(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、
前記圧電基板の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御手段は、前記温度センサで検出される前記圧電基板の温度に応じて、当該ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記チューブの先端から当該ＳＡＷデバイスの表面に滴下される液体が前記弾性表面波で予め定められた状態に霧化される最適駆動周波数となるように制御する
ことを特徴とする匂い発生装置。
【請求項２】
前記圧電基板の温度と、当該温度に対応する前記最適駆動周波数との関係を示す情報を記憶部に記憶し、
前記制御部は、前記温度センサで検出される前記圧電基板の温度に対応する前記最適駆動周波数を前記情報から検知し、前記駆動信号の周波数を、前記検知した最適駆動周波数とする制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の匂い発生装置。
【請求項３】
圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、
前記圧電基板に発生する音を検出して電気信号としての音信号に変換するマイクロフォンを備え、
前記制御手段は、前記マイクロフォンで得られた音信号に応じて、前記ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記圧電基板から発生する音が所定の大きさとなる最適駆動周波数に制御する
ことを特徴とする匂い発生装置。
【請求項４】
圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、
前記圧電基板上に励起される弾性表面波の振幅を検出する受波電極と、
前記受波電極で検出された振幅信号を検波し、この検波振幅信号を前記制御手段へ出力する検波回路とを備え、
前記制御手段は、前記検波振幅信号に応じて、前記ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記圧電基板に励起される弾性表面波の振幅が所定の振幅となる最適駆動周波数に制御する
ことを特徴とする匂い発生装置。
【請求項５】
前記ポンプ部は、
前記液体を貯留する液貯留部の下面側に凹部が設けられると共に当該下面に貫通穴が設けられた液貯め部と、
前記液貯め部の貫通穴に液流入管を介して吸引口が連通され、当該吸引口から前記液体を吸引し、この吸引した液体を吐出口から吐出するポンプと、
当該ポンプの吐出口に連通された液流出管に一端が接続された前記チューブとを備え、
前記液貯め部の側面に前記ポンプを当接して配設し、当該ポンプの吐出口に連通された液流出管に接続された前記チューブを前記液貯め部の下面の前記凹部に挿通し、この凹部に挿通されたチューブの他端側が、当該液貯め部の側面から突出る状態に配設した
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の匂い発生装置。
【請求項６】
前記ポンプ部が、前記液貯め部、前記ポンプ及び前記チューブを複数備える場合に、各液貯め部には各々異なる香料を含む液体が貯留され、各ポンプの吐出口に前記液流出管を介して接続された各チューブの先端からは、各々異なる香料を含む液体が任意の比率で滴下されて調合されるように、各ポンプの吐出量が前記制御手段により制御される
ことを特徴とする請求項５に記載の匂い発生装置。
【請求項７】
前記駆動回路は、
電源に一端が接続されたコイルと、当該コイルの他端にアノード端子が接続されたダイオードと、当該ダイオードと前記コイル間にコレクタ端子が接続され、エミッタ端子がグランド接続されたトランジスタと、前記ダイオードのカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続された抵抗器と、前記ダイオードのカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続されたコンデンサとを備え、
「Ｌ」レベル及び「Ｈ」レベルを繰り返す制御信号を、前記トランジスタのベース端子に一定時間供給する第１制御と、当該制御信号を所定時間「Ｌ」レベルとする第２制御とを交互に繰り返して行う
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の匂い発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、匂いを発生してユーザに提供する匂い発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食べ物や化粧品等の香りに係る産業分野、医療分野、バーチャルリアリティ等の分野において、装置で匂いを発生させてユーザに提供する試みが始まっている。匂いを発生させるために、各々異なる香料を含む液体を複数のマイクロポンプで吸込み、チューブの先端から液滴としてＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）デバイス上に滴下させる。この液を、ＳＡＷデバイスで霧化することにより、匂い（香り）を発生させる匂い発生装置がある。この匂い発生装置は、小型化することによりウェアラブルに使用することも提案されている。なお、香料は、揮発性香気成分である。
【０００３】
図１２に示すように、従来の匂い発生装置１０は、ＳＡＷデバイス１１と、マイクロポンプ部１２と、ＲＦ(Radio Frequency)アンプ１３と、マイクロポンプ駆動回路（駆動回路）１４と、制御部１５とを備えて構成されている。
【０００４】
ＳＡＷデバイス１１は、ＲＦアンプ１３で増幅された交流電圧信号（高周波のＲＦバースト波）が印加されるとデバイス表面に弾性表面波が励起され、この弾性表面波が表面の液体に伝搬されるようになっている。また、ＳＡＷデバイス１１の表面には、マイクロポンプ部１２から突出た各ステンレスチューブ２４ａ〜２４ｄの先端から液滴１６ａ〜１６ｄが滴下して表面に付着し、表面に伝搬される弾性表面波により、表面に付着した液滴１６ａ〜１６ｄに縦波を生じさせ、ＳＡＷ  ｓｔｒｅａｍｉｎｇ現象により液体と共に香料を霧化する。
【０００５】
制御部１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Acce
ss Memory、ＲＯＭ（Read-Only Memory）及び入出力回路を実装したＦＰＧＡ（FieldProgrammable Gate Array）である。この制御部１５は、ＳＡＷデバイス１１に弾性表面波を発生させるための交流電圧信号Ｓ１をＲＦアンプ１３へ出力すると共に、マイクロポンプ部１２のマイクロポンプ２２ａ〜２２ｄ（図１３参照）を駆動するための制御信号Ｓ２を駆動回路１４へ出力する。
【０００６】
マイクロポンプ部１２は、図１３に示すように、液貯め部２１と、４つのマイクロポンプ（ポンプ）２２ａ〜２２ｄと、チューブ固定部２３とを備えて構成されている。但し、各ポンプ２２ａ〜２２ｄは、薄膜等を膨縮してポンプ動作を行うダイヤフラム式である。
【０００７】
液貯め部２１は、箱形を成し、内部に４つの独立した液貯留部２１ａ〜２１ｄ（分り易くするため、１つの液貯留部２１ａのみを破線で示した）を備える。各液貯留部２１ａ〜２１ｄには、霧化した際に各々匂いの異なる揮発性香気成分を含有する各々異なる液体が貯留されている。各液貯留部２１ａ〜２１ｄは、上面に液体を入れる開口ａ１〜ｄ１を備え、一側面に内部に連通する管ａ２〜ｄ２を水平状に突出して備える。各液貯留部２１ａ〜２１ｄの内部に溜められた液体が、管ａ２〜ｄ２から吐出されるようになっている。
【０００８】
チューブ固定部２３は、箱形を成し、一側面に内部に連通する４つの管ａ３〜ｄ３を水平状に突出して備える。チューブ固定部２３の内部には、４本のステンレスチューブ２４ａ〜２４ｄが、各管ａ３〜ｄ３が配設された第１側面と、この第１側面の反対側の第２側面との間に、第１側面から第２側面へ向かって下る傾斜状態に固定されている。各ステンレスチューブ２４ａ〜２４ｄの一端は各管ａ３〜ｄ３に接続され、他端は第２側面を貫通して外部へ所定長さ水平状に突出している。この突出した各ステンレスチューブ２４ａ〜２４ｄは、ＳＡＷデバイス１１の上方に隣接して配置される。
【０００９】
液貯め部２１とチューブ固定部２３との間には、４つの薄型直方体形状のマイクロポンプ２２ａ〜２２ｄが配設されている。各ポンプ２２ａ〜２２ｄの液体流入側の管ａ４〜ｄ４と、液貯め部２１の各管ａ２〜ｄ２とは、図示せぬシリコンチューブ等により接続されている。また、各ポンプ２２ａ〜２２ｄの液体流出側の管ａ５〜ｄ５と、チューブ固定部２３の各管ａ３〜ｄ３とも、シリコンチューブ等により接続されている。更に、各ポンプ２２ａ〜２２ｄの上面には、駆動回路１４に繋がる配線ケーブルａ６〜ｄ６（図には配線の途中までを記載）が接続されている。
【００１０】
次に、駆動回路１４の回路構成を、図１４を参照して説明する。ここで、ポンプ２２ａ〜２２ｄはダイヤフラム式なので、薄膜等を膨縮するために数百Ｈｚ程度で＋２００Ｖと−５０Ｖ等の非対称の交流電圧が必要となる。この交流電圧である駆動信号Ｖｏｕtを駆動回路１４で生成している。
【００１１】
図１４において、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１４ｐのドレイン端子と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのドレイン端子との間に、２つの直列接続された抵抗器Ｒ１，Ｒ２が接続されている。各抵抗器Ｒ１，Ｒ２の間には、抵抗器Ｒ３を介して駆動信号Ｖｏｕtが出力される出力端子１４ｏが接続されている。
【００１２】
また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのソース端子には、ＤＣ−ＤＣコンバータ（コンバータ）１４ｄｃが接続され、このコンバータ１４ｄｃで図示せぬ直流電源の電圧＋１２ｖが変換された＋２００Ｖの直流電圧が印加されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのソース端子にも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４ｄｃが接続され、このコンバータ１４ｄｃで図示せぬ直流電源の電圧＋１２ｖが変換された−５０Ｖの直流電圧が印加されている。
【００１３】
Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのゲート端子には、コンデンサＣ１を介してバイポーラトランジスタ（トランジスタ）Ｔ１のコレクタ端子が接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのゲート端子には、コンデンサＣ２を介してトランジスタＴ１のコレクタ端子が接続されている。トランジスタＴ１のコレクタ端子は、抵抗器Ｒ４を介して図示せぬ直流電源に接続され、その直流電圧＋１２Ｖが供給されている。更に、トランジスタＴ１のベース端子は、抵抗器Ｒ５を介してグランドＧＮＤに接続されると共に、抵抗器Ｒ６を介して制御部１５（図１２）に接続され、制御信号Ｓ２が供給される。
【００１４】
制御信号Ｓ２の電圧は、通常、３．３Ｖ等のように低圧でＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのゲート部分が駆動できない。このため、制御信号Ｓ２によりトランジスタＴ１をオン/オフして、直流電圧＋１２Ｖを抵抗器Ｒ４及びコンデンサＣ１を介して、ゲート閾値電圧よりも高いゲート駆動電圧としてＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのゲート端子に供給している。
【００１５】
更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのソース端子と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのソース端子には、分圧用の２つ抵抗器Ｒ７，Ｒ８が直列接続され、各抵抗器Ｒ７，Ｒ８の間が出力端子１４ｏに接続されている。
【００１６】
更に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのソース端子とグランドＧＮＤとの間に、２つの抵抗器Ｒ９，Ｒ１０が直列接続され、これら抵抗器Ｒ９，Ｒ１０の間がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのゲート端子とコンデンサＣ１とに接続されて、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐの動作電圧をバイアスしている。また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのソース端子とグランドＧＮＤとの間に、２つの抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２が直列接続され、これら抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２の間がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのゲート端子とコンデンサＣ２とに接続されて、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎの動作電圧をバイアスしている。
【００１７】
また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのソース端子と、トランジスタＴ１のコレクタ端子との間には、コンデンサＣ１を介して、カソード端子同士が接続された２つのツェナーダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのソース端子と、トランジスタＴ１のコレクタ端子との間にも、コンデンサＣ２を介して、カソード端子同士が接続された２つのツェナーダイオードＤ３，Ｄ４が接続されている。各ツェナーダイオードＤ１〜Ｄ４は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐ、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎ、トランジスタＴ１を高電圧による破壊から保護する。
【００１８】
このような構成の駆動回路１４において、制御信号Ｓ２がオフ（「Ｌ」レベル）の場合は、トランジスタＴ１がオフとなって、直流電圧＋１２Ｖが抵抗器Ｒ４及びコンデンサＣ１を介してゲート駆動電圧に変換され、このゲート駆動電圧がＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐのゲート端子に供給される。これによりＰ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐがオフとなる。この際、コンデンサＣ２を介した同ゲート駆動電圧はＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎのゲート端子にも供給されるので、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎはオンとなる。
【００１９】
これによりコンバータ１４ｄｃからの−５０Ｖの電圧が、駆動信号Ｖｏｕtとして各ポンプ２２ａ〜２２ｄに供給される。一方、制御信号Ｓ２がオンの場合は、トランジスタＴ１がオンとなって、各ＭＯＳＦＥＴ１４ｐ，１４ｎのゲート端子の電圧レベルはＬレベルとなる。このため、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎがオフ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐがオンとなり、コンバータ１４ｄｃからの＋２００Ｖの電圧が、駆動信号Ｖｏｕtとして各ポンプ２２ａ〜２２ｄに供給される。
【００２０】
このように、＋２００Ｖと−５０Ｖとの駆動信号Ｖｏｕtが交互にポンプ２２ａ〜２２ｄに供給されることにより、各ポンプ２２ａ〜２２ｄは、薄膜を膨縮してポンプ駆動する。これにより、液貯め部２１から各種の香料を含む液体が各ポンプ２２ａ〜２２ｄに吸込まれ、各ステンレスチューブ２４ａ〜２４ｄから、ＳＡＷデバイス１１の表面に液滴状に滴下される。この滴下した液体が弾性表面波により霧化される。この種の技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１１−１８４４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところで、ＳＡＷデバイス１１には、ＲＦアンプ１３で増幅された高周波の交流電圧信号が印加されるが、この高周波電圧信号のパワーでＳＡＷデバイス１１の圧電基板の温度が上昇する。この温度上昇により弾性表面波の位相速度が変化して、霧化のために最適な共振周波数がずれる。このため、液体の霧化が良好に行えないという問題が生じる。
【００２３】
また、マイクロポンプ２２ａ〜２２ｄを駆動する駆動信号Ｖｏｕtは、電位差の大きい駆動電圧が必要となる。このため、駆動信号Ｖｏｕtを生成する駆動回路１４には、上述したように、直流電源（図示せず）、トランジスタＴ１、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｐ及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４ｎ、コンデンサＣ１，Ｃ２及びツェナーダイオードＤ１〜Ｄ４といった能動素子や、抵抗器Ｒ１〜Ｒ１２といった受動素子を用いた大型のアナログ回路が必要となる。また、駆動回路１４には、大型のＤＣ−ＤＣコンバータ１４ｄｃも必要なので、結果的に駆動回路１４全体の実装面積が大きくなってしまう。
【００２４】
更に、マイクロポンプ部１２は、液貯留部２１ａ〜２１ｄ、複数のマイクロポンプ２２ａ〜２２ｄ及びチューブ固定部２３がこの順で配列されて構成されているため、全体が大型となってしまう。このため、匂い発生装置１０を、ウェアラブル化等のために必要な小型化が行えなくなるという問題がある。
【００２５】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ＳＡＷデバイスの最適な共振周波数を維持して液体の霧化を良好に行うことができ、匂い発生装置全体を小型化することができる匂い発生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記した課題を解決するため、本発明による請求項１に記載の装置は、圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、前記圧電基板の温度を検出する温度センサを備え、前記制御手段は、前記温度センサで検出される前記圧電基板の温度に応じて、当該ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記チューブの先端から当該ＳＡＷデバイスの表面に滴下される液体が前記弾性表面波で予め定められた状態に霧化される最適駆動周波数となるように制御することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。交流電圧のパワーでＳＡＷデバイスの表面の温度が変化すると、表面上の液体を霧化するために最適なＳＡＷデバイスの共振周波数が変化する。しかし、本発明では、圧電基板の温度を検出し、この検出温度に応じて、ＳＡＷデバイスに印加する交流電圧の周波数を、液体を弾性表面波で最適に霧化可能な最適駆動周波数となるように制御する。これによって、圧電基板の温度が変化しても、ＳＡＷデバイスの共振周波数は、常時、表面上の液体を霧化するために最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することが可能となる。
【００２８】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記圧電基板の温度と、当該温度に対応する前記最適駆動周波数との関係を示す情報を記憶部に記憶し、前記制御部は、前記温度センサで検出される前記圧電基板の温度に対応する前記最適駆動周波数を前記情報から検知し、前記駆動信号の周波数を、前記検知した最適駆動周波数とする制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、ＳＡＷデバイスでは、圧電基板の温度が変化しても、圧電基板の温度と、当該温度に対応する前記最適駆動周波数との関係を示す情報から、その変化した温度に対応する最適駆動周波数を求め、駆動信号の周波数をその最適駆動周波数とする。これにより、ＳＡＷデバイスの共振周波数が、デバイス表面上の液体を霧化するために最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することが可能となる。
【００３０】
請求項３に係る発明は、圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、前記圧電基板に発生する音を検出して電気信号としての音信号に変換するマイクロフォンを備え、前記制御手段は、前記マイクロフォンで得られた音信号に応じて、前記ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記圧電基板から発生する音が所定の大きさとなる最適駆動周波数に制御することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、交流電圧の周波数が最適駆動周波数となるような、大きさの音が圧電基板から発生されるように制御することにより、圧電基板に励起される弾性表面波が最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することができる。
【００３２】
請求項４に係る発明は、圧電基板上に、交流電圧の印加により当該圧電基板の表面に弾性表面波を励起する少なくとも１つの電極を配設したＳＡＷデバイスと、少なくとも１種類の香料を前記ＳＡＷデバイスの表面に滴下させるポンプ部と、当該ＳＡＷデバイスに前記交流電圧を印加する制御を行うと共に、前記ポンプ部の駆動を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記ポンプ部を駆動する交流の駆動信号を生成して当該ポンプ部に供給する駆動回路とを有する匂い発生装置において、前記圧電基板上に励起される弾性表面波の振幅を検出する受波電極と、前記受波電極で検出された振幅信号を検波し、この検波振幅信号を前記制御手段へ出力する検波回路とを備え、前記制御手段は、前記検波振幅信号に応じて、前記ＳＡＷデバイスに印加される前記交流電圧の周波数を、前記圧電基板に励起される弾性表面波の振幅が所定の振幅となる最適駆動周波数に制御することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、受信電極で弾性表面波の振幅を検出し、この振幅信号を検波した検波振幅信号に応じて、制御手段が、圧電基板上に励起される弾性表面波の振幅が所定の振幅となるように制御する。この制御により、圧電基板に励起される弾性表面波の振幅が、表面上に滴下される液体を最適に霧化することが可能な大きとなる。これにより圧電基板４１の表面の液体を良好に霧化することができる。
【００３４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項において、前記ポンプ部は、前記液体を貯留する液貯留部の下面側に凹部が設けられると共に当該下面に貫通穴が設けられた液貯め部と、前記液貯め部の貫通穴に液流入管を介して吸引口が連通され、当該吸引口から前記液体を吸引し、この吸引した液体を吐出口から吐出するポンプと、当該ポンプの吐出口に連通された液流出管に一端が接続された前記チューブとを備え、前記液貯め部の側面に前記ポンプを当接して配設し、当該ポンプの吐出口に連通された液流出管に接続された前記チューブを前記液貯め部の下面の前記凹部に挿通し、この凹部に挿通されたチューブの他端側が、当該液貯め部の側面から突出る状態に配設したことを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、液貯め部及びポンプが当接し、チューブが液貯め部の下面の凹部に挿通されてポンプ部が構成されている。このため、液貯留部の下面から貫通穴を介して液体をポンプで吸込んで下方側のチューブへ吐出するので、重力を利用して効率的にチューブの先端から液滴を吐出することができる。また、液貯め部及びポンプが隣接し、チューブが液貯め部の下面側の凹部に挿通されて配設されているので、ポンプ部全体を一体化し直方体形状とすることができる。これによりポンプ部全体を小型化することができる。
【００３６】
請求項６に係る発明は、請求項５において、前記ポンプ部が、前記液貯め部、前記ポンプ及び前記チューブを複数備える場合に、各液貯め部には各々異なる香料を含む液体が貯留され、各ポンプの吐出口に前記液流出管を介して接続された各チューブの先端からは、各々異なる香料を含む液体が任意の比率で滴下されて調合されるように、各ポンプの吐出量が前記制御手段により制御されることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、所望の香りを発生させることができる。
【００３８】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか１項において、前記駆動回路は、電源に一端が接続されたコイルと、当該コイルの他端にアノード端子が接続されたダイオードと、当該ダイオードと前記コイル間にコレクタ端子が接続され、エミッタ端子がグランド接続されたトランジスタと、前記ダイオードのカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続された抵抗器と、前記ダイオードのカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続されたコンデンサとを備え、「Ｌ」レベル及び「Ｈ」レベルを繰り返す制御信号を、前記トランジスタのベース端子に一定時間供給する第１制御と、当該制御信号を所定時間「Ｌ」レベルとする第２制御とを交互に繰り返して行うことを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、第１制御によりトランジスタがスイッチング動作し、この動作により、電源に接続されたコイルにエネルギーが蓄積されながら、当該エネルギーによるパルス電流がダイオードを介してコンデンサに蓄積されることが一定時間行なわれる。この動作を第１動作とする。次に、第２制御により制御信号が所定時間の間「Ｌ」レベルとされると、トランジスタがオフとなってコンデンサの蓄積電圧が抵抗器を介して放電される。この動作を第２動作とする。このように制御信号によって第１制御と第２制御とを交互に繰り返すことにより、第１動作で「Ｈ」レベル、第２動作で「Ｌ」レベルとなる高電圧の交流の駆動信号が生成される。この駆動信号でポンプを駆動することができる。
【００４０】
このように、ポンプを駆動するための駆動信号を生成する駆動回路を、トランジスタ、コイル、ダイオード、コンデンサ及び抵抗器の少数の素子を用いて構成することができるので、駆動回路を小型化することがきる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、ＳＡＷデバイスの最適な共振周波数を維持して液体の霧化を良好に行うことができ、匂い発生装置全体を小型化することができる匂い発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】匂い発生装置のＳＡＷデバイスの圧電基板の温度［℃］と最適駆動周波数［ＭＨｚ］との関係図である。
【図３】本実施形態の匂い発生装置の１つのポンプ治具の外観構成を示す斜視図である。
【図４】ポンプ治具の液貯め部を縦方向に破断した際の斜視図である。
【図５】本実施形態の匂い発生装置のマイクロポンプ駆動回路の回路構成図である。
【図６】（ａ）ＣＰＵからマイクロポンプ駆動回路に入力される制御信号の波形図、（ｂ）マイクロポンプ駆動回路からポンプ部へ供給される駆動信号の波形図である。
【図７】駆動信号でのマイクロポンプ駆動時にステンレスチューブを流れる液体の流量と、駆動信号の周波数との関係図である。
【図８】本実施形態の匂い発生装置の匂い発生動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施形態の変形例１に係る匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態の変形例２に係る匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本実施形態の変形例３に係る匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の匂い発生装置のマイクロポンプ部の構成図である。
【図１４】従来の匂い発生装置のマイクロポンプ駆動回路の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す匂い発生装置３０は、ＳＡＷデバイス４０と、マイクロポンプ部（ポンプ部）５０と、温度センサ６０と、制御部７０と、ＲＦアンプ８０と、マイクロポンプ駆動回路（駆動回路）９０とを備えて構成されている。
【００４４】
ＳＡＷデバイス４０は、ニオブ酸リチウム等による圧電基板４１の上に、２つの駆動ＩＤＴ(Inter Digital Transducer：櫛形電極)４２ａ，４２ｂを配設し、この両側に反射器４３ａ，４３ｂを配設して構成したものである。このように、反射器４３ａ，４３ｂの間に駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂを配置して、駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂにより励振した弾性表面波を両側の反射器４３ａ，４３ｂ間に閉じ込めることにより、高いＱを持つ共振子を実現している。なお、２つ以上の駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂを反射器４３ａ，４３ｂの間に配置することで、複数の弾性表面波のモードを結合させるフィルタ特性を得ることが可能となる。また、駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂは、請求項記載の電極である。
【００４５】
このＳＡＷデバイス４０は、後述するＲＦアンプ８０で増幅される交流電圧信号（高周波のＲＦバースト波）Ｓ１１ｂが印加されると、デバイス表面に弾性表面波が励起される。また、デバイス表面には、ポンプ部５０から突出た各ステンレスチューブ５３の先端から液体が滴下して付着するので、伝搬される弾性表面波により、表面の液体に縦波を生じさせ、香料を含む液体が霧化される。これによって匂いが空気中に拡散する。なお、交流電圧信号Ｓ１１ａは、請求項記載の交流電圧である。
【００４６】
なお、本実施形態において、ＳＡＷデバイス４０の表面に弾性表面波を励起してその表面上の液体に縦波を生じさせ、ＳＡＷ  ｓｔｒｅａｍｉｎｇ現象により香料を含む液体を霧化する、との表現は、言い換えれば、圧電基板４１の表面に弾性表面波を励起してその表面上の液体に縦波を生じさせ、ＳＡＷ  ｓｔｒｅａｍｉｎｇ現象により香料を含む液体を霧化することである。
【００４７】
温度センサ６０は、ＳＡＷデバイス４０の駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂの付近に配置されており、ＳＡＷデバイス４０の上面（又は圧電基板４１の上面）の温度を検出し、この検出した温度信号を制御部７０へ出力する。なお、温度センサ６０は、非接触型の温度計を用いるのが好ましい。
【００４８】
制御部７０は、温度センサインタフェース７１（インタフェース７１）と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)７２と、ＤＤＳ(Direct Digital Synthesizer)７３とを備えて構成されている。
インタフェース７１は、温度センサ６０からの温度信号を受信し、これを温度情報としてＣＰＵ７２へ出力する。
【００４９】
ＣＰＵ７２は、ＳＡＷデバイス４０を駆動する駆動信号Ｖｏの周波数を、弾性表面波で液体を最適に霧化することが可能な最適駆動周波数とするように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。ＳＡＷデバイス４０で励起される弾性表面波の周波数を指定するための周波数指定信号Ｓ１１をＤＤＳ７３へ出力する。また、ＣＰＵ７２は、ポンプ部５０を駆動するための制御を行う制御信号Ｓ１２を駆動回路９０へ出力する。
【００５０】
この他に、ＣＰＵ７２は、圧電基板４１の温度が高い方が、励起される弾性表面波が大きいと考えられるため、温度上昇が大きく起こるようにディジタル信号である周波数指定信号Ｓ１１を送出して、効率的なＳＡＷデバイス４０の駆動を実現している。
【００５１】
また、ＣＰＵ７２は、温度センサ６０で検出される圧電基板４１の変化する温度に応じて、ＳＡＷデバイス４０に印加される交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数を、液体を最適に霧化するための最適駆動周波数とするように、周波数指定信号Ｓ１１を制御する。
【００５２】
この際の圧電基板４１の温度と最適駆動周波数との関係を説明する。まず、最適駆動周波数ｆが変化する原因として、ＳＡＷデバイス４０の駆動時に発生する熱によって圧電基板４１が温度上昇し、圧電基板４１上を伝搬する弾性表面波の伝搬速度ＶＳＡＷが低下することにある。下式（１）の関係から、伝搬速度の低下によってＳＡＷデバイス４０の駆動周波数も低下する。下式（１）のλは弾性表面波の波長である。
【００５３】
ＶＳＡＷ＝ｆλ  …（１）
【００５４】
そこで、ＳＡＷデバイス４０の駆動を行いながら圧電基板４１の温度を温度センサ６０で測定し、ある基板温度において霧化現象が起こる駆動周波数を記録した。図２に、その測定した圧電基板４１の温度［℃］と最適駆動周波数［ＭＨｚ］との関係を線Ｌ１で示す。この線Ｌ１のように、温度が高くなる程に最適駆動周波数が下がるといった、おおよそ線形な関係が見られた。この線形近似直線である線Ｌ１の傾きより、温度が１０度上昇する度に最適駆動周波数が約５０ｋＨｚ低下するといった関係が導かれる。従って、温度センサ６０で圧電基板４１の温度変化を検出し、ＳＡＷデバイス４０に印加される交流電圧信号Ｓ１１ｂを最適駆動周波数とすることが可能である。
【００５５】
図１に示すＤＤＳ７３は、ディジタル信号である周波数指定信号Ｓ１１をアナログの交流電圧信号Ｓ１１ａに変換してＲＦアンプ８０へ出力する。この際、ＤＤＳ７３は、例えば次のように周波数指定信号Ｓ１１を交流電圧信号Ｓ１１ａに変換する。即ち、ＤＤＳ７３において、図示せぬ加算器とラッチでアキュムレータを構成し、このアキュムレータで基準クロックに同期して周波数指定信号Ｓ１１の周波数設定値を累積していく。これにより、周波数設定値に比例した速度のノコギリ波状のディジタルデータが得られる。このディジタルデータは出力波形の位相に相当し、その最上位ビットのみを交流電圧信号（高周波のＲＦバースト波）Ｓ１１ａとして出力する。
【００５６】
ＲＦアンプ８０は、ＤＤＳ７３から出力される交流電圧信号１１ａを増幅し、この増幅された交流電圧信号Ｓ１１ｂをＳＡＷデバイス４０へ出力する。
【００５７】
次に、マイクロポンプ部５０について説明する。ポンプ部５０は、液体をＳＡＷデバイス４０の上面（又は表面）に滴下するものであり、マイクロポンプ治具（ポンプ治具）５０ａ〜５０ｄが組合せられて構成されている。複数のマイクロポンプを使用するのは異なる香料を任意の比率で調合するためである。なお、液体は、ＳＡＷデバイス４０のＳＡＷ伝搬面上に滴下される。
【００５８】
図３に４つの同構成のポンプ治具５０ａ〜５０ｄの内、マイクロポンプ治具５０ａの斜視図を代表して示し、その構成の説明を行う。図３に示すポンプ治具５０ａは、概略箱形の液貯め部５１と、外径が概略箱形でダイヤフラム式のマイクロポンプ（ポンプ）５２とを備えて構成されている。なお、１つのポンプ治具５０ａは、この底面が１円玉の上面内に収まり且つ当該上面の半分程度のサイズとなっており、高さも１円玉の直径に収まる程度である。
【００５９】
液貯め部５１は、下端側が一側面から所定の厚さで水平方向に突出しており、この突出部５１ａの上面には、液流入管５１ｂと液流出管５１ｃとが隣接して垂直に接合されている。液流入管５１ｂには、ポンプ５２の吸引口（図示せず）から突出た液流入管５２ｂが連通状態に接合されており、液流出管５１ｃには、ポンプ５２の吐出口（図示せず）から突出た液流出管５２ｃが連通状態に接合されている。なお、請求項記載の液流入管は、液流入管５１ｂの他に突出部５１ａ及び液流入管５２ｂも含んで構成されており、請求項記載の液流出管は、液流出管５１ｃの他に突出部５１ａ及び液流出管５２ｃも含んで構成されているとする。
【００６０】
液貯め部５１の縦方向断面図を図４に示す。図４に示すように、液貯め部５１は、上部が開口した液貯留部５１ｄを備え、下面側に凹部５１ｅを備える。液貯留部５１ｄの底面には貫通穴５１ｆが形成されており、この貫通穴５１ｆを介した突出部５１ａ及び液流入管５１ｂの内部に液流路５１ｇが形成されている。また、液流出管５１ｃの内部も破線で示すように液流路５１ｈとなっており、この液流路５１ｈにステンレスチューブ（チューブ）５３の一端が結合されている。
【００６１】
ステンレスチューブ５３は、液貯め部５１の下面側の凹部５１ｅ内を水平状に横切って、液貯め部５１の側面を貫通して外部へ所定長さ突出している。ステンレスチューブ５３は、チューブ５３内の液流路を通過する液体をＳＡＷデバイス４０上に極力少量滴下させるために、チューブ内径が０．１３ｍｍ等の極細い流路となっている。なお、滴下される液滴の量が少ないほど、調整の精度が上がるため、匂いの制御性が向上する。
【００６２】
液流入管５１ｂの液流路５１ｇは、ポンプ５２の液流入管５２ｂの図示せぬ液流路に一体に繋がっており、液流出管５１ｃの液流路５１ｈは、ポンプ５２の液流出管５２ｃの図示せぬ液流路に一体に繋がっている。
【００６３】
このような構成のポンプ治具５０ａの液貯留部５１ｄに貯留された液体が、液流路５１ｇを通ってポンプ５２に吸引され、この吸引された液体がポンプ部５０から吐出されて液流路５１ｈ及びステンレスチューブ５３を通ってチューブ５３先端から液滴となって滴下される。
【００６４】
次に、図１に示すマイクロポンプ駆動回路９０について説明する。駆動回路９０は、ポンプ部１２の各マイクロポンプ５２を駆動するための制御信号Ｓ１２を受けて、これを交流の駆動信号Ｖｏに変換して各ポンプ５２へ出力する。ポンプ５２の駆動には１００〜２００Ｖｐｐ程度の交流信号が必要なので、駆動信号Ｖｏはその必要な交流信号となっている。
【００６５】
駆動回路９０の回路構成を、図５を参照して説明する。駆動回路９０は、直流電源９１と、コイルＬ９１と、トランジスタＴ９１と、ダイオードＤ９１と、抵抗器Ｒ９１と、コンデンサＣ９１とを備える。直流電源９１の正極側がコイルＬ９１を介してバイポーラトランジスタＴ９１のコレクタ端子に接続されると共に、ダイオードＤ９１のアノード端子に接続されている。トランジスタＴ９１のエミッタ端子はグランドＧＮＤに接続され、ベース端子はＣＰＵ７２（図１参照）に接続されて制御信号Ｓ１２が入力される。ダイオードＤ９１のカソード端子は、駆動信号ＶｏをＳＡＷデバイス４０へ出力する出力端子９２に接続されると共に、コンデンサＣ９１の一端に接続され、更に、抵抗器Ｒ９１の一端に接続されている。コンデンサＣ９１及び抵抗器Ｒ９１の他端はグランドＧＮＤに接続されている。
【００６６】
このような構成において、制御信号Ｓ１２により短時間間隔で「Ｌ」及び「Ｈ」レベルを繰り返しながら、トランジスタＴ９１をスイッチング動作させる。このスイッチング動作により直流電源９１に接続されたコイルＬ９１にエネルギーを蓄積しながら、当該エネルギーによるパルス電流をダイオードＤ９１を介してコンデンサＣ９１に蓄積する。この蓄積を一定時間行う動作を第１動作とする。
【００６７】
次に、制御信号Ｓ１２を「Ｌ」レベルとしてコンデンサＣ９１の蓄積電圧を抵抗器Ｒ９１を介して放電する。この放電を所定時間行う動作を第２動作とし、第１動作と第２動作とを繰り返す。これにより、出力端子９２から交流の駆動信号Ｖｏを出力することができる。つまり、駆動信号Ｖｏは、トランジスタＴ９１をスイッチング動作することにより、コンデンサＣ９１に蓄積された電圧が「Ｈ」となり、この「Ｈ」の電圧が抵抗器Ｒ９１を介して放電されることにより「Ｌ」となる交流信号となる。
【００６８】
更に説明すると、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１ａとｔ１ｂ間で「Ｈ」、時刻ｔ１ｂとｔ１ｃ間で「Ｌ」となることをバースト的に繰り返す制御信号Ｓ１２を、図６（ｂ）に示す時刻ｔ１〜ｔ２間においてトランジスタＴ９１のベース端子に供給する制御（第１制御）を行う。この第１制御により、コイルＬ９１に蓄積されたエネルギーによるパルス電流がダイオードＤ９１を介してコンデンサＣ９１に蓄積されてゆく。この際に駆動信号Ｖｏは「Ｈ」となる。この後、制御信号Ｓ１２を時刻ｔ２〜ｔ３間において「Ｌ」とする制御（第２制御）を行う。この第２制御により、コンデンサＣ９１に蓄積された電圧が抵抗器Ｒ９１を介して放電され、時刻ｔ２〜ｔ３間に示すように、駆動信号Ｖｏが「Ｌ」となる。このように第１及び第２制御を繰り返すことにより、駆動信号Ｖｏは、「Ｈ」及び「Ｌ」を繰り返す交流信号となる。また、駆動信号Ｖｏの電圧振幅Ｖａを変更する場合は、制御信号Ｓ１２のデューティ比を可変することで可能となる。
【００６９】
このような駆動信号Ｖｏが各ポンプ５２に供給されることにより、各ポンプ５２がポンプ駆動し、各液貯め部５１に貯留された各種の液体が各ポンプ５２に吸込まれ、各ステンレスチューブ５３から、ＳＡＷデバイス４０の表面に滴下される。
【００７０】
ここで、実験により駆動信号Ｖｏでマイクロポンプ５２を駆動した際に、ステンレスチューブ５３を流れる液体の流量と、駆動信号Ｖｏの周波数との関係を図７に示す。即ち、図７は、縦軸に０〜６００の流量［μＬ／ｍｉｎ］を表し、横軸に駆動信号Ｖｏの０〜３００の周波数［Ｈｚ］を表し、駆動信号Ｖｏが６０Ｖｐｐの場合の流量と周波数との関係を●印で表し、１２０Ｖｐｐの場合の流量と周波数との関係を■で表した関係図である。但し、ステンレスチューブ５３は内径０．１３ｍｍのものを用い、液体には水を使用した。
【００７１】
駆動信号Ｖｏが６０Ｖｐｐの場合、周波数０〜１５０Ｈｚまでの範囲でおおよそ線形な関係が得られた。この線形関係の傾きから、駆動信号Ｖｏが６０Ｖｐｐの場合、マイクロポンプ５２内のダイヤフラムの一度の変位で２２ｎＬが搬送されると求められる。また、駆動信号Ｖｏが１２０Ｖｐｐの場合、最高で５５０μＬ／ｍｉｎの流量が得られた。この流量はＳＡＷデバイス４０に液体を供給する場合、供給過多と成り得る値であるが、ポンプ５２やステンレスチューブ５３の詰まり等を解消するためには有効である。
【００７２】
また、各液貯め部５１に、各々異なる香料を含む液体を貯留し、各ポンプ５２に接続された各チューブ５３の先端から、各々異なる香料を含む液体が任意の比率で滴下されてＳＡＷデバイス４０上で調合されるように、各ポンプ５２の吐出量をＣＰＵ７２により制御してもよい。この場合、駆動回路９０は、各ポンプ５２を制御するように、例えば図５に示す回路を各ポンプ５２分備える構成とし、ＣＰＵ７２から各々異なる吐出量でポンプ５２を制御するための制御信号Ｓ１２が各ポンプ５２の回路に入力されるようにする。これによって、所望の香りを発生させることが可能となる。なお、ＣＰＵ７２により各ポンプ５２の吐出圧を制御するようにしてもよい。
【００７３】
＜実施形態の動作＞
次に、実施形態に係る匂い発生装置３０の匂い発生動作を、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ５１において、制御部７０から出力される周波数指定信号Ｓ１１に応じて、ＲＦアンプ８０から交流電圧信号Ｓ１１ｂがＳＡＷデバイス４０へ出力され、ＳＡＷデバイス４０が所定周波数の弾性表面波を励起する。即ち、制御部７０のＣＰＵ７２から、ＳＡＷデバイス４０の弾性表面波の周波数を指定するための周波数指定信号Ｓ１１がＤＤＳ７３へ出力される。更に、ＤＤＳ７３が、ディジタルの周波数指定信号Ｓ１１をアナログの交流電圧信号Ｓ１１ａに変換してＲＦアンプ８０へ出力する。ＲＦアンプ８０が、ＤＤＳ７３から出力される交流電圧信号１１ａを増幅し、この増幅された交流電圧信号Ｓ１１ｂをＳＡＷデバイス４０へ出力する。これにより弾性表面波が励起される。
【００７４】
ステップＳ５２において、上記ステップＳ５１により駆動する圧電基板４１の温度を温度センサ６０で検出する。
【００７５】
ステップＳ５３において、上記ステップＳ５２での検出温度をインタフェース７１を介してＣＰＵ７２へ出力する。ＣＰＵ７２は、図２の関係を用いて、その検出温度に応じて、ＳＡＷデバイス４０に印加される交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数を、液体を最適に霧化可能な最適駆動周波数とするように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。この制御によって、ＳＡＷデバイス４０へ印加される交流電圧信号Ｓ１１ｂが液体を最適に霧化するための最適駆動周波数となる。
【００７６】
一方、ステップＳ５４において、ＣＰＵ７２は、ポンプ部５０の各ポンプ５２を駆動するための制御信号Ｓ１２を駆動回路９０へ出力する。これにより、駆動回路９０から駆動信号Ｖｏがポンプ部５０へ出力される。つまり、駆動回路９０は、制御信号Ｓ１２に応じて、各ステンレスチューブ５３の先端から少量の液体が滴下されるように各ポンプ５２を駆動するための駆動信号Ｖｏを生成し、この駆動信号Ｖｏを各ポンプ５２へ出力する。これによって、各ポンプ５２が駆動して、各チューブ５３から少量の液体がＳＡＷデバイス４０の上面に滴下される。
【００７７】
ステップＳ５５において、ＳＡＷデバイス４０の上面には、弾性表面波が励起されて伝搬しているので、その滴下された液体が弾性表面波により励振されて霧化される。
【００７８】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態に係る匂い発生装置３０は、圧電基板４１上に、交流電圧信号Ｓ１１ｂの印加により圧電基板４１の表面に弾性表面波を励起する少なくとも複数の駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂを配設したＳＡＷデバイス４０と、液貯留部５１ｄに貯留された香料を含む液体をポンプ５２で吸込んでチューブ５３へ吐出し、チューブ５３の先端からＳＡＷデバイス４０の上面に滴下させるポンプ部５０とを備える。更に、匂い発生装置３０は、ＳＡＷデバイス４０に交流電圧信号Ｓ１１ｂを印加する制御を行うと共に、ポンプ５２の駆動を制御する制御部７０及びＲＦアンプ８０による制御手段と、当該制御手段の制御に応じてポンプ５２を駆動する交流の駆動信号Ｖｏを生成してポンプ５２に供給する駆動回路９０とを有する。複数の香料を調合するときは各香料ごとにこの動作を行う。
【００７９】
本実施形態の特徴は、圧電基板４１の温度を検出する温度センサ６０を備え、制御手段は、温度センサ６０で検出される圧電基板４１の温度に応じて、当該ＳＡＷデバイス４０に印加される交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数を、チューブ５３の先端からＳＡＷデバイス４０の表面に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化可能な最適駆動周波数となるように制御する構成としたことにある。
【００８０】
この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。交流電圧信号Ｓ１１ｂのパワーでＳＡＷデバイス４０の表面の温度が変化すると、表面上の液体を霧化するために最適なＳＡＷデバイスの共振周波数がずれ、このため、液体の霧化が良好に行えない。しかし、実施形態では、圧電基板４１の温度を検出し、この検出温度が高くなるようにＳＡＷデバイス４０に印加する交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数を制御する。この周波数が最適に霧化可能な駆動周波数と考えられる。これによって、圧電基板４１の温度が変化しても、弾性表面波ＳＡＷデバイスの共振周波数は、常時、表面上の液体を霧化するために最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することが可能となる。
【００８１】
また、図４に示すように、ポンプ部５０は、液貯め部５１と、ポンプ５２と、チューブ５３とを備える。液貯め部５１は、液体を貯留する液貯留部５１ｄの下面側に凹部５１ｅが設けられると共に、当該下面に貫通穴５１ｆが設けらて構成されている。ポンプ５２は、液貯め部５１の貫通穴５１ｆに液流入管５１ｂを介して吸引口が連通され、当該吸引口から液体を吸引し、この吸引した液体を吐出口から吐出するように構成されている。チューブ５３は、ポンプ５２の吐出口に連通された液流出管５１ｃに一端が接続されている。
【００８２】
そして、ポンプ部５０は、液貯め部５１の側面にポンプ５２を当接して配設し、更に、当該ポンプ５２の吐出口に連通するチューブ５３を、液貯め部５１の下面の凹部５１ｅに挿通し、この挿通されたチューブ５３の他端側が、液貯め部５１の側面から外側へ突出る状態に配設して、直方体形状に構成されている。
【００８３】
この構成によれば、液貯め部５１及びポンプ５２が隣接し、チューブ５３が液貯め部５１の下面の凹部５１ｅに挿通されてポンプ部５０が構成されている。このため、液貯留部５１ｄの下面から貫通穴５１ｆを介して液体をポンプ５２で吸込んで下方側のチューブ５３へ吐出するので、重力を利用して効率的にチューブ５３の先端から液滴を吐出することができる。また、液貯め部５１及びポンプ５２が隣接し、チューブ５３が液貯め部５１の下面側の凹部５１ｅに挿通されて配設されているので、ポンプ部５０全体を直方体形状とすることができる。これによりポンプ部５０全体を小型化することができる。
【００８４】
また、各液貯め部５１に、各々異なる香料を含む液体を貯留し、各ポンプ５２に接続された各チューブ５３の先端から、各々異なる香料を含む液体が任意の比率で滴下されてＳＡＷデバイス４０上で調合されるように、各ポンプ５２の吐出量をＣＰＵ７２により制御するようにした。これによって、所望の香りを発生させることが可能となる。
【００８５】
また、駆動回路９０を、直流電源９１に一端が接続されたコイルＬ９１と、当該コイルＬ９１の他端にアノード端子が接続されたダイオードＤ９１と、当該ダイオードＤ９１とコイルＬ９１間にコレクタ端子が接続され、エミッタ端子がグランド接続されたトランジスタｔ９１と、ダイオードＤ９１のカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続された抵抗器Ｒ９１と、ダイオードＤ９１のカソード端子に一端が接続され、他端がグランド接続されたコンデンサＣ９１とを備えて構成した。そして、「Ｌ」レベル及び「Ｈ」レベルを繰り返す制御信号Ｓ１２を、トランジスタＴ９１のベース端子に一定時間供給する第１制御と、制御信号Ｓ１２を所定時間「Ｌ」レベルとする第２制御とを交互に繰り返して行うようにした。
【００８６】
これによって、第１制御によりトランジスタＴ９１がスイッチング動作し、この動作により、直流電源９１に接続されたコイルＬ９１にエネルギーが蓄積されながら、当該エネルギーによるパルス電流がダイオードＤ９１を介してコンデンサＣ９１に蓄積されることが一定時間行なわれる。この動作を第１動作とする。次に、第２制御により制御信号が所定時間の間「Ｌ」レベルとされると、トランジスタＴ９１がオフとなってコンデンサＣ９１の蓄積電圧が抵抗器Ｒ９１を介して放電される。この動作を第２動作とする。このように制御信号Ｓ１２によって第１制御と第２制御とを交互に繰り返すことにより、第１動作で「Ｈ」レベル、第２動作で「Ｌ」レベルとなる交流の駆動信号Ｖｏが生成される。この駆動信号でポンプ５２を駆動することができる。
【００８７】
このように、ポンプ５２を駆動するための駆動信号Ｖｏを生成する駆動回路９０を、直流電源９１、コイルＬ９１、トランジスタＴ９１、ダイオードＤ９１、コンデンサＣ９１及び抵抗器Ｒ９１の少数の能動素子及び受動素子を用いて構成することができるので、駆動回路９０を小型化することがきる。
【００８８】
本実施形態の駆動回路９０（図５）に関しては、従来の駆動回路１４（図１４）に比べ、実装面積が約５０％削減できた。更に、本実施形態のマイクロポンプ部５０（図３）に関しては、従来のマイクロポンプ部１２（図１３）に比べ、実装面積が７５％削減できた。これにより、匂い発生装置３０の全体では、マイクロポンプ部５０のポンプ５２を８台備える８チャンネルを実装時には、計算上、実装面積が従来の匂い発生装置１０（図１２）の４０％程度になるという結果が得られた。
【００８９】
＜実施形態の変形例１＞
図９は、本発明の実施形態の変形例１の匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
図９に示す変形例１の匂い発生装置３０Ａが、上記実施形態の匂い発生装置３０（図１）と異なる点は、制御部７０の図示せぬ記憶部内に基板温度・周波数変換テーブル（変換テーブル）７４を備え、この変換テーブル７４を用いてＣＰＵ７２が後述の制御を行うようにしたことにある。
【００９０】
基板温度・周波数変換テーブル７４は、圧電基板４１の温度と、ＳＡＷデバイス４０に印加する駆動信号Ｖｏの駆動周波数との関係を示す変換テーブルである。例えば、図２に示した温度［℃］と最適駆動周波数［ＭＨｚ］との関係を線Ｌ１で示すテーブルとなっている。
【００９１】
温度センサ６０で圧電基板４１の温度を検出し、この検出温度をインタフェース７１を介してＣＰＵ７２へ出力する。ＣＰＵ７２は、変換テーブル７４を参照して検出温度に対応する最適駆動周波数を検知する。更に、ＣＰＵ７２は、ＳＡＷデバイス４０を駆動する駆動信号Ｖｏの周波数を、その検知した最適駆動周波数とするように周波数指定信号Ｓ１１を制御してＤＤＳ７３へ出力する。ＤＤＳ７３は、周波数指定信号Ｓ１１を交流電圧信号Ｓ１１ａに変換してＲＦアンプ８０へ出力し、ＲＦアンプ８０は、交流電圧信号１１ａを増幅し、この増幅された交流電圧信号Ｓ１１ｂをＳＡＷデバイス４０へ出力する。
【００９２】
この動作により、ＳＡＷデバイス４０では、ＳＡＷデバイスの共振周波数が、デバイス表面上の液体を霧化するために最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することが可能となる。
【００９３】
＜実施形態の変形例２＞
図１０は、本発明の実施形態の変形例２の匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
図１０に示す変形例２の匂い発生装置３０Ｂが、上記実施形態の匂い発生装置３０（図１）と異なる点は、温度センサ６０に代え、音を電気信号に変換するＭＩＣ（マイクロフォン）６１とＡＤＣ（アナログ−ディジタルコンバータ）６２を備え、更に、制御部７０内の温度センサインタフェース７１（図１）に代え、ＡＤＣ（インタフェース７１Ｂを備え、ＭＩＣ６１とＡＤＣインタフェース７１Ｂとの間にＡＤＣ６２を接続したことにある。
【００９４】
ＭＩＣ６１は、ＳＡＷデバイス４０の駆動ＩＤＴ４２ａの付近に設けられており、ＳＡＷデバイス４０から発生する音を検出して電気信号としての音信号に変換し、この音信号を、ＡＤＣ６２へ出力する。ＡＤＣ６２は、音信号をディジタル信号としてのディジタル音信号に変換してＡＤＣインタフェース７１Ｂへ出力する。ＡＤＣインタフェース７１Ｂは、ディジタル音信号をＣＰＵ７２へ出力する。ＣＰＵ７２は、ディジタル音信号に応じて、ＳＡＷデバイス４０から所定の音が発生されるように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。
【００９５】
ＳＡＷデバイス４０から所定の音が発生される状態は、ＲＦアンプ８０からの交流電圧信号Ｓ１１が最適駆動周波数となる場合である。つまり、ＣＰＵ７２は、交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数が最適駆動周波数となるような、大きさの音がＳＡＷデバイス４０から発生されるように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。
【００９６】
この制御により、ＤＤＳ７３を介してＲＦアンプ８０から出力される交流電圧信号Ｓ１１ｂがＳＡＷデバイス４０に印加されると、ＳＡＷデバイス４０上において、所定の音が発生されるように弾性表面波が励起する。
【００９７】
ＳＡＷデバイス４０をバースト波である交流電圧信号Ｓ１１ｂで駆動する場合、圧電基板４１では弾性表面波による膨張と収縮を繰り返すことによると推定される音が生じる。この音は、弾性表面波の励起の強さと相関があると推定される。つまり、交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数が最適駆動周波数となるような、大きさの音がＳＡＷデバイス４０から発生されるように制御することにより、圧電基板４１に励起される弾性表面波が最適な共振周波数となるので、表面上に滴下される液体を弾性表面波で最適に霧化することが可能となる。この音による制御は、圧電基板４１からの音を検出して行うので、周囲の温度や湿度等の周囲環境が変化しても、上記のように最適に霧化を行うための制御が可能となる。
【００９８】
＜実施形態の変形例３＞
図１１は、本発明の実施形態の変形例３の匂い発生装置の構成を示すブロック図である。
図１１に示す変形例３の匂い発生装置３０Ｃが、上記変形例２の匂い発生装置３０Ｂ（図１０）と異なる点は、圧電基板４１上に、反射器４３ａ，４３ｂ（図１）に代え、図１１に示すように、受波ＩＤＴ４４ａ，４４ｂを配設し、更に、ＭＩＣ６１に代え、検波回路６３を備えたことにある。
【００９９】
受波ＩＤＴ４４ａ，４４ｂは、圧電基板４１上に励起される弾性表面波の振幅を検出し、この検出された振幅信号を検波回路６３へ出力するものである。なお、受波ＩＤＴ４４ａ，４４ｂは請求項記載の受波電極である。
検波回路６３は、受波ＩＤＴ４４ａの近傍に設けられており、受波ＩＤＴ４４ａで振幅信号を検波してＡＤＣ６２へ出力する。ＡＤＣ６２は、検波振幅信号をディジタル信号（ディジタル検波振幅信号という）に変換してＡＤＣインタフェース７１Ｂを介してＣＰＵ７２へ出力する。ＣＰＵ７２は、ディジタル検波振幅信号に応じて、ＳＡＷデバイス４０に励起される弾性表面波の振幅が所定の大きさとなるように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。
【０１００】
弾性表面波の振幅が所定の大きさとなる状態は、ＲＦアンプ８０からの交流電圧信号Ｓ１１が最適駆動周波数となる場合である。つまり、ＣＰＵ７２は、交流電圧信号Ｓ１１ｂの周波数が最適駆動周波数となるような、振幅の弾性表面波がＳＡＷデバイス４０上に励起されるように周波数指定信号Ｓ１１を制御する。
【０１０１】
この制御により、ＤＤＳ７３を介してＲＦアンプ８０から出力される交流電圧信号Ｓ１１ｂがＳＡＷデバイス４０に印加されると、ＳＡＷデバイス４０上に励起される弾性表面波の振幅が、表面上に滴下される液体を最適に霧化することが可能な大きとなる。これにより圧電基板４１の表面の液体を良好に霧化することができる。
【０１０２】
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。以上の実施形態において、駆動ＩＤＴ４２ａ，４２ｂは、１つであってもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
３０  匂い発生装置
４０  ＳＡＷデバイス
４１  圧電基板
４２ａ，４２ｂ  駆動ＩＤＴ
４３ａ，４３ｂ  反射器
４４ａ，４４ｂ  受波ＩＤＴ
５０  マイクロポンプ部
５０ａ〜５０ｄ  ポンプ治具
５１  液貯め部
５１ｂ  液流入管
５１ｃ  液流出管
５１ｄ  液貯留部
５１ｅ  凹部
５１ｆ  貫通穴
５１ｇ，５１ｈ  液流路
５３  ステンレスチューブ
６０  温度センサ
６１  ＭＩＣ
６２  ＡＤＣ
６３  検波回路
７０  制御部
７１Ｂ  ＡＤＣインタフェース
７４  基板温度・周波数変換テーブル
８０  ＲＦアンプ
９０  マイクロポンプ駆動回路
９１  直流電源
Ｌ９１  コイル
Ｔ９１  トランジスタ
Ｄ９１  ダイオード
Ｒ９１  抵抗器
Ｃ９１  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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