臭気センサを備える拡散デバイス
揮発性物質で空間を処理するための装置は、揮発性物質の特定の成分の存在を検出する手段と、揮発性物質が特定の成分を含む場合にのみ、揮発性物質を出すために、揮発性物質ディスペンサを制御する手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は一般的には拡散デバイス、より詳細には、臭気センサを含む拡散デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散デバイスもしくはディスペンサは、揮発性物質、例えば、香料、脱臭剤、殺虫剤、防虫剤等を分散させるために使用される。多くのこのようなデバイスは受動的拡散デバイスであり、揮発性物質を分散させるために周囲の空気流しか必要としない。他のデバイスは能動的拡散デバイスであり、揮発性物質を加熱するための加熱エレメントを含み、揮発性物質の蒸発を促進させる。他の能動的拡散デバイスはファンを用いて空気流を生成し、揮発性物質を拡散デバイスから周囲の環境内へと向ける。さらに他の拡散デバイスは超音波振動子を利用して液体の揮発性物質を飛沫に分散し、これら飛沫がデバイスから放出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これら多様な拡散デバイスに鑑みて、環境内に出される揮発性物質の量を制御する必要性が高まっている。例えば、受動的デバイスは、揮発性物質の利益が無いときでさえも揮発性物質を単に無制御に分散させる。例えば、香料がだれもいない部屋に、あるいは既に十分なレベルの香料を有する部屋に分散され続ける。上述の拡散デバイスの幾つかは、この課題を、悪臭、例えば、硫黄もしくはダバコの煙を感知するセンサを使用して解決しようとし、ここでは拡散デバイスはこのような悪臭の検出に応答して揮発性物質を分散させるように制御される。しかし、臭気センサを備える典型的な拡散デバイスは、これらセンサが複数の悪臭、例えば、硫化水素、メタンチオール、硫化ジメチル、アンモニア、二酸化窒素、一酸化炭素等を含む広範な化学物質を感知するように設計されているため複雑である。このような臭気センサの複雑さが拡散デバイスの大きさ、コストおよび実現に影響を及ぼす。さらに、これら既知の拡散デバイスの多くは、拡散デバイス内に不注意に入れられた不適当な揮発性物質を出すのを防止するための機構は採用していない。不適当な揮発性物質が使用されると、物質を収容する容器との不適合性のために拡散デバイスが損傷したり、あるいは適当でない揮発性物質が空間内に出されることにより、ユーザの不満が生じたりたりするかもしれない。従って、臭気センサを採用する従来技術の拡散デバイスを改善する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一つの実施形態によると、空間を揮発性物質で処理するための装置は、揮発性物質内の特定の成分の存在を検出するための手段と、揮発性物質ディスペンサを制御し、揮発性物質が特定の成分を含む場合にのみ揮発性物質を出すための手段と、を含む。
【０００５】
もう一つの実施形態によると、空間を揮発性物質で処理するための装置は、空間内の揮発性物質の特定の成分の量を検出するための手段と、揮発性物質ディスペンサを制御し、特定の成分の検出された量が指定されるレベルより落ちたことに応答して揮発性物質を出すための手段と、を含む。
【０００６】
本発明のさらにもう一つの実施形態によると、空間を揮発性物質にて処理するための方法は、特定の成分を有する揮発性物質を収容する容器を提供するステップと、空間内の特定の成分の量を検出するステップと、を含む。さらにこの方法は、特定の成分の検出された量が指定されたレベルより低下することに応答して、容器から空間内に揮発性物質を出すステップを含む。
【０００７】
本発明の他の特徴および長所が以下の詳細な説明を考察することで明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】拡散デバイスの第一の実施形態の等角図である。
【図２】図１の線２−２に概ね沿った拡散デバイスの断面図である。
【図３】図２の拡散デバイスの超音波アクチュエータの等角図である。
【図４】図２の拡散デバイスの臭気センサである。
【図５】図１の拡散デバイスによって実行される前動作シーケンスに対するプログラミングを示す流れ図である。
【図６】図１の拡散デバイスによって実行される通常動作シーケンスに対するプログラミングを示す流れ図である。
【図７】図１の拡散デバイスによって実行される異なる動作プログラムを示す流れ図である。
【図８】第一と第二の拡散デバイスおよび第一と第二のセンサを組み込むシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１および２は拡散デバイス２０を示し、これはハウジング２２を含む。ハウジング２２は上側部２４を有し、そこに凹型のくぼみ２６が配置される。この凹型のくぼみ２６内には上側部２４を貫通して開口２８が延びる。開口２８は流体、例えば、霧状にされた液体がそこを通じて放出できるような適当な大きさにされる。
【００１０】
図２に示すように、拡散デバイス２０はハウジング２２内に配置された支持シャーシ３０を含む。シャーシ３０は拡散デバイス２０のための印刷回路基板（ＰＣＢ）３２と制御回路を支持する。印刷回路基板（ＰＣＢ）３２は可動セレクタスイッチ３４に応答し、このスイッチは動作モードおよび／あるいはデバイスが霧状にされた液体を分散させる速度を選択するために用いられる。ＰＣＢ３２には発光ダイオード（ＬＥＤ）３６が結合され、これは拡散デバイス２０の動作状態の指標を与えるために用いられる。ＰＣＢ３２には臭気センサ３８も結合されるが、この動作については後に詳細に説明される。本実施形態においては、臭気センサ３８は凸型のくぼみ２６内に配置される。他の実施形態においては、臭気センサ３８は拡散デバイス２０上のどこにでも配置でき、さらには拡散デバイス２０から離すこともできる。
【００１１】
シャーシ３０にはバッテリー４２のためのバッテリー取付台４０も取り付けられる。本実施形態においては、バッテリー取付台４０は拡散デバイス２０に電源を供給するために１つの１．５ボルトＡＡバッテリーを保持するように適合される。しかし、必要であれば、この１つのバッテリーは任意の数のバッテリーもしくは他の電源と交換することもできる。
【００１２】
シャーシ３０はさらに開口４４を含み、これは交換式の流体容器４６を受けるように適合される。流体容器４６はその内部に揮発性物質４８を液体の液体状態で含み、揮発性物質４８は香料、殺菌剤、消毒剤、空気清浄剤、アロマセラピー用の香り、防腐剤、臭気除去剤、空気清涼剤、脱臭剤、殺虫剤、防虫剤、昆虫誘引剤、もしくは空間あるいは周囲の環境内に分散されることが有効な任意の他の揮発性物質であり得る。本実施形態においては、流体容器４６は概ね円筒形のボディー５０を有し、ネック５２を備える。連結プラグ及び芯ホルダー５４がネック５２に取り付けられる。プラグ及び芯ホルダー５４は芯５６を保持し、流体容器４６内に配置され、揮発性物質４８と接触する。芯５６の上端５８はネック５２を越えて延び、芯の下端６０は流体容器４６内に配置され、その底面６２に向かって延びる。芯５６は毛管作用により揮発性物質を流体容器４６内から芯５６の上端５８へと運ぶ。流体容器４６はシャーシ３０内に挿入され、任意の周知の方法によって、例えば、当業者においては明らかなように、ねじ込み咬合、スナップ式咬合、締まりばめ、バイオネット接続等によって固定される。
【００１３】
図２および３に示すように、拡散デバイス２０は超音波アクチュエータ、例えば、圧電アクチュエータ７０を含む。圧電アクチュエータ７０は圧電素子７２およびオリフィスプレート７４を含み、本実施形態の圧電アクチュエータ７０は、ここに参照のために全体が組み込まれるHelfらによる合衆国特許第６，８９６，１９３号において説明されている任意の圧電アクチュエータ、あるいはウィスコンシン州ラシーヌ所在のS.C.Johnson and Son, Inc.から販売されるWISP（登録商標）ブランドのFlameless Candleに見られる圧電アクチュエータを含んでも良い。代わりに、他の実施形態において、他の既知の超音波アクチュエータを同様に用いることもできる。圧電アクチュエータ７０は拡散デバイス２０のボディー２２内に、開口４４の上方に、開口４４から伸びる流体容器４６の芯５６の一直線上に取付けられる。図３に示すように、オリフィスプレート７４は概ね円筒の形状であり、オリフィスプレートの外側周辺部は圧電素子７２と接触する。オリフィスプレート７４は（図面のスケールでは見えないが）この内部を貫通して延びる名目上は等しい直径の穿孔あるいは穴を含む。
【００１４】
圧電素子７２はＰＣＢ３２にワイヤー７６によって接続される。ワイヤー７６はＰＣＢ３２によって生成される交流電気電圧を圧電素子７２の両サイドに供給する。圧電素子７２の直径は素子７２に交流電界が加えられると大きさが交互に増減し、これによってオリフィスプレート７４が、素子７２がオリフィスプレート７４と接触するために上下に振動することとなる。オリフィスプレート７４は、芯５６によって供給される揮発性物質４８と流体連通し、オリフィスプレート７４の振動は揮発性物質４８をオリフィスプレート７４内のせん孔あるいは穴内から飛ばす。その後、揮発性物質４８はエアロゾル化された粒子の状態で上方に放出され、これはハウジング２２の開口２８を通過し、周囲の環境あるいは空間内へと放出される。ＰＣＢ３２は、圧電素子７２を、揮発性物質を任意の量だけ分散させるために、上述のように任意の期間だけ作動するように適合される。例えば、当業者においては明らかなように、ＰＣＢ３２は、短期間、例えば５００ミリ秒の間だけ作動し、比較的少量の揮発性物質を分散させることもでき、あるいはより長い期間、例えば１０秒間だけ作動し、より多量の揮発性物質を分散させるようすることもできる。
【００１５】
幾つかの実施形態においては、ＰＣＢ３２はマイクロコントローラおよび／または特定用途向け集積回路を含む。一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２は上述のWISP（登録商標）ブランドのFlameless Candle内のＰＣＢと同様である。もう一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２はBlandinoらの合衆国特許出願第１１/４６４、４１９号あるいは第１１/６３９、９０４号において説明されるＰＣＢと同様であり、これらは両方ともここにその全体が参照のために組み込まれる。
【００１６】
図４には、単純な臭気センサ３８の一例が示されるが、これは化学センサであり、これはそれぞれ、第一と第二の電気リード８０、８２を含み、導電性ポリマー８４によって分離される。臭気センサ３８のインピーダンスは特定の化学成分への暴露の関数として変化する。本実施形態においては、特定の化学成分の存在は、第一と第二の電気リード８０、８２の間に一定の電圧差を加え、結果としての電流を解析することで検出される。さらにあるサンプル内の化学成分の濃度あるいは量が、インピーダンスの変化の大きさを解析することで検出される。一つの実施形態においては、臭気センサ３８は、ここにその全内容が参照のために組み込まれるLewisによる合衆国特許第６，０９３，３０８号に開示されるセンサと同様あるいは同一である。
【００１７】
本実施形態においては、臭気センサ３８は、導電性ポリマー８４の組成を変化させることで、特定の化学成分に対して調整される。すなわち特定の化学成分により敏感になるよう、あるいは応答するようにされる。このような調整を達成するために導電性ポリマー層の組成を改良するやり方は当業者に知られており、例えば、Lewisによる合衆国特許第６，０９３，３０８号はこの製造過程を説明する。調整された臭気センサ３８を用いてデバイス２０から放出される揮発性物質４８内の特定の化学成分の存在および量が検出される。特定の化学成分は揮発性物質４８の中性のもしくは活性な成分である。一つの好ましい実施形態においては、特定の化学成分は揮発性物質４８の中性のキャリアあるいは溶剤である。さらに、この中性のキャリアあるいは溶剤を他の揮発性物質に同様に入れて、複数の異なる芳香剤がその同一の中性の成分を含むようにすることもできる。もう一つの実施形態においては、特定の化学成分の、揮発性物質４８を構成する他の成分に対する比が知られている。これら成分の比は、当業者には明らかなように、異なる揮発性物質の間で変えられる。さらにもう一つの実施形態においては、特定の化学成分は、揮発性物質４８の全体に渡って均一に分散され、揮発性物質４８の濃度をそれが消耗される寿命全体に渡って正確に決定することができる。
【００１８】
図５には、ＰＣＢ３２によって拡散デバイス２０を制御するために実行される前動作プログラムもしくはシーケンスの一つの実施形態が示され、これはリセット／開始ブロック１００にて開始する。ブロック１００における開始シーケンスは、デバイス２０をオンにする、すなわちデバイス２０の開始によって、あるいはデバイスに電源を入れたとき、すなわちデバイス２０を再起動したときに、流体容器４６をハウジング２２に挿入及び／または交換することによって生じる。一つの実施形態においては、デバイス２０は、流体容器４６の挿入及び／または取り外しを検出するもう一つのセンサ（図示なし）を含む。ブロック１００の後に、ブロック１０２に移り、以下でより詳細に説明される化学センサである、第二の臭気センサ１０３（図２および３参照）が起動され、揮発性物質４８のサンプルが分析される。次に、判定ブロック１０４において、第二のセンサ１０３によって特定の化学成分が検出されたか否か調べられる。特定の化学成分が検出されないときは、コントロールはブロック１０６に進み、ＰＣＢ３２はエラーの信号を送り、拡散デバイス２０の通常動作は開始しない。ブロック１０６によって信号が送信されるエラーは、可視または可聴の信号、例えばＬＥＤの点滅もしくはビープ音、あるいは当業者においては明らかな任意の他の信号もしくは合図が含まれる。判定ブロック１０４において特定の化学成分が検出されたときは、ＰＣＢ３２は、ブロック１０８に示される通常動作モードもしくはシーケンスに入るが、これには後に詳細に説明されるように、タイマーおよび／またはセンサに応答して揮発性物質４８を定期的に分散することが含まれる。
【００１９】
本実施形態の前動作プログラムは、一部において、不適当な流体容器４６がハウジング２２に挿入されてないことを保証するためのロック・アンド・キー開始シーケンスを特徴とする。第二の臭気センサ１０３は圧電アクチュエータ７０近傍の特定の化学成分の濃度を検出するように適合される。本実施形態においては、第二の臭気センサ１０３は、圧電アクチュエータ７０上のオリフィスプレート７４近傍に配置され、センサ１０３は芯５６を通じてオリフィスプレート７４に供給される揮発性物質４８と流体連通する。第二のセンサ１０３は揮発性物質４８を解析することで、特定の化学成分の存在を検出し、信号をＰＣＢ３２に送り、ＰＣＢ３２は圧電アクチュエータ７０を特定の化学成分が検出されたときにのみ作動する。上述のように、第二の臭気センサ１０３が、揮発性物質４８が不適合であることを検出したときには、ブロック１０６においてエラー状態が引き起こされる。揮発性物質４８が不適合であることは、その揮発性物質４８に特定の化学成分が見つからなかったとき、および／あるいは特定の化学成分の濃度が低すぎるときに発見され、流体容器４６が空であることを示してもよい。
【００２０】
ロック・アンド・キー機構の異なる形態においては、第一の臭気センサ３８が前動作状態の際に揮発性物質４８の特定の化学組成を検出するために用いられる。本実施形態においては、ＰＣＢ３２は、開始動作（図示なし）の際に圧電アクチュエータ７０を作動することで揮発性物質４８を分散させ、第一の臭気センサ３８が分散された揮発性物質４８を特定の化学成分について分析する。成分が検出されたときは、ＰＣＢ３２は拡散デバイス２０のコントロールをブロック１０８に渡し、通常動作モードを開始する。一方、特定の化学成分が検出されないときは、ＰＣＢ３２はコントロールをブロック１０６に渡し、エラーの信号を送り、拡散デバイス２０の通常動作は開始されない。本実施形態においては、第一のセンサ３８は第二の臭気センサ１０３と同様の機能を実行し、第二のセンサ１０３は拡散デバイス２０から省くことも、あるいはそのままに残して第一の臭気センサ３８と連動して用いることもできる。
【００２１】
図６には拡散デバイス２０の通常動作モードのプログラミングの一つの実施形態が示される。この通常動作モードは、一部、揮発性物質４８を、空間もしくは環境内のそのレベルもしくは濃度が所定のレベルより低くなったときに放出することを特徴とする。具体的には、通常動作モードの際に臭気センサ３８がブロック１１０において定期的に起動され、空間もしくは環境、例えば、家の部屋の少量のサンプルの特定の化学成分の量が検出される。その後、ＰＣＢ３２は、その部屋の揮発性物質４８の対応するレベルもしくは濃度を推定する。特定の化学成分の量と揮発性物質４８の濃度との間の対応は既知の方法、例えば、試験施設において実施される定量および／または定性分析を用いて決定される。一例においては、既知の量の揮発性物質４８を部屋に分散し、部屋全体から採取されたサンプルの特定の化学成分と揮発性物質の検出量を分析するために、一つもしくは複数の臭気センサ３８を用いて定量分析が実施される。もう一つの例においては、既知の量の揮発性物質４８を部屋に分散し、部屋にいる人が部屋の揮発性物質４８をユーザに示しながら、部屋の特定の化学成分の検出量を分析するために、一つもしくは複数の臭気センサ３８を用いることによって、定性分析が実施される。さらに、他のデータを集めることおよび／または他のテストを実施することで、特定の化学成分と揮発性物質４８の濃度との間のより厳密な対応を得ることもでき、当業者においては明らかなように、これには、例えば、温度および湿度を測定すること、異なる大きさの部屋を使用すること、部屋に空気流を作り出すこと等が含まれる。
【００２２】
ＰＣＢ３２によって部屋の揮発性物質４８の対応するレベルもしくは濃度が決定されると、判定ブロック１１２において、検出されたレベルもしくは濃度が指定のレベルより低いかどうか判断される。上述のように、特定の化学成分の量を用いて、環境、例えば、部屋の揮発性物質４８のレベルもしくは濃度が決定される。もし検出された量が指定されるレベルより高ければ、コントロールはブロック１１０にループバックし、臭気センサ３８はその空間の特定の化学成分の量の監視を続ける。もし検出された量およびその空間の揮発性物質４８の対応するレベルが指定のレベルより低いときは、コントロールはブロック１１４に進み、揮発性物質４８を出す。揮発性物質４８が出された後に、コントロールはブロック１１０にループバックし、臭気センサ３８はその空間を揮発性物質４８のレベルもしくは濃度ついて分析を継続する。
【００２３】
さらにもう一つの実施形態においては、ブロック１１４の後に、コントロールは図５のブロック１０４に戻り、特定の化学成分の閾値量を検出し、その後、コントロールはブロック１０８の通常動作モードに戻る。本実施形態においては、もし特定の化学成分の濃度が低すぎる場合は、流体容器４６が空であり、新たな流体容器と交換すべきであることを表示するために、上述のように、エラーもしくは警告の信号を送る。このように、流体容器４６が空になったときに、ブロック１１０、１１２、および１１４のループの実行が繰り返されることを回避するために、図６のプログラミングが変更される。
【００２４】
図７はＰＣＢ３２によって拡散デバイス２０の動作を制御するために実行されるさらにもう一つのプログラムを示し、リセット／開始ブロック１２０で開始する。リセット／開始ブロック１２０は、図５のブロック１００と同様である。その後、コントロールは判定ブロック１２２に進み、テストモードが実行されるべきか判断する。テストモードが実行されるべきであるときは、ブロック１２４においてテストモードが実行される。一つの実施形態においては、消費者が拡散デバイス２０を使用する前に、拡散デバイス２０の正常な動作が保証するために、テストモードは製造施設において実行される。例えば、空間のある容積の揮発性物質４８の特定の化学成分のある検出された量が揮発性物質４８の実際のレベルもしくは濃度と一致することを保証するために、テストモードは臭気センサ３８、１０３のテストを含むことができる。当業者には明らかなように、他のテストを実行することもできる。テストモードは実行されないときは、コントロールはブロック１２６に進み、揮発性物質４８が空間に出される。その後、コントロールは、臭気センサ３８が起動されるブロック１２８に進む。
【００２５】
本実施形態において、ブロック１２８は、ブロック１２６において揮発性物質４８が出された空間を分析するために、臭気センサ３８を作動する。判定ブロック１３０において、その空間に特定の化学成分が検出されたか、従って、揮発性物質４８が特定の化学成分を含むかを判断する。特定の化学成分が検出されないときは、コントロールはブロック１３２、１３４、および１３６を含むエラーループに進む。エラーループは、コントロールはその揮発性物質４８は特定の化学成分を含まないことを判断する前に、その空間の一つもしくは複数のサンプルを分析する。より具体的には、ブロック１３２においてエラーカウントを増加させ、このカウントは分析されたサンプルの数に対応する。コントロールは次にブロック１３４に進み、ここでエラーカウント（分析されたサンプルの数）が最大サンプル数、例えば、４に達したか判断する。もしエラーカウントが最大に達した場合は、コントロールはエラーブロック１３６へと進む。一つの実施形態においては、エラーブロック１３６はＰＣＢがリセットされるまで（ブロック１２０）、揮発性物質４８が更に出されることを防止し、ユーザにユーザへの眼に見えるエラーの合図を提供するために、さらにＬＥＤを点滅させる。もしエラーカウントが最大に達してないときは、コントロールはブロック１２６に戻り、揮発性物質４８のもう一つのサンプルが出される。
【００２６】
再びブロック１３０に戻り、もし特定の化学成分が空間内で検出されたときは、コントロールはブロック１３８に進み、その空間内の特定の成分の量が検出される。量を検出した後に、コントロールは判定ブロック１４０に進み、空間内の特定の成分の量が指定のレベルもしくは範囲と比較される。本実施形態においては、指定のレベルまたは範囲はユーザによって、例えば、セレクタスイッチ３４を使用して調節できる。もしその量が指定のレベルまたは範囲より高いときは、コントロールはブロック１３８に戻り、臭気センサ３８はその空間の分析を継続する。もし量が指定のレベルまたは範囲より低いときは、コントロールはブロック１４２に進み、揮発性物質４８が出される。ブロック１４２に続いて、コントロールはブロック１３８に戻る。
【００２７】
もう一つの実施形態においては、量が指定のレベルよりも低いかを判定するために、ブロック１３８は、コントロールがブロック１４０に進む前に、最初に特定の化学成分の閾値量を検出する。もしその化学成分の量が閾値量より低いときは、コントロールはブロック１３６に進み、エラーの信号が送られる。低くないときは、コントロールは判定ブロック１４０に進む。こうして、図７のプログラムは、流体容器４６が空になった時を判断し、ブロック１３８、１４０、および１４２のループを繰り返し実行する代わりにエラーの信号を送る。
【００２８】
図８は、図１の拡散デバイス２０と類似するが、それぞれ、拡散デバイス１６２とは遠隔もしくは分離しているセンサ１６４a、１６４bと通信している拡散デバイス１６２a、１６２bを含むシステム１６０を示す。拡散デバイス１６２a、１６２bはセンサ１６４a、１６４bと通信ライン１６６を通じて通信し、通信ライン１６６は有線もしくは無線接続であってもよい。コントローラ１６８は拡散デバイス１６２a、１６２bと類似の有線もしくは無線通信ライン１７０を介して通信する。本実施形態においては、拡散デバイス１６２a、１６２bは、建物１７２全体に分布され、建物１７２は、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６およびＨＶＡＣシステム１７８を含む。具体的には、拡散デバイス１６２aは第一の部屋１７４内にセンサ１６４aから離れて配置され、例えば、拡散デバイス１６２aとセンサ１６４aは部屋１７４の両端に配置される。さらに、拡散デバイス１６２bがＨＶＡＣシステム１７８内に配置され、拡散デバイス１６２bから離れてセンサ１６４bが第二の部屋１７６内に配置される。拡散デバイス１６２a、１６２bによって出された揮発性物質の特定の化学成分もしくは臭気のために、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６の空間分析するために、センサ１６４a、１６４bは動作する。上述のように、特定の化学成分を検出することで、その空間内の揮発性物質のレベルが推定される。本実施形態においては、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６の揮発性物質のレベルが低い遠隔センサ１６４a、１６４bから信号に応答して、揮発性物質を出すために、コントローラ１６８は拡散デバイス１６２a、１６２bを制御する。図８に示される実施形態に対して、当業者においては明らかなように、様々な変更ができる。例えば、追加の拡散デバイスおよび／またはセンサを備える追加の部屋を設け、複数のセンサと一つもしくは複数の拡散デバイスとを通信してもよく、複数の拡散デバイスと一つもしくは複数のセンサとを通信してもよい。
【００２９】
他の実施形態においては、揮発性物質４８を放出するための手段は拡散デバイス２０内で一部変更もしくは完全に変更してもよい。例えば、圧電アクチュエータ７０は他の既知の圧電アクチュエータを用いて変更され、あるいはヒータ、ファン、バルブ機構、およびタイマー、センサ、および手動アクチュエータの一つもしくは複数によって生成される信号に応答して揮発性物質４８を出す機械式駆動機構の一つもしくは複数によって置換および／または追加してもよい。さらに、揮発性物質４８は、流体、ゲル、もしくは固体であるキャリアによって保持され、任意のタイプの流体容器、例えば、ボトル内に、浸透性膜によって覆われた区画内に、あるいはエアロゾル容器内に収容してもよい。一つの代わりの実施形態においては、ここにその全体が参照のために組み込まれるPedrottiらの合衆国特許第６，８６２，４０３号において開示されるような芳香オイルを出するための拡散デバイスが、ここに説明される任意の臭気センサおよび／あるいは方法を含むように修正される。同様にして、他の実施形態においては、ここにその全体が参照のために組み込まれるAdamsらの合衆国特許第６，９３８，８８３号、Carpenterらの合衆国広報第２００７/０１９９９５２号、Helfらの合衆国広報第２００７/０２３７４９８号、Belandらの合衆国特許出願第１１/８０１，５５４号、およびHelfらの合衆国特許出願第１１/８９３，５３２号にて開示される一つのような揮発性物質を放出するための拡散デバイスがここに説明される任意の臭気センサおよび／あるいは方法を含むように修正される。
【００３０】
さらに別の実施形態においては、拡散デバイス２０は揮発性物質４８へのユーザの順応あるいは慣れを補償するように適合される。一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２は出される揮発性物質４８の量を変化させるために圧電素子７２を異なる時間だけ作動するプログラミングを含む。例えば、ＰＣＢ３２は比較的高いレベルの揮発性物質は１時間、その後、より低いが、それでも気づくレベルの揮発性物質を２０分間だけ出すプログラミングを含む。もう一つの実施形態においては、ファンもしくはヒータの動作を期間および／または強度において変化させ、これによって出される揮発性物質４８の量を、あるいは出される揮発性物質４８の拡散速度を変化させる。もう一つの実施形態においては、異なる揮発性物質４８が異なる順番によって出され、これによってユーザの慣れが補償される。さらにもう一つの実施形態においては、拡散デバイス２０は、もしユーザによって要求される場合は、揮発性物質４８を出すために手動で作動させる。当業者においては明らかなユーザの慣れを補償するための他の方法および技術を本開示と合致して提供することもできる。
【００３１】
さらに、他の考えられる実施形態として、追加のセンサ、例えば、光センサもしくは熱センサを含めることもできる。さらに他の実施形態においては、拡散デバイスはずらりと並んだ多数の臭気もしくは化学センサを含み、複数の特定の成分が検出され、および／またはある特定の成分がより正確に検出される。さらに他のセンサを使用することもでき、これらには、Lewisの合衆国特許第６，０９３，３０８号において開示されるような交互に導電と非導電材料によって分離された電気リードが含まれる。さらに当業者において知られている他のセンサ、例えば、金属酸化物センサ、微小ロエレクトロメカニカルセンサ、弾性表面波センサ、水晶マイクロバランスセンサ、光センサ、化学的に活性な色素センサ、インクジェット印刷薄膜センサ、バイオメトリックセンサ等をここに説明される拡散デバイスと共に用いることもできる。より詳細には、本発明の開示に従って適合できるセンサのリストには、網羅的でも、排他的でもないが、メリーランド州ハノーバー所在のAlpha M.O.Sから市販されるPrometheus臭気およびＶＯＣアナライザ、英国、ウェストヨークシャ所在のScensive Technologies Limited of Normantonから市販されるBloodhound（登録商標）ＳＴ２１４、日本、東京所在の凸版印刷株式会社によって開発されたBall SAWセンサ、イタリア、ナポリ所在のTechnobiochip of Pozzuiliによって市販されるLibraNOSE、およびアンゾナ州ツーソン所在のBioVigilant Systems,Inc.によって市販されるIPD-1000粒子検出器が含まれる。
【００３２】
上述の実施形態の各々の個々の特徴の様々な組合せから構成される他の実施形態もここに明確に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
ここに説明される拡散デバイスは、臭気センサを巧みに利用して、出される揮発性物質の特定の化学成分を検出する。特定の化学成分を検出することで、揮発性物質が適合するか識別され、それに基づいて拡散デバイスが制御される。さらに環境内の特定の化学成分の量を分析することで、その空間内の揮発性物質のレベルが推定され、それに基づいて拡散デバイスが制御される。さらに、臭気センサは広範な成分ではなく特定の化学成分を検出するように構成されるために臭気センサと拡散デバイス全体の設計が簡素化される。
【００３４】
本発明に対する多数の変更が当業者においては上述の説明の観点から明らかである。従って、この記述は単に解説的なものであり、当業者が本発明を製造および利用することを助けるために、および本発明を実施する最良の形態を教示するために示されたものであると解釈されるべきである。添付のクレームの範囲内に入る全ての変更に対する排他的権利が保持される。
【技術分野】
【０００１】
この開示は一般的には拡散デバイス、より詳細には、臭気センサを含む拡散デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散デバイスもしくはディスペンサは、揮発性物質、例えば、香料、脱臭剤、殺虫剤、防虫剤等を分散させるために使用される。多くのこのようなデバイスは受動的拡散デバイスであり、揮発性物質を分散させるために周囲の空気流しか必要としない。他のデバイスは能動的拡散デバイスであり、揮発性物質を加熱するための加熱エレメントを含み、揮発性物質の蒸発を促進させる。他の能動的拡散デバイスはファンを用いて空気流を生成し、揮発性物質を拡散デバイスから周囲の環境内へと向ける。さらに他の拡散デバイスは超音波振動子を利用して液体の揮発性物質を飛沫に分散し、これら飛沫がデバイスから放出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これら多様な拡散デバイスに鑑みて、環境内に出される揮発性物質の量を制御する必要性が高まっている。例えば、受動的デバイスは、揮発性物質の利益が無いときでさえも揮発性物質を単に無制御に分散させる。例えば、香料がだれもいない部屋に、あるいは既に十分なレベルの香料を有する部屋に分散され続ける。上述の拡散デバイスの幾つかは、この課題を、悪臭、例えば、硫黄もしくはダバコの煙を感知するセンサを使用して解決しようとし、ここでは拡散デバイスはこのような悪臭の検出に応答して揮発性物質を分散させるように制御される。しかし、臭気センサを備える典型的な拡散デバイスは、これらセンサが複数の悪臭、例えば、硫化水素、メタンチオール、硫化ジメチル、アンモニア、二酸化窒素、一酸化炭素等を含む広範な化学物質を感知するように設計されているため複雑である。このような臭気センサの複雑さが拡散デバイスの大きさ、コストおよび実現に影響を及ぼす。さらに、これら既知の拡散デバイスの多くは、拡散デバイス内に不注意に入れられた不適当な揮発性物質を出すのを防止するための機構は採用していない。不適当な揮発性物質が使用されると、物質を収容する容器との不適合性のために拡散デバイスが損傷したり、あるいは適当でない揮発性物質が空間内に出されることにより、ユーザの不満が生じたりたりするかもしれない。従って、臭気センサを採用する従来技術の拡散デバイスを改善する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一つの実施形態によると、空間を揮発性物質で処理するための装置は、揮発性物質内の特定の成分の存在を検出するための手段と、揮発性物質ディスペンサを制御し、揮発性物質が特定の成分を含む場合にのみ揮発性物質を出すための手段と、を含む。
【０００５】
もう一つの実施形態によると、空間を揮発性物質で処理するための装置は、空間内の揮発性物質の特定の成分の量を検出するための手段と、揮発性物質ディスペンサを制御し、特定の成分の検出された量が指定されるレベルより落ちたことに応答して揮発性物質を出すための手段と、を含む。
【０００６】
本発明のさらにもう一つの実施形態によると、空間を揮発性物質にて処理するための方法は、特定の成分を有する揮発性物質を収容する容器を提供するステップと、空間内の特定の成分の量を検出するステップと、を含む。さらにこの方法は、特定の成分の検出された量が指定されたレベルより低下することに応答して、容器から空間内に揮発性物質を出すステップを含む。
【０００７】
本発明の他の特徴および長所が以下の詳細な説明を考察することで明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】拡散デバイスの第一の実施形態の等角図である。
【図２】図１の線２−２に概ね沿った拡散デバイスの断面図である。
【図３】図２の拡散デバイスの超音波アクチュエータの等角図である。
【図４】図２の拡散デバイスの臭気センサである。
【図５】図１の拡散デバイスによって実行される前動作シーケンスに対するプログラミングを示す流れ図である。
【図６】図１の拡散デバイスによって実行される通常動作シーケンスに対するプログラミングを示す流れ図である。
【図７】図１の拡散デバイスによって実行される異なる動作プログラムを示す流れ図である。
【図８】第一と第二の拡散デバイスおよび第一と第二のセンサを組み込むシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１および２は拡散デバイス２０を示し、これはハウジング２２を含む。ハウジング２２は上側部２４を有し、そこに凹型のくぼみ２６が配置される。この凹型のくぼみ２６内には上側部２４を貫通して開口２８が延びる。開口２８は流体、例えば、霧状にされた液体がそこを通じて放出できるような適当な大きさにされる。
【００１０】
図２に示すように、拡散デバイス２０はハウジング２２内に配置された支持シャーシ３０を含む。シャーシ３０は拡散デバイス２０のための印刷回路基板（ＰＣＢ）３２と制御回路を支持する。印刷回路基板（ＰＣＢ）３２は可動セレクタスイッチ３４に応答し、このスイッチは動作モードおよび／あるいはデバイスが霧状にされた液体を分散させる速度を選択するために用いられる。ＰＣＢ３２には発光ダイオード（ＬＥＤ）３６が結合され、これは拡散デバイス２０の動作状態の指標を与えるために用いられる。ＰＣＢ３２には臭気センサ３８も結合されるが、この動作については後に詳細に説明される。本実施形態においては、臭気センサ３８は凸型のくぼみ２６内に配置される。他の実施形態においては、臭気センサ３８は拡散デバイス２０上のどこにでも配置でき、さらには拡散デバイス２０から離すこともできる。
【００１１】
シャーシ３０にはバッテリー４２のためのバッテリー取付台４０も取り付けられる。本実施形態においては、バッテリー取付台４０は拡散デバイス２０に電源を供給するために１つの１．５ボルトＡＡバッテリーを保持するように適合される。しかし、必要であれば、この１つのバッテリーは任意の数のバッテリーもしくは他の電源と交換することもできる。
【００１２】
シャーシ３０はさらに開口４４を含み、これは交換式の流体容器４６を受けるように適合される。流体容器４６はその内部に揮発性物質４８を液体の液体状態で含み、揮発性物質４８は香料、殺菌剤、消毒剤、空気清浄剤、アロマセラピー用の香り、防腐剤、臭気除去剤、空気清涼剤、脱臭剤、殺虫剤、防虫剤、昆虫誘引剤、もしくは空間あるいは周囲の環境内に分散されることが有効な任意の他の揮発性物質であり得る。本実施形態においては、流体容器４６は概ね円筒形のボディー５０を有し、ネック５２を備える。連結プラグ及び芯ホルダー５４がネック５２に取り付けられる。プラグ及び芯ホルダー５４は芯５６を保持し、流体容器４６内に配置され、揮発性物質４８と接触する。芯５６の上端５８はネック５２を越えて延び、芯の下端６０は流体容器４６内に配置され、その底面６２に向かって延びる。芯５６は毛管作用により揮発性物質を流体容器４６内から芯５６の上端５８へと運ぶ。流体容器４６はシャーシ３０内に挿入され、任意の周知の方法によって、例えば、当業者においては明らかなように、ねじ込み咬合、スナップ式咬合、締まりばめ、バイオネット接続等によって固定される。
【００１３】
図２および３に示すように、拡散デバイス２０は超音波アクチュエータ、例えば、圧電アクチュエータ７０を含む。圧電アクチュエータ７０は圧電素子７２およびオリフィスプレート７４を含み、本実施形態の圧電アクチュエータ７０は、ここに参照のために全体が組み込まれるHelfらによる合衆国特許第６，８９６，１９３号において説明されている任意の圧電アクチュエータ、あるいはウィスコンシン州ラシーヌ所在のS.C.Johnson and Son, Inc.から販売されるWISP（登録商標）ブランドのFlameless Candleに見られる圧電アクチュエータを含んでも良い。代わりに、他の実施形態において、他の既知の超音波アクチュエータを同様に用いることもできる。圧電アクチュエータ７０は拡散デバイス２０のボディー２２内に、開口４４の上方に、開口４４から伸びる流体容器４６の芯５６の一直線上に取付けられる。図３に示すように、オリフィスプレート７４は概ね円筒の形状であり、オリフィスプレートの外側周辺部は圧電素子７２と接触する。オリフィスプレート７４は（図面のスケールでは見えないが）この内部を貫通して延びる名目上は等しい直径の穿孔あるいは穴を含む。
【００１４】
圧電素子７２はＰＣＢ３２にワイヤー７６によって接続される。ワイヤー７６はＰＣＢ３２によって生成される交流電気電圧を圧電素子７２の両サイドに供給する。圧電素子７２の直径は素子７２に交流電界が加えられると大きさが交互に増減し、これによってオリフィスプレート７４が、素子７２がオリフィスプレート７４と接触するために上下に振動することとなる。オリフィスプレート７４は、芯５６によって供給される揮発性物質４８と流体連通し、オリフィスプレート７４の振動は揮発性物質４８をオリフィスプレート７４内のせん孔あるいは穴内から飛ばす。その後、揮発性物質４８はエアロゾル化された粒子の状態で上方に放出され、これはハウジング２２の開口２８を通過し、周囲の環境あるいは空間内へと放出される。ＰＣＢ３２は、圧電素子７２を、揮発性物質を任意の量だけ分散させるために、上述のように任意の期間だけ作動するように適合される。例えば、当業者においては明らかなように、ＰＣＢ３２は、短期間、例えば５００ミリ秒の間だけ作動し、比較的少量の揮発性物質を分散させることもでき、あるいはより長い期間、例えば１０秒間だけ作動し、より多量の揮発性物質を分散させるようすることもできる。
【００１５】
幾つかの実施形態においては、ＰＣＢ３２はマイクロコントローラおよび／または特定用途向け集積回路を含む。一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２は上述のWISP（登録商標）ブランドのFlameless Candle内のＰＣＢと同様である。もう一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２はBlandinoらの合衆国特許出願第１１/４６４、４１９号あるいは第１１/６３９、９０４号において説明されるＰＣＢと同様であり、これらは両方ともここにその全体が参照のために組み込まれる。
【００１６】
図４には、単純な臭気センサ３８の一例が示されるが、これは化学センサであり、これはそれぞれ、第一と第二の電気リード８０、８２を含み、導電性ポリマー８４によって分離される。臭気センサ３８のインピーダンスは特定の化学成分への暴露の関数として変化する。本実施形態においては、特定の化学成分の存在は、第一と第二の電気リード８０、８２の間に一定の電圧差を加え、結果としての電流を解析することで検出される。さらにあるサンプル内の化学成分の濃度あるいは量が、インピーダンスの変化の大きさを解析することで検出される。一つの実施形態においては、臭気センサ３８は、ここにその全内容が参照のために組み込まれるLewisによる合衆国特許第６，０９３，３０８号に開示されるセンサと同様あるいは同一である。
【００１７】
本実施形態においては、臭気センサ３８は、導電性ポリマー８４の組成を変化させることで、特定の化学成分に対して調整される。すなわち特定の化学成分により敏感になるよう、あるいは応答するようにされる。このような調整を達成するために導電性ポリマー層の組成を改良するやり方は当業者に知られており、例えば、Lewisによる合衆国特許第６，０９３，３０８号はこの製造過程を説明する。調整された臭気センサ３８を用いてデバイス２０から放出される揮発性物質４８内の特定の化学成分の存在および量が検出される。特定の化学成分は揮発性物質４８の中性のもしくは活性な成分である。一つの好ましい実施形態においては、特定の化学成分は揮発性物質４８の中性のキャリアあるいは溶剤である。さらに、この中性のキャリアあるいは溶剤を他の揮発性物質に同様に入れて、複数の異なる芳香剤がその同一の中性の成分を含むようにすることもできる。もう一つの実施形態においては、特定の化学成分の、揮発性物質４８を構成する他の成分に対する比が知られている。これら成分の比は、当業者には明らかなように、異なる揮発性物質の間で変えられる。さらにもう一つの実施形態においては、特定の化学成分は、揮発性物質４８の全体に渡って均一に分散され、揮発性物質４８の濃度をそれが消耗される寿命全体に渡って正確に決定することができる。
【００１８】
図５には、ＰＣＢ３２によって拡散デバイス２０を制御するために実行される前動作プログラムもしくはシーケンスの一つの実施形態が示され、これはリセット／開始ブロック１００にて開始する。ブロック１００における開始シーケンスは、デバイス２０をオンにする、すなわちデバイス２０の開始によって、あるいはデバイスに電源を入れたとき、すなわちデバイス２０を再起動したときに、流体容器４６をハウジング２２に挿入及び／または交換することによって生じる。一つの実施形態においては、デバイス２０は、流体容器４６の挿入及び／または取り外しを検出するもう一つのセンサ（図示なし）を含む。ブロック１００の後に、ブロック１０２に移り、以下でより詳細に説明される化学センサである、第二の臭気センサ１０３（図２および３参照）が起動され、揮発性物質４８のサンプルが分析される。次に、判定ブロック１０４において、第二のセンサ１０３によって特定の化学成分が検出されたか否か調べられる。特定の化学成分が検出されないときは、コントロールはブロック１０６に進み、ＰＣＢ３２はエラーの信号を送り、拡散デバイス２０の通常動作は開始しない。ブロック１０６によって信号が送信されるエラーは、可視または可聴の信号、例えばＬＥＤの点滅もしくはビープ音、あるいは当業者においては明らかな任意の他の信号もしくは合図が含まれる。判定ブロック１０４において特定の化学成分が検出されたときは、ＰＣＢ３２は、ブロック１０８に示される通常動作モードもしくはシーケンスに入るが、これには後に詳細に説明されるように、タイマーおよび／またはセンサに応答して揮発性物質４８を定期的に分散することが含まれる。
【００１９】
本実施形態の前動作プログラムは、一部において、不適当な流体容器４６がハウジング２２に挿入されてないことを保証するためのロック・アンド・キー開始シーケンスを特徴とする。第二の臭気センサ１０３は圧電アクチュエータ７０近傍の特定の化学成分の濃度を検出するように適合される。本実施形態においては、第二の臭気センサ１０３は、圧電アクチュエータ７０上のオリフィスプレート７４近傍に配置され、センサ１０３は芯５６を通じてオリフィスプレート７４に供給される揮発性物質４８と流体連通する。第二のセンサ１０３は揮発性物質４８を解析することで、特定の化学成分の存在を検出し、信号をＰＣＢ３２に送り、ＰＣＢ３２は圧電アクチュエータ７０を特定の化学成分が検出されたときにのみ作動する。上述のように、第二の臭気センサ１０３が、揮発性物質４８が不適合であることを検出したときには、ブロック１０６においてエラー状態が引き起こされる。揮発性物質４８が不適合であることは、その揮発性物質４８に特定の化学成分が見つからなかったとき、および／あるいは特定の化学成分の濃度が低すぎるときに発見され、流体容器４６が空であることを示してもよい。
【００２０】
ロック・アンド・キー機構の異なる形態においては、第一の臭気センサ３８が前動作状態の際に揮発性物質４８の特定の化学組成を検出するために用いられる。本実施形態においては、ＰＣＢ３２は、開始動作（図示なし）の際に圧電アクチュエータ７０を作動することで揮発性物質４８を分散させ、第一の臭気センサ３８が分散された揮発性物質４８を特定の化学成分について分析する。成分が検出されたときは、ＰＣＢ３２は拡散デバイス２０のコントロールをブロック１０８に渡し、通常動作モードを開始する。一方、特定の化学成分が検出されないときは、ＰＣＢ３２はコントロールをブロック１０６に渡し、エラーの信号を送り、拡散デバイス２０の通常動作は開始されない。本実施形態においては、第一のセンサ３８は第二の臭気センサ１０３と同様の機能を実行し、第二のセンサ１０３は拡散デバイス２０から省くことも、あるいはそのままに残して第一の臭気センサ３８と連動して用いることもできる。
【００２１】
図６には拡散デバイス２０の通常動作モードのプログラミングの一つの実施形態が示される。この通常動作モードは、一部、揮発性物質４８を、空間もしくは環境内のそのレベルもしくは濃度が所定のレベルより低くなったときに放出することを特徴とする。具体的には、通常動作モードの際に臭気センサ３８がブロック１１０において定期的に起動され、空間もしくは環境、例えば、家の部屋の少量のサンプルの特定の化学成分の量が検出される。その後、ＰＣＢ３２は、その部屋の揮発性物質４８の対応するレベルもしくは濃度を推定する。特定の化学成分の量と揮発性物質４８の濃度との間の対応は既知の方法、例えば、試験施設において実施される定量および／または定性分析を用いて決定される。一例においては、既知の量の揮発性物質４８を部屋に分散し、部屋全体から採取されたサンプルの特定の化学成分と揮発性物質の検出量を分析するために、一つもしくは複数の臭気センサ３８を用いて定量分析が実施される。もう一つの例においては、既知の量の揮発性物質４８を部屋に分散し、部屋にいる人が部屋の揮発性物質４８をユーザに示しながら、部屋の特定の化学成分の検出量を分析するために、一つもしくは複数の臭気センサ３８を用いることによって、定性分析が実施される。さらに、他のデータを集めることおよび／または他のテストを実施することで、特定の化学成分と揮発性物質４８の濃度との間のより厳密な対応を得ることもでき、当業者においては明らかなように、これには、例えば、温度および湿度を測定すること、異なる大きさの部屋を使用すること、部屋に空気流を作り出すこと等が含まれる。
【００２２】
ＰＣＢ３２によって部屋の揮発性物質４８の対応するレベルもしくは濃度が決定されると、判定ブロック１１２において、検出されたレベルもしくは濃度が指定のレベルより低いかどうか判断される。上述のように、特定の化学成分の量を用いて、環境、例えば、部屋の揮発性物質４８のレベルもしくは濃度が決定される。もし検出された量が指定されるレベルより高ければ、コントロールはブロック１１０にループバックし、臭気センサ３８はその空間の特定の化学成分の量の監視を続ける。もし検出された量およびその空間の揮発性物質４８の対応するレベルが指定のレベルより低いときは、コントロールはブロック１１４に進み、揮発性物質４８を出す。揮発性物質４８が出された後に、コントロールはブロック１１０にループバックし、臭気センサ３８はその空間を揮発性物質４８のレベルもしくは濃度ついて分析を継続する。
【００２３】
さらにもう一つの実施形態においては、ブロック１１４の後に、コントロールは図５のブロック１０４に戻り、特定の化学成分の閾値量を検出し、その後、コントロールはブロック１０８の通常動作モードに戻る。本実施形態においては、もし特定の化学成分の濃度が低すぎる場合は、流体容器４６が空であり、新たな流体容器と交換すべきであることを表示するために、上述のように、エラーもしくは警告の信号を送る。このように、流体容器４６が空になったときに、ブロック１１０、１１２、および１１４のループの実行が繰り返されることを回避するために、図６のプログラミングが変更される。
【００２４】
図７はＰＣＢ３２によって拡散デバイス２０の動作を制御するために実行されるさらにもう一つのプログラムを示し、リセット／開始ブロック１２０で開始する。リセット／開始ブロック１２０は、図５のブロック１００と同様である。その後、コントロールは判定ブロック１２２に進み、テストモードが実行されるべきか判断する。テストモードが実行されるべきであるときは、ブロック１２４においてテストモードが実行される。一つの実施形態においては、消費者が拡散デバイス２０を使用する前に、拡散デバイス２０の正常な動作が保証するために、テストモードは製造施設において実行される。例えば、空間のある容積の揮発性物質４８の特定の化学成分のある検出された量が揮発性物質４８の実際のレベルもしくは濃度と一致することを保証するために、テストモードは臭気センサ３８、１０３のテストを含むことができる。当業者には明らかなように、他のテストを実行することもできる。テストモードは実行されないときは、コントロールはブロック１２６に進み、揮発性物質４８が空間に出される。その後、コントロールは、臭気センサ３８が起動されるブロック１２８に進む。
【００２５】
本実施形態において、ブロック１２８は、ブロック１２６において揮発性物質４８が出された空間を分析するために、臭気センサ３８を作動する。判定ブロック１３０において、その空間に特定の化学成分が検出されたか、従って、揮発性物質４８が特定の化学成分を含むかを判断する。特定の化学成分が検出されないときは、コントロールはブロック１３２、１３４、および１３６を含むエラーループに進む。エラーループは、コントロールはその揮発性物質４８は特定の化学成分を含まないことを判断する前に、その空間の一つもしくは複数のサンプルを分析する。より具体的には、ブロック１３２においてエラーカウントを増加させ、このカウントは分析されたサンプルの数に対応する。コントロールは次にブロック１３４に進み、ここでエラーカウント（分析されたサンプルの数）が最大サンプル数、例えば、４に達したか判断する。もしエラーカウントが最大に達した場合は、コントロールはエラーブロック１３６へと進む。一つの実施形態においては、エラーブロック１３６はＰＣＢがリセットされるまで（ブロック１２０）、揮発性物質４８が更に出されることを防止し、ユーザにユーザへの眼に見えるエラーの合図を提供するために、さらにＬＥＤを点滅させる。もしエラーカウントが最大に達してないときは、コントロールはブロック１２６に戻り、揮発性物質４８のもう一つのサンプルが出される。
【００２６】
再びブロック１３０に戻り、もし特定の化学成分が空間内で検出されたときは、コントロールはブロック１３８に進み、その空間内の特定の成分の量が検出される。量を検出した後に、コントロールは判定ブロック１４０に進み、空間内の特定の成分の量が指定のレベルもしくは範囲と比較される。本実施形態においては、指定のレベルまたは範囲はユーザによって、例えば、セレクタスイッチ３４を使用して調節できる。もしその量が指定のレベルまたは範囲より高いときは、コントロールはブロック１３８に戻り、臭気センサ３８はその空間の分析を継続する。もし量が指定のレベルまたは範囲より低いときは、コントロールはブロック１４２に進み、揮発性物質４８が出される。ブロック１４２に続いて、コントロールはブロック１３８に戻る。
【００２７】
もう一つの実施形態においては、量が指定のレベルよりも低いかを判定するために、ブロック１３８は、コントロールがブロック１４０に進む前に、最初に特定の化学成分の閾値量を検出する。もしその化学成分の量が閾値量より低いときは、コントロールはブロック１３６に進み、エラーの信号が送られる。低くないときは、コントロールは判定ブロック１４０に進む。こうして、図７のプログラムは、流体容器４６が空になった時を判断し、ブロック１３８、１４０、および１４２のループを繰り返し実行する代わりにエラーの信号を送る。
【００２８】
図８は、図１の拡散デバイス２０と類似するが、それぞれ、拡散デバイス１６２とは遠隔もしくは分離しているセンサ１６４a、１６４bと通信している拡散デバイス１６２a、１６２bを含むシステム１６０を示す。拡散デバイス１６２a、１６２bはセンサ１６４a、１６４bと通信ライン１６６を通じて通信し、通信ライン１６６は有線もしくは無線接続であってもよい。コントローラ１６８は拡散デバイス１６２a、１６２bと類似の有線もしくは無線通信ライン１７０を介して通信する。本実施形態においては、拡散デバイス１６２a、１６２bは、建物１７２全体に分布され、建物１７２は、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６およびＨＶＡＣシステム１７８を含む。具体的には、拡散デバイス１６２aは第一の部屋１７４内にセンサ１６４aから離れて配置され、例えば、拡散デバイス１６２aとセンサ１６４aは部屋１７４の両端に配置される。さらに、拡散デバイス１６２bがＨＶＡＣシステム１７８内に配置され、拡散デバイス１６２bから離れてセンサ１６４bが第二の部屋１７６内に配置される。拡散デバイス１６２a、１６２bによって出された揮発性物質の特定の化学成分もしくは臭気のために、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６の空間分析するために、センサ１６４a、１６４bは動作する。上述のように、特定の化学成分を検出することで、その空間内の揮発性物質のレベルが推定される。本実施形態においては、それぞれ、第一と第二の部屋１７４、１７６の揮発性物質のレベルが低い遠隔センサ１６４a、１６４bから信号に応答して、揮発性物質を出すために、コントローラ１６８は拡散デバイス１６２a、１６２bを制御する。図８に示される実施形態に対して、当業者においては明らかなように、様々な変更ができる。例えば、追加の拡散デバイスおよび／またはセンサを備える追加の部屋を設け、複数のセンサと一つもしくは複数の拡散デバイスとを通信してもよく、複数の拡散デバイスと一つもしくは複数のセンサとを通信してもよい。
【００２９】
他の実施形態においては、揮発性物質４８を放出するための手段は拡散デバイス２０内で一部変更もしくは完全に変更してもよい。例えば、圧電アクチュエータ７０は他の既知の圧電アクチュエータを用いて変更され、あるいはヒータ、ファン、バルブ機構、およびタイマー、センサ、および手動アクチュエータの一つもしくは複数によって生成される信号に応答して揮発性物質４８を出す機械式駆動機構の一つもしくは複数によって置換および／または追加してもよい。さらに、揮発性物質４８は、流体、ゲル、もしくは固体であるキャリアによって保持され、任意のタイプの流体容器、例えば、ボトル内に、浸透性膜によって覆われた区画内に、あるいはエアロゾル容器内に収容してもよい。一つの代わりの実施形態においては、ここにその全体が参照のために組み込まれるPedrottiらの合衆国特許第６，８６２，４０３号において開示されるような芳香オイルを出するための拡散デバイスが、ここに説明される任意の臭気センサおよび／あるいは方法を含むように修正される。同様にして、他の実施形態においては、ここにその全体が参照のために組み込まれるAdamsらの合衆国特許第６，９３８，８８３号、Carpenterらの合衆国広報第２００７/０１９９９５２号、Helfらの合衆国広報第２００７/０２３７４９８号、Belandらの合衆国特許出願第１１/８０１，５５４号、およびHelfらの合衆国特許出願第１１/８９３，５３２号にて開示される一つのような揮発性物質を放出するための拡散デバイスがここに説明される任意の臭気センサおよび／あるいは方法を含むように修正される。
【００３０】
さらに別の実施形態においては、拡散デバイス２０は揮発性物質４８へのユーザの順応あるいは慣れを補償するように適合される。一つの実施形態においては、ＰＣＢ３２は出される揮発性物質４８の量を変化させるために圧電素子７２を異なる時間だけ作動するプログラミングを含む。例えば、ＰＣＢ３２は比較的高いレベルの揮発性物質は１時間、その後、より低いが、それでも気づくレベルの揮発性物質を２０分間だけ出すプログラミングを含む。もう一つの実施形態においては、ファンもしくはヒータの動作を期間および／または強度において変化させ、これによって出される揮発性物質４８の量を、あるいは出される揮発性物質４８の拡散速度を変化させる。もう一つの実施形態においては、異なる揮発性物質４８が異なる順番によって出され、これによってユーザの慣れが補償される。さらにもう一つの実施形態においては、拡散デバイス２０は、もしユーザによって要求される場合は、揮発性物質４８を出すために手動で作動させる。当業者においては明らかなユーザの慣れを補償するための他の方法および技術を本開示と合致して提供することもできる。
【００３１】
さらに、他の考えられる実施形態として、追加のセンサ、例えば、光センサもしくは熱センサを含めることもできる。さらに他の実施形態においては、拡散デバイスはずらりと並んだ多数の臭気もしくは化学センサを含み、複数の特定の成分が検出され、および／またはある特定の成分がより正確に検出される。さらに他のセンサを使用することもでき、これらには、Lewisの合衆国特許第６，０９３，３０８号において開示されるような交互に導電と非導電材料によって分離された電気リードが含まれる。さらに当業者において知られている他のセンサ、例えば、金属酸化物センサ、微小ロエレクトロメカニカルセンサ、弾性表面波センサ、水晶マイクロバランスセンサ、光センサ、化学的に活性な色素センサ、インクジェット印刷薄膜センサ、バイオメトリックセンサ等をここに説明される拡散デバイスと共に用いることもできる。より詳細には、本発明の開示に従って適合できるセンサのリストには、網羅的でも、排他的でもないが、メリーランド州ハノーバー所在のAlpha M.O.Sから市販されるPrometheus臭気およびＶＯＣアナライザ、英国、ウェストヨークシャ所在のScensive Technologies Limited of Normantonから市販されるBloodhound（登録商標）ＳＴ２１４、日本、東京所在の凸版印刷株式会社によって開発されたBall SAWセンサ、イタリア、ナポリ所在のTechnobiochip of Pozzuiliによって市販されるLibraNOSE、およびアンゾナ州ツーソン所在のBioVigilant Systems,Inc.によって市販されるIPD-1000粒子検出器が含まれる。
【００３２】
上述の実施形態の各々の個々の特徴の様々な組合せから構成される他の実施形態もここに明確に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
ここに説明される拡散デバイスは、臭気センサを巧みに利用して、出される揮発性物質の特定の化学成分を検出する。特定の化学成分を検出することで、揮発性物質が適合するか識別され、それに基づいて拡散デバイスが制御される。さらに環境内の特定の化学成分の量を分析することで、その空間内の揮発性物質のレベルが推定され、それに基づいて拡散デバイスが制御される。さらに、臭気センサは広範な成分ではなく特定の化学成分を検出するように構成されるために臭気センサと拡散デバイス全体の設計が簡素化される。
【００３４】
本発明に対する多数の変更が当業者においては上述の説明の観点から明らかである。従って、この記述は単に解説的なものであり、当業者が本発明を製造および利用することを助けるために、および本発明を実施する最良の形態を教示するために示されたものであると解釈されるべきである。添付のクレームの範囲内に入る全ての変更に対する排他的権利が保持される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性物質の特定の成分の存在を検出する手段と、
前記揮発性物質が前記特定の成分を含む場合にのみ、前記揮発性物質を出すために、揮発性物質ディスペンサを制御する手段と、を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための装置。
【請求項２】
容器内の揮発性物質を出すように適合した揮発性物質ディスペンサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記検出する手段は、前記揮発性物質内前記特定の成分を検出するために、容器内の前記揮発性物質と流体連通するように構成されることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記揮発性物質用の容器をさらに含み、前記容器は芯を含み、前記検出する手段は前記芯と流体連通する化学センサであることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記揮発性物質用の容器をさらに含み、前記揮発性物質ディスペンサは前記揮発性物質を出すように構成された圧電素子およびオリフィスプレートを含み、前記揮発性物質用の容器は前記揮発性物質を前記オリフィスプレートに供給するように適合された芯を含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項６】
前記揮発性物質ディスペンサはヒータ、ファン、バルブ機構、および機械的駆動機構の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項７】
前記揮発性物質が前記特定の成分を含まないとき、または前記揮発性物質用の容器が空で交換すべきであるときは、エラーの信号を送る手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記検出する手段は、前記特定の成分にのみ反応する化学センサであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
空間内の揮発性物質の特定の成分の量を検出する手段を含み、前記検出する手段は前記特定の成分の存在と量を検出するために調整された臭気センサであり、前記特定の成分は前記揮発性物質の中性のキャリアであり、 前記特定の成分の前記検出された量が指定されたレベルより落ちたことに応答して前記揮発性物質を出すために、揮発性物質ディスペンサを制御する手段を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための装置。
【請求項１０】
前記制御する手段は、前記特定の成分の前記検出された量と前記空間内の揮発性物質のレベルと相互に関連することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
容器内の揮発性物質を出すように適合した揮発性物質ディスペンサをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記制御する手段は、慣れを補償するために、出される揮発性物質の量または拡散速度を変化させることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
容器をさらに含み、前記容器はエアロゾル容器であり、前記揮発性物質ディスペンサは流体を前記エアロゾル容器から出すように適合することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記揮発性物質ディスペンサはヒータ、ファン、バルブ機構、および機械的駆動機構の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
前記検出する手段は、前記揮発性物質ディスペンサから離れていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
特定の成分を有する揮発性物質を収容する流体容器を供給し、
前記特定の成分の存在および量を検出するために調整された臭気センサを用いて空間内の前記特定の成分の量を検出し、前記特定の成分は前記揮発性物質の中性のキャリアであり、
前記特定の成分の前記検出された量が指定されたレベルより落ちたことに応答して、前記流体容器から前記空間内に前記揮発性物質を出すこと、を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための方法。
【請求項１７】
前記特性の成分について前記流体容器内の前記揮発性物質を分析することさらにを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記揮発性物質が前記特定の成分を含まないときは、前記揮発性物質を前記流体容器から出すことを防止することをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記分析することは、前記揮発性物質を前記空間内に出すこと、および前記特定の成分について前記出された揮発性物質を分析すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記流体容器が空になったかを検出することをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１】
揮発性物質の特定の成分の存在を検出する手段と、
前記揮発性物質が前記特定の成分を含む場合にのみ、前記揮発性物質を出すために、揮発性物質ディスペンサを制御する手段と、を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための装置。
【請求項２】
容器内の揮発性物質を出すように適合した揮発性物質ディスペンサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記検出する手段は、前記揮発性物質内前記特定の成分を検出するために、容器内の前記揮発性物質と流体連通するように構成されることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記揮発性物質用の容器をさらに含み、前記容器は芯を含み、前記検出する手段は前記芯と流体連通する化学センサであることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記揮発性物質用の容器をさらに含み、前記揮発性物質ディスペンサは前記揮発性物質を出すように構成された圧電素子およびオリフィスプレートを含み、前記揮発性物質用の容器は前記揮発性物質を前記オリフィスプレートに供給するように適合された芯を含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項６】
前記揮発性物質ディスペンサはヒータ、ファン、バルブ機構、および機械的駆動機構の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項７】
前記揮発性物質が前記特定の成分を含まないとき、または前記揮発性物質用の容器が空で交換すべきであるときは、エラーの信号を送る手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記検出する手段は、前記特定の成分にのみ反応する化学センサであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
空間内の揮発性物質の特定の成分の量を検出する手段を含み、前記検出する手段は前記特定の成分の存在と量を検出するために調整された臭気センサであり、前記特定の成分は前記揮発性物質の中性のキャリアであり、 前記特定の成分の前記検出された量が指定されたレベルより落ちたことに応答して前記揮発性物質を出すために、揮発性物質ディスペンサを制御する手段を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための装置。
【請求項１０】
前記制御する手段は、前記特定の成分の前記検出された量と前記空間内の揮発性物質のレベルと相互に関連することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
容器内の揮発性物質を出すように適合した揮発性物質ディスペンサをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記制御する手段は、慣れを補償するために、出される揮発性物質の量または拡散速度を変化させることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
容器をさらに含み、前記容器はエアロゾル容器であり、前記揮発性物質ディスペンサは流体を前記エアロゾル容器から出すように適合することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記揮発性物質ディスペンサはヒータ、ファン、バルブ機構、および機械的駆動機構の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
前記検出する手段は、前記揮発性物質ディスペンサから離れていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
特定の成分を有する揮発性物質を収容する流体容器を供給し、
前記特定の成分の存在および量を検出するために調整された臭気センサを用いて空間内の前記特定の成分の量を検出し、前記特定の成分は前記揮発性物質の中性のキャリアであり、
前記特定の成分の前記検出された量が指定されたレベルより落ちたことに応答して、前記流体容器から前記空間内に前記揮発性物質を出すこと、を含むことを特徴とする揮発性物質で空間を処理するための方法。
【請求項１７】
前記特性の成分について前記流体容器内の前記揮発性物質を分析することさらにを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記揮発性物質が前記特定の成分を含まないときは、前記揮発性物質を前記流体容器から出すことを防止することをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記分析することは、前記揮発性物質を前記空間内に出すこと、および前記特定の成分について前記出された揮発性物質を分析すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記流体容器が空になったかを検出することをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１２−５０００８５（Ｐ２０１２−５０００８５Ａ）
【公表日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２３８１７（Ｐ２０１１−５２３８１７）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４７４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２１７１６
【国際公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５００１０６７４３）エス．シー． ジョンソン アンド サン、インコーポレイテッド (168)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４７４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２１７１６
【国際公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５００１０６７４３）エス．シー． ジョンソン アンド サン、インコーポレイテッド (168)
【Ｆターム（参考）】
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