成装置１００の構成は上記に限定されず、以下に例示する多様な構成をとり得る。

　一例として、加熱部１２１は、ブレード状に構成され、収容部１４０の底部１４３から内部空間１４１に突出するように配置されてもよい。その場合、ブレード状の加熱部１２１は、スティック型基材１５０の基材部１５１に挿入され、スティック型基材１５０の基材部１５１を内部から加熱する。他の一例として、加熱部１２１は、収容部１４０の底部１４３を覆うように配置されてもよい。また、加熱部１２１は、収容部１４０の外周を覆う第１の加熱部、ブレード状の第２の加熱部、及び収容部１４０の底部１４３を覆う第３の加熱部のうち、２以上の組み合わせとして構成されてもよい。

　他の一例として、収容部１４０は、内部空間１４１を形成する外殻の一部を開閉する、ヒンジ等の開閉機構を含んでいてもよい。そして、収容部１４０は、外殻を開閉することで、内部空間１４１に挿入されたスティック型基材１５０を挟持しながら収容してもよい。その場合、加熱部１２１は、収容部１４０における当該挟持箇所に設けられ、スティック型基材１５０を押圧しながら加熱してもよい。

　また、エアロゾル源を霧化する手段は、加熱部１２１による加熱に限定されない。例えば、エアロゾル源を霧化する手段は、誘導加熱であってもよい。その場合、エアロゾル生成装置１００は、加熱部１２１の代わりに、磁場を発生させるコイル等の電磁誘導源を少なくとも有する。誘導加熱により発熱するサセプタは、エアロゾル生成装置１００に設けられていてもよいし、スティック型基材１５０に含まれていてもよい。

　＜２．技術的特徴＞
　＜２．１．概要＞
　以下、図２を参照しながら、本実施形態に係るエアロゾル生成装置１００の概要を説明する。

　図２は、本実施形態に係るエアロゾル生成装置１００の概要を説明するための図である。図２では、スティック型基材１５０が収容部１４０に挿入される様子が示されている。図２に示すように、スティック型基材１５０が挿入される方向を下、抜去される方向を上とも称する。

　収容部１４０は、スティック型基材１５０を上下方向に挿抜可能な開口１４２を上側に有し、スティック型基材１５０を内部空間１４１に収容する。

　加熱部１２１は、収容部１４０の底部１４３側に配置され、収容部１４０に収容されたスティック型基材１５０を加熱する。

　スティック型基材１５０のうちエアロゾル源が分布する部分を、刻部１５３とも称する。刻部１５３は、図１に示した基材部１５１の少なくとも一部である。加熱部１２１及び刻部１５３は、収容部１４０に収容された状態で互いに熱的に近接するよう、位置決めされる。

　エアロゾル生成装置１００は、内部空間１４１を挟み込むように配置され、収容部１４０の内部空間１４１の静電容量を検出する１対の電極Ｃを備える。

　エアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成装置１００の動作を制御する制御回路１０を備える。制御回路１０は、図１に示した構成要素のうち少なくとも制御部１１６に対応する。制御回路１０は、１対の電極Ｃに接続されており、１対の電極Ｃにより検出された静電容量に基づいて収容部１４０へのスティック型基材１５０の挿入を検出する。また、制御回路１０は、加熱部１２１に接続されており、加熱部１２１の動作を制御する。図２では便宜上、制御回路１０と１対の電極Ｃ及び加熱部１２１とが分離して図示されているが、以下では、制御回路１０が１対の電極Ｃ及び加熱部１２１を含むものとする。

　制御回路１０は、オートスタート機能を有していてもよい。即ち、制御回路１０は、１対の電極Ｃにより検出された静電容量に基づいて収容部１４０にスティック型基材１５０が挿入されたと判定した場合に、加熱部１２１による加熱を開始してもよい。

　ここで、１対の電極Ｃは、加熱部１２１よりも上に配置される。とりわけ、１対の電極Ｃは、スティック型基材１５０が収容部１４０に収容された状態（即ち、スティック型基材１５０の先端が底部１４３に到達し、挿入が完了した状態）で、刻部１５３よりも上に配置される。そのため、スティック型基材１５０が収容部１４０に挿入される途中で、刻部１５３が１対の電極Ｃ（より正確には、１対の電極Ｃの間の空間）を通過することとなる。ここで、刻部１５３は、エアロゾル源が分布しているため、エアロゾル源が分布していないスティック型基材１５０の他の部分と比較して、比誘電率が高い。そのため、刻部１５３が１対の電極Ｃを通過する際の、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る期間と無い期間とで、静電容量が大きく変化することとなる。そのため、本実施形態によれば、当該静電容量の変化に基づいて、スティック型基材１５０の挿入を精度よく検出することが可能となる。

　制御回路１０は、１対の電極Ｃ間に存在する刻部１５３（即ち、エアロゾル源）の量が最大となる期間（以下、判定対象期間とも称する）Ｔにおける静電容量に基づいて、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有るか否か、即ち、スティック型基材１５０が挿入されたか否かを判定する。判定対象期間Ｔは、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ［ｍｍ］、刻部１５３の上下方向の長さＬｋ［ｍｍ］、スティック型基材１５０の収容部１４０への挿入速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］を用いて、次式により計算される。

　以下では、説明を簡易にするため、１対の電極Ｃ間に存在する刻部１５３の量が最大の状態を、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る、とも称する。他方、１対の電極Ｃ間に存在する刻部１５３の量が最大ではない状態を、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い、とも称する。

　以上、本実施形態に係るエアロゾル生成装置１００の概要を説明した。

　エアロゾル生成装置１００のようなデバイスへの、スティック型基材１５０のようなスティックの挿入を検出する技術は、他にも各種提案されている。

　一例として、誘導加熱式のデバイスに関しては、サセプタを内蔵したスティックが挿入された際のインダクタンスの変化に基づいてデバイスへのスティックの挿入を検出する技術が提案されている。しかしながら、スティックがサセプタを内蔵する場合、スティックの誤飲時にサセプタが消化器系を傷つけてしまう可能性がある。また、かかる技術は、誘導加熱式のデバイスでしか使用できず、エアロゾル生成装置１００のような加熱式のデバイスへの適用は困難であった。

　この点、上記説明した本実施形態に係る技術は、スティックにサセプタを内蔵させずに済む上に、誘導加熱式及び加熱式のデバイスの双方に適用可能である。このようにして、ユーザ体験の質を向上させることが可能である。

　また、上記特許文献１のように、静電容量に基づいてスティックの挿入を検出する技術もすでに提案されている。しかしながら、上記特許文献１を含む既存技術では、スティックの挿入が完了した後の静電容量に基づいてスティックが検出されていた。詳しくは、既存技術においても、スティック挿入完了後にヒータ又は誘電コイルに近接する位置に、エアロゾル源は分布する。しかし、静電容量を測定するためのセンサは、ヒータ又は誘電コイルからのノイズ混入を防止するために、ヒータ又は誘電コイルから離れて配置されることが多い。そのため、スティック挿入完了後には、エアロゾル源が分布する部分がセンサから離れてしまうこととなり、スティック挿入を検出する精度には限界があった。また、静電容量を測定するためのセンサをヒータ又は誘電コイルの外側等に配置することが仮にできたとしても、ノイズ混入、及びデバイスの大型化が懸念される。

　この点、上記説明した本実施形態に係る技術は、比誘電率が高い刻部１５３が１対の電極Ｃを通過する際の静電容量の変化を参照することで、スティック型基材１５０の挿入を精度よく検出することが可能である。また、挿入完了後ではなく、挿入途中にスティック型基材１５０の挿入を検出することができるので、オートスタート機能をより早く実行することが可能となる。また、１対の電極Ｃを加熱部１２１から離して配置することができるので、センサ配置に関する制限が緩和され、エアロゾル生成装置１００をより小型化することが可能となる。このようにして、ユーザ体験の質を向上させることが可能である。

　＜２．２．制御回路１０の構成＞
　図３は、制御回路１０の構成の一例を示す図である。図３に示すように、制御回路１０は、信号生成器１１、インピーダンス回路１２、比較器１３、及び加熱回路１４を含む。

　信号生成器１１は、インピーダンス回路１２に入力される信号（以下、入力信号とも称する）を生成する。例えば、信号生成器１１は、入力信号として１つの正弦波を生成する。

　インピーダンス回路１２は、１対の電極Ｃを含む交流回路である。インピーダンス回路１２には、信号生成器１１により生成された入力信号が入力され、出力信号を出力する。インピーダンス回路１２への入力信号の電圧（以下、入力電圧とも称する）Ｖｉｎとインピーダンス回路１２からの出力信号の電圧（以下、出力電圧とも称する）Ｖｏｕｔとの関係は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで相違する。１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、１対の電極Ｃの静電容量が変わり、インピーダンス回路１２のゲイン特性が変わるためである。

　比較器１３は、インピーダンス回路１２からの出力信号の電圧Ｖｏｕｔと閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、比較結果を出力する。閾値電圧Ｖｔｈは、インピーダンス回路１２からの出力信号の電圧Ｖｏｕｔを、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで区別可能な値に設定される。そのため、比較器１３は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有るか否かを示す情報を、比較結果として出力する。

　加熱回路１４は、比較器１３からの出力に基づいて加熱部１２１の動作を制御する。加熱回路１４は、制御部１１６として捉えられてよい。

　とりわけ、加熱回路１４は、比較器１３からの出力が所定条件を満たした場合に、加熱部１２１による加熱を開始する。詳しくは、加熱回路１４は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ることを示す比較結果が得られた場合、スティック型基材１５０が挿入されたと判定し、加熱部１２１による加熱を開始する。他方、加熱回路１４は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ることを示す比較結果が得られるまで、スティック型基材１５０が挿入されていないと判定し、加熱部１２１による加熱を待機する。

　＜２．３．具体例＞
　インピーダンス回路１２は、フィルタ回路であってよい。以下、図４～図１０を参照しながら、インピーダンス回路１２がＲＣハイパスフィルタ回路又はＲＣローパスフィルタ回路として構成される場合の具体例を説明する。

　（ＲＣハイパスフィルタ）
　図４は、インピーダンス回路１２の構成の一例を模式的に示す図である。図４に示すように、インピーダンス回路１２ａは、１対の電極Ｃ及び抵抗Ｒを有するＲＣハイパスフィルタ回路として構成されてよい。

　図４に示したインピーダンス回路１２ａの入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、次式で表される。

　Ｃは、１対の電極Ｃの静電容量である。Ｒは、抵抗Ｒの抵抗値である。ｆは、入力信号の周波数である。

　周波数毎のゲイン｜Ｇ（ｊω）｜は、次式により計算される。

　カットオフ周波数ｆｃは、次式により計算される。

　例えば、インピーダンス回路１２ａのパラメータが以下の通り設定されるものとする。
　　抵抗値Ｒ：５１０［ｋΩ］
　　静電容量Ｃ
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：６．７［ｐＦ］
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：５．１［ｐＦ］
　　入力信号の周波数ｆ：５［ｋＨｚ］
　　入力信号の振幅：１［Ｖｐ－ｐ］

　上記パラメータ設定におけるインピーダンス回路１２ａのゲイン特性を、図５に示す。図５は、図４に示したインピーダンス回路１２ａのゲイン特性の一例を示すグラフである。本グラフの縦軸はゲイン［ｄｂ］であり、横軸は周波数［Ｈｚ］である。そして、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合及び無い場合の出力信号のゲインの周波数特性が示されている。本グラフを参照すると、入力信号の周波数ｆが上記パラメータ設定に示した５［ｋＨｚ］である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合の出力信号のゲインは、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い場合の出力信号のゲインよりも高いことが分かる。

　上記設パラメータ設定におけるインピーダンス回路１２ａの出力信号の振幅は、以下の通りとなる。
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：０．７３［Ｖｐ－ｐ］
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：０．６３［Ｖｐ－ｐ］

　このように、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、出力信号の振幅に０．１［Ｖ］の差が生じる。この場合、閾値電圧Ｖｔｈは、０．６８［Ｖ］に設定され得る。即ち、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの０．６８［Ｖ］以上である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ると判定する。他方、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの０．６８［Ｖ］未満である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無いと判定する。

　ここで、入力信号の周波数ｆは、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ及び刻部１５３の上下方向の長さＬｋに基づいて設定される。かかる構成によれば、以下に説明するように、スティック型基材１５０の挿入に伴う静電容量の変化を、精度よく検出することが可能となる。

　詳しくは、信号生成器１１は、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ、刻部１５３の上下方向の長さＬｋ、及び想定されるスティック型基材１５０の挿入速度Ｖに基づいて計算される、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大となる判定対象期間Ｔに１以上の周期が含まれるよう、入力信号の周波数ｆを設定する。かかる構成によれば、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が変わらない判定対象期間Ｔにおいて、スティック型基材１５０の挿入に伴う静電容量の変化に起因する出力電圧Ｖｏｕｔの変化が現れることとなる。この点について、図６を参照しながら説明する。

　図６は、スティック型基材１５０の挿入に伴う出力電圧Ｖｏｕｔの時系列変化の一例を示すグラフである。本グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間であり、時間は左から右へ流れる。図６に示すように、スティック型基材１５０の収容部１４０への挿入は、挿入中（１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い）、挿入中（１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る）、挿入完了、の順に進捗する。入力信号の周波数ｆを上記の通り設定することで、図６に示すように、判定対象期間Ｔにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以上となる機会が少なくとも１回以上到来することなる。従って、比較器１３は、１対の電極Ｃに刻部１５３が有ることを、確実に検出することが可能となる。

　１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ、刻部１５３の上下方向の長さＬｋ、想定されるスティック型基材１５０の挿入速度Ｖ、及び上記数式１に基づいて計算される判定対象期間Ｔの具体例を以下に示す。
　　Ｌｅ：５［ｍｍ］
　　Ｌｋ：２０［ｍｍ］
　　Ｖ：７５［ｍ／ｓ］
　　Ｔ：２［ｍｓ］

　なお、上記パラメータ設定におけるスティック型基材１５０の挿入速度Ｖとしては、人体で最も早い速度と考えられる、指パッチン（finger snap）の際の指の速度である７５［ｍ／ｓ］が想定されている。かかる速度を採用することで、最短の判定対象期間Ｔを想定することができる。即ち、ユーザがどんなに速くスティック型基材１５０を挿入したとしても、比較器１３は、スティック型基材１５０の挿入を検出することが可能となる。

　入力信号が正弦波である場合、少なくとも、判定対象期間Ｔの間に正弦波の山が１つ以上あること（即ち、１以上の周期が含まれること）が望ましい。即ち、周波数ｆ≧１／Ｔ［Ｈｚ］であることが望ましい。さらに好適には、判定対象期間Ｔの間に正弦波の山が複数個（例えば、１０個以上）あることが望ましく、例えば、周波数ｆ≧１０／Ｔ［Ｈｚ］であることが望ましい。

　上述したパラメータ設定においては、Ｔ＝０．００２［ｓ］であるから、周波数ｆ≧１０／Ｔ＝５［ｋＨｚ］に設定されることが望ましい。

　インピーダンス回路１２ａは、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大である場合のカットオフ周波数ｆｃが、入力信号の周波数ｆに対応するよう設計される。例えば、入力信号の周波数ｆが５［ｋＨｚ］である場合、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大である場合のカットオフ周波数ｆｃが５［ｋＨｚ］以上になるように、１対の電極Ｃの静電容量Ｃ、及び抵抗Ｒの抵抗値Ｒが設定される。かかる構成によれば、刻部１５３の検出精度を向上させることが可能となる。

　（ＲＣローパスフィルタ）
　図７は、インピーダンス回路１２の構成の他の一例を模式的に示す図である。図７に示すように、インピーダンス回路１２ｂは、１対の電極Ｃ及び抵抗Ｒを有するＲＣローパスフィルタ回路として構成されてよい。

　図７に示したインピーダンス回路１２ｂの入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、次式で表される。

　Ｃは、１対の電極Ｃの静電容量である。Ｒは、抵抗Ｒの抵抗値である。ｆは、入力信号の周波数である。

　周波数毎のゲイン｜Ｇ（ｊω）｜は、次式により計算される。

　カットオフ周波数ｆｃは、次式により計算される。

　例えば、インピーダンス回路１２ｂのパラメータが以下の通り設定されるものとする。
　　抵抗値Ｒ：５１０［ｋΩ］
　　静電容量Ｃ
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：６．７［ｐＦ］
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：５．１［ｐＦ］
　　入力信号の周波数ｆ：５［ｋＨｚ］
　　入力信号の振幅：１［Ｖｐ－ｐ］

　上記パラメータ設定におけるインピーダンス回路１２ｂのゲイン特性を、図８に示す。図８は、図７に示したインピーダンス回路１２ｂのゲイン特性の一例を示すグラフである。本グラフの縦軸はゲイン［ｄｂ］であり、横軸は周波数［Ｈｚ］である。そして、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合及び無い場合の出力信号のゲインの周波数特性が示されている。本グラフを参照すると、入力信号の周波数ｆが上記パラメータ設定に示した５［ｋＨｚ］である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合の出力信号のゲインは、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い場合の出力信号のゲインよりも低いことが分かる。

　上記設パラメータ設定におけるインピーダンス回路１２ｂの出力信号の振幅は、以下の通りとなる。
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：０．６８［Ｖｐ－ｐ］
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：０．７７［Ｖｐ－ｐ］

　このように、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、出力信号の振幅に約０．１［Ｖ］の差が生じる。この場合、閾値電圧Ｖｔｈは、０．７３［Ｖ］に設定され得る。即ち、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの０．７３［Ｖ］未満である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ると判定する。他方、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの０．７３［Ｖ］以上である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無いと判定する。

　入力信号の周波数ｆは、ＲＣハイパスフィルタに関し上記説明した通りに設定されればよい。１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大となる判定対象期間Ｔにおけるカットオフ周波数ｆｃも同様に、ＲＣハイパスフィルタに関し上記説明した通りに設定されればよい。

　（オペアンプを用いた回路）
　インピーダンス回路１２は、出力信号を増幅する増幅器をさらに備えていてもよい。その場合の回路構成の一例を、図９及び図１０に示す。

　図９は、インピーダンス回路１２の構成の他の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、インピーダンス回路１２ｃは、オペアンプＯＡ、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２により構成された増幅回路１５、並びに１対の電極Ｃで構成された、ハイパスフィルタ回路であってもよい。なお、抵抗Ｒ１の抵抗値が抵抗Ｒ２の抵抗値と等しい場合、図９に示したインピーダンス回路１２ｃは、図４に示したＲＣハイパスフィルタ回路として構成されたインピーダンス回路１２ａと等価である。

　図１０は、インピーダンス回路１２の構成の他の一例を模式的に示す図である。図１０に示すように、インピーダンス回路１２ｄは、オペアンプＯＡ、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２により構成された増幅回路１５、並びに１対の電極Ｃで構成された、ローパスフィルタ回路であってもよい。なお、抵抗Ｒ１の抵抗値が抵抗Ｒ２の抵抗値と等しい場合、図１０に示したインピーダンス回路１２ｄは、図７に示したＲＣローパスフィルタ回路として構成されたインピーダンス回路１２ｂと等価である。

　これらの回路構成によれば、出力電圧Ｖｏｕｔが増幅されるため、刻部１５３の検出精度を向上させることが可能となる。

　＜２．４．処理の流れ＞
　続いて、図１１を参照しながら、スティック型基材１５０の挿入を検出する処理の流れの一例を説明する。

　図１１は、本実施形態に係るエアロゾル生成装置１００により実行される処理の流れの一例を示す図である。

　図１１に示すように、まず、信号生成器１１は、インピーダンス回路１２への信号供給を開始する（ステップＳ１０２）。例えば、信号生成器１１は、入力信号として正弦波を生成し、インピーダンス回路１２に供給する。その結果、インピーダンス回路１２は出力電圧Ｖｏｕｔを出力し、比較器１３は出力電圧Ｖｏｕｔと閾値電圧Ｖｔｈとの比較結果を加熱回路１４に出力することとなる。

　次いで、加熱回路１４は、比較器１３からの出力が所定条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。一例として、図４に示したＲＣハイパスフィルタとして構成されたインピーダンス回路１２ａに関しては、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ以上であることを上記所定条件として判定する。他の一例として、図７に示したＲＣローパスフィルタとして構成されたインピーダンス回路１２ｂに関しては、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈ未満であることを上記所定条件として判定する。

　比較器１３からの出力が所定条件を満たしていないと判定された場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、加熱回路１４は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い、即ちスティック型基材１５０が未挿入であると判定する（ステップＳ１０６）。そして、加熱回路１４は、比較器１３からの出力が所定条件を満たすまで待機する。

　他方、比較器１３からの出力が所定条件を満たしたと判定された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、加熱回路１４は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る、即ちスティック型基材１５０が挿入済みであると判定する（ステップＳ１０８）。そして、加熱回路１４は、加熱部１２１による加熱を開始する（ステップＳ１１０）。

　＜３．変形例＞
　＜３．１．インピーダンス回路１２に関する変形例＞
　図１２は、インピーダンス回路１２に関する課題を説明するための図である。図１２では、一例として、図７に示したＲＣローパスフィルタとして構成されたインピーダンス回路１２ｂに関する課題が図示されている。

　インピーダンス回路１２ｂの第１の課題として、人体の持つ静電容量Ｃｈｕｍａｎに起因する、スティック型基材１５０の挿入の検出精度の低下が挙げられる。図１２に示すように、インピーダンス回路１２ｂでは、人体がＧＮＤとの間に持つ静電容量Ｃｈｕｍａｎが、１対の電極Ｃに並列の容量となっている。そのため、スティック型基材１５０を収容部１４０に挿入する際等の、ユーザの指が１対の電極Ｃに近付くタイミングでは、人体の静電容量Ｃｈｕｍａｎの影響で、１対の電極Ｃの対ＧＮＤの容量が増えてしまう。その結果、スティック型基材１５０の挿入の検出精度が低下するおそれがある。

　インピーダンス回路１２ｂの第２の課題として、１対の電極Ｃの配線間寄生容量Ｃｌｉｎｅに起因する、スティック型基材１５０の挿入の検出精度の低下が挙げられる。図１２に示すように、インピーダンス回路１２ｂでは、配線間寄生容量Ｃｌｉｎｅが、１対の電極Ｃに並列の容量となっている。そのため、配線間寄生容量Ｃｌｉｎｅが大きい場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、１対の電極Ｃにより測定される静電容量に違いが出にくくなる。その結果、スティック型基材１５０の挿入の検出精度が低下し得る。

　スティック型基材１５０の挿入の検出精度が低下した場合、挿入前なのにオートスタートしてしまう、挿入後なのにオートスタートしない、といった誤動作が発生する可能性があった。

　以下では、図１３を参照しながら、これらの課題を解決する変形例を説明する。図１３は、変形例に係るインピーダンス回路１２の構成の一例を模式的に示す図である。

　図１３に示すように、インピーダンス回路１２ｅは、入力信号に並列する抵抗Ｒと入力信号に直列する１対の電極Ｃにより構成されていてもよい。換言すると、信号生成器１１と１対の電極Ｃと比較器１３とは、直列回路の一部を構成していてもよい。かかる構成によれば、人体の静電容量Ｃｈｕｍａｎが、１対の電極Ｃに並列の容量とはならなくなる。そのため、人体の静電容量Ｃｈｕｍａｎに起因する、１対の電極Ｃの対ＧＮＤの容量増加を抑制することができる。その結果、スティック型基材１５０の挿入の検出精度の低下を防止することが可能となる。このようにして、上述した第１の課題が解決される。

　また、図１３に示すように、インピーダンス回路１２ｅでは、１対の電極Ｃの間の配線が、ＧＮＤ電位でシールドされている。より詳しくは、１対の電極Ｃと１対の電極Ｃの静電容量を検出するための回路（例えば、比較器１３）との間の配線が、ＧＮＤ電位でシールドされている。これにより、配線間寄生容量Ｃｌｉｎｅが、１対の電極Ｃに並列の容量とはならなくなる。そのため、配線間寄生容量Ｃｌｉｎｅが大きい場合であっても、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、１対の電極Ｃにより測定される静電容量に明確な違いを出すことが可能となる。その結果、スティック型基材１５０の挿入の検出精度の低下を防止することが可能となる。このようにして、上述した第２の課題が解決される。

　なお、上述した第１の課題は、図４に示したＲＣハイパスフィルタ回路として構成されたインピーダンス回路１２ａでも解決される。なぜならば、インピーダンス回路１２ａにおいても、信号生成器１１と１対の電極Ｃと比較器１３とが、直列回路の一部を構成するためである。

　＜３．２．増幅器を用いた回路の変形例＞
　以下では、図１４を参照しながら、出力信号を増幅する増幅器を備えるインピーダンス回路１２の変形例を説明する。図１４は、変形例に係るインピーダンス回路１２の構成の一例を模式的に示す図である。

　図１４に示すように、インピーダンス回路１２ｆは、入力信号に直列する１対の電極Ｃと、第１の増幅回路１５－１と、コンデンサＣ´と、第２の増幅回路１５－２と、により構成されていてもよい。第１の増幅回路１５－１は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、及びオペアンプＯＡ１により構成される。第２の増幅回路１５－２は、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、及びオペアンプＯＡ２により構成される。

　図１４に示したインピーダンス回路１２ｆの、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無い場合のインピーダンスＺは、次式により計算される。

　他方、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合のインピーダンスＺは、次式により計算される。

　ここで、ΔＣは、１対の電極Ｃ間に存在する刻部１５３の静電容量である。

　入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、次式で表される。

　ここで、Ｒ１～Ｒ４は、抵抗Ｒ１～Ｒ４の抵抗値である。

　周波数毎のゲイン｜Ｇ（ｊω）｜は、次式により計算される。

　なお、理想的なオペアンプは、無限大の周波数まで増幅できる。しかしながら、実際には、オペアンプが増幅できる周波数には限界がある。

　例えば、インピーダンス回路１２ｆのパラメータが以下の通り設定されるものとする。
　　入力信号の周波数ｆ：３２．７６８［ｋＨｚ］
　　入力信号の振幅：５［Ｖ］
　　インピーダンスＺ
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：１３．８８［ＭΩ］
　　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：９．１７［ＭΩ］
　　抵抗Ｒ１：５１［ｋΩ］
　　抵抗Ｒ２：３３０［ｋΩ］
　　抵抗Ｒ３：５．１［ｋΩ］
　　抵抗Ｒ４：８２［ｋΩ］

　上記設パラメータ設定におけるインピーダンス回路１２ａの出力信号の振幅は、以下の通りとなる。
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３有り：３．５０７２［Ｖｐ－ｐ］
　　１対の電極Ｃ間に刻部１５３無し：３．９９６５［Ｖｐ－ｐ］

　このように、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とで、出力信号の振幅に０．４９［Ｖ］の差が生じる。この場合、閾値電圧Ｖｔｈは、３．７５［Ｖ］に設定され得る。即ち、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの３．７５［Ｖ］未満である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ると判定する。他方、加熱回路１４は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔｈの３．７５［Ｖ］以上である場合、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無いと判定する。

　このように、インピーダンス回路１２ｆでは、インピーダンス回路１２ａ及びインピーダンス回路１２ｂのような増幅器が無い回路と比較して、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有る場合と無い場合とにおける出力信号の振幅の差を増幅させることができる。そのため、刻部１５３の検出精度を向上させることが可能となる。

　＜３．３．間欠動作に関する変形例＞
　制御回路１０は、スティック型基材１５０の検出を間欠的に実行してもよい。例えば、増幅器を有するインピーダンス回路１２において、増幅器は、間欠動作してもよい。かかる構成によれば、消費電力を抑制することが可能となる。

　とりわけ、増幅器は、判定対象期間Ｔの長さに応じた周期で間欠動作してもよい。例えば、増幅器は、ＯＮ／ＯＦＦの周期を、判定対象期間Ｔ以下に設定する。ただし、入力信号が正弦波である場合、増幅器がＯＮとなる期間に、少なくとも１つ以上の正弦波の山が含まれるよう、ＯＮ／ＯＦＦの周期が設定されることが望ましい。かかる構成によれば、刻部１５３の検出精度を維持しながら、消費電力を抑制することが可能となる。

　以下では、図１４に示したインピーダンス回路１２ｆにおける増幅器としての増幅回路１５－１及び１５－２（より詳しくは、オペアンプＯＡ１及びＯＡ２）の間欠動作について、図１５を参照しながら説明する。

　図１５は、増幅器による間欠動作について説明するためのタイムチャートである。上段のタイムチャートは、制御回路１０に搭載されたＲＴＣ（Real Time Clock）のクロックＯＮ／ＯＦＦを示している。中段のタイムチャートは、増幅器（即ち、オペアンプＯＡ１及びＯＡ２）のＯＮ／ＯＦＦを示している。増幅器がＯＮの期間においては、１対の電極Ｃ間の刻部１５３の有無に応じた出力電圧Ｖｏｕｔがインピーダンス回路１２ｆから出力されるため、１対の電極Ｃ間の刻部１５３の有無を判定することが可能となる。下段のタイムチャートは、スティック型基材１５０が挿入される際の、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有るか否かの時系列推移を示している。即ち、ＹＥＳは１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ること、ＮＯは１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無いことを示している。

　図１５に示すように、オペアンプＯＡ１及びＯＡ２は、ＲＴＣのクロックＯＮ／ＯＦＦに同期してＯＮ／ＯＦＦする。そして、オペアンプＯＡ１及びオペアンプＯＡ２は、２４４［μｓ］のＯＮと、１．７５６［ｍｓ］のＯＦＦと、を繰り返す。この場合、オペアンプＯＡ１及びオペアンプＯＡ２の周期は２［ｍｓ］となり、判定対象期間Ｔの長さ２［ｍｓ］と一致する。かかる構成によれば、判定対象期間Ｔの中で、オペアンプＯＡ１及びオペアンプＯＡ２が少なくとも１度はＯＮとなり、１対の電極Ｃ間の刻部１５３が有るか否かを判定することが可能となる。

　インピーダンス回路１２ｆのパラメータ設定の具体例を以下に示す。
　　増幅器ＯＮ時の消費電流：１．２［ｍＡ］
　　増幅器ＯＦＦ時の消費電流：１．１［μＡ］
　　判定対象期間Ｔ：２［ｍｓ］
　　増幅器ＯＮの期間：２４４［μｓ］
　　増幅器ＯＦＦの期間：１．７５６［ｍｓ］

　上記パラメータ設定における、トータルの平均消費電流Ｉは、次式で計算される。

　このように、増幅器を間欠動作させることで、増幅器が常にＯＮの場合と比較して、消費電流を抑制することが可能となる。ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調節することで、検出精度の維持と消費電流の抑制とをバランスさせることが可能である。

　本変形例における実験結果について、図１６及び図１７を参照しながら説明する。

　図１６は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３を配置した状態で増幅器（即ち、オペアンプＯＡ１及びＯＡ２）を間欠動作させた場合の実験結果を示すグラフである。本グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間であり、時間は左から右に流れる。波形２１は、入力信号の波形を示している。波形２２は、比較器１３からの出力を示している。波形２１に示すように、増幅器がＯＦＦにされ入力信号の電圧Ｖｉｎが変化しない期間と、増幅器がＯＮにされ入力信号の電圧Ｖｉｎが変化する期間とが、周期的に表れている。そして、波形２２に示すように、増幅器がＯＮにされた期間において、比較器１３からの出力が変化している。即ち、比較器１３は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ることを出力している。

　図１７は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３を配置せずに手を近付けた状態で増幅器（即ち、オペアンプＯＡ１及びＯＡ２）を間欠動作させた場合の実験結果を示すグラフである。本グラフの縦軸は電圧であり、横軸は時間であり、時間は左から右に流れる。波形２１は、入力信号の波形を示している。波形２２は、比較器１３からの出力を示している。波形２１に示すように、増幅器がＯＦＦにされ入力信号の電圧Ｖｉｎが変化しない期間と、増幅器がＯＮにされ入力信号の電圧Ｖｉｎが変化する期間とが、周期的に表れている。そして、波形２２に示すように、増幅器がＯＮにされた期間においても、比較器１３からの出力が変化しない。即ち、比較器１３は、１対の電極Ｃ間に刻部１５３が無いことを出力している。

　＜４．補足＞
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　上記実施形態で説明した加熱部１２１は、収容部１４０に収容されたスティック型基材１５０のエアロゾル源を加熱するためのエネルギーである熱を生成する負荷の一例である。そして、負荷は、加熱部１２１に限定されない。エアロゾル源を加熱する手段が誘導加熱である場合、負荷は、エアロゾル源に熱的に近接するサセプタを誘導加熱するためのエネルギーである磁界を生成する誘導コイルであってよい。

　上記実施形態では、スティック型基材１５０の挿入速度Ｖとして、指パッチン（finger snap）の際の指の速度である７５［ｍ／ｓ］が想定され、入力信号の周波数ｆが設定される例を説明したが、本開示はかかる例に限定されない。例えば、信号生成器１１は、ユーザがスティック型基材１５０を収容部１４０に挿入した際に測定された、１対の電極Ｃの静電容量が変化している時間に基づいて、入力信号の周波数ｆを設定してもよい。ここでの、１対の電極Ｃの静電容量が変化している時間とは、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大となっている時間である。かかる時間として、例えば、エアロゾル生成装置１００が実際に使用された際に、出力電圧Ｖｏｕｔと閾値電圧Ｖｔｈとの比較により１対の電極Ｃ間に刻部１５３が有ると判定された時間が用いられてよい。

　上記実施形態では、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅを所与のものとし、入力信号の周波数ｆが、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ及び刻部１５３の上下方向の長さＬｋに基づいて設定される例を説明したが、本開示はかかる例に限定されない。１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ及び入力信号の周波数ｆの少なくともいずれか１つが、刻部１５３の上下方向の長さＬｋに基づいて設定されればよい。一例として、入力信号の周波数ｆが所与のものである場合、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅが、入力信号の周波数ｆ及び刻部１５３の上下方向の長さＬｋに基づいて設定されてもよい。その場合、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅは、１対の電極Ｃ間に存在するエアロゾル源の量（即ち、刻部１５３の量）が最大となる判定対象期間Ｔに、入力信号の周波数ｆから求められる１以上の周期が含まれる値に設定される。

　上記実施形態では、１対の電極Ｃが、スティック型基材１５０の収容部１４０への挿入が完了した状態で、刻部１５３よりも上に配置される例を説明したが、本開示はかかる例に限定されない。１対の電極Ｃは、スティック型基材１５０の収容部１４０への挿入が完了した状態で、刻部１５３と重複する位置に配置されてよい。

　上記実施形態では、スティック型基材１５０の挿入の検出をトリガとしてオートスタート機能が実行される例を説明したが、本開示はかかる例に限定されない。スティック型基材１５０の挿入の検出をトリガとして、ウェイクアップ機能（低消費電力の待機モードからの復帰）が実行されてよい。

　上記では、信号生成器１１が１つの正弦波を生成する例を説明したが、本開示はかかる例に限定されない。一例として、信号生成器１１は、１つの矩形波を生成してもよい。他の一例として、信号生成器１１は、複数の信号を合成した合成信号を、入力信号として生成してもよい。その場合、入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号が、上記説明した入力信号に関する技術的特徴を備えていればよい。例えば、信号生成器１１は、入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を、１対の電極Ｃの上下方向の長さＬｅ及び刻部１５３の上下方向の長さＬｋに基づいて設定すればよい。

　なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記録媒体（詳しくは、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、本明細書において説明した各装置を制御するコンピュータによる実行時にＲＡＭ（Random　Access　Memory）に読み込まれ、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などの処理回路により実行される。上記記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。また、上記のコンピュータは、ASIC（application　specific　integrated　circuit）のような特定用途向け集積回路、ソフトウエアプログラムを読み込むことで機能を実行する汎用プロセッサ、又はクラウドコンピューティングに使用されるサーバ上のコンピュータ等であってよい。また、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、単数のコンピュータにより集中して処理されてもよく、複数のコンピュータにより分散して処理されてもよい。さらに、上記各実施の形態において、一の装置に存在する２以上の通信手段は、物理的に一の媒体で実現されてもよい。

　また、本明細書においてフローチャート又はシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　エアロゾル源を含有した基材を上下方向に挿抜可能な開口を上側に有し前記基材を内部空間に収容する収容部と、
　前記収容部に収容された前記基材のエアロゾル源を加熱するためのエネルギーを生成する負荷と、
　前記収容部の前記内部空間の静電容量を検出する１対の電極を含むインピーダンス回路と、
　前記インピーダンス回路に入力される入力信号を生成する信号生成器と、
　前記インピーダンス回路からの出力信号の電圧と閾値電圧とを比較する比較器と、
　前記比較器からの出力に基づいて前記負荷の動作を制御する制御部と、
　を備え、
　前記１対の電極は、前記負荷よりも上に配置され、
　前記１対の電極の上下方向の長さ、及び前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数の、少なくともいずれか１つは、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さに基づいて設定され、
　前記制御部は、前記比較器からの出力が所定条件を満たした場合に、前記負荷によるエネルギーの生成を開始する、
　エアロゾル生成装置。
（２）
　前記１対の電極は、前記基材の前記収容部への挿入が完了した状態で、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分よりも上に配置される、
　前記（１）に記載のエアロゾル生成装置。
（３）
　前記信号生成器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間に１以上の周期が含まれるよう、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定する、
　前記（１）又は（２）に記載のエアロゾル生成装置。
（４）
　前記制御部は、ユーザが前記基材を前記収容部に挿入した際に測定された、前記１対の電極の静電容量が変化している時間に基づいて、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定する、
　前記（１）～（３）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（５）
　前記インピーダンス回路は、フィルタ回路である、
　前記（１）～（４）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（６）
　前記フィルタ回路は、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大である場合のカットオフ周波数が、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数に対応するよう設計される、
　前記（５）に記載のエアロゾル生成装置。
（７）
　前記信号生成器と前記１対の電極と前記比較器とは、直列回路の一部を構成する、
　前記（１）～（６）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（８）
　前記１対の電極の間の配線がＧＮＤ電位でシールドされている、
　前記（１）～（７）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（９）
　前記インピーダンス回路は、前記出力信号を増幅する増幅器をさらに備える、
　前記（１）～（８）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（１０）
　前記増幅器は、間欠動作する、
　前記（９）に記載のエアロゾル生成装置。
（１１）
　前記増幅器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間の長さに応じた周期で、間欠動作する、
　前記（１０）に記載のエアロゾル生成装置。
（１２）
　前記入力信号は、１つの正弦波である、
　前記（１）～（１１）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
（１３）
　前記負荷は、加熱部である、
　前記（１）～（１２）のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。

　１００　　エアロゾル生成装置
　１１１　　電源部
　１１２　　センサ部
　１１３　　通知部
　１１４　　記憶部
　１１５　　通信部
　１１６　　制御部
　１２１　　加熱部
　１４０　　収容部
　１４１　　内部空間
　１４２　　開口
　１４３　　底部
　１４４　　断熱部
　１５０　　スティック型基材
　１５１　　基材部
　１５２　　吸口部
　１０　　　制御回路
　１１　　　信号生成器
　１２　　　インピーダンス回路
　１３　　　比較器
　１４　　　加熱回路
　１５　　　増幅回路

Claims (13)

1. 　エアロゾル源を含有した基材を上下方向に挿抜可能な開口を上側に有し前記基材を内部空間に収容する収容部と、
   　前記収容部に収容された前記基材のエアロゾル源を加熱するためのエネルギーを生成する負荷と、
   　前記収容部の前記内部空間の静電容量を検出する１対の電極を含むインピーダンス回路と、
   　前記インピーダンス回路に入力される入力信号を生成する信号生成器と、
   　前記インピーダンス回路からの出力信号の電圧と閾値電圧とを比較する比較器と、
   　前記比較器からの出力に基づいて前記負荷の動作を制御する制御部と、
   　を備え、
   　前記１対の電極は、前記負荷よりも上に配置され、
   　前記１対の電極の上下方向の長さ、及び前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数の、少なくともいずれか１つは、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さに基づいて設定され、
   　前記制御部は、前記比較器からの出力が所定条件を満たした場合に、前記負荷によるエネルギーの生成を開始する、
   　エアロゾル生成装置。
2. 　前記１対の電極は、前記基材の前記収容部への挿入が完了した状態で、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分よりも上に配置される、
   　請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 　前記信号生成器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間に１以上の周期が含まれるよう、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定する、
   　請求項１又は２に記載のエアロゾル生成装置。
4. 　前記制御部は、ユーザが前記基材を前記収容部に挿入した際に測定された、前記１対の電極の静電容量が変化している時間に基づいて、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数を設定する、
   　請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
5. 　前記インピーダンス回路は、フィルタ回路である、
   　請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
6. 　前記フィルタ回路は、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大である場合のカットオフ周波数が、前記入力信号を構成する１つ以上の信号のうち少なくとも１つの信号の周波数に対応するよう設計される、
   　請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 　前記信号生成器と前記１対の電極と前記比較器とは、直列回路の一部を構成する、
   　請求項１～６のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
8. 　前記１対の電極の間の配線がＧＮＤ電位でシールドされている、
   　請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
9. 　前記インピーダンス回路は、前記出力信号を増幅する増幅器をさらに備える、
   　請求項１～８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
10. 　前記増幅器は、間欠動作する、
    　請求項９に記載のエアロゾル生成装置。
11. 　前記増幅器は、前記１対の電極の上下方向の長さ、前記基材のうちエアロゾル源が分布する部分の上下方向の長さ、及び想定される前記基材の前記収容部への挿入速度に基づいて計算される、前記１対の電極の間に存在する前記エアロゾル源の量が最大となる判定対象期間の長さに応じた周期で、間欠動作する、
    　請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
12. 　前記入力信号は、１つの正弦波である、
    　請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
13. 　前記負荷は、加熱部である、
    　請求項１～１２のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。