JP6756025B1 - エアロゾル吸引器用の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で、エアロゾル源を霧化する負荷の電気抵抗値又は温度を取得可能にする。【解決手段】エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷２１を備えるエアロゾル吸引器１の制御装置の一例である電源ユニット１０は、負荷２１に印加される電圧値を出力する負荷電圧センサ１７と、負荷２１に対して一定電流を出力する定電流回路７０と、負荷電圧センサ１７の出力と定電流回路７０が出力する一定電流とに基づいて、負荷２１の電気抵抗値又は温度を取得する制御回路５０と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、エアロゾル吸引器用の制御装置に関する。
エアロゾル吸引器では、エアロゾル源を霧化する負荷（例えばヒータ）の電気抵抗値や温度が様々な制御に用いられている。このような負荷の電気抵抗値等を取得する技術として、特許文献１には、定電圧出力回路（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ）によって負荷に一定電圧を印加し、この一定電圧と、負荷に流れる電流値とから、負荷の電気抵抗値を求めるようにした技術が記載されている。また、特許文献２には、ヒータと抵抗器とにより分圧回路を形成し、抵抗器のみに印加される電圧と、ヒータと抵抗器との双方に印加される電圧とを計測し、この２つの電圧から負荷の電気抵抗値を求めるようにした技術が記載されている。
国際公開２０１９／０８２２６４号公報 特表２０１４−５０１１０７号公報
しかしながら、特許文献１及び２に記載された技術では、負荷の電気抵抗値や温度を求めるために、エアロゾル吸引器の回路が大型化したり複雑化する虞がある。例えば、特許文献１に記載された技術では、回路規模が大きくなりがちな定電圧出力回路が必要となる。また、特許文献２に記載された技術では、負荷が設けられた分圧回路において少なくとも２つの電圧を計測する必要があり、そのため、２つの電圧センサが必要となる。
本発明は、簡易な構成で、エアロゾル源を霧化する負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得可能なエアロゾル吸引器用の制御装置を提供する。
第１発明は、
エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
を備え、
前記一定電流は、１［Ａ］未満であり、
前記制御回路は、前記電圧センサの出力が入力されるアナログデジタル変換器を備え、
前記アナログデジタル変換器には、前記電圧センサの出力が増幅されて入力されるように構成される。
第２発明は、
エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
を備え、
前記定電流回路へ入力される電流を増幅させる増幅回路をさらに備える。
第３発明は、
エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
を備え、
前記定電流回路と第１開閉器を備えた第１回路と、
前記第１回路と並列接続され、且つ、第２開閉器を備えた第２回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、前記負荷を加熱する場合には、前記第１開閉器をオフ且つ前記第２開閉器をオンにし、前記負荷の電気抵抗値又は電気負荷の温度を取得する場合には、前記第１開閉器をオン且つ前記第２開閉器をオフにする。
第４発明は、
エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって
前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
を備え、
前記負荷を脱着可能なコネクタと、
前記コネクタに対して並列接続される抵抗器と、
をさらに備え、
前記電圧センサは、前記コネクタに前記負荷が装着されていない場合に、前記抵抗器に印加される電圧値を出力する。
本発明によれば、簡易な構成で、エアロゾル源を霧化する負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
本発明の一実施形態の電源ユニットが装着されたエアロゾル吸引器の斜視図である。 図１のエアロゾル吸引器の他の斜視図である。 図１のエアロゾル吸引器の断面図である。 図１のエアロゾル吸引器における電源ユニットの斜視図である。 図１のエアロゾル吸引器の機能的構成を示すブロック図である。 電源ユニットの主要な回路構成を示す図である。 定電流回路の一例を示す図である。 図６の電源ユニットの回路構成における要部拡大図である。 定電流回路が出力する一定電流と温度分解能との関係の一例を示す図である。 電源ユニットの制御装置が行う制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 電源ユニットの第１変形例を示す図である。 電源ユニットの制御装置が備えるオペアンプの増幅率と温度分解能との関係の一例を示す図である。 電源ユニットの第３変形例を示す図である。 電源ユニットの第４変形例を示す図（その１）である。 電源ユニットの第４変形例を示す図（その２）である。
以下、本発明の一実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は、本発明のエアロゾル吸引器用の制御装置及びエアロゾル吸引器を、エアロゾル吸引器用の電源ユニット及び該電源ユニットを備えるエアロゾル吸引器に適用した場合の例である。まず、このエアロゾル吸引器について、図１及び図２を参照しながら説明する。
（エアロゾル吸引器）
エアロゾル吸引器１は、燃焼を伴わずに香味が付加されたエアロゾルを吸引するための器具であり、所定方向（以下、長手方向Ｘと呼ぶ）に沿って延びる棒形状を有する。エアロゾル吸引器１は、長手方向Ｘに沿って電源ユニット１０と、第１カートリッジ２０と、第２カートリッジ３０と、がこの順に設けられている。第１カートリッジ２０は、電源ユニット１０に対して着脱可能である。第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０に対して着脱可能である。言い換えると、第１カートリッジ２０及び第２カートリッジ３０は、それぞれ交換可能である。
（電源ユニット）
本実施形態の電源ユニット１０は、本発明の制御装置の一例であり、図３、図４、図５、及び図６に示すように、円筒状の電源ユニットケース１１の内部に、電源１２、充電器１３、制御回路５０、吸気センサ１５等の各種センサ等を収容する。電源１２は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくはリチウムイオン二次電池である。電源１２の電解質は、ゲル状の電解質、電解液、固体電解質、イオン液体の１つ又はこれらの組合せで構成されていてもよい。また、制御回路５０は、例えばＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）である。
図４に示すように、電源ユニットケース１１の長手方向Ｘの一端側（第１カートリッジ２０側）に位置するトップ部１１ａには、放電端子４１が設けられる。放電端子４１は、トップ部１１ａの上面から第１カートリッジ２０に向かって突出するように設けられ、第１カートリッジ２０の負荷２１と電気的に接続可能に構成される。
また、トップ部１１ａの上面には、放電端子４１の近傍に、第１カートリッジ２０の負荷２１に空気を供給する空気供給部４２が設けられる。
電源ユニットケース１１の長手方向Ｘの他端側（第１カートリッジ２０と反対側）に位置するボトム部１１ｂには、電源１２を充電可能な外部電源（図示省略）と電気的に接続可能な充電端子４３が設けられる。充電端子４３は、ボトム部１１ｂの側面に設けられ、例えば、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、及びＬｉｇｈｔｎｉｎｇ（登録商標）端子の少なくとも１つが接続可能である。
なお、充電端子４３は、外部電源から送電される電力を非接触で受電可能な受電部であってもよい。このような場合、充電端子４３（受電部）は、受電コイルから構成されていてもよい。非接触による電力伝送（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）の方式は、電磁誘導型でもよいし、磁気共鳴型でもよい。また、充電端子４３は、外部電源から送電される電力を無接点で受電可能な受電部であってもよい。別の一例として、充電端子４３は、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ端子の少なくとも１つが接続可能であり、且つ上述した受電部を有していてもよい。
電源ユニットケース１１には、ユーザが操作可能な操作部１４が、トップ部１１ａの側面に充電端子４３とは反対側を向くように設けられる。より詳述すると、操作部１４と充電端子４３は、操作部１４と充電端子４３を結ぶ直線と長手方向Ｘにおける電源ユニット１０の中心線の交点について点対称の関係にある。操作部１４は、ボタン式のスイッチ、タッチパネル等から構成される。図３に示すように、操作部１４の近傍には、パフ動作を検出する吸気センサ１５が設けられている。
充電器１３は、充電端子４３に近接して配置され、充電端子４３から入力される電力の電源１２への充電制御を行う。なお、充電器１３は、制御回路５０の近傍に配置されていてもよい。
制御回路５０は、図５に示すように、パフ（吸気）動作を検出する吸気センサ１５、電源１２の電圧を測定する電源電圧センサ１６、負荷２１に印加される電圧を測定する負荷電圧センサ１７等の各種センサ装置、操作部１４、後述の報知部４５、及びパフ動作の回数又は負荷２１への通電時間等を記憶するメモリー１８に接続され、エアロゾル吸引器１の各種の制御を行う。制御回路５０は、具体的には後述のプロセッサ５５（図８参照）を主体に構成されており、プロセッサ５５の動作に必要なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と各種情報を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体をさらに含む。本明細書におけるプロセッサとは、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
また、制御回路５０が、電源電圧センサ１６が制御回路５０の内部に設けられるようにしてもよい。この場合、電源電圧センサ１６は、後述するオペアンプ５６とアナログデジタル変換器５７によって構成されてもよい。そして、制御回路５０の内部において、電源電圧センサ１６の出力信号がプロセッサ５５に入力されるようにしてもよい。
また、電源ユニットケース１１には、内部に外気を取り込む不図示の空気の取込口が設けられている。なお、空気取込口は、操作部１４の周囲に設けられていてもよく、充電端子４３の周囲に設けられていてもよい。
（第１カートリッジ）
図３に示すように、第１カートリッジ２０は、円筒状のカートリッジケース２７の内部に、エアロゾル源２２を貯留するリザーバ２３と、エアロゾル源２２を霧化する電気的な負荷２１と、リザーバ２３から負荷２１へエアロゾル源を引き込むウィック２４と、エアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルが第２カートリッジ３０に向かって流れるエアロゾル流路２５と、第２カートリッジ３０の一部を収容するエンドキャップ２６と、を備える。
リザーバ２３は、エアロゾル流路２５の周囲を囲むように区画形成され、エアロゾル源２２を貯留する。リザーバ２３には、樹脂ウェブ又は綿等の多孔体が収容され、且つ、エアロゾル源２２が多孔体に含浸されていてもよい。リザーバ２３には、樹脂ウェブ又は綿状の多孔質体が収容されず、エアロゾル源２２のみが貯留されていてもよい。エアロゾル源２２は、グリセリン、プロピレングリコール、又は水などの液体を含む。
ウィック２４は、リザーバ２３から毛管現象を利用してエアロゾル源２２を負荷２１へ引き込む液保持部材である。ウィック２４は、例えば、ガラス繊維や多孔質セラミックなどによって構成される。
負荷２１は、電源１２から放電端子４１を介して供給される電力によって、燃焼を伴わずにエアロゾル源２２を加熱することで霧化する。負荷２１は、所定ピッチで巻き回される電熱線（コイル）によって構成される。
なお、負荷２１は、エアロゾル源２２を加熱することで霧化してエアロゾルを生成可能な素子であればよい。負荷２１は、例えば、発熱素子である。発熱素子としては、発熱抵抗体、セラミックヒータ、及び誘導加熱式のヒータ等が挙げられる。以下では、負荷２１の持つ電気抵抗値を電気抵抗値ＲＨと記載する。
負荷２１としては、温度と電気抵抗値が相関を持つものが用いられる。より具体的には、温度の増加に伴って電気抵抗値も増加するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有するものが負荷２１として用いられる。ＰＴＣ特性を有する負荷２１の一例は、ＮｉＣｒ（ニクロム）である。また、ＰＴＣ特性を有する負荷２１は、ステンレス鋼やタングステン等によっても実現できる。ＰＴＣ特性は、正の抵抗温度係数特性とも呼ばれる。
負荷２１の温度の変化量に対する、負荷２１の電気抵抗値の変化量の大きさを示す係数を、抵抗温度係数α［ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）／℃］という。抵抗温度係数αは、負荷２１の温度をＴとし、基準温度をＴＲＥＦとし、基準電気抵抗値をＲＲＥＦとして、下記の式（Ｆ１）によって表すことができる。
Figure 0006756025
なお、例えば、負荷２１の抵抗温度係数α［ｐｐｍ／℃］を示す情報は、電源ユニット１０（例えば後述のメモリー１８）に予め記憶される。
エアロゾル流路２５は、負荷２１の下流側であって、電源ユニット１０の中心線Ｌ上に設けられる。エンドキャップ２６は、第２カートリッジ３０の一部を収容するカートリッジ収容部２６ａと、エアロゾル流路２５とカートリッジ収容部２６ａとを連通させる連通路２６ｂと、を備える。
（第２カートリッジ）
第２カートリッジ３０は、香味源３１を貯留する。第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０のエンドキャップ２６に設けられたカートリッジ収容部２６ａに着脱可能に収容される。第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０側とは反対側の端部が、ユーザの吸口３２となっている。なお、吸口３２は、第２カートリッジ３０と一体不可分に構成される場合に限らず、第２カートリッジ３０と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口３２を電源ユニット１０と第１カートリッジ２０とは別体に構成することで、吸口３２を衛生的に保つことができる。
第２カートリッジ３０は、負荷２１によってエアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルを香味源３１に通すことによってエアロゾルに香味を付与する。香味源３１を構成する原料片としては、刻みたばこ、又は、たばこ原料を粒状に成形した成形体を用いることができる。香味源３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、漢方、ハーブ等）によって構成されてもよい。香味源３１には、メントール等の香料が付与されていてもよい。
本実施形態のエアロゾル吸引器１では、エアロゾル源２２と香味源３１と負荷２１とによって、香味が付加されたエアロゾルを発生させることができる。つまり、エアロゾル源２２と香味源３１は、エアロゾルを発生させるエアロゾル生成源を構成している。
エアロゾル吸引器１におけるエアロゾル生成源は、ユーザが交換して使用する部分である。この部分は、例えば、１つの第１カートリッジ２０と、１つ又は複数（例えば５つ）の第２カートリッジ３０とが１セットとしてユーザに提供される。
エアロゾル吸引器１に用いられるエアロゾル生成源の構成は、エアロゾル源２２と香味源３１とが別体になっている構成の他、エアロゾル源２２と香味源３１とが一体的に形成されている構成、香味源３１が省略されて香味源３１に含まれ得る物質がエアロゾル源２２に付加された構成、香味源３１の代わりに薬剤等がエアロゾル源２２に付加された構成等であってもよい。
エアロゾル源２２と香味源３１とが一体的に形成されたエアロゾル生成源を含むエアロゾル吸引器１であれば、例えば１つ又は複数（例えば２０個）のエアロゾル生成源が１セットとしてユーザに提供される。
エアロゾル源２２のみをエアロゾル生成源として含むエアロゾル吸引器１であれば、例えば１又は複数（例えば２０個）のエアロゾル生成源が１セットとしてユーザに提供される。
このように構成されたエアロゾル吸引器１では、図３中の矢印Ｂで示すように、電源ユニットケース１１に設けられた不図示の取込口から流入した空気が、空気供給部４２から第１カートリッジ２０の負荷２１付近を通過する。負荷２１は、ウィック２４によってリザーバ２３から引き込まれたエアロゾル源２２を霧化する。霧化されて発生したエアロゾルは、取込口から流入した空気と共にエアロゾル流路２５を流れ、連通路２６ｂを介して第２カートリッジ３０に供給される。第２カートリッジ３０に供給されたエアロゾルは、香味源３１を通過することで香味が付与され、吸口３２に供給される。
また、エアロゾル吸引器１には、各種情報を報知する報知部４５が設けられている（図５参照）。報知部４５は、発光素子によって構成されていてもよく、振動素子によって構成されていてもよく、音出力素子によって構成されていてもよい。報知部４５は、発光素子、振動素子、及び音出力素子のうち、２以上の素子の組合せであってもよい。報知部４５は、電源ユニット１０、第１カートリッジ２０、及び第２カートリッジ３０のいずれに設けられてもよいが、電源ユニット１０に設けられることが好ましい。例えば、操作部１４の周囲が透光性を有し、ＬＥＤ等の発光素子によって発光するように構成される。
（電源ユニットの電気回路）
つぎに、電源ユニット１０の電気回路の要部について図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、電源ユニット１０は、電源１２と、電源電圧センサ１６と、制御回路５０と、ＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐ Ｏｕｔ）レギュレータ６０と、負荷２１と接続される放電端子４１と、第１開閉器ＳＷ１と、定電流回路７０と、負荷電圧センサ１７と、を備える。第１開閉器ＳＷ１、定電流回路７０、負荷２１と接続される放電端子４１、及び負荷電圧センサ１７は、後述の加熱兼測定用回路Ｃ１を構成している。
電源ユニット１０において、制御回路５０は、ＬＤＯレギュレータ６０と直列接続される。そして、直列接続された制御回路５０及びＬＤＯレギュレータ６０は、電源１２の正極側端子に接続された主正母線ＬＵと、電源１２の負極側端子に接続された主負母線ＬＤと、に接続される。具体的には、制御回路５０及びＬＤＯレギュレータ６０は、ＬＤＯレギュレータ６０が主正母線ＬＵ側となり制御回路５０が主負母線ＬＤ側となる状態で、主正母線ＬＵと主負母線ＬＤとに接続される。
ＬＤＯレギュレータ６０は、電源１２によって印加される電圧（以下「電源電圧」ともいう。例えば４．２［Ｖ］）を、所定の電圧（基準電圧ＶＲＥＦ。例えば３．７［Ｖ］）に変換する電圧変換器である。ＬＤＯレギュレータ６０は、変換後の電圧を制御回路５０へ出力する。
電源電圧センサ１６は、電源１２と、直列接続された制御回路５０及びＬＤＯレギュレータ６０とに並列接続されて、一端が主正母線ＬＵに接続され、他端が主負母線ＬＤに接続される。これにより、電源電圧センサ１６は、主正母線ＬＵと主負母線ＬＤとの間の電圧を検出できる。また、電源電圧センサ１６は、制御回路５０とも接続されており、検出した電圧を示す情報を制御回路５０へ送る。これにより、電源電圧センサ１６は、検出した電圧を制御回路５０に通知できる。なお、以下、電源電圧センサ１６が検出する電圧を「電源電圧」ともいう。
図６において、加熱兼測定用回路Ｃ１は、第１開閉器ＳＷ１と、定電流回路７０と、負荷２１と接続される放電端子４１とが、この順で直接接続されることで構成されている。加熱兼測定用回路Ｃ１の第１開閉器ＳＷ１側の端部は、主正母線ＬＵと接続される。加熱兼測定用回路Ｃ１の放電端子４１側の端部は、主負母線ＬＤと接続される。
第１開閉器ＳＷ１は、制御回路５０と接続され、制御回路５０の制御にしたがって開閉動作するスイッチである。第１開閉器ＳＷ１は、例えばＭＯＳＦＥＴである。この場合、制御回路５０は、第１開閉器ＳＷ１のゲート電圧を制御することによって、第１開閉器ＳＷ１の開閉動作や第１開閉器ＳＷ１を流れる電流の値を制御できる。なお、加熱兼測定用回路Ｃ１における第１開閉器ＳＷ１の配置位置は、主正母線ＬＵと定電流回路７０の間に限られない。別の一例として、第１開閉器ＳＷ１を、定電流回路７０と負荷２１との間や、負荷２１と主負母線ＬＤの間に配置するようにしてもよい。
定電流回路７０は、電流が入力された場合に、放電端子４１（即ち負荷２１）に対して一定電流を出力する。具体的に、定電流回路７０は、入力された電流以下、且つ予め定められた電流値の一定電流を出力する。このような定電流回路７０を設けることにより、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の高価で回路規模も大きくなりがちな回路を必要とせずに、負荷２１に入力される電流を一定電流にすることができる。なお、定電流回路７０が出力する一定電流の電流値を示す情報は、制御回路５０に予め記憶される。以下、定電流回路７０が出力する一定電流の電流値を「一定電流値」ともいう。
負荷電圧センサ１７は、加熱兼測定用回路Ｃ１において、負荷２１（即ち放電端子４１）と並列接続されて、負荷２１に印加される電圧を検出する。ここで、負荷２１に印加される電圧は、放電端子４１における正極側放電端子４１ａと、放電端子４１における負極側放電端子４１ｂとの端子間電圧である。以下、負荷２１に印加される電圧を「負荷電圧」ともいう。また、負荷電圧センサ１７は、制御回路５０とも接続されており、検出した負荷電圧を示す負荷電圧情報を制御回路５０へ送る。これにより、負荷電圧センサ１７は、検出した負荷電圧を制御回路５０に通知できる。
図６に示した電源ユニット１０によれば、負荷２１が放電端子４１に接続されている場合に、制御回路５０が第１開閉器ＳＷ１をオンとすると、電源１２からの電流が定電流回路７０に入力され、定電流回路７０が負荷２１に対して一定電流を出力する。したがって、この場合に、制御回路５０は、後述するように、検出された負荷電圧と、一定電流値とに基づいて、負荷２１の電気抵抗値ＲＨや温度Ｔを取得することができる。
（定電流回路の回路構成の一例）
つぎに、図７を参照しながら、定電流回路７０の回路構成の一例について説明する。
図７に示すように、定電流回路７０は、オペアンプ７１と、トランジスタ７２と、所定の電気抵抗値を有する抵抗器７３及び抵抗器７４と、を備える。
オペアンプ７１は、非反転入力端子（＋）７１ａと、反転入力端子（−）７１ｂと、出力端子７１ｃと、不図示の一対の電源端子を有する。そして、オペアンプ７１は、非反転入力端子７１ａに入力された電圧から反転入力端子７１ｂに入力された電圧を減算した差分値を、所定の増幅率によって増幅して出力端子７１ｃから出力する。なお、ここで、オペアンプ７１による増幅率、即ちオペアンプ７１の裸電圧利得は、十分に大きいものとする。
トランジスタ７２は、ベース７２ａと、コレクタ７２ｂと、エミッタ７２ｃと、を有するＮＰＮトランジスタである。即ち、トランジスタ７２において、ベース７２ａに流入したベース電流及びコレクタ７２ｂに流入したコレクタ電流は、エミッタ７２ｃへ流れるようになっている。
ベース７２ａは、抵抗器７３を介して、オペアンプ７１の出力端子７１ｃと接続される。なお、抵抗器７３は省略してもよい。コレクタ７２ｂは、例えば、図６に示した第１開閉器ＳＷ１と接続される。即ち、コレクタ電流は、例えば、第１開閉器ＳＷ１がオンとされることにより定電流回路７０に入力される電流である。エミッタ７２ｃは、抵抗器７４を介して、例えば、図６に示した正極側放電端子４１ａと接続される。また、エミッタ７２ｃと抵抗器７４との間には、分岐部７５が設けられる。この分岐部７５は、オペアンプ７１の反転入力端子７１ｂと接続される。オペアンプ７１の非反転入力端子７１ａには、反転入力端子７１ｂに印加されうる電圧よりも高い予め定めた電圧が入力されるようになっている。
定電流回路７０は、コレクタ電流が小さいほどオペアンプ７１の出力が大きくなるため、より多くのコレクタ電流が流れるようにベース電圧を増大させる。このようにして、ベース電圧は、非反転入力端子７１ａと反転入力端子７１ｂに入力される電圧がおおよそ等しくなるまで調整される。この結果、コレクタ電流は、非反転入力端子７１ａに入力される電圧の値を、抵抗器７４の電気抵抗値で割った値におおよそ等しくなる。非反転入力端子７１ａに入力される電圧の値と抵抗器７４の電気抵抗値は定数であるため、コレクタ電流も一定の値になるように制御される。
図７に示した定電流回路７０によれば、コレクタ７２ｂへのコレクタ電流の流入に応じて、エミッタ７２ｃから一定電流を出力することができる。このような定電流回路７０を用いることにより、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の高価で回路規模も大きくなりがちな回路を必要としない簡易な構成で、負荷２１に入力される電流を一定電流にすることができる。なお、図７に示した定電流回路７０は、一例であって、定電流回路７０の構成を限定するものではない。例えば、カレントミラー回路等の公知の回路を用いて、定電流回路７０を実現してもよい。
（制御装置の構成）
つぎに制御回路５０の構成について、より具体的に説明する。
制御回路５０は、図５に示すように、ＲＯＭに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される機能ブロックとして、エアロゾル生成要求検出部５１と、負荷状態取得部５２と、電力制御部５３と、報知制御部５４と、を備える。
エアロゾル生成要求検出部５１は、吸気センサ１５の出力結果に基づいてエアロゾル生成の要求を検出する。吸気センサ１５は、吸口３２を通じたユーザの吸引により生じた電源ユニット１０内の圧力（内圧）変化の値を出力するよう構成されている。吸気センサ１５は、例えば、不図示の取込口から吸口３２に向けて吸引される空気の流量（すなわち、ユーザのパフ動作）に応じて変化する内圧に応じた出力値（例えば、電圧値又は電流値）を出力する圧力センサである。吸気センサ１５は、コンデンサマイクロフォン等から構成されていてもよい。吸気センサ１５は、アナログ値を出力してもよいし、アナログ値から変換したデジタル値を出力してもよい。
負荷状態取得部５２は、負荷２１の電気的変数と所定の定数に基づいて、負荷２１の電気抵抗値又は温度を所得する。負荷２１の電気的変数は、例えば、負荷電圧センサ１７によって検出された負荷電圧とすることができる。また、所定の定数は、例えば、定電流回路７０が負荷２１に対して出力する一定電流の電流値（一定電流値）とすることができる。
ここで、負荷電圧センサ１７によって検出された負荷電圧をＶＨ、定電流回路７０が出力する一定電流値をＩＨ、負荷２１の電気抵抗値をＲＨ、負荷２１の温度をＴとする。この場合、負荷２１の電気抵抗値ＲＨは、下記の式（Ｆ２）によって表すことができる。
Figure 0006756025
ここで、負荷電圧ＶＨは負荷電圧センサ１７から取得可能な値であり、一定電流値ＩＨはメモリー１８などに予め記憶された値である。したがって、負荷状態取得部５２は、負荷電圧ＶＨ及び一定電流値ＩＨを上記の式（Ｆ２）に代入することで、負荷２１の電気抵抗値ＲＨを求めることができる。また、上記の式（Ｆ１）で示したように、負荷２１の電気抵抗値ＲＨと温度Ｔとには相関関係がある。したがって、負荷状態取得部５２は、取得した負荷２１の電気抵抗値ＲＨと上記の式（Ｆ１）とから負荷２１の温度Ｔを取得できる。
報知制御部５４は、各種情報を報知するように報知部４５を制御する。例えば、報知制御部５４は、第２カートリッジ３０の交換タイミングの検出に応じて、第２カートリッジ３０の交換タイミングを報知するように報知部４５を制御する。報知制御部５４は、メモリー１８に記憶されたパフ動作の累積回数又は負荷２１への累積通電時間に基づいて、第２カートリッジ３０の交換タイミングを検出し、報知する。報知制御部５４は、第２カートリッジ３０の交換タイミングの報知に限らず、第１カートリッジ２０の交換タイミング、電源１２の交換タイミング、電源１２の充電タイミング等を報知してもよい。
報知制御部５４は、未使用の１つの第２カートリッジ３０がセットされた状態にて、パフ動作が所定回数行われた場合、又は、パフ動作による負荷２１への累積通電時間が所定値（例えば１２０秒）に達した場合に、この第２カートリッジ３０を使用済み（たとえば、残量がゼロ又は空である）と判定して、第２カートリッジ３０の交換タイミングを報知するようにしている。
また、報知制御部５４は、上記の１セットに含まれる全ての第２カートリッジ３０が使用済みとなったと判定した場合に、この１セットに含まれる１つの第１カートリッジ２０を使用済み（たとえば、残量がゼロ又は空である）と判定して、第１カートリッジ２０の交換タイミングを報知するようにしてもよい。
電力制御部５３は、エアロゾル生成要求検出部５１がエアロゾル生成の要求を検出した際に、放電端子４１を介した電源１２の放電を、第１開閉器ＳＷ１のオン／オフ等によって制御する。
電力制御部５３は、負荷２１によってエアロゾル源が霧化されることで生成されるエアロゾルの量が所望範囲に収まるように、言い換えると、電源１２から負荷２１に供給される電力量が一定範囲となるように制御する。具体的に説明すると、電力制御部５３は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御によって第１開閉器ＳＷ１のオン／オフを制御する。これに代えて、電力制御部５３は、ＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス周波数変調）制御によって第１開閉器ＳＷ１のオン／オフを制御してもよい。
電力制御部５３は、負荷２１への電力供給を開始してから所定期間が経過した場合に、電源１２から負荷２１に対する電力供給を停止してもよい。言い換えると、電力制御部５３は、ユーザが実際にパフ動作を行っているパフ期間内であっても、パフ期間が所定期間を超えた場合に、電源１２から負荷２１に対する電力供給を停止する。所定期間は、ユーザのパフ期間のばらつきを抑制するために定められる。電力制御部５３は、電源１２の蓄電量に応じて、１回のパフ動作におけるスイッチ１９のオン／オフのデューティ比を制御する。例えば、電力制御部５３は、電源１２から負荷２１に電力を供給するオン時間の間隔（パルス間隔）を制御したり、電源１２から負荷２１に電力を供給するオン時間の長さ（パルス幅）を制御したりする。
また、電力制御部５３は、充電端子４３と外部電源６０との電気的な接続を検出し、充電器１３を介した電源１２の充電を制御する。
（制御装置が検出可能な負荷の温度分解能）
つぎに、制御回路５０が検出（取得）可能な負荷２１の温度Ｔの分解能について考察する。なお、以下、制御回路５０が検出可能な負荷２１の温度Ｔの分解能を「温度分解能」ともいう。
（負荷の温度等を取得するための具体的な構成）
図８には、図６に示す電源ユニット１０の回路構成における要部拡大図を示した。図８に示すように、制御回路５０は、オペアンプ５６と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５７と、プロセッサ５５と、を備える。なお、オペアンプ５６とアナログデジタル変換器５７は、制御回路５０の外部に設けられていてもよい。
オペアンプ５６は、非反転入力端子（＋）５６ａと、反転入力端子（−）５６ｂと、出力端子５６ｃと、一対の電源端子と、を有する。そして、オペアンプ５６は、非反転入力端子５６ａに入力された電圧から反転入力端子５６ｂに入力された電圧を減算した差分値を、所定の増幅率（以下「増幅率Ａ」とする）によって増幅し、増幅した電圧を出力端子５６ｃからアナログデジタル変換器５７へ出力する。
具体的に説明すると、オペアンプ５６の非反転入力端子５６ａは、負荷電圧センサ１７と接続される。これにより、非反転入力端子５６ａには、負荷電圧センサ１７の出力、即ち負荷電圧ＶＨを示す電圧信号（アナログ信号）が入力電圧ＶＩＮとして印加される。この入力電圧ＶＩＮは、負荷２１の電気抵抗値ＲＨの変化に応じて変化する。このため、負荷２１の電気抵抗値ＲＨの変化量に対する入力電圧ＶＩＮの変化量を、以下ではΔＶＩＮと記載する。
また、オペアンプ５６の反転入力端子５６ｂは例えばアースＧと接続されて、反転入力端子５６ｂへの入力電圧は「０（零）」とされる。したがって、オペアンプ５６の出力端子５６ｃからは、入力電圧ＶＩＮを増幅率Ａによって増幅した電圧信号Ａ・ＶＩＮ（アナログ信号）が出力され、これがアナログデジタル変換器５７に入力される。また、オペアンプ５６の一対の電源端子は、高電位側の電源端子と、低電位側の電源端子と、を有する。高電位側の電源端子には、例えば基準電圧ＶＲＥＦが入力される。低電位側の電源端子は、例えばアースＧと接続される。また、図８に示すように、基準電圧ＶＲＥＦは、例えばプロセッサ５５の電源電圧として、プロセッサ５５にも入力される。
なお、ここでは、オペアンプ５６の増幅率Ａを１倍とする。換言すれば、オペアンプ５６は増幅を行わない。このように、オペアンプ５６の増幅率Ａを１倍とすることで、オペアンプ５６によるノイズの増幅を抑制でき、負荷２１の電気抵抗値ＲＨや温度Ｔを精度よく検出することが可能となる。なお、オペアンプ５６を設けないで、負荷電圧センサ１７からの出力がアナログデジタル変換器５７に直接入力されるように構成してもよく、このように構成しても増幅率Ａを１倍とした場合と同様の効果を得ることができる。
また、アナログデジタル変換器５７には、ＬＤＯレギュレータ６０から出力された基準電圧ＶＲＥＦを電源として動作し、オペアンプ５６から入力された電圧信号Ａ・ＶＩＮをデジタル信号に変換して、変換したデジタル信号をプロセッサ５５へ出力する。アナログデジタル変換器５７には、基準電圧ＶＲＥＦによって動作するＮビットの分解能を有するものが用いられる。
ここで、基準電圧ＶＲＥＦが電源として入力されるＮビットのアナログデジタル変換器５７による分解能Ｒｅｓ［Ｖ／ｂｉｔ］は、下記の式（Ｆ３）で表すことができる。
Figure 0006756025
分解能Ｒｅｓの次元が［Ｖ／ｂｉｔ］から［℃］になるように上記の式（Ｆ３）を書き直すと、制御回路５０による負荷２１の温度Ｔについての温度分解能Ｒｅｓ［℃］は、下記の式（Ｆ４）で表すことができる。また、下記の式（Ｆ４）におけるΔＴＨ（ΔＲＨ）は、負荷２１の電気抵抗値ＲＨの変化量に応じた、負荷２１の温度Ｔの変化量を示す。したがって、下記の式（Ｆ４）は、負荷２１の抵抗温度係数α［％］を用いて、下記の式（Ｆ５）のように変形できる。
Figure 0006756025
Figure 0006756025
また、前述したように、ここでは、定電流回路７０によって一定電流値ＩＨが負荷２１に入力され、オペアンプ５６による増幅率Ａを１倍としている。このため、上記の式（Ｆ５）は、下記の式（Ｆ６）のように変形できる。
Figure 0006756025
上記の式（Ｆ６）から分かるように、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を高めるためには、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを大きくすればよいことがわかる。
式（Ｆ３）〜式（Ｆ６）では、負荷２１の温度分解能Ｒｅｓ［℃］について説明した。前述したように負荷２１の温度と電気抵抗値は相関を持つため、負荷２１の電気抵抗値の分解能も、一定電流値ＩＨを大きくすることで向上することが理解できるであろう。以降の説明では、負荷２１の温度と電気抵抗値を等価なものとして扱う。
図９には、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨ［ｍＡ］と、温度分解能Ｒｅｓ［℃］との関係の一例を示した。図９において、横軸は一定電流値ＩＨ［ｍＡ］を示し、縦軸は温度分解能Ｒｅｓ［℃］を示している。なお、図９の例は、負荷２１の抵抗温度係数α＝１００［ｐｐｍ／℃］とし、負荷２１の電気抵抗値ＲＨの変化量ΔＲＨ＝１［％］とし、基準電圧ＶＲＥＦ＝３．７［Ｖ］とし、Ｎ＝１０［ｂｉｔ］とした場合の例である。
図９に示すように、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１０００［ｍＡ］（即ち１［Ａ］）程度とすることで、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を３０〜４０［℃］程度にできることがわかる。したがって、一定電流値ＩＨを１［Ａ］以上とすることで、例えば第１カートリッジ２０の脱着検知等で要求される精度で、負荷２１の温度Ｔを検出することが可能となる。第１カートリッジ２０が放電端子４１に接続されている場合と接続されていない場合では、プロセッサ５５が取得する温度（即ち電気抵抗値）が大きく異なる。従って、３０〜４０［℃］程度の温度分解能Ｒｅｓ［℃］があれば、第１カートリッジ２０の脱着検知を十分な精度を確保して実行することができる。
また、図９に示すように、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを２０００［ｍＡ］（即ち２［Ａ］）程度とすることで、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を２０〜３０［℃］程度にできることがわかる。したがって、一定電流値ＩＨを２［Ａ］以上とすることで、より高い精度で負荷２１の温度Ｔを検出することが可能となる。これにより、例えば、第１カートリッジ２０の識別や正規品認証、或いはエアロゾル源の残量検知（例えば枯渇検知）等の機能を実現するために要求される精度で、負荷２１の温度Ｔを検出することが可能となる。即ち、これらの機能では、区別すべき状態（例えば、エアロゾル源の残量検知であれば、エアロゾル源が残っている状態と枯渇した状態）間において、プロセッサ５５が取得する温度（即ち電気抵抗値）が多少は異なる。従って、２０〜３０［℃］程度の温度分解能Ｒｅｓ［℃］があれば、或る程度の精度を確保してこれらの機能を実現することができる。
また、図９に示すように、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを３０００［ｍＡ］（即ち３［Ａ］）程度とすることで、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を１０〜２０［℃］程度にできることがわかる。したがって、一定電流値ＩＨを３［Ａ］以上とすることで、さらに高い精度で負荷２１の温度Ｔを検出することが可能となる。これにより、検出された負荷２１の温度Ｔを用いて、第１カートリッジ２０の識別や正規品認証、或いはエアロゾル源の残量検知（例えば枯渇検知）等の機能をより高い精度で実現することが可能となる。即ち、１０〜２０［℃］程度の温度分解能Ｒｅｓ［℃］があれば、これらの機能を十分な精度を確保して実現することができる。
（制御装置が行う制御処理）
つぎに、負荷２１の電気抵抗値ＲＨや温度Ｔを取得するために制御回路５０が行う制御処理について説明する。
図１０に示すように、制御回路５０は、まず、吸気センサ１５の出力結果に基づいてエアロゾル生成要求を検出したか否かを判定する（ステップＳ０１）。ステップＳ０１においてエアロゾル生成要求を検出したと判定した場合（ステップＳ０１のＹＥＳ）、制御回路５０は、第１開閉器ＳＷ１をオンにする（ステップＳ０２）。これにより、電源１２からの電流が定電流回路７０に入力され、定電流回路７０が負荷２１に対して一定電流を出力する。
つづいて、制御回路５０は、負荷電圧センサ１７が検出した負荷電圧ＶＨを取得する（ステップＳ０３）。そして、制御回路５０は、ステップＳ０３により取得した負荷電圧ＶＨと、定電流回路７０が負荷２１に対して出力する一定電流値ＩＨとに基づいて、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔを取得して（ステップＳ０４）、図１０に示す制御処理を終了する。
以上説明したように、制御回路５０は、負荷電圧センサ１７が検出した負荷電圧ＶＨと、定電流回路７０が負荷２１に対して出力する一定電流値ＩＨとに基づいて、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔを取得することができる。ここで、負荷２１に対して一定電流を出力する定電流回路７０は、簡易な構成により実現されている。したがって、制御回路５０は、簡易な構成で、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔを取得することができる。
（エアロゾル吸引器の第１変形例）
つぎに、エアロゾル吸引器１の第１変形例を説明する。第１変形例のエアロゾル吸引器１の電源ユニット１０の電気回路の要部について図１１を参照しながら説明する。なお、以下の図１１の説明において、図６の説明と同様の部分についてはその説明を適宜省略する。
図１１に示すように、第１変形例の電源ユニット１０は、加熱兼測定用回路Ｃ１における放電端子４１（即ち負荷２１）の上流側で、第１開閉器ＳＷ１及び定電流回路７０を備える第１回路Ｃ１１と、第２開閉器ＳＷ２を備える第２回路Ｃ１２と、を並列接続した点が図６で説明した例と異なる。ここで、第２開閉器ＳＷ２は、第１開閉器ＳＷ１と同様に、制御回路５０と接続され、制御回路５０の制御にしたがって開閉動作するスイッチである。
第１変形例において、制御回路５０は、例えば、エアロゾル生成要求を検出した場合に、第２開閉器ＳＷ２をオン且つ第１開閉器ＳＷ１をオフにする。これにより、電源１２から出力された電流が第２回路Ｃ１２によって負荷２１に入力される。即ち、この場合には、定電流回路７０の影響を受けない電流を負荷２１に入力することができる。したがって、定電流回路７０によって電流値が絞られない電流を負荷２１に入力することができ、負荷２１を効率よく加熱することができる。換言すれば、定電流回路７０による電力損失を伴わない電流を負荷２１に入力することができる。これにより、エアロゾルの吸いごたえの向上等を図ることができる。
また、第１変形例において、制御回路５０は、例えば、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔの取得要求を検出した場合に、第１開閉器ＳＷ１をオン且つ第２開閉器ＳＷ２をオフにする。これにより、電源１２から出力された電流が第１回路Ｃ１１に入力され、定電流回路７０によって負荷２１に対し一定電流を出力することができる。したがって、この場合には、制御回路５０は、前述した例と同様に、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔを取得することができる。
（エアロゾル吸引器の第２変形例）
つぎに、エアロゾル吸引器１の第２変形例を説明する。第２変形例のエアロゾル吸引器１の電源ユニット１０では、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを小さくして（例えば１００［ｍＡ］として）、その分、図８に示したオペアンプ５６の増幅率Ａを１倍よりも大きくした点が異なる。
オペアンプ５６の増幅率Ａが１倍でない場合、上記の式（Ｆ５）は、下記の式（Ｆ７）のように変形できる。
Figure 0006756025
上記の式（Ｆ７）から、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを小さくしても、オペアンプ５６の増幅率Ａを大きくすれば、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を維持又は向上できることがわかる。
図１２には、オペアンプ５６の増幅率Ａ［倍］と、温度分解能Ｒｅｓ［℃］との関係の一例を示した。図１２において、横軸は増幅率Ａ［倍］を示し、縦軸は温度分解能Ｒｅｓ［℃］を示している。なお、図１２の例は、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１００［ｍＡ］とし、負荷２１の抵抗温度係数α＝１００［ｐｐｍ／℃］とし、負荷２１の電気抵抗値ＲＨの変化量ΔＲＨ＝１［％］とし、基準電圧ＶＲＥＦ＝３．７［Ｖ］とし、Ｎ＝１０［ｂｉｔ］とした場合の例である。
図１２に示すように、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１００［ｍＡ］にしても、オペアンプ５６の増幅率Ａを大きくすれば、図９に示した例と同程度の温度分解能Ｒｅｓ［℃］を十分に確保できることがわかる。特に、オペアンプ５６の増幅率Ａを４０倍以上にすれば、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１００［ｍＡ］程度に小さくしても、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を１０［℃］以下にできることがわかる。
このように、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１［Ａ］未満、望ましくは１００［ｍＡ］以下にすることで、負荷２１の温度Ｔ等を取得する際に、負荷２１に発生するジュール熱を少なくすることができる。これにより、このジュール熱が負荷２１の温度Ｔに及ぼす影響を少なくでき、負荷２１の電気抵抗値ＲＨや温度Ｔを精度よく検出することが可能となる。
また、第１変形例と第２変形例とを組み合わせることも可能である。即ち、図１１に示したように、加熱兼測定用回路Ｃ１における放電端子４１（即ち負荷２１）の上流側で、第１開閉器ＳＷ１及び定電流回路７０を備える第１回路Ｃ１１と、第２開閉器ＳＷ２を備える第２回路Ｃ１２と、を並列接続した上で、定電流回路７０が出力する一定電流値ＩＨを１［Ａ］未満（例えば１００［ｍＡ］）にし、その分、図８に示したオペアンプ５６の増幅率Ａを１倍より大きくしてもよい。より具体的には、例えば、一定電流値ＩＨを１００［ｍＡ］にして増幅率Ａを４０倍としてもよい。
（エアロゾル吸引器の第３変形例）
つぎに、エアロゾル吸引器１の第３変形例を説明する。第３変形例のエアロゾル吸引器１の電源ユニット１０の電気回路の要部について図１３を参照しながら説明する。なお、以下の図１３の説明において、図１１の説明と同様の部分についてはその説明を適宜省略する。
図１３に示すように、第３変形例の電源ユニット１０は、加熱兼測定用回路Ｃ１において、所定の電気抵抗値ＲＳ（ただしＲＳ＞＞ＲＨ）を有するシャント抵抗器８０を負荷２１と並列接続した点が図１１で説明した例と異なる。また、図１３に示すように、第３変形例の電源ユニット１０において、負荷電圧センサ１７は、シャント抵抗器８０及び負荷２１と並列接続される。
このようなシャント抵抗器８０を設けた場合、第１カートリッジ２０が電源ユニット１２に装着されている場合（即ち負荷２１が放電端子４１に接続されている場合）には、図１３の矢印Iｘに示すように、定電流回路７０が出力する一定電流のほとんどは負荷２１を流れる。したがって、この場合には、負荷電圧センサ１７によって負荷電圧ＲＨが検出される。
一方、第１カートリッジ２０が電源ユニット１２から取り外されている場合には、図１３の矢印Ｉｙに示すように、定電流回路７０が出力する一定電流はシャント抵抗器８０を流れる。したがって、この場合には、負荷電圧センサ１７によってシャント抵抗器８０の電気抵抗値ＲＳが検出される。前述したように、シャント抵抗器８０の電気抵抗値ＲＳは、負荷２１の電気抵抗値ＲＨより十分に大きいため、制御回路５０は、第１カートリッジ２０が電源ユニット１２から取り外されている状態を容易に検出することができる。
以上説明したように、シャント抵抗器８０を設けることにより、制御回路５０は、負荷電圧センサ１７の検出結果に基づいて、電源ユニット１２からの第１カートリッジ２０の着脱を精度よく検出することが可能となる。なお、詳細な説明及び図示は省略するが、図６に示した電源ユニット１２においても、図１３に示した電源ユニット１２と同様に、シャント抵抗器８０を負荷２１と並列接続して設けてもよい。このようにした場合も、負荷電圧センサ１７の検出結果に基づいて、電源ユニット１２からの第１カートリッジ２０の着脱を精度よく検出することが可能となる。
（エアロゾル吸引器の第４変形例）
つぎに、エアロゾル吸引器１の第４変形例を説明する。第４変形例のエアロゾル吸引器１の電源ユニット１０の電気回路の要部について図１４を参照しながら説明する。なお、以下の図１４の説明において、図１１の説明と同様の部分についてはその説明を適宜省略する。
前述したように、定電流回路７０が負荷２１に対して出力する一定電流値ＩＨを大きくすることで、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を高めることができる。一定電流値ＩＨは、定電流回路７０へ入力された電流の電流値以下になるので、一定電流値ＩＨを大きくするためには定電流回路７０へ入力する電流の電流値を大きくする必要がある。
そこで、第４変形例の電源ユニット１０では、図１４に示すように、電源１２と加熱兼測定用回路Ｃ１との間に、増幅回路９０を設けた点が図１１で説明した例と異なる。ここで、増幅回路９０は、電源１２から入力された電流を増幅し、増幅した電流を加熱兼測定用回路Ｃ１へ出力する回路である。これにより、電源１２が出力可能な電流よりも大きな電流値の電流を、定電流回路７０へ入力することが可能となる。
具体的に説明すると、増幅回路９０は、第３開閉器ＳＷ３、コイル９１、コンデンサ９２、増幅回路電圧センサ９３等を有し、入力された電圧を所定の電圧に降下可能なスイッチングレギュレータ（例えばＤＣ／ＤＣレギュレータ）であり、入力された電圧を降下することで出力する電流を増幅する。
第３開閉器ＳＷ３は、第１開閉器ＳＷ１及び第２開閉器ＳＷ２と同様、制御回路５０と接続され、制御回路５０の制御にしたがって開閉動作するスイッチである。第３開閉器ＳＷ３は、コイル９１と直列接続され、第３開閉器ＳＷ３が電源１２側となりコイル９１が加熱兼測定用回路Ｃ１側となる状態で、主正母線ＬＵと接続される。また、コイル９１の第３開閉器ＳＷ３側と反対側の端部は、コンデンサ９２と接続される。そして、コンデンサ９２のコイル９１側と反対側の端部は、主負母線ＬＤと接続される。増幅回路電圧センサ９３は、増幅回路９０において、コンデンサ９２と並列接続され、増幅回路９０から出力される電圧（以下「増幅回路出力電圧」ともいう）を検出する。また、増幅回路電圧センサ９３は、例えば、検出した増幅回路出力電圧を示す増幅回路出力電圧情報を制御回路５０へ送る。なお、制御回路５０とは別の回路が増幅回路９０を制御するように構成されていてもよい。
ここで、増幅回路９０が、入力された電圧を１／ｎ（ｎは所定値）の電圧まで降下させるとする。増幅回路９０の電圧変換（電圧降下）による損失が十分に小さいと仮定すると、電圧変換前後の電力は等しくなるので、この場合に、増幅回路９０は、入力された電流をｎ倍の電流値の電流に増幅して出力することができる。
このように、第４変形例の電源ユニット１０によれば、電源１２が出力する電流を増幅回路９０によって増幅し、大きな電流値の電流に変換した上で、定電流回路７０に入力することができる。これにより、電源１２を、大電流を出力可能な他の電源に変更しなくても、定電流回路７０が出力可能な一定電流値ＩＨを大きくでき、温度分解能Ｒｅｓ［℃］を高めることができる。なお、増幅回路９０は、電源１２と加熱兼測定用回路Ｃ１との間ではなく、第１回路Ｃ１１における第１開閉器ＳＷ１の上流側に設けられてもよい。
なお、定電流回路７０へ入力される電流を増幅させる他の例として、図１５に示す構成も考えられる。なお、以下の図１４の説明において、図１１の説明と同様の部分についてはその説明を適宜省略する。
図１５の例では、加熱兼測定用回路Ｃ１において、第４開閉器ＳＷ４と、キャパシタ１００と、を備える第３回路Ｃ１３を、第１回路Ｃ１１の第１開閉器ＳＷ１と並列接続した点が、図１１で説明した例と異なる。制御回路５０は、所定のタイミングで第４開閉器ＳＷ４をオンとすることで、キャパシタ１００に蓄電しておく。
このようにすることで、第１開閉器ＳＷ１がオンされた場合には、第１開閉器ＳＷ１側からの電流と、第３回路Ｃ１３側からの電流（即ちキャパシタ１００から放電された電流）とを定電流回路７０に入力できる。したがって、電源１２が出力可能な電流よりも大きな電流値の電流を、定電流回路７０へ入力することが可能となる。
なお、本実施形態で説明した制御方法は、予め用意されたプログラムをコンピュータ（例えばＭＣＵ）で実行することにより実現できる。本制御プログラムは、メモリー等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、本制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布されるものであってもよい。
なお、本発明は、前述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態及び各変形例において、制御回路５０は、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔの両方を取得する例を説明したが、これに限らない。制御回路５０が、負荷２１の電気抵抗値ＲＨ及び温度Ｔの一方（例えば電気抵抗値ＲＨ）のみを取得するようにしてもよい。
即ち、本発明の権利範囲には、負荷の電気抵抗値と温度とのいずれか一方のみを取得する態様と、負荷の電気抵抗値と温度との両方を取得する態様と、が含まれる。
また、前述した実施形態及び各変形例においては、負荷２１を含む第１カートリッジ２０が電源ユニット１０に着脱自在な構成とされているが、負荷２１を含む第１カートリッジ２０は電源ユニット１０と一体化された構成であってもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１） エアロゾル生成源（エアロゾル源２２、香味源３１）を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷（負荷２１）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の制御装置（電源ユニット１０）であって、
前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサ（負荷電圧センサ１７）と、
前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路（定電流回路７０）と、
前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路（制御回路５０）と、
を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置。
（１）によれば、電圧センサの出力（即ち負荷に印加される電圧値）と、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流とに基づいて、負荷の電気抵抗値又は温度を取得するので、簡易な構成で、負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
（２） （１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記一定電流は、１［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（２）によれば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流が１［Ａ］以上であるので、制御回路が検出可能な負荷の温度についての分解能（温度分解能）を或る程度確保できる。例えば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流を１［Ａ］以上とすることにより、負荷の電源からの脱着検知等で要求される精度で、負荷の温度を検出することが可能となる。
（３） （１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記一定電流は、２［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（３）によれば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流が２［Ａ］以上であるので、温度分解能を高めることができる。例えば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流を２［Ａ］以上とすることにより、負荷の正規品認証、或いはエアロゾル源の残量検知（例えば枯渇検知）等で要求される精度で、負荷の温度を検出することが可能となる。
（４） （１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記一定電流は、３［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（４）によれば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流が３［Ａ］以上であるので、温度分解能をさらに高めることができる。例えば、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流を３［Ａ］以上とすることにより、検出した負荷の温度に基づき行われる負荷の正規品認証、或いはエアロゾル源の残量検知（例えば枯渇検知）等の精度をより高めることができる。
（５） （２）〜（４）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記制御回路は、前記電圧センサの出力が入力されるアナログデジタル変換器（アナログデジタル変換器５７）を備え、
前記アナログデジタル変換器には、前記電圧センサの出力が増幅されずに入力されるように構成される、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（５）によれば、電圧センサの出力が増幅されずにアナログデジタル変換器に入力されるので、電圧センサの出力に含まれるノイズが増幅されることを防止でき、該出力に基づき取得される負荷の温度の精度を高めることができる。
（６） （１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記一定電流は、１［Ａ］未満であり、
前記制御回路は、前記電圧センサの出力が入力されるアナログデジタル変換器（アナログデジタル変換器５７）を備え、
前記アナログデジタル変換器には、前記電圧センサの出力が増幅されて入力されるように構成される、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（６）によれば、一定電流が１［Ａ］未満であるので、負荷の電気抵抗値や温度を取得する際に一定電流により発生するジュール熱を少なくすることができるため、通電が負荷の電気抵抗値や温度に与える影響を小さくできる。また、電圧センサの出力を増幅することで、一定電流の電流値を小さくした場合であっても、負荷の電気抵抗値や温度の検出精度を維持できる。
（７） （６）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記一定電流は、１００［ｍＡ］以下である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（７）によれば、一定電流が１００［ｍＡ］以下であるので、負荷の電気抵抗値や温度を取得する際に一定電流により発生するジュール熱を一層と少なくすることができるため、通電が負荷の電気抵抗値や温度に与える影響を一層と小さくできる。
（８） （１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記定電流回路へ入力される電流を増幅させる増幅回路（増幅回路９０、第３回路Ｃ１３）をさらに備える、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（８）によれば、定電流回路へ入力される電流を増幅させる増幅回路を備えるので、電源を変更することなく、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流の電流値を大きくできる。これにより、電源を変更することなく、負荷の温度の検出精度を向上できる。
（９） （８）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記増幅回路は、入力された電圧を降圧可能なスイッチングレギュレータである、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（９）によれば、定電流回路へ入力される電流を増幅する際の損失を低減して、負荷の電気抵抗値や温度を取得する際の消費電力の低減を図れる。
（１０） （１）〜（９）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記定電流回路と第１開閉器（第１開閉器ＳＷ１）を備えた第１回路（第１回路Ｃ１１）と、
前記第１回路と並列接続され、且つ、第２開閉器（第２開閉器ＳＷ２）を備えた第２回路（第２回路Ｃ１２）と、
を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置。
（１０）によれば、第１回路と並列接続され、且つ、第２開閉器を備えた第２回路を備えるので、第２回路を介して、負荷に電流を入力することが可能になる。即ち、第１回路の定電流回路による制約を受けない電流を負荷に入力することが可能となり、負荷によるエアロゾル源の加熱を効率よく行うことが可能となる。
（１１） （１）〜（１０）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記負荷を脱着可能なコネクタ（放電端子４１）と、
前記コネクタに対して並列接続される抵抗器（シャント抵抗器８０）と、
をさらに備え、
前記電圧センサは、前記コネクタに前記負荷が装着されていない場合に、前記抵抗器に印加される電圧値を出力する、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（１１）によれば、コネクタに負荷が装着されていない場合に、抵抗器に印加される電圧値を電圧センサが出力するので、電圧センサの出力に基づいて、コネクタに負荷が装着されているか否かを容易に判別することが可能になる。
（１２） （１１）に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
前記抵抗器の電気抵抗値は、前記負荷の電気抵抗値よりも高い、エアロゾル吸引器用の制御装置。
（１２）によれば、抵抗器の電気抵抗値が負荷の電気抵抗値よりも高いので、負荷がコネクタに装着されている場合に抵抗器を通る電流を少なくでき、電圧センサの出力に基づきコネクタに負荷が装着されているか否かを判別するための消費電力の低減を図れる。
（１３） エアロゾル生成源（エアロゾル源２２、香味源３１）を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷（負荷２１）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）の制御方法であって、
前記負荷に印加される電圧値を取得する第１工程（ステップＳ０３）と、
前記第１工程によって取得した前記負荷に印加される電圧値と、前記負荷に対して出力される一定電流の電流値とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する第２工程（ステップＳ０４）と、
を含む制御方法。
（１３）によれば、電圧センサの出力（即ち負荷に印加される電圧値）と、定電流回路が負荷に対して出力する一定電流とに基づいて、負荷の電気抵抗値又は温度を取得するので、簡易な構成で、負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
（１４） エアロゾル生成源（エアロゾル源２２、香味源３１）を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷（負荷２１）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の制御装置（電源ユニット１０）であって、
前記負荷の電気的変数を出力するセンサ（負荷電圧センサ１７）と、
前記センサの出力と定数のみに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路（制御回路５０）と、
を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置。
（１４）によれば、電圧センサの出力（即ち負荷の電気的変数）と定数のみに基づいて、負荷の電気抵抗値又は温度を取得するので、簡易な構成で、負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
（１５） エアロゾル生成源（エアロゾル源２２、香味源３１）を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷（負荷２１）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）の制御方法であって、
前記負荷の電気的変数を取得する第１工程（ステップＳ０３）と、
前記第１工程によって取得した前記負荷の電気的変数と定数のみに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する第２工程（ステップＳ０４）と、
を含む制御方法。
（１５）によれば、負荷の電気的変数と定数のみに基づいて、負荷の電気抵抗値又は温度を取得するので、簡易な構成で、負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
（１６） （１３）又は（１５）に記載の制御方法をコンピュータ（制御回路５０、プロセッサ５５）に実行させる制御プログラム。
（１６）によれば、負荷の電気的変数と定数のみに基づいて、負荷の電気抵抗値又は温度を取得するので、簡易な構成で、負荷の電気抵抗値又は温度を高精度に取得できる。
１ エアロゾル吸引器
１０ 電源ユニット（制御装置）
１７ 負荷電圧センサ（電圧センサ）
２１ 負荷
２２ エアロゾル源
３１ 香味源
４１ 放電端子（コネクタ）
５０ 制御回路
７０ 定電流回路
８０ シャント抵抗器
９０ 増幅回路
Ｃ１ 加熱兼測定用回路
Ｃ１１ 第１回路
Ｃ１２ 第２回路
Ｃ１３ 第３回路

Claims (11)

  1. エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
    前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
    前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
    を備え、
    前記一定電流は、１［Ａ］未満であり、
    前記制御回路は、前記電圧センサの出力が入力されるアナログデジタル変換器を備え、
    前記アナログデジタル変換器には、前記電圧センサの出力が増幅されて入力されるように構成される、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  2. 請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記一定電流は、１００［ｍＡ］以下である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  3. エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
    前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
    前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
    を備え、
    前記定電流回路へ入力される電流を増幅させる増幅回路をさらに備える、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  4. 請求項３に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記増幅回路は、入力された電圧を降圧可能なスイッチングレギュレータである、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  5. 請求項３又は４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記一定電流は、１［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  6. 請求項３又は４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記一定電流は、２［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  7. 請求項３又は４に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記一定電流は、３［Ａ］以上である、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  8. 請求項５〜７のいずれか一項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記制御回路は、前記電圧センサの出力が入力されるアナログデジタル変換器を備え、
    前記アナログデジタル変換器には、前記電圧センサの出力が増幅されずに入力されるように構成される、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  9. エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
    前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
    前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
    を備え、
    前記定電流回路と第１開閉器を備えた第１回路と、
    前記第１回路と並列接続され、且つ、第２開閉器を備えた第２回路と、
    をさらに備え、
    前記制御回路は、前記負荷を加熱する場合には、前記第１開閉器をオフ且つ前記第２開閉器をオンにし、前記負荷の電気抵抗値又は電気負荷の温度を取得する場合には、前記第１開閉器をオン且つ前記第２開閉器をオフにする、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  10. エアロゾル生成源を加熱し且つ温度と電気抵抗値が相関を持つ負荷を備えるエアロゾル吸引器用の制御装置であって
    前記負荷に印加される電圧値を出力する電圧センサと、
    前記負荷に対して一定電流を出力する定電流回路と、
    前記電圧センサの出力と前記一定電流とに基づいて、前記負荷の電気抵抗値又は前記負荷の温度を取得する制御回路と、
    を備え、
    前記負荷を脱着可能なコネクタと、
    前記コネクタに対して並列接続される抵抗器と、
    をさらに備え、
    前記電圧センサは、前記コネクタに前記負荷が装着されていない場合に、前記抵抗器に印加される電圧値を出力する、エアロゾル吸引器用の制御装置。
  11. 請求項１０に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置であって、
    前記抵抗器の電気抵抗値は、前記負荷の電気抵抗値よりも高い、エアロゾル吸引器用の制御装置。
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