(57)【要約】  ハウジング、微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサ、及びマイクロプロセッサを含む、エアロゾル送達デバイスが提供される。ＭＥＭＳベースセンサは、ハウジング内にあり、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出するように構成される。ＭＥＭＳベースセンサは、圧力を電気信号に変換し、電気信号を出力するように構成される。マイクロプロセッサは、ＭＥＭＳベースセンサから電気信号を受信し、それに基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成される。
2017535265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル送達デバイスであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内にある微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサであって、前記ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされる前記ＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出するように構成され、前記圧力を電気信号に変換し、前記電気信号を出力するように構成された、ＭＥＭＳベースセンサと、
前記ＭＥＭＳベースセンサから前記電気信号を受信し、それに基づいて前記エアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成されたマイクロプロセッサと、を備える、エアロゾル送達デバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳベースセンサを、前記圧力を変換するように構成することが、前記圧力を、前記ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する前記圧力の対応する変動と共に変動する前記電気信号に変換するように構成することを含み、前記対応する変動は、前記空気流の変動によって引き起こされる、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項３】
前記圧力の前記対応する変動は、前記空気流の速度の変動によって引き起こされる、請求項２に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、ＭＥＭＳマイクロホンであり、前記ＭＥＭＳマイクロホンが、
可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイを含み、
前記可変キャパシタに入力電圧が印加された場合、前記圧力が、前記ダイヤフラムの動き及びそれによる前記可変キャパシタの静電容量の変化を引き起こし、静電容量の前記変化が、前記可変キャパシタの両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記出力電圧またはそのデジタル表現が、前記電気信号として前記ＭＥＭＳマイクロホンによって出力される、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳマイクロホンが、前記ダイに結合され、前記可変キャパシタを前記入力電圧でバイアスするように構成されるバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、請求項４に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、ＭＥＭＳ圧力センサであり、前記ＭＥＭＳ圧力センサが、
微細加工された圧力感知ダイヤフラムと、前記ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器とを有するダイを含み、
入力電圧が前記１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、前記圧力が、前記ダイヤフラムの動き及びそれによる前記１つ以上のピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こし、抵抗の前記変化が、前記１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記出力電圧またはそのデジタル表現が、前記ＭＥＭＳ圧力センサによって前記電気信号として出力される、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳ圧力センサが、前記ダイに結合され、前記１つ以上のピエゾ抵抗器を前記入力電圧でバイアスするように構成されたバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、請求項６に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサを、少なくとも１つの機能要素の前記動作を制御するように構成することが、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの前記動作を制御するように構成することを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項９】
微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサをそのハウジング内に含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法であって、
前記ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされる前記ＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出し、前記ＭＥＭＳベースセンサが前記圧力を電気信号に変換することと、
前記電気信号に基づいて前記エアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御することと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳベースセンサが前記圧力を変換することが、前記圧力を、前記ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する前記圧力の対応する変動と共に変動する前記電気信号に変換することを含み、前記対応する変動は、前記空気流の変動により引き起こされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力の前記対応する変動が、前記空気流の速度の変動によって引き起こされる、請求項１０に記載の送達デバイスの方法。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイを含む、ＭＥＭＳマイクロホンであり、
入力電圧が前記可変キャパシタに印加された場合、前記圧力が、前記ダイヤフラムの動き及びそれによる前記可変キャパシタの静電容量の変化を引き起こし、静電容量の前記変化が、前記可変キャパシタの両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記ＭＥＭＳマイクロホンが、前記出力電圧またはそのデジタル表現を前記電気信号として出力する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、微細加工された圧力感知ダイヤフラムと、前記ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器とを有するダイを含む、ＭＥＭＳ圧力センサであり、
入力電圧が前記１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、前記圧力が、前記ダイヤフラムの動き及びそれによる前記１つ以上のピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こし、抵抗の前記変化が、前記１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記ＭＥＭＳ圧力センサが、前記出力電圧またはそのデジタル表現を前記電気信号として出力する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの機能要素の前記動作を制御することが、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの前記動作を制御することを含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、喫煙物品のようなエアロゾル送達デバイスに関し、より詳細には、エアロゾルの生成のために電気的に発生した熱を利用し得るエアロゾル送達デバイス（例えば、一般に電子タバコと呼ばれる喫煙物品）に関する。喫煙物品は、タバコから製造され得るもしくはそれに由来し得る材料を組み込むことができるか、または他の方法でタバコを組み込むことができるエアロゾル前駆体を加熱するように構成され得、この前駆体は人間による消費のために吸入可能な物質を形成可能である。
【背景技術】
【０００２】
多くの喫煙デバイスが、使用のためにタバコを燃焼させることを必要とする喫煙製品の改良品または代替品として、長年にわたり提案されている。これらのデバイスの多くは、称されるところによれば、タバコの燃焼から生じる相当量の不完全燃焼生成物及び熱分解生成物を送達することなく、紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ喫煙に関連する知覚を提供するように設計されている。そのために、電気エネルギーを利用して揮発性材料を気化または加熱するか、あるいはタバコの著しい程度の燃焼を伴わずに紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ喫煙の知覚を提供することを試みる、数多くの喫煙製品、風味生成器、及び薬用吸入器が提案されている。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらへの米国特許第ＵＳ７，７２６，３２０号、Ｇｒｉｆｆｉｔｈ，Ｊｒ．らへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０２５５７０２号、及びＳｅａｒｓらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／００９６７８１号に記載の背景技術に記載されている、種々の代替的な喫煙物品、エアロゾル送達デバイス、及び発熱源を参照されたい。また、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年２月３日出願のＢｌｅｓｓらへの米国特許出願第ＵＳ１４／１７０，８３８号に記載の背景技術に記載されている、種々の喫煙物品、エアロゾル送達デバイス、及び電気的発熱源を参照されたい。
【０００３】
電気エネルギーによって生成された熱を用いて紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ喫煙の感覚を提供し、タバコをかなりの程度燃焼または熱分解させることなくこれを行い、燃焼熱源を必要とすることなくこれを行い、かつ、相当量の不完全燃焼及び熱分解生成物を必ずしも送達することなくこれを行う、喫煙物品を提供することが望ましい。さらに、電子喫煙物品の製造に関する進歩が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，７２６，３２０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、エアロゾル送達デバイス、そのような装置を形成する方法、及びそのような装置の要素に関する。本開示の実装例の一態様により、エアロゾル送達デバイスが提供される。エアロゾル送達デバイスは、ハウジング、微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサ、及びマイクロプロセッサを含む。ＭＥＭＳベースセンサは、ハウジング内にあり、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出するように構成される。ＭＥＭＳベースセンサは、圧力を電気信号に変換し、電気信号を出力するように構成される。
【０００６】
マイクロプロセッサは、ＭＥＭＳベースのセンサから電気信号を受信し、それに基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成される。これには、例えば、マイクロプロセッサを、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの動作を制御するように構成することが含まれ得る。
【０００７】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、圧力を、ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する圧力における対応する変動と共に変動する電気信号に変換するように構成されてもよい。これらの例では、対応する変動は、空気流の速度の変動のような空気流の変動によって引き起こされる可能性がある。
【０００８】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイを含むＭＥＭＳマイクロホンであってもよい。これらの例では、入力電圧が可変キャパシタに印加された場合、圧力はダイヤフラムの動き及びそれによる可変キャパシタの静電容量が変化を引き起こす。静電容量の変化は、可変キャパシタの両端の出力電圧の変化を引き起こす。そして、ＭＥＭＳマイクロホンは、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力するように構成されている。
【０００９】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、微細加工された圧力感知ダイヤフラムを有するダイと、ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器とを含むＭＥＭＳ圧力センサであってもよい。これらの例では、入力電圧がピエゾ抵抗器に印加された場合、圧力はダイヤフラムの動き及びそれによるピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こす。抵抗の変化は、ピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こす。ＭＥＭＳ圧力センサは、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力するように構成されている。
【００１０】
さらなる例では、ＭＥＭＳマイクロホンまたはＭＥＭＳ圧力センサは、ダイに結合され、可変キャパシタまたはピエゾ抵抗器（複数含む）を入力電圧でバイアスするように構成されたバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える。例示的な実装例の別の態様では、エアロゾル送達デバイスのハウジング内にＭＥＭＳベースセンサを含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法が提供される。本明細書で論じる特徴、機能、及び利点は、様々な実装例において独立して達成されてもよく、またはさらなる詳細が以下の説明及び図面を参照して見られるさらなる他の実装例において組み合わされてもよい。
【００１１】
したがって、本開示は、限定ではなく、以下の実装例を含む。
【００１２】
実装例１：エアロゾル送達デバイスであって、ハウジングと、ハウジング内にある微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサであって、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出するように構成され、圧力を電気信号に変換し、電気信号を出力するように構成された、ＭＥＭＳベースセンサと、ＭＥＭＳベースのセンサから電気信号を受信し、それに基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成されたマイクロプロセッサと、を備える、エアロゾル送達デバイス。
【００１３】
実装例２：ＭＥＭＳベースセンサを、圧力を変換するように構成することが、圧力をＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する圧力の対応する変動と共に変化する電気信号に変換するように構成することを含み、対応する変動は、空気流の変動によって引き起こされる、先行するまたは後続の例示的な実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１４】
実装例３：対応する圧力の変動が空気流の速度の変動により引き起こされる、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１５】
実装例４：ＭＥＭＳベースセンサが、可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイを含むＭＥＭＳマイクロホンであり、可変キャパシタに入力電圧が印加された場合、ダイヤフラムの動き及びそれによる可変キャパシタの静電容量の変化を引き起こし、静電容量の変化が、可変キャパシタの両端間の出力電圧の変化を引き起こし、出力電圧またはそのデジタル表現が、電気信号としてＭＥＭＳマイクロホンによって出力される、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１６】
実装例５：ＭＥＭＳマイクロホンが、ダイに結合され、可変キャパシタを入力電圧でバイアスするように構成されたバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１７】
実装例６：ＭＥＭＳベースセンサが、微細加工された圧力感知ダイヤフラムと、ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器とを有するダイを含むＭＥＭＳ圧力センサであり、入力電圧が１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、圧力はダイヤフラムの動き及びそれによる１つ以上のピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こし、抵抗の変化が、１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、出力電圧またはそのデジタル表現が、ＭＥＭＳ圧力センサによって電気信号として出力される、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１８】
実装例７：ＭＥＭＳ圧力センサが、ダイに結合され、入力電圧で１つ以上のピエゾ抵抗器をバイアスするように構成されたバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００１９】
実装例８：マイクロプロセッサを、少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成することが、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの動作を制御するように構成することを含む、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載のエアロゾル送達デバイス。
【００２０】
実装例９：微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサをそのハウジング内に含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法であって、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースのセンサ上の圧力を検出し、ＭＥＭＳベースセンサが圧力を電気信号に変換することと、電気信号に基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御することと、を含む、方法。
【００２１】
実装例１０：ＭＥＭＳベースセンサが圧力を変換することが、圧力をＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する圧力の対応する変動と共に変動する電気信号に変換することを含み、対応する変動は空気流の変動によって引き起こされる、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載の方法。
【００２２】
実装例１１：対応する圧力の変動が、空気流の速度の変動によって引き起こされる、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載の送達デバイスの方法。
【００２３】
実装例１２：ＭＥＭＳベースセンサが、可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイを含む、ＭＥＭＳマイクロホンであり、可変キャパシタに入力電圧が印加された場合、圧力がダイヤフラムの動き及びそれによる可変キャパシタの静電容量の変化を引き起こし、静電容量の変化が可変キャパシタの両端間の出力電圧の変化を引き起こし、ＭＥＭＳマイクロホンが、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力する、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載の方法。
【００２４】
実装例１３：ＭＥＭＳベースセンサが、微細加工された圧力感知ダイヤフラムと、ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器とを有するダイを含むＭＥＭＳ圧力センサであり、入力電圧が１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、圧力がダイヤフラムの動き及びそれによる１つ以上のピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こし、抵抗の変化が、１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、ＭＥＭＳ圧力センサが、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力する、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載の方法。
【００２５】
実装例１４：少なくとも１つの機能要素の動作を制御することは、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの動作を制御することを含む、先行するもしくは後続の実施形態のいずれか、またはその組み合わせに記載の方法。
【００２６】
本概要は、本開示のいくつかの態様の基本的理解を提供するために、いくつかの例示的な実施形態を要約する目的で提供されるに過ぎない。したがって、上記の例示的な実施形態が例に過ぎず、本開示の範囲または主旨をいかようにも制限するものと解釈されるべきではないことは理解されるであろう。これに関して、本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下で簡単に説明する添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。本発明は、上記の実施形態の２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの任意の組み合わせ、ならびに本開示に記載の任意の２つ，３つ，４つ、またはそれよりも多くの特徴または要素の組み合わせを含み、そのような特徴または要素は、本明細書の特定の実施形態の説明において明示的に組み合わせられる。本開示は、その様々な態様及び実施形態のいずれかにおいて、開示された発明の任意の分離可能な特徴または要素が、文脈がそうでないことを明確に指示しない限り、組み合わせ可能と意図されるとみなされるべきであるように全体的に読み取られることが意図される。
【００２７】
このように、本開示を前述の概括的な用語で説明したので、これより添付の図面を参照するが、これらは必ずしも縮尺どおりに描かれてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本開示の様々な実装例によるエアロゾル送達デバイスにおいて利用され得る様々な要素を含むカートリッジ及び制御本体を含むエアロゾル送達デバイスの部分切り取り図である。
【図２】図２は、実装例によるエアロゾル送達デバイスで使用するためのＭＥＭＳベースセンサを概略的に示す図である。
【図３】図３は、いくつかの実装例によるＭＥＭＳマイクロホン及びＭＥＭＳ圧力センサの形態のＭＥＭＳベースセンサ用の微細加工されたセンサを概略的に示す。
【図４】図４は、いくつかの実装例によるＭＥＭＳマイクロホン及びＭＥＭＳ圧力センサの形態のＭＥＭＳベースセンサ用の微細加工されたセンサを概略的に示す。
【図５】図５は、実装例による、そのハウジング内にＭＥＭＳベースセンサを含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法における様々な動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本開示はこれから、その実装例を参照して、以下により完全に説明される。これらの実装例は、本開示が徹底しておりかつ完全であり、本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように記載される。実際、本開示は多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載された実装に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実装は、本開示が適用される法的要件を満たすように提供される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１つの（ａ）、（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」などは、文脈上明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。
【００３０】
以下に説明するように、本開示の実装例は、エアロゾル送達システムに関する。本開示によるエアロゾル送達システムは、吸入可能な物質を形成するために材料を加熱、（好ましくは、材料を著しい程度に燃焼させることなく）するために電気エネルギーを使用し、そのようなシステムの構成要素は、最も好ましくは手持ち式デバイスとみなすのに十分にコンパクトな物品の形態を有する。すなわち、好ましいエアロゾル送達システムの構成要素の使用は、エアロゾルが主としてタバコの燃焼または熱分解の副産物から生じるという意味での煙の生成をもたらさないが、むしろそれらの好ましいシステムの使用は、その中に組み込まれた特定の成分の揮発または気化に起因する蒸気の生成をもたらす。いくつかの実装例では、エアロゾル送達システムの構成要素は、電子タバコとして特徴付けることができ、それらの電子タバコは、最も好ましくは、タバコ及び／またはタバコに由来構成要素を組み込み、したがって、エアロゾル形態のタバコ由来構成要素を送達する。
【００３１】
特定の好ましいエアロゾル送達システムのエアロゾル生成部品は、その物品またはデバイスのいかなる構成要素も任意の著しい程度に燃焼させることなく、タバコを点けて燃焼させることによって（したがって、タバコの煙を吸い込むことによって）使用される紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプを吸うことの多くの知覚（例えば、吸入及び吐出習慣、味または風味の種類、感覚刺激作用、物理的感触、使用習慣、目に見えるエアロゾルによって提供されるものなどの視覚的刺激など）を提供することができる。
例えば、本開示のエアロゾル生成部品のユーザは、喫煙者が伝統的なタイプの喫煙物品を使用するのと同じように、その部品を保持し使用することができ、部品により生成されるエアロゾルの吸入のために部品の一端を吸ったり、選択された時間間隔で吹かしたりすることができる。
【００３２】
本開示のエアロゾル送達システムはまた、蒸気生成物品または薬物送達物品であることを特徴としてもよい。したがって、そのような物品またはデバイスは、１つ以上の物質（例えば、風味及び／または薬学的活性成分）を吸入可能な形態または状態で提供するように適合されてよい。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態（すなわち、その臨界点未満の温度で気相にある物質）であり得る。代替的に、吸入可能な物質は、エアロゾルの形態（すなわち、ガス中の固体微粒子または液滴の浮遊物）であってもよい。簡潔性を目的として、本明細書で使用される「エアロゾル」という用語は、可視であるか否かにかかわらず、また煙様であると見なされ得る形態のものであるか否かにかかわらず、ヒトによる吸入に好適な形態または種類の蒸気、ガス、及びエアロゾルを含むことが意図される。
【００３３】
本開示のエアロゾル送達システムは、一般に、ハウジングと呼ばれることがある外側本体または外郭内に設けられたいくつかの構成要素を含む。外側本体または外郭の全体的な設計は変更可能であり、エアロゾル送達デバイスの全体的なサイズ及び形状を画定することができる外側本体の形式または構成は変更可能である。典型的には、紙巻きタバコまたは葉巻の形状に類似した細長い本体は、単一の集合型ハウジングから形成されてもよく、集合型ハウジングまたは長尺のハウジングは２つ以上の分離可能な本体から形成されてもよい。例えば、エアロゾル送達デバイスは、形状が実質的に管状であり得、従来の紙巻きタバコまたは葉巻の形状に類似し得る長尺の外郭または本体を含むことができる。一例において、エアロゾル送達デバイスの全ての構成要素は、１つのハウジング内に収容される。あるいは、エアロゾル送達デバイスは、結合され、分離可能な２つ以上のハウジングを備えることができる。例えば、エアロゾル送達デバイスは、１つ以上の再使用可能な構成要素（例えば、再充電可能な電池、及び本物品の動作を制御するための種々の電子装置）を含む外側本体または外郭を備える制御体を一端に保有し、もう一端では、使い捨ての部分（例えば、使い捨ての風味含有カートリッジ）を含む外側本体または外郭が、それに取り外し可能に取り付けられ得る。
【００３４】
本開示のエアロゾル送達システムは、電源（例えば、電力源）、少なくとも１つの制御要素（例えば、電流その電源を物品の他の構成要素へ制御することなどにより、発熱のために電力を作動させ、制御し、調節し、停止させるための手段、例えばマイクロプロセッサ、個別のまたは一部としてのマイクロコントローラ）、加熱器または発熱構成部材（例えば、単独または１つ以上のさらなる構成要素が「噴霧器」と一般に称され得る電気抵抗加熱要素または他の部品）、エアロゾル前駆体組成物（例えば、一般的には、「スモークジュース（ｓｍｏｋｅ  ｊｕｉｃｅ）」、「Ｅリキッド（ｅ−ｌｉｑｕｉｄ）」、及び「Ｅジュース（ｅ−ｊｕｉｃｅ）」と一般に称される成分など、十分な熱が適用されるとエアロゾルを生むことができる液体）、及びエアロゾル吸入のためにエアロゾル送達デバイスを吸うことを可能にする吸い口領域すなわち先端（例えば、吸われると、生成されたエアロゾルがそこから引き出され得るように、物品を通る画定された気流路）の何らかの組み合わせを備えることが最も好ましい。
【００３５】
本開示のエアロゾル送達システム内のより具体的な形式、構成及び構成要素の配置は、以下に提供されるさらなる開示に照らして明らかになるであろう。さらに、種々のエアロゾル送達デバイス構成要素の選択は、本開示の背景技術の節に列挙した代表的な製品など、市販の電子エアロゾル送達デバイスを考慮すれば理解することができる。
【００３６】
様々な例において、エアロゾル送達デバイスは、エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成された液溜めを含むことができる。液溜めは、特に、多孔質材料（例えば、繊維材料）から形成され得、したがって、多孔性基材（例えば、繊維質基材）と呼ばれ得る。
【００３７】
エアロゾル送達デバイスの液溜めとして有用な繊維性基材は、複数の繊維またはフィラメントから形成された織布または不織布材料であってもよく、天然繊維及び合成繊維の一方または両方から形成することができる。例えば、繊維質基材は、ガラス繊維材料を含むことができる。特定の例では、酢酸セルロース材料を使用することができる。他の実装例では、炭素材料を使用することができる。液溜めは、実質的に容器の形態であってもよく、その中に含まれる繊維質材料を含んでもよい。
【００３８】
本開示によるエアロゾル送達デバイス１００の１つの実装例が、図１に示されている。その中に示されている切り欠き図に見られるように、エアロゾル送達デバイスは、機能的関係で永久にまたは取り外し可能に配列され得る制御本体１０２及びカートリッジ１０４を備えることができる。制御本体とカートリッジとの係合は、（図示の）圧入、ねじ込み、締り嵌め、磁気などであってもよい。特に、本明細書でさらに説明するような接続構成要素を使用することができる。例えば、制御本体は、カートリッジ上のコネクタに係合するように適合されたカプラを含むことができる。
【００３９】
特定の実装例では、制御本体１０２及びカートリッジ１０４の一方または両方は、使い捨て可能であるか、または再使用可能であると呼ばれてもよい。例えば、制御体は、交換可能な電池または再充電可能な電池を有してもよく、したがって、典型的な電気コンセントへの接続、車の充電器（すなわち、シガーソケットレセプタクル）への接続、及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブルなどを介したコンピュータへの接続を含む、任意の種類の再充電技術と組み合わされることができる。例えば、一端にＵＳＢコネクタを、そして対向する端部に制御体コネクタを含むアダプタが、Ｎｏｖａｃらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２６１４９５号に開示されており、この特許出願は、その全体において参照により本明細書に組み込まれる。さらに、いくつかの実施例では、Ｃｈａｎｇらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／００６０５５５号に開示されているように、カートリッジは単回使用カートリッジを含んでもよく、この出願公開は、その全体において参照により本明細書に組み込まれる。
【００４０】
図１に示すように、制御本体１０２は、制御要素１０８（例えば、マイクロプロセッサ、個別にまたはマイクロコントローラの一部として）、流量センサ１１０、バッテリ１１２及び発光ダイオード（ＬＥＤ）１１４を含む制御本体外郭を形成され得、このような構成要素は可変的に配列され得る。ＬＥＤに加えて、またはＬＥＤの代替として、さらなる指標（例えば、触覚フィードバック要素、音響フィードバック要素など）を含めることができる。カートリッジ１０４は、液溜めハウジング内に貯蔵されたエアロゾル前駆体組成物を加熱器１２２（ときに加熱素子と呼ばれる）にウイックまたは他の方法で輸送するように適合された液体輸送要素１２０と流体連通する液溜め１１８を囲むカートリッジ外郭１１６で形成することができる。いくつかの例では、弁は、液溜めと加熱器との間に位置し、液溜めから加熱器に送られるかまたは供給されるエアロゾル前駆体組成物の量を制御するように構成される。
【００４１】
電流が印加されると熱を生成するように構成された材料の様々な例は、加熱器１２２を形成するために採用することができる。これらの例における加熱器は、ワイヤコイルなどの抵抗発熱素子であってもよい。ワイヤコイルを形成する材料の例としては、カンタル（ＦｅＣｒＡｌ）、ニクロム、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、アルミニウム（Ｍｏ（Ｓｉ、Ａｌ）２）をドープした二ケイ化モリブデン、グラファイト及びグラファイト系材料（例えば、炭素系発泡体及び糸）及びセラミック（例えば、正または負の温度係数セラミック）を含むが、これらに限定されない。本開示によるエアロゾル送達デバイスに有用な加熱器または加熱部材の実装例をさらに以下に説明し、図１に示すようなデバイスに組み込むことができる。
【００４２】
カートリッジ１０４から形成されたエアロゾルの排出を可能にするために、開口部１２４がカートリッジ外郭１１６（例えば、吸い口）内に存在してもよい。このような構成要素は、カートリッジ内に存在してもよく、本開示によって包含されるカートリッジ構成要素の範囲を限定するよう意図されない。
【００４３】
カートリッジ１０４はまた、集積回路、メモリ構成要素、センサなどを含むことができる１つ以上の電子部品１２６を含むことができる。電子構成要素は、有線または無線手段によって制御要素１０８及び／または外部装置と通信するように適合されてもよい。電子構成要素は、カートリッジまたはその基部１２８内のどこにでも位置され得る。
【００４４】
制御要素１０８及び流量センサ１１０は別々に図示されているが、制御要素及び流量センサは、直接に空気流センサが取り付けられた電子回路基板として組み合わされてもよいことが理解される。さらに、電子回路基板は、電子回路基板が制御本体の中心軸に長さ方向に平行であることができる図１の描写に対して水平に配置されてもよい。いくつかの例では、空気流センサは、それ自身が取り付けられ得るそれ自体の回路基板または他のベース要素を備え得る。いくつかの例では、フレキシブル回路基板を利用することができる。フレキシブル回路基板は、実質的に管状の形状を含む様々な形状に構成することができる。いくつかの例では、以下にさらに説明するように、フレキシブル回路基板を加熱器基板と組み合わせるか、積層するか、またはその一部または全部を形成することができる。
【００４５】
制御本体１０２及びカートリッジ１０４は、それらの間の流体係合を容易にするように適合された構成要素を含むことができる。図１に示すように、制御本体は、内部にキャビティ１３２を有するカプラ１３０を含むことができる。カートリッジの基部１２８は、カプラに係合するように適合させることができ、キャビティ内に嵌合するように適合された突起１３４を含むことができる。このような係合は、制御本体とカートリッジとの間の安定した接続を容易にするとともに、制御本体内のバッテリ１１２と制御部品１０８及びカートリッジ内の加熱器１２２との間の電気的接続を確立することができる。さらに、制御本体外郭１０６は、吸気口１３６を含むことができ、この吸気口１３６は、周囲の空気がカプラの周りを通り抜けることを可能にするようにカプラに接続する外郭内の及びカプラのキャビティ１３２を通り、突出部１３４を通ってカートリッジ内に入る外郭内へのノッチであってもよい。
【００４６】
本開示に従って有用なカプラ及び基部は、Ｎｏｖａｋらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２６１４９５号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。例えば、図１に示すカプラ１３０は、図１の実施形態は、基部１２８の内周１４０と嵌合するように構成された外周１３８を画定することができる。一例では、基部の内周は、カプラの外周の半径と実質的に等しいか、またはそれよりわずかに大きい半径を画定することができる。さらに、カプラは、ベースの内周に画定された１つ以上の凹部１４４に係合するように構成された１つ以上の突起１４２を外周に画定することができる。しかし、構造、形状、及び構成要素の様々な他の例を使用して、基部をカプラに結合することができる。いくつかの例では、カートリッジ１０４の基部と制御本体１０２のカプラとの間の接続は、実質的に永久的であり得るが、他の例では、例えば、制御本体が、使い捨て及び／または詰め替えが可能な１つ以上の追加のカートリッジにより再使用され得るようにその間の接続は取り外し可能であり得る。
【００４７】
エアロゾル送達デバイス１００は、いくつかの例では、実質的に棒状または実質的に管状または実質的に円筒形であり得る。他の例では、さらなる形状及び寸法、例えば、長方形または三角形の断面、多面体形状などが包含される。
【００４８】
図１に示す液溜め１１８は、容器とすることができ、または、現在記載されているように、繊維質容器とすることができる。例えば、液溜めは、この例では、カートリッジ外郭１１６の内部を取り囲むチューブの形状に実質的に形成された不織布繊維の１つ以上の層を含むことができる。エアロゾル前駆体組成物を液溜め内に保持することができる。液体構成要素は、例えば、貯蔵器によって収着可能に保持され得る。液溜めは、液体輸送要素１２０と流体接続することができる。液体輸送要素は、毛細管作用を介して液溜めに貯蔵されたエアロゾル前駆体組成物を、この例では金属ワイヤコイルの形態の加熱器１２２に輸送することができる。このように、加熱器は、液体輸送要素と加熱構成にある。本開示によるエアロゾル送達デバイスに有用な液溜め及び輸送要素の実装例を以下にさらに説明し、そのような液溜及びまたは輸送要素を図１に示すような装置に組み込むことができる。特に、以下にさらに説明する加熱部材と輸送要素との特定の組み合わせを、本明細書に記述したように図１に示すようなデバイスに組み込むことができる。
【００４９】
使用時に、ユーザがエアロゾル送達デバイス１００を吸うと、流量センサ１１０によって空気流が検出され、加熱器１２２が作動してエアロゾル前駆体組成物の成分を気化させる。エアロゾル送達デバイスの吸い口で吸うことにより、周囲の空気が空気取り入れ口１３６に入り、カプラ１３０のキャビティ１３２及び基部１２８の突出部１３４の中央開口部を通過する。カートリッジ１０４では、吸われた空気が形成された蒸気と結合してエアロゾルを形成する。エアロゾルは、加熱器から吹き飛ばされ、吸い出されるか、さもなければ引き出され、エアロゾル送達デバイスの吸い口の開口１２４から出る。
【００５０】
本開示に従うエアロゾル送達デバイスの種々の構成要素は、当該技術分野において説明され、かつ市販されている構成要素から選択され得る。本開示に従って使用することができる電池の例は、Ｐｅｃｋｅｒａｒらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／００２８７６６号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５１】
エアロゾル送達デバイス１００は、エアロゾル生成が所望されるとき（例えば、使用中に吸引する）、加熱器１２２への電力の供給を制御するセンサ１１０または別のセンサまたは検出器を組み込むことができる。このように、例えば、使用中にエアロゾル送達デバイスが吸引されないときに加熱器への電力供給をオフにし、吸引中に加熱器による熱の発生を起動もしくはトリガーさせるために電源をオンにする方式または方法が提供される。検知または検出機構の追加の代表的なタイプ、その構造及び構成、その構成要素、及びその一般的な操作方法は、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ、Ｊｒ．への米国特許第ＵＳ５，２６１，４２４号、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらへの米国特許第ＵＳ５，３７２，１４８号、及びＦｌｉｃｋのＰＣＴ国際公開第ＷＯ２０１０／００３４８０号に記載されており、これらの全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５２】
エアロゾル送達デバイス１００は、吸引中に加熱器１２２への電力量を制御するための制御要素１０８及び別の制御機構を、好ましくは、組み込む。代表的なタイプの電子部品、その構造及び構成、その特徴、及びその一般的な動作方法は、Ｇｅｒｔｈらへの米国特許第ＵＳ４，７３５，２１７号、Ｂｒｏｏｋｓらへの米国特許第ＵＳ４，９４７，８７４号、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらへの米国特許第ＵＳ５，３７２，１４８号、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらへの米国特許第ＵＳ６，０４０，５６０号、Ｎｇｕｙｅｎらへの米国特許第ＵＳ７，０４０，３１４号、Ｐａｎへの米国特許第ＵＳ８，２０５，６２２号、Ｆｅｒｎａｎｄｏらへの米国特許出願公開第ＵＳ２００９／０２３０１１７号、Ｃｏｌｌｅｔらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／００６０５５４号、Ａｍｐｏｌｉｎｉらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２７０７２７号、２０１４年３月１３日に出願されたＨｅｎｒｙらへの米国特許出願第ＵＳ１４／２０９，１９１号に記載されており、これらの全てはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５３】
エアロゾル前駆体を支持するための代表的なタイプの基材、液溜めまたは他の構成要素は、Ｎｅｗｔｏｎへの米国特許第ＵＳ８，５２８，５６９号、Ｃｈａｐｍａｎらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２６１４８７号、２０１３年８月２８日に出願されたＤａｖｉｓらへの米国特許出願第ＵＳ１４／０１１，９９２号、２０１４年２月３日に出願されたＢｌｅｓｓらへの米国特許出願第ＵＳ１４／１７０，８３８号に記載されており、これらの全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、様々なウィッキング材料、及び特定のタイプの電子タバコの中のウィッキング材料の構成及び動作は、Ｓｅａｒｓらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２０９１０５号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５４】
蒸気前駆体組成物とも呼ばれるエアロゾル前駆体組成物は、例えば、多価アルコール（例えば、グリセリン、プロピレングリコールまたはその混合物）、ニコチン、タバコ、タバコエキス及び／または風味料を含む多様な構成要素を備えることができる。エアロゾル前駆体組成物に含まれ得る種々の成分は、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第ＵＳ７，７２６，３２０号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。追加の代表的なタイプのエアロゾル前駆体組成物は、Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ、Ｊｒ．らへの米国特許第ＵＳ４，７９３，３６５号、Ｊａｋｏｂらへの米国特許第ＵＳ５，１０１，８３９号、Ｂｉｇｇｓらへの米国特許第ＵＳ６，７７９，５３１号、Ｚｈｅｎｇらへの米国特許出願公開第２０１３／０００８４５７号、及び”Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ”、Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ（１９８８）、に記載されており、これらは全て、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５５】
視覚的手がかりまたはインジケータをもたらす追加の代表的なタイプの構成要素を、エアロゾル送達デバイス１００において、ＬＥＤ及び関連構成要素、振動要素などのようなものに使用することができる。適切なＬＥＤ構成要素の例、及びそれらの構成ならびに用途は、Ｓｐｒｉｎｋｅｌらへの米国特許第ＵＳ５，１５４，１９２号、Ｎｅｗｔｏｎへの米国特許第ＵＳ８，４９９，７６６号、Ｓｃａｔｔｅｒｄａｙの米国特許第ＵＳ８，５３９，９５９号、及び２０１４年２月５日に出願されたＳｅａｒｓらへの米国特許出願第ＵＳ１４／１７３，２６６号に記載されており、これらの全てはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５６】
本開示のエアロゾル送達デバイスに組み込むことができるさらに他の特徴、制御、または構成要素は、Ｈａｒｒｉｓらの米国特許第ＵＳ５，９６７，１４８号、Ｗａｔｋｉｎｓらの米国特許第ＵＳ５，９３４，２８９号、Ｃｏｕｎｔｓらへの米国特許第ＵＳ５，９５４，９７９号、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第ＵＳ６，０４０，５６０号、Ｈｏｎの米国特許第ＵＳ８，３６５，７４２号、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第ＵＳ８，４０２，９７６号、Ｆｅｒｎａｎｄｏらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／０１６３０６３号、Ｔｕｃｋｅｒらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０１９２６２３号、Ｌｅｖｅｎらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０２９８９０５号、Ｋｉｍらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０１８０５５３号、Ｓｅｂａｓｔｉａｎらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／００００６３８号、Ｎｏｖａｋらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２６１４９５号、及びＤｅＰｉａｎｏらへの米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０２６１４０８号に記載されており、これらの全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５７】
手短に図１に戻ると、いくつかの例では、流量センサ１１０を、制御本体１０２またはカートリッジ１０４、または制御要素及びカートリッジ構成要素を含む単一のハウジングのようなエアロゾル送達デバイス１００のハウジング内のＭＥＭＳマイクロホンまたはＭＥＭＳ圧力センサなどの微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサにより実装することができる。ＭＥＭＳベースのセンサを、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出し、その圧力を電気信号に変換し、電気信号を出力するように構成することができる。制御要素１０８（例えば、マイクロプロセッサ）は、ＭＥＭＳベースセンサから電気信号を受信し、それに基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成することができる。このような制御は、プログラムコード命令を利用する１つ以上の制御アルゴリズムの実装によって達成することができる。適切な制御の例には、マイクロプロセッサを、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材またはそれらの任意の組み合わせの動作を制御するように構成することが含まれてもよい。
【００５８】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、オン／オフスイッチと同様に機能することができる。これらの例では、ＭＥＭＳベースセンサによって出力される電気信号は、ゼロレベルの電気信号が「オフ」状態を示し、正の電気信号が「オン」状態を示すバイレベル信号であってもよい。
【００５９】
他の例では、ＭＥＭＳベースセンサは、圧力を、ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する圧力の対応する変動と共に変動する電気信号に変換するように構成されてもよい。これらの例では、対応する変動は、空気流の速度の変動のような空気流の変動によって引き起こされる可能性がある。
【００６０】
図２は、いくつかの例において、図１の流量センサ１１０のような流量センサに対応し得るＭＥＭＳベースセンサ２００を示す。図示のように、ＭＥＭＳベースセンサは、微細加工されたセンサ２０４を備える（第１の）ダイ２０２を含むことができる。また図示のように、ＭＥＭＳベースセンサは、いくつかの例では、第１のダイにワイヤボンディングされ、入力電圧で微細加工されたセンサをバイアスするように構成されたバイアス発生器回路２０８を含む別の（第２の）ダイ２０６を含むことができる。これらの例では、入力電圧が微細加工されたセンサに印加された場合、圧力は、ダイヤフラムの動き及びそれによる微細加工されたセンサの電気的特性の変化を引き起こす。電気的特性の変化は、微細加工されたセンサの両端の出力電圧の変化を引き起こす。この出力電圧は、ＭＥＭＳベースセンサによって電気信号として出力されてもよい。あるいは、いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサ（例えば、第２のダイ上の）は、出力電圧をデジタル表現に変換するように構成された適切なアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）または他の回路を含むことができ、ＭＥＭＳベースセンサは、電気信号として出力することができる。
【００６１】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースのセンサ２００は、ＭＥＭＳマイクロホンであってもよい。図３は、ＭＥＭＳマイクロホン用の微細加工されたセンサ３０４を概略的に示しており、いくつかの例では、図２の微細加工されたセンサ２０４に対応することができる。図示されているように、ＭＥＭＳマイクロホンの微細加工されたセンサは、可変キャパシタ３０６を形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラム３０６ａ及び背面板３０６ｂを含むことができる。これらの例では、入力電圧が可変キャパシタに印加された場合、圧力は、ダイヤフラムの動き及びそれによる可変キャパシタの静電容量の変動を引き起こす。静電容量の変化は、可変キャパシタの両端の出力電圧の変化を引き起こす。次に、ＭＥＭＳマイクロホンは、出力電圧または出力電圧のデジタル表現を電気信号として出力することができる。
【００６２】
理解されるように、ＭＥＭＳマイクロホンは、携帯電話及び補聴器の音響用途にしばしば使用され、その後の複製及びスピーカによる出力のために音声を取り込む。これらの用途には、通常、音響出力の高い忠実度を望まれ、その結果、ＭＥＭＳマイクロホンは、より正確な音響をキャプチャして複製するために、より複雑なバイアス発生器回路と、様々な音響グレードのフィルタリング及び増幅ステージなどの追加の回路を含むことが多い。しかしながら、エアロゾル送達デバイスの文脈では、この追加の回路は有用ではないかもしれない。いくつかの例では、ＭＥＭＳマイクロホンは、これらの構成要素のうちの１つ以上の単純化されたバージョンを含むことができ、もしくはそれらを完全に含まなくてもよい。すなわち、ダイ２０２，２０６を含むＭＥＭＳベースセンサ２００は、より単純化されたバイアス発生器回路、より少ないフィルタリングお及び／またはより単純な非線形増幅を有する集積回路パッケージ２１０にパッケージングされてもよく、本明細書に記載されるようなエアロゾル送達デバイスの多くの用途に有用であり得る。
【００６３】
いくつかの例では、ＭＥＭＳベースのセンサ２００は、ＭＥＭＳ圧力センサであってもよい。図４は、ＭＥＭＳ圧力センサのための微細加工されたセンサ４０４を概略的に示しており、いくつかの例では、図２の微細加工されたセンサ２０４に対応することができる。図示されているように、ＭＥＭＳ圧力センサの微細加工されたセンサは、微細加工された圧力感知ダイヤフラム４０６と、ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器４０８とを含むことができる。これらの例では、入力電圧がピエゾ抵抗器（複数含む）に印加された場合、圧力はダイヤフラムの動き及びそれによるピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こす。抵抗の変化は、ピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こす。ＭＥＭＳ圧力センサは、次に、出力電圧または出力電圧のデジタル表現を電気信号として出力することができる。
【００６４】
再び図１に戻ると、流量センサ１０８からの電気信号出力、特にいくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサ（例えば、ＭＥＭＳマイクロホン、ＭＥＭＳ圧力センサ）は、デバイスの動作を制御するためにエアロゾル送達デバイスの１つ以上の制御要素によって使用され得る。そのような操作は、加熱器１２２、流体送達部材、感覚フィードバック部材などの、デバイスの様々な機能要素を包含することができる。
【００６５】
例えば、屈伸／屈曲センサからの電気信号は、液溜め１１８と加熱器１２２との間の弁の開閉を制御するためにマイクロプロセッサによって使用され得る。例えば、デバイス１００の吸引が増加し、センサによって出力された電気信号が対応して変化すると、弁の開口部を大きくして、より大きな量のエアロゾル前駆体組成物を液溜めから加熱器へ通過させることができる。感覚フィードバック部材（例えば、ＬＥＤまたは振動素子）が使用されるいくつかの例では、デバイスの増加した吸引は、マイクロプロセッサに信号を送って、ＬＥＤによって異なる照明パターンを引き起こすか、または振動要素によって異なる振動パターンを引き起こすことができる。
【００６６】
いくつかの例では、流量センサ１０８からの電気信号出力は、デバイス１００の制御電子回路と結合されて、加熱器１２２などのデバイス内の加熱素子のプロファイルを変更することができる。特に、加熱プロファイルは、デバイス上の吸引の大きさによって引き起こされる空気流量に対してリアルタイムで変化させることができる。
【００６７】
図５は、ＭＥＭＳベースセンサ（例えば、ＭＥＭＳマイクロホン、ＭＥＭＳ圧力センサ）を含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法５００における様々な動作を示す。ブロック５０２に示すように、この方法は、ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされるＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出し、ＭＥＭＳベースセンサが圧力を電気信号に変換することを含むことができる。いくつかの例では、圧力を変換するＭＥＭＳベースセンサは、圧力をＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する圧力の対応する変動と共に変動する電気信号に変換することを含み、対応する変動は、空気流の速度の変動などの空気流の変動によって引き起こされる。
【００６８】
図３に関して上述したように、いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、可変キャパシタ３０６を形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラム３０６ａ及び背面板３０６ｂを有する微細加工されたセンサ３０４を含むＭＥＭＳマイクロホンであってもよい。これらの例では、入力電圧が可変キャパシタに印加された場合、圧力は、ダイヤフラムの動き及びそれによる可変キャパシタの静電容量の変化を引き起こす。静電容量の変化は、可変キャパシタの両端の出力電圧の変化を引き起こす。そして、ＭＥＭＳマイクロホンは、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力する。
【００６９】
図４に関して上述したように、いくつかの例では、ＭＥＭＳベースセンサは、微細加工された圧力感知ダイヤフラム４０６と、ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器４０８とを含む微細加工されたセンサ４０４を含むＭＥＭＳ圧力センサであってもよい。これらの例では、入力電圧がピエゾ抵抗器に印加された場合、圧力はダイヤフラムの動き及びそれによるピエゾ抵抗器の抵抗の変化を引き起こす。抵抗の変化は、ピエゾ抵抗器（複数含む）の両端の出力電圧の変化を引き起こす。ＭＥＭＳ圧力センサは、出力電圧またはそのデジタル表現を電気信号として出力する。
【００７０】
ＭＥＭＳベースセンサの特定の構成にかかわらず、この方法は、ブロック５０４に示すように、ＭＥＭＳベースセンサからの電気信号に基づいてエアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御することを含むことができる。これは、例えば、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材またはそれらの任意の組み合わせの動作の制御を含み得る。
【００７１】
ＭＥＭＳベースセンサからの可変電気信号のより具体的な使用例として、エアロゾル送達デバイスを通る空気流の速度を、ユーザによるデバイスの吸引時にＭＥＭＳベースセンサで検出することができ、そのような空気流の速度は、吸引の間連続的に検出され得る。ＭＥＭＳベースのセンサは、空気流の速度に基づいて変動する信号を出力することができる。ＭＥＭＳベースセンサからの可変信号出力は、マイクロプロセッサによって制御アルゴリズムに入力されることができ、それに基づいて定義された計算が行われ、ＭＥＭＳベースセンサからの出力信号に対する加熱器に供給される電流の１つ以上の特性に関する必要なパラメータを決定する。次いで、マイクロプロセッサは、デバイスを通るリアルタイムの空気流の速度に基づいて加熱器機能を定義するために必要なパラメータで加熱器に電流を流す。このようにして、加熱器機能は、デバイスを通る空気流の速度に対して必要に応じて連続的に制御及び変更することができる。
【００７２】
物品の使用の前述の説明は、本明細書で提供されるさらなる開示に照らして当業者には明らかであり得る、わずかな変更を介して、本明細書に記載される様々な実装例に適用され得る。しかしながら、上記使用の説明は、物品の使用を制限することを意図するものではなく、本開示の開示に必要な全ての要件に従うために提供される。図１に示す物品に示されている要素のいずれも、または他の方法で上述したものは、本開示によるエアロゾル送達デバイスに含めることができる。
【００７３】
本明細書に記載された開示の多くの改変及び他の実装は、これらの開示が、先の説明及び関連する図面に示された教示の利益を有する当業者には思い浮かぶであろう。したがって、開示は、開示された特定の実装に限定されるものではなく、修正及び他の実装が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることが理解されるべきである。さらに、前述の説明及び関連する図面は、要素及び／または機能の特定の例の組み合わせの文脈における実装例を説明しているが、要素及び／または機能の異なる組み合わせが、添付の特許請求の範囲の範囲から離れることなく代替の実装によって提供され得ることは理解される。これに関して、例えば、添付の特許請求の範囲のいくつかに記載されているように、上に明示的に記載されたものとは異なる要素及び／または機能の異なる組み合わせも企図される。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定のためではない。
【図１】
2017535265.tif 000003
【図２】
2017535265.tif 000004
【図３】
2017535265.tif 000005
【図４】
2017535265.tif 000006
【図５】
2017535265.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月12日(2016.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル送達デバイスであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内にある微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサであって、前記ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされる前記ＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出するように構成され、前記圧力を電気信号に変換し、前記電気信号を出力するように構成された、ＭＥＭＳベースセンサと、
前記ＭＥＭＳベースセンサから前記電気信号を受信し、それに基づいて前記エアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御するように構成されたマイクロプロセッサと、を備え、
入力電圧が、前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、前記圧力が前記ダイヤフラムの動き及びそれによる前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器のそれぞれ抵抗または静電容量の変化を生じさせ、前記静電容量または前記抵抗の前記変化が前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記出力電圧またはそのデジタル表現が、前記ＭＥＭＳ圧力センサによって前記電気信号として出力される、エアロゾル送達デバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳベースセンサを、前記圧力を変換するように構成することが、前記圧力を、前記ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する前記圧力の対応する変動と共に変動する前記電気信号に変換するように構成することを含み、前記対応する変動は、前記空気流の変動によって引き起こされる、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項３】
前記圧力の前記対応する変動は、前記空気流の速度の変動によって引き起こされる、請求項２に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、前記可変キャパシタを形成する前記微細加工された圧力感知ダイヤフラムと前記背面板とを有する前記ダイを含むＭＥＭＳマイクロホンである、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳマイクロホンが、前記ダイに結合され、前記可変キャパシタを前記入力電圧でバイアスするように構成されるバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、請求項４に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、前記微細加工された圧力感知ダイヤフラムを有する前記ダイと、前記ダイヤフラム上に配設された前記１つ以上のピエゾ抵抗器と、を含む前記ＭＥＭＳ圧力センサである、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳ圧力センサが、前記ダイに結合され、前記１つ以上のピエゾ抵抗器を前記入力電圧でバイアスするように構成されたバイアス発生器回路を含む、別のダイワイヤをさらに備える、請求項６に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサを、少なくとも１つの機能要素の前記動作を制御するように構成することが、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの前記動作を制御するように構成することを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達デバイス。
【請求項９】
微小電気機械システムベース（ＭＥＭＳベース）センサをそのハウジング内に含むエアロゾル送達デバイスの動作を制御する方法であって、
前記ハウジングの少なくとも一部を通る空気流によって引き起こされる前記ＭＥＭＳベースセンサ上の圧力を検出し、前記ＭＥＭＳベースセンサが前記圧力を電気信号に変換することと、
前記電気信号に基づいて前記エアロゾル送達デバイスの少なくとも１つの機能要素の動作を制御することと、を含み、
前記ＭＥＭＳベースセンサが、可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと背面板とを有するダイ、または前記ダイヤフラム上に配設された１つ以上のピエゾ抵抗器を含むＭＥＭＳマイクロホンまたは圧力センサであり、
入力電圧が前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器に印加された場合、前記圧力がダイヤフラムの動き及びそれによる前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器のそれぞれ静電容量または抵抗の変化を引き起こし、前記静電容量または前記抵抗の前記変化が、前記可変キャパシタまたは前記１つ以上のピエゾ抵抗器の両端の出力電圧の変化を引き起こし、前記ＭＥＭＳマイクロホンまたは圧力センサが、前記出力電圧またはそのデジタル表現を前記電気信号として出力する、方法。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳベースセンサが前記圧力を変換することが、前記圧力を、前記ＭＥＭＳベースセンサ上の周囲圧力に対する前記圧力の対応する変動と共に変動する前記電気信号に変換することを含み、前記対応する変動は、前記空気流の変動により引き起こされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力の前記対応する変動が、前記空気流の速度の変動によって引き起こされる、請求項１０に記載の送達デバイスの方法。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、前記可変キャパシタを形成する微細加工された圧力感知ダイヤフラムと前記背面板とを有する前記ダイを含む、前記ＭＥＭＳマイクロホンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳベースセンサが、前記微細加工された圧力感知ダイヤフラムを有する前記ダイと、前記ダイヤフラム上に配設された前記１つ以上のピエゾ抵抗器と、を含む前記ＭＥＭＳ圧力センサである、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの機能要素の前記動作を制御することが、加熱器、流体送達部材、感覚フィードバック部材、またはそれらの任意の組み合わせの前記動作を制御することを含む、請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2017535265.tif 000008
2017535265.tif 000009