(57)【要約】本発明は、喫煙中の喫煙者の喫煙行為をパフ毎にリアルタイムで分析することができる喫煙傾向分析器に関する。この装置は、流体流圧力降下検出手段および煙の光学密度は検出するための煙密度検出手段と流体流連通した喫煙品を保持するための喫煙品取り付け手段と、流体流圧力降下検出手段および煙密度検出手段からの信号をデーターに変換するための信号変換手段と、データーを処理し、喫煙品からの粒状相煙成分の送出量の値を計算するデーター処理手段と、を含む。このデーターは、グラフィックおよび／または数値で表示される。
2006507499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品をその吸い口端で取り付けることができ、この喫煙品を保持している間、その吸い口端と流体流連通するマウスピースを含む喫煙品取り付け手段と、
流体流圧力降下検出手段および煙密度検出手段と、
流体流圧力降下検出手段および煙密度検出手段から得られた信号をデーターに変換する信号変換手段と、
前記取り付け手段に取り付けられ、マウスピースを介して喫煙された際の喫煙品の粒状相煙成分の送出値の計算を処理するプロセッサーを含むデーター処理手段と、
前記処理されたデーターをグラフィックおよび／または数値で表示する表示手段と、を含む喫煙行為分析器。
【請求項２】
前記流体流圧力降下検出手段は、前記取り付け手段内に位置する２つの開口部を含み、オリフィスプレートの両側にこの開口部がそれぞれ位置し、これら開口部は、圧力センサーに通じていることを特徴とする請求項１記載の喫煙行為分析器。
【請求項３】
前記圧力センサーが圧力変換器であることを特徴とする請求項２記載の喫煙行為分析器。
【請求項４】
前記圧力センサーがデーター収集手段またはデーター処理手段内に位置することを特徴とする請求項２または３記載の喫煙行為分析器。
【請求項５】
前記圧力センサーが取り付け手段内に位置していることを特徴とする請求項２または３記載の喫煙行為分析器。
【請求項６】
前記圧力センサーがSenSym SCX 01DMであることを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項７】
前記流体流圧力降下検出手段は、２つの圧力測定を行うように作動し、その内の１つが大気圧とホルダー内の圧力との差であり、他方がオリフィスプレートの両側での圧力差であり、この圧力差は、オリフィスを介して流れる流れに比例することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項８】
前記煙密度検出手段が発光器と受光器を含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項９】
前記発光器が可視または他の波長の光を発する装置であることを特徴とする請求項８記載の喫煙行為分析器。
【請求項１０】
前記発光器が発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項９記載の喫煙行為分析器。
【請求項１１】
前記発光器が発せられた光の波長において最適な性能が選択される装置であることを特徴とする請求項９または１０記載の喫煙行為分析器。
【請求項１２】
前記発光器がフォトダイオードであることを特徴とする請求項１１記載の喫煙行為分析器。
【請求項１３】
前記発光器と受光器が取り付け手段内で互いに対向して位置することを特徴とする請求項８乃至１２いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項１４】
前記発光器と受光器との間の距離が２乃至６ｍｍであることを特徴とする請求項１３記載の喫煙行為分析器。
【請求項１５】
前記距離が４ｍｍであることを特徴とする請求項１４記載の喫煙行為分析器。
【請求項１６】
前記煙分析器が携帯可能であることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項１７】
前記信号変換手段が前記取り付け手段から離れて位置することを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項１８】
前記信号変換手段がデーター処理手段とのユニットとして配置されることを特徴とする請求項１７記載の喫煙行為分析器。
【請求項１９】
前記信号変換手段が前記データー処理手段とは別個に配置されていること特徴とする請求項１乃至１８いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２０】
前記データー処理手段がさらにデーター収集手段を含んでいることを特徴とする請求項１乃至１９いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２１】
前記信号変換手段が前記データー収集手段内に位置することを特徴とする請求項２０記載の喫煙行為分析器。
【請求項２２】
前記データー処理手段と前記データー表示手段が互いに１つのユニットとして配置されることを特徴とする請求項１乃至２１いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２３】
信号の変換およびデーターの処理が前記取り付け手段とのユニット内で行われることを特徴とする請求項１乃至１８または２０乃至２２のいずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２４】
記憶手段が前記取り付け手段とのユニットとして設けられるか、またはこれとは別に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２３いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２５】
前記データー処理手段がプロセッサーを有する好適なプログラムでロードするコンピューターであることを特徴とする請求項１乃至２４いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２６】
前記データー処理手段が前記取り付け手段、信号変換手段またはデーター収集装置のいずれかのデーターソースと双方向で通信し、必要な喫煙行為情報および煙送出量を測定するために必要な計算を行うことを特徴とする請求項１乃至２５いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２７】
前記データー処理手段がラップトップコンピュータであることを特徴とする請求項２５または２６記載の喫煙行為分析器。
【請求項２８】
前記データー処理手段が表示手段を含むことを特徴とする請求項２５乃至２７いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項２９】
前記表示手段が各パフについてリアルタイムの情報を表示することを特徴とする請求項１乃至２８いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項３０】
表示されるパフについての情報がパフ容量、パフ形状、パフ持続時間、煙濃度、単位時間当たりの煙質量、光学密度、平均圧力降下、パフに要する労力および時間の内の１つ以上であることを特徴とする請求項２９記載の喫煙行為分析器。
【請求項３１】
喫煙者による各パフの個々のデーターの１つ以上をグラフィックで表示することを特徴とする請求項１乃至３０いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項３２】
パフプロファイルおよび関連するデーターがさらなる調査のために処理手段に保持されることを特徴とする請求項１乃至３１いずれか１項記載の喫煙行為分析器。
【請求項３３】
前記処理手段が喫煙ごとにデーターの収集の前にリセットされ、前記流体圧力降下検出手段および煙密度検出手段をゼロにするようにプログラムされていることを特徴とする請求項１乃至３２いずれか１項に記載の喫煙行為分析器。
【請求項３４】
前記流体圧力降下検出手段および煙密度検出手段からの信号は、導体などを用いずに電磁波手段などでデーター処理装置に転送することを特徴とする先行請求項１乃至３３記載の喫煙行為分析器。
【請求項３５】
信号が電磁波手段によって送信されることを特徴とする請求項３４に記載の喫煙行為分析器。
【請求項３６】
前記流体圧力検出手段および煙密度検出手段から得られる信号が、光学信号の場合には電線を、圧力測定値の場合には可撓性の管を用いて転送されることを特徴とする請求項１乃至３５記載の喫煙行為分析器。
【請求項３７】
図１、２または３を参照して説明される喫煙行為分析器。
【請求項３８】
表示手段に送信される前に取り付け手段で変換データのさらなる処理が行われなければ、離れた位置でのデータの処理とは別の取り付け手段でのデーターの測定、変換および送信が行われないことを特徴とする請求項１記載の喫煙行為分析器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消費者、特に紙巻きタバコの喫煙者の喫煙行為を測定し、記録することに関し、さらにリアルタイムの煙送出量の測定を含む。
【背景技術】
【０００２】
人間の喫煙行為を分析するために種々の機器が製造されてきている。例えば、プローシェアーテクノロジー（Plowshare Technologies）によるポータブル・スモーキング・トポグラフィー・メジャーメント・デバイス（Portable Smoking Topograpy Measurement Device）は、この装置を用いて喫煙品を喫煙した際の被験者の喫煙特性を記録する装置である。この装置は、全ての喫煙機会を最長で４週間まで記録し、コンピューターに（ソフトウェアを用いて）ダウンロードすることができる。しかしながら、記録された情報（パフ量、パフ期間、パフとパフの間の時間、パフ中のピーク流量（peak flow）、ピーク流量の時間、パフ中の平均流量、パフ数）は、用途が限定されている。この情報は、例えば、煙送出量のリアルタイム測定値を含んでいない。喫煙された個々の紙巻きタバコの送出量を測定することができず、喫煙者のパフ容量および時間に基づく数学的概算から、または喫煙を再現することによって、予測することができるだけである。この喫煙の再現は、喫煙者の喫煙の記録からこの喫煙者の喫煙行為を再現することができる特別な喫煙装置で同じタバコを喫煙することによって行われる。再現する間、喫煙される紙巻きタバコは、従来からある煙捕捉（smoke-trapping）装置（ケンブリッジフィルターなど）に装着される。捕捉された煙は、標準機械喫煙条件下で紙巻きタバコの発生量を得る場合と同じ方法で紙巻きタバコの煙総発生量を算定するために分析される。プローシェアーの装置の場合、紙巻タバコの特定の成分の総発生量を得るために同じタバコを実験室で再度、喫煙する（喫煙の再現）必要があり、これは時間のかかる作業である。この段階でのみ喫煙者によって得られる煙の送出量を評価できる。さらに、再現に使用される喫煙品は、最初に喫煙したものとは完全に同一ではなく、従って再現によって得られる煙送出量は、必ずしも信頼できるものではない。
【０００３】
ここで用いる「送出量（delivery）」は、喫煙者に送出される煙成分の量であり、「発生量（yield）」は、喫煙装置に送出される煙成分の量である。
【０００４】
ＳＯＤＩＭ社の類似の喫煙行為装置もまた、喫煙者の喫煙行為を再現する煙送出量の測定を行うために実験室で喫煙再現装置を使用しなければならない。
【０００５】
１９９０年にロジャー  ジェンキンスが説明したような以前の喫煙行為装置では、光の反射によって煙の濃度を測定しようとしており、これにより煙を収容するハウジングの同じ側に発光器と光検知器が配置されている。煙の粒子によって反射して光検知器に戻った光の量を測定することによって煙の密度を測定している。この装置では検知器に最も近い煙だけが測定され、煙の経路全体に亘る平均密度は測定されないので、この「光散乱」法では、信頼できる結果が得られない。本発明は、この方法を大幅に改良したものを提示する。この反射法では発光器の明るさを調べることができず、確実なレベルに設定できず、計器の校正が不確かになるという別の不都合がある。本発明では、発光器の明るさを容易に設定することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
喫煙分析の分野においてパフに関する行為を測定するだけでなく、少なくとも１つの煙成分をリアルタイムで正確に測定し、喫煙再現装置を必要としない小型の装置が必要とされている。本発明の目的は、このような装置を提供することである。
【０００７】
また本発明は、この装置で行われた種々の喫煙行為測定をリアルタイムで目視できるディスプレーを提供することも目的としている。
【０００８】
さらに本発明は、消費者の喫煙行為の記録を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明は、喫煙品をその吸い口端で取り付けることができ、この喫煙品を保持している間、その吸い口端と流体流（fluid-flow）連通するマウスピースを含む喫煙品取り付け手段と、
流体流圧力降下検出手段および煙密度検出手段と、
流体流圧力降下検出手段および煙密度検出手段から得られた信号をデーターに変換する信号変換手段と、
取り付け手段に取り付けられ、マウスピースを介して喫煙された際の喫煙品の粒状相煙成分の送出値の計算を処理するプロセッサーを含むデーター処理手段と、
データーをグラフィックまたは数値で表示する表示手段と、を含む喫煙行為分析器を提供する。
【００１０】
本発明は、本出願人による国際特許出願ＷＯ０２／０９８２４５に記載されている態様、即ち離れた位置でのデータの処理とは別に行われる取り付け手段でのデーターの測定、変換および送信を包含するものではなく、この国際特許出願では表示手段に送信する前に取り付け手段で変換されたデーターの処理は行われない。
【００１１】
流体流圧力降下検出手段は、取り付け手段内に位置する２つの開口部を含み、オリフィスプレートの両側にこの開口部がそれぞれ位置するのが好ましい。これら開口部は、圧力変換器などの圧力センサーに通じている。圧力センサーは、データー収集手段またはデーター処理手段内に位置すると有利である。これとは別に圧力センサーは、取り付け手段に位置してもよい。好適な圧力変換器としては、SenSym SCX 01DMなどが挙げられる。
【００１２】
流体流圧力降下検出手段は、２つの圧力測定を行うように作動するのが好ましく、その内の１つは、大気圧とホルダー内の圧力との差（喫煙品の圧力降下）であり、もう一方は、オリフィスプレートの両側での圧力差であり、この圧力差は、オリフィスを介して流れる流れに比例する。
【００１３】
好ましくは煙密度検出手段は、発光器と受光器を含む。発光器は、可視または他の波長、例えば赤外の光を発するＬＥＤなどの装置であると有利である。光検出器は、発せられた光の波長において最適な性能が選択されるフォトダイオードなどの装置であると有利である。発光器と受光器は、取り付け手段内に互いに対向して位置するのが好ましい。エミッターとレシーバーとの間の距離は、２乃至６ｍｍであると有利であり、通常は約４ｍｍである。
【００１４】
煙分析器は、携帯可能なものであるのが好ましい。ここで言う「携帯可能」とは、分析器がその個々の部品であるかないかを問わず、手で運べることを意味する。
【００１５】
本発明の１つの態様では信号変換手段は、好ましくは取り付け手段から離れて位置する。信号変換手段は、好ましくはデーター処理手段とのユニットとして配置される。別の態様では、信号変換手段は、データー処理手段から離れて位置する。
【００１６】
データー処理手段は、さらにデーター収集手段を含んでもよい。信号変換手段は、データー収集手段内に位置してもよい。データー処理手段とデーター表示手段は、好ましくは互いに１つのユニットとして配置される。
【００１７】
本発明の別の態様では信号の変換およびデーターの処理は、取り付け手段とのユニット内で行われる。
【００１８】
記憶手段は取り付け手段とのユニットとして設けてもよく、これとは別に配置してもよい。
【００１９】
データー処理手段は、好ましくはプロセッサーを有する好適なプログラムでロードするコンピューターである。データー処理手段は、取り付け手段、信号変換手段またはデーター収集装置のいずれかのデーターソースと双方向で通信し、必要な喫煙行為情報および煙送出量を測定するために必要な計算を行う。持ち運びを容易にするためにデーター処理手段は、ラップトップコンピュータであることが好ましい。
【００２０】
またデーター処理手段は、好ましくは表示手段を含む。
【００２１】
表示手段は、各パフについてリアルタイムの情報を提供することが好ましい。パフについての情報は、パフ容量、パフ形状、パフ持続時間、煙濃度、単位時間当たりの煙質量、光学密度、平均圧力降下、パフに要する労力および時間の内少なくとも１つを含むことが好ましい。また喫煙者による各パフの個々のデーターの１つ以上をグラフィックで表示するのが好ましい。
【００２２】
パフプロファイル（puffing profile）および関連するデーターは、必要であればさらなる調査のために処理手段に保持することが好ましい。
【００２３】
処理手段は、喫煙ごとにデーターの収集の前にリセットされ、流体圧力降下検出手段および煙密度検出手段をゼロにするようにプログラムされていると有利である。
【００２４】
流体圧力降下検出手段および煙密度検出手段からの信号は、導体などを用いずに電磁波手段などでデーター処理装置に転送することができる。しかしながら、光学信号には電線そして圧力測定には可撓性の管を用いて信号の転送を行うと便利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の理解を明確にし、実施を容易にするために添付の図面を参照して本発明を以下に詳述する。
【００２６】
図１の喫煙行為分析器は、喫煙品取り付け部１とデーター処理および表示部２とを含む。データー処理および表示部２は、一組の可撓性管３およびそれぞれ２本のワイヤから構成される導線３’によって喫煙品取り付け部１に接続されている。
【００２７】
喫煙品取り付け部１は、ハウジング４を含み、その一端には中空のスリーブ５が固定されており、他端にはマウスピースホルダー６が固定されている。紙巻きタバコ７をスリーブ５に取り付けることができ、使い捨てのマウスピース８をホルダー６に装着することができる。これにより紙巻きタバコとマウスピースは、ハウジング４の中空内部を介して流体流連通し、紙巻きタバコがマウスピースを介して喫煙される。
【００２８】
ハウジング４内にはオリフィスプレート９を含む流体流圧力降下検出手段が取り付けられており、オリフィスプレートの両側に開口部１０および１１が設けられており、圧力変換器に接続している。またハウジング４内には発光器１２、この場合光放射ダイオードと、これに対向する受光器１３、この場合フォトダイオードを含む煙密度検出手段が設けられている。
【００２９】
データー処理および表示部２は、データー収集手段１４内に位置する圧力変換器によって与えられる電圧から得られる圧力測定値を受けるように動作し、圧力変換器は可撓性を有する管によって開口部１０および１１に接続されている。データー収集手段１４は、受光器１３からの電圧などの電気信号を受信する。この場合、信号は、データー収集手段内で変換される。またデーター収集手段は、これらの圧力測定値の変換から得られるデーターおよび光に関連する信号をデーター処理手段１５、この場合はラップトップコンピューターに送信する。
【００３０】
処理手段１５は、ハウジング４のスリーブ５に取り付けられ、ハウジング４のホルダー６に取り付けられたマウスピース８を介して喫煙される紙巻きタバコからの主流煙の粒が組成分（タールとして知られている）のリアルタイムの送出量を測定する。
【００３１】
発光器１２が発する光に主流煙によって霞が生じるとこの霞は、受光器１３と位置合わせされているので煙のその瞬間の密度、即ちその中に含まれている粒状相成分の濃度を測定する手段となる。これは煙の光学密度と言われている。
【００３２】
プロセッサーによる密度の測定は、特定の濃度の公知の煙発生量を有する標準的な紙巻きタバコのデーターから得られる校正曲線を用いて行われる。
【００３３】
例えばタールのリアルタイムの値などの処理されたデーターは、表示手段１６、この場合ラップトップコンピューターのディスプレースクリーンによって表示される。
【００３４】
データー収集手段１４は、圧力変換器１０、１１から得られる圧力および煙の流れに関するデーターおよび発光器１２と受光器１３の間の所定の時間、この場合毎秒２５回、光の減光率（または光学密度）を読み取り、これらの値を処理手段１５に送信する。
【００３５】
処理手段１５は、流れの値を取り込み、これらをパフ容量、パフ形状および各パフの長さに変換する。また処理手段１５は、光の減光率の値を取り込み、これらを煙濃度に変換する。それから処理手段１５は、パフ毎のタールの送出量および喫煙者によって喫煙される各紙巻タバコの総タール値を計算するために煙流と煙濃度を組み合わせる。
【００３６】
また本発明の喫煙分析器は、各パフまたは総パフ数のこれら算出された発生量をグラフィックで表示する。さらにパフ容量、パフ形状（時間に対する流れ）、パフ期間、光学密度、平均圧力降下、パフに要する労力および時間のいずれかをディスプレー上に数値としてまたはグラフィックで示すことができる（例えば、図２のように）。従って使用者は、喫煙者のリアルタイムのパフ傾向および／または送出量プロファイルの記録を視認できるものとして得ることができる。
【００３７】
別の態様（図示せず）では、表示手段は、データー処理手段とは別個のものであってもよい。
【００３８】
図３に示す本発明の第２の態様の喫煙品取り付け部１は、図１に示したハウジング４内の取り付け部の全ての特徴を含む。しかしながら、さらに信号変換手段とデーター処理手段１７がユニットとして（且つ隣接して）ハウジング４に設けられている。データー処理手段１７は、煙の粒状物送出量を計算するように作動する。
【００３９】
取り付け部１は、データー記憶手段１８と接続していると有利であり、このデーター記憶手段は、取り付け部から離れて位置する。データー記憶手段は、ユーザーが喫煙者の詳細を各喫煙者の記録にインプットできるインプット手段を含むのが好ましい。第１の態様のデーター記憶およびインプット手段をコンピューターのプロセッサーおよびキーボードで設けてもよい。データーの記憶は、第１の態様でも行うと有利である。
【００４０】
取り付け手段には各喫煙機会後に処理手段１７をリセットするためのボタンなどの手段１９が設けられている。
【００４１】
さらに流体圧力降下検出手段および煙濃度検出手段からの信号は、必要であれば、ワイヤレスでデーター収集装置に転送してもよい。
【００４２】
本発明は、喫煙機を用いた化学的な分析を必要とせず、極めて素早く紙巻きタバコの粒状煙成分発生量を供することができるという特定の利点を有する。さらに例えば製品開発者が興味を示すような喫煙品のパフ毎の発生量を得ることもできる。
【００４３】
また本発明は、喫煙機に接続することもでき、パフ容量、パフ期間およびパフプロファイルを測定するために使用することができ、これにより測定を正しく行うことができ、整合を得ることができる。
【００４４】
また本発明は、喫煙機で喫煙した際の喫煙品からの煙成分の総発生量およびパフ毎の発生量をリアルタイムで概算するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】喫煙行為分析器のブロック図である。
【図２】本発明による喫煙行為分析器の表示スクリーンを示す。
【図３】本発明の別の態様を示す。
【図１】
2006507499.tif 000003
【図３】
2006507499.tif 000004
【図２】
2006507499.tif 000005
【国際調査報告】
2006507499.tif 000006
2006507499.tif 000007
2006507499.tif 000008