JP7208546B2 - 放出装置 - Google Patents

Description

本開示は、放出装置に関する。

特許文献１には、呼吸器系に薬剤を投与するための吸入器が開示されている。特許文献１の吸入器は、圧電素子によりノズル板を振動させることで吸入剤を噴霧する。噴霧された吸入剤は、使用者の鼻と口とを覆うマスク型の吸入部を介して、使用者の呼吸器に届けられる。

特開２０２０－１４５３５号公報

ところで、人が有用物質を吸入する場合において、吸入をする環境状態によって有用物質が体内に取り込まれる際の取り込まれやすさが異なる。特許文献１の吸入器では、使用者が吸入を行う場合の環境状態が考慮されていないため、必ずしも使用者にとって効率よく有用物質が投与されていない場合があった。

本開示の目的は、対象者に効率よく有用物質を投与することである。

本開示の第１の態様は、
対象者（T）が存在する空間（S）に有用物質（U）を放出する放出部（30）と、
前記空間（S）の環境状態を調整する環境調整部（90）と、
前記有用物質（U）と該有用物質（U）に対応する環境状態とを含むデータを記憶する記憶部（82）と、
前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、前記放出部（30）から放出する前記有用物質（U）に対応する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように前記環境調整部（90）を制御する制御装置（80）とを備えている
放出装置である。

第１の態様では、制御装置（80）が、記憶部（82）に記憶されたデータに基づいて有用物質（U）に対する環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御する。これにより、有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態の情報を記憶部（82）に記憶させることによって、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様の放出装置において、
前記対象者（T）に供給される前記有用物質（U）の濃度を測定する濃度センサ（53）を更に備え、
前記制御装置（80）は、前記濃度センサ（53）の出力に基づいて前記有用物質（U）の放出量を調整する。

第２の態様では、濃度センサ（53）により、対象者（T）に供給される有用物質（U）の濃度を適切な濃度に保つことができる。

本開示の第３の態様は、第１又は第２の態様の放出装置において、
前記環境調整部（90）は、前記空間（S）の空気の温度を調整し、
前記制御装置（80）は、前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、前記有用物質（U）に対応する前記空間（S）の温度を取得し、該温度を満たすように前記環境調整部（90）を制御する。

第３の態様では、空間（S）の温度を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい温度に調整できる。

本開示の第４の態様は、第１～第３の態様のいずれか１つの放出装置において、
前記環境調整部（90）は、前記空間（S）の空気の湿度を調整し、
前記制御装置（80）は、前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、前記有用物質（U）に対応する前記空間（S）の湿度を取得し、該湿度を満たすように前記環境調整部（90）を制御する。

第４の態様では、空間（S）の湿度を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい湿度に調整できる。

本開示の第５の態様は、第１～第４の態様のいずれか１つの放出装置において
前記環境調整部（90）は、前記空間の気流を調整し、
前記制御装置（80）は、前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、前記有用物質（U）に対応する前記空間（S）の気流を取得し、該気流を満たすように前記環境調整部（90）を制御する。

第５の態様では、空間（S）の気流を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい気流に調整できる。

本開示の第６の態様は、第１～第５の態様のいずれか１つの放出装置において、
前記環境調整部（90）は、渦輪状の気流を放出する。

第６の態様では、環境調整部（90）は、指向性の高い渦輪状の気流を放出するので、渦輪（R）に有用物質（U）を付与することで、効率よく対象者（T）に有用物質（U）を投与できる。

図１は、実施形態１の放出装置の概略の全体構成図である。 図２は、放出装置の縦断面図である。 図３は、放出装置の概略のブロック図である。 図４は、放出装置の制御のフローチャートである。 図５は、温度制御のフローチャートである。 図６は、湿度制御のフローチャートである。 図７は、気流制御のフローチャートである。 図８は、濃度制御のフローチャートである。 図９は、実施形態１の変形例１の図４に相当するフローチャートである。 図１０は、実施形態１の変形例４の図３に相当するブロック図である。 図１１は、実施形態２の放出装置における概略の全体構成図である。 図１２は、実施形態３の放出装置における概略の全体構成図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
実施形態１について説明する。

図１に示すように、実施形態１の放出装置（10）は、対象者（T）が存在する室内空間（S）に配置される。対象者（T）は、例えば室内空間（S）において、ベッドなどの寝具（B）の上で就寝する。本例では、対象者（T）は、喘息の呼吸器疾患があり、咳発作の症状がある。

実施形態１の放出装置（10）は、対象者（T）に対して有用物質（U）を放出する装置である。具体的には、放出装置（10）は、対象者（T）の対象部位に向けて有用物質（U）を放出する。本例における対象者（T）の対象部位は、口及び鼻である。

本例の有用物質（U）は、サルブタモール（短時間作用性β２刺激剤）である。なお、有用物質（U）に含まれる成分の配合量は、対象者（T）の症状や、上記成分の他に配合される成分などに応じて適宜選択されるものであり、特に限定されるものではない。

－放出装置－
図１に示すように、放出装置（10）は、空調部（20）と、放出部（30）と、温度センサ（51）と、湿度センサ（52）と、濃度センサ（53）と、カメラ（55）と、制御装置（80）とを備えている。

〈空調部〉
空調部（20）は、室内空間（S）の空調を行う。図１に示すように、空調部（20）は、例えば、壁掛け式の室内ユニット（21）を有する。室内ユニット（21）は、図示を省略した室外ユニットと冷媒配管によって連結される。空調部（20）は、冷凍サイクルを行う冷媒によって、室内空気を冷却又は加熱する。これにより、室内空間（S）の空気の温度が調整される。空調部（20）は、室内空気の温度に加えて、該室内空気の湿度を調整する。空調部（20）は、室内空間（S）の環境状態である温度と湿度とを調整する環境調整部（90）を構成する。

〈放出部〉
図１に示すように、放出部（30）は、例えば室内空間（S）の棚（P）の上に置かれている。放出部（30）は、室内空間（S）に有用物質（U）を放出する。図２に示すように、放出部（30）は、渦輪生成部（31）と物質供給部（32）とを含む。渦輪生成部（31）は、渦輪状の気流（渦輪（R））を放出する。物質供給部（32）は、有用物質（U）を気流（渦輪（R））に供給する。

放出部（30）は、有用物質（U）を渦輪（R）に含ませて、有用物質（U）を含んだ渦輪（R）を対象者（T）の対象部位に向かって供給する。有用物質（U）は、気体、液体、及び固体のいずれであってもよく、液体又は固体である場合には、微粒子状であることが好ましい。本例の渦輪生成部（31）は、室内空間（S）の環境状態である気流を調整する環境調整部（90）を構成する。

（渦輪生成部）
図２に示すように、渦輪生成部（31）は、ケーシング（40）と、押出機構（45）と、可動ノズル（46）とを備えている。ケーシング（40）は、ケーシング本体（41）と、前板（42）と、周壁（43）とを有する。ケーシング本体（41）は、前側が開放された箱状に形成されている。前板（42）は、ケーシング本体（41）の前側の開放面を塞ぐ略板状に形成されている。前板（42）の中央部には、円形の放出口（44）が前後に貫通して形成される。周壁（43）は、前板の後面に連続して略筒状に形成されている。周壁（43）は、前側に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成される。

押出機構（45）は、ケーシング（40）内の後方寄りに配置される。押出機構（45）は、振動板（45a）と、該振動板（45a）を駆動するリニアアクチュエータ（45b）とを有する。リニアアクチュエータ（45b）は、振動板（45a）を前後に変位させる。リニアアクチュエータ（45b）の基端（後端）は、ケーシング本体（41）の後壁に支持される。リニアアクチュエータ（45b）の先端（前端）は、振動板（45a）の中央に連結している。

ケーシング（40）の内部には、振動板（45a）から放出口（44）に亘って、空気が流れる空気通路（C）が形成される。渦輪生成部（31）では、押出機構（45）によって押し出された空気通路（C）の空気が、放出口（44）から渦輪（R）となって放出される。

前板（42）の中央部には、可動ノズル（46）が設けられている。可動ノズル（46）の先端は、円形状に形成される。可動ノズル（46）は、回転軸を介してモータ（図示省略）と連結する。モータによって回転軸が回転駆動されると、可動ノズル（46）の向きが調節される。可動ノズル（46）は、室内空間（S）に向かっている。可動ノズル（46）の向きが調節されることによって、気流（渦輪（R））の向きが変化する。これにより、渦輪生成部（31）は、対象者（T）の対象部位に向けて、渦輪（R）を放出できる。

（物質供給部、通路形成部、物質供給口）
物質供給部（32）は、所定の有用物質（U）を気流（渦輪（R））に付与するための装置である。物質供給部（32）は、有用物質（U）が貯留されたタンクと、該タンクの有用物質（U）を搬送する搬送部とを含む（図示省略）。搬送部は、例えば空気ポンプで構成される。物質供給部（32）は、有用物質を気化させる気化式の物質発生部を含んでもよい。

放出部（30）は、通路形成部（33）と、物質供給口（34）とを更に含む。通路形成部（33）は、ケーシング（40）の周壁（43）の後側に配置される。通路形成部（33）は、周壁（43）の内周面に沿うような略筒状に形成される。通路形成部（33）は、前側に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成される。

ケーシング本体（41）の内壁と、周壁（43）と、通路形成部（33）との間には、有用物質（U）が一時的に貯留される貯留室（35）が区画される。貯留室（35）は、通路形成部（33）の周囲に形成される略筒状の空間である。貯留室（35）には、所定の濃度に調整された有用物質（U）が物質供給部（32）から適宜供給される。

放出部（30）は、物質供給口（34）を有する。物質供給口（34）は、有用物質（U）を空気通路（C）に供給するための開口である。物質供給口（34）は、放出口（44）の近傍に配置される。具体的には、物質供給口（34）は、通路形成部（33）の筒軸方向の下流端部と、放出口（44）の内周縁部との間に形成される。これにより、空気通路（C）の下流端の周囲に円環状の物質供給口（34）が形成される。有用物質（U）は、物質供給部（32）からケーシング（40）内に区画された貯留室（35）へ供給され、物質供給口（34）を介して、空気通路（C）に供給される。

〈温度センサ、湿度センサ〉
温度センサ（51）は、室内空間（S）の温度を測定する。湿度センサ（52）は、室内空間（S）の湿度を測定する。本例の温度センサ（51）及び湿度センサ（52）は、空調部（20）の室内ユニット（21）に取り付けられている。なお、温度センサ（51）及び湿度センサ（52）は、放出部（30）に取り付けられてもよく、空調部（20）及び放出部（30）と独立して室内空間（S）に設けられてもよい。

〈濃度センサ〉
濃度センサ（53）は、対象者（T）に供給される有用物質（U）の濃度を測定する。本例の濃度センサ（53）は、対象者（T）の頭部の横に置かれている。本例の濃度センサ（53）は、室内空間（S）の有用物質（U）の濃度を検出する。濃度センサ（53）は、放出部（30）又は空調部（20）に設けられてもよく、対象者（T）の対象部位に貼り付けられていてもよい。

〈カメラ〉
カメラ（55）は、放出部（30）に取り付けられ、室内空間（S）を撮像する。カメラ（55）は、対象者（T）の呼吸の様子を撮像することによって、対象者（T）の呼吸の周期を検出する。言い換えると、カメラ（55）は、生体センサ（60）を構成する。

加えて、カメラ（55）は、対象者（T）の対象部位（口及び鼻）の位置を検出する。言い換えると、カメラ（55）は、対象者（T）の対象部位の位置情報を特定する位置センサ（70）を兼ねている。

〈制御装置〉
制御装置（80）は、制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には、半導体メモリ）とを含む。制御装置（80）は、記憶部（82）と、設定部（81）とを含む。なお、制御装置（80）は、制御基板とは別体の記憶部（82）を備えてもよい。

記憶部（82）は、複数種の有用物質（U）と、各有用物質（U）に対応する環境状態とを含むデータを記憶する。有用物質（U）に対応する環境状態とは、有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態のことである。ここでいう環境状態は、室内空間（S）の温度及び湿度、対象部位（気流の向き）である。

記憶部（82）に記憶された有用物質（U）は、単一の物質で構成されてもよいし、複数の物質が混合された混合物質でもよい。混合物質は、他の混合物質と含まれる物質の混合比が異なっていてもよい。

記憶部（82）には、各有用物質（U）に対応する環境状態の他に、各有用物質（U）に対応する症状又は疾患、有用物質（U）の濃度、及び有用物質（U）の放出時間のデータが記憶されている。

設定部（81）は、対象者（T）によって選択された症状又は疾患が設定される。設定部（81）に症状又は疾患が設定されると、制御装置（80）は、設定された症状又は疾患に基づいて、記憶部（82）に記憶された症状又は疾患に対応する所定の有用物質（U）を選択する。

図３に示すように、制御装置（80）は、放出部（30）、環境調整部（90）、温度センサ（51）、湿度センサ（52）、濃度センサ（53）、生体センサ（60）、及び位置センサ（70）と有線又は無線により接続され、これらと信号の授受が可能に構成されている。

制御装置（80）は、渦輪生成部（31）の押出機構（45）を制御する。これにより、放出部（30）の渦輪生成部（31）から有用物質（U）を含む渦輪（R）が放出される。加えて、制御装置（80）は、生体センサ（60）で検出した呼吸周期に基づいて、対象者（T）が空気を吸い込むときに合わせて、放出部（30）から有用物質（U）を放出させる。

制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、放出部（30）から放出する有用物質（U）に対する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御する。具体的には、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶された対象部位のデータに基づいて、渦輪生成部（31）から渦輪（R）を放出する。

その際、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶された対象部位のデータに基づいて、放出部（30）の可動ノズル（46）の向きを調整する。これにより、対象者（T）の対象部位に向けて渦輪（R）が放出される。更に、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶された温度及び湿度のデータに基づいて、室内空間（S）が所定の温度及び湿度となるように、空調部（20）を制御する。

制御装置（80）は、濃度センサ（53）の出力に基づいて、放出部（30）から放出される有用物質（U）の量を調整する。具体的には、制御装置（80）は、濃度センサ（53）から出力される室内空間（S）の有用物質（U）の濃度から、濃度センサ（53）と対象者（T）の対象部位との距離に基づいて、対象部位での有用物質（U）の濃度を推定する。制御装置（80）は、推定された濃度が記憶部（82）に記憶された所定濃度になるように、有用物質（U）の放出量を調整する。これにより、対象者（T）に供給される有用物質（U）の濃度を所定濃度に保つことができる。

制御装置（80）は、放出部（30）から有用物質（U）が放出される時間の累計が、1日のうちで１時間以上となるように、放出部（30）から有用物質を放出させる。これにより、対象者（T）に長時間に亘って有用物質（U）を投与できる。

制御装置（80）は、放出部（30）に設けられてもよいし、放出部（30）と別体であってもよい。例えば、制御装置（80）は、空調部（20）の制御ユニットやリモコンに設けられてもよい。制御装置（80）は、ローカルネットワーク又はインターネットなどに接続するサーバ装置や、各種の通信端末（携帯端末、パソコンなど）に設けられてもよい。

－運転動作－
放出装置（10）の運転動作について、図１～図８を参照しながら説明する。

〈渦輪生成部の放出動作〉
図２に示すように、制御装置（80）が渦輪生成部（31）に信号を送ると、押出機構（45）の振動板（45a）がリニアアクチュエータ（45b）によって駆動される。振動板（45a）が前後に移動すると、空気通路（C）の空気が放出口（44）に向かって押し出される。

空気通路（C）の流出端には、物質供給口（34）が形成されている。空気通路（C）の流出端の空気は、空気通路（C）のうちで最も流速が大きいため、最も圧力が低くなる。このため、圧力が低い空気が物質供給口（34）を通過すると、この空気の圧力と貯留室（35）の圧力との差により、貯留室（35）の有用物質（U）が空気通路（C）に吸引される。このようにして有用物質（U）を含んだ空気は、直ぐに放出口（44）に到達する。

放出口（44）を通過する空気の流速は比較的大きな流速であるのに対し、その周囲の空気は静止している。このため、両者の空気の不連続面では、空気に剪断力が作用し、放出口（44）の外周縁部付近で渦流が発生する。この渦流により、放出口（44）から前進する渦輪状の気流（渦輪（R））が形成される。

図１及び図２では、この渦輪（R）を模式的に図示している。放出口（44）から放出された渦輪（R）は、有用物質（U）を含んだ状態で対象者（T）に向かって流れ、対象者（T）の対象部位（口及び鼻）に当たる。渦輪（R）は、拡散しにくく指向性が高い性質を有する。このため、有用物質（U）を含んだ渦輪（R）を対象者（T）の対象部位に確実に当てることができる。

放出部（30）の放出口（44）からは、振動板（45a）の振動周期に応じて周期的又は間欠的に渦輪（R）が放出される。加えて、振動板（45a）の変位量に応じて、渦輪（R）の流速が変わる。制御装置（80）は、振動板（45a）の振動周期及び変位量を変更することにより、渦輪（R）の放出周期や放出速度を変更してもよい。

〈放出装置の制御〉
対象者（T）が自身の症状又は疾患を選択すると、制御装置（80）の設定部（81）には、選択された症状又は疾患が設定され、放出装置（10）の運転動作が開始される。本例では、対象者（T）は、疾患として喘息を選択する。

図４に示すように、疾患が喘息である場合、放出装置（10）が運転状態になると、
制御装置（80）は、環境調整部（90）を制御する（ステップＳＴ１）。具体的には、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御する。

これにより、所定の有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態の情報を記憶部（82）に記憶させることで、所定の有用物質（U）を効率よく対象者（T）に投与できる環境を整えられる。環境調整部（90）の制御の詳細については、後述する。

次に、制御装置（80）は、濃度センサ（53）の出力に基づいて、所定の有用物質（U）の放出量を調整する（ステップＳＴ２）。本例における有用物質（U）の濃度は、０．０１％である。濃度センサ（53）の出力に基づく濃度制御についても、後述する。

次に、制御装置（80）は、対象者（T）の呼吸の周期を検出する（ステップＳＴ３）。具体的には、制御装置（80）は、カメラ（55）における生体センサ（60）の情報を取得することで、対象者（T）の呼吸の周期を検出する。

次に、制御装置（80）は、対象者（T）の呼吸の周期に合わせて、放出部（30）から対象者（T）の対象部位に向けて所定の有用物質（U）を放出させる（ステップＳＴ４）。具体的には、制御装置（80）は、放出部（30）の渦輪生成部（31）から対象者（T）の口及び鼻に向けて気流（渦輪（R））を発生させる。

このように、対象者（T）の口及び鼻に所定の有用物質（U）を放出することで、所定の有用物質（U）が対象者（T）の鼻粘膜や気道粘膜に作用して体内に吸収される。これにより、血中の有用物質（U）の濃度が上昇する。その結果、対象者（T）の咳発作の症状が抑えられる。また、呼吸の周期に合わせて渦輪（R）を放出するので、有用物質（U）の使用量を低減できる。

次に、制御装置（80）は、放出部（30）から所定の有用物質（U）が放出される時間の累計が、１日のうちで所定時間以上か否かを判定する（ステップＳＴ５）。本例における所定時間は、１時間である。これにより、長時間（１時間以上）に亘って、対象者（T）に所定の有用物質（U）を投与できる。なお、本例では、所定時間を１時間としたが、所定時間は対象者（T）の症状に応じて他の長さにしてもよい。

ここで、放出部（30）から有用物質（U）が放出される時間の累計とは、放出部（30）の放出動作が行なわれている時間の累計ことである。例えば、対象者（T）が放出装置（10）の運転中に目覚めたことによって放出部（30）の放出動作が停止した場合であっても、目覚める前に行われていた放出動作時間と、再び就寝した後に行われた放出動作時間との合計が累計の時間となる。

放出部（30）から所定の有用物質（U）が放出される時間の累計が、１日のうちで所定時間以上であった場合（ステップＳＴ８のＹＥＳ）、制御装置（80）は、放出装置（10）の運転を停止させる。放出部（30）から所定の有用物質（U）が放出される時間の累計が、１日のうちで所定時間未満であった場合（ステップＳＴ８のＮＯ）、制御装置（80）は、再びステップＳＴ１に戻る。

〈環境調整部の制御〉
図４のステップＳＴ１の環境調整部（90）の制御について、図５～図７を参照しながら説明する。環境調整部（90）の制御では、室内空間（S）の温度制御、湿度制御、及び気流制御の少なくとも１つを行う。温度制御、湿度制御及び気流制御のうち複数の制御を行う場合は、どのような順序で行われてもよい。

（温度制御）
図５に示すように、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する所定温度を取得する（ステップＳＴ１１）。本例における所定温度は、２３℃以上である。次に、制御装置（80）は、温度センサ（51）の出力に基づき、室内空間（S）の温度を検出する（ステップＳＴ１２）。次に、制御装置（80）は、記憶部（82）のデータから取得した所定温度と室内空間（S）の温度とを比較する（ステップＳＴ１３）。

次に、制御装置（80）は、ステップＳＴ１３で比較した結果に基づき、室内空間（S）の温度が所定温度となるように環境調整部（90）を制御する（ステップＳＴ１４）。具体的には、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の空気の温度が所定温度となるように調整させる。これにより、室内空間（S）の温度を、対象者（T）が所定の有用物質（U）を吸収しやすい温度に調整できる。

（湿度制御）
図６に示すように、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する所定湿度を取得する（ステップＳＴ２１）。本例における所定湿度は、６５％ＲＨである。次に、制御装置（80）は、湿度センサ（52）の出力に基づき、室内空間（S）の湿度を検出する（ステップＳＴ２２）。次に、制御装置（80）は、記憶部（82）のデータから取得した所定湿度と室内空間（S）の湿度とを比較する（ステップＳＴ２３）。

次に、制御装置（80）は、ステップＳＴ２３で比較した結果に基づいて、室内空間（S）の湿度が所定湿度となるように環境調整部（90）を制御する（ステップＳＴ２４）。具体的には、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の湿度が所定湿度となるように調整させる。これにより、室内空間（S）の湿度を、対象者（T）が所定の有用物質（U）を吸収しやすい湿度に調整できる。

（気流制御）
図７に示すように、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する対象部位を取得する（ステップＳＴ３１）。次に、制御装置（80）は、位置センサ（70）によって対象者（T）の対象部位の位置を検出する（ステップＳＴ３２）。具体的には、制御装置（80）は、カメラ（55）の情報から対象者（T）の口及び鼻の位置を検出する。

次に、制御装置（80）は、対象者（T）の対象部位に向かって所定の有用物質（U）が放出されるように、渦輪生成部（31）の可動ノズル（46）の向きを調整する（ステップＳＴ３３）。本例では、可動ノズル（46）は、対象者（T）の口及び鼻に向くように調整される。これにより、寝返り等により対象者（T）の姿勢が変化しても、可動ノズル（46）が対象部位の移動に追従できる。

〈濃度センサの出力に基づく濃度制御〉
図４のステップＳＴ２の濃度センサ（53）の出力に基づく濃度制御について、図８を参照しながら説明する。

図８に示すように、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する所定濃度を取得する（ステップＳＴ４１）。次に、制御装置（80）は、濃度センサ（53）の出力に基づき、該濃度センサ（53）の位置における室内空間（S）の濃度を検出する（ステップＳＴ４２）。次に、制御装置（80）は、検出された室内空間（S）の濃度に基づき、対象者（T）の対象部位における有用物質（U）の濃度を推定する（ステップＳＴ４３）。次に、制御装置（80）は、記憶部（82）のデータから取得した所定濃度と推定した対象部位における濃度とを比較する（ステップＳＴ４４）。

次に、制御装置（80）は、ステップＳＴ４４で比較した結果に基づいて、推定した濃度が所定濃度となるように、物質供給部（32）から供給される有用物質（U）の量を調整する（ステップＳＴ４５）。これにより、対象者（T）に供給される有用物質（U）の濃度を所定濃度に保つことができる。加えて、対象者（T）に必要な量の有用物質（U）を調整して供給できるので、有用物質（U）の使用量を低減できる。

－実施形態１の特徴－
本実施形態の特徴（１）は、放出装置（10）が、放出部（30）と、環境調整部（90）と、記憶部（82）と、制御装置（80）とを備え、記憶部（82）は、有用物質（U）と該有用物質（U）に対応する環境状態とを含むデータを記憶し、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、放出部（30）から放出する有用物質（U）に対応する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御することである。

この構成によれば、記憶部（82）に、有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態の情報を記憶させることによって、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

本実施形態の特徴（２）は、制御装置（80）は、濃度センサ（53）の出力に基づいて所定の有用物質（U）の放出量を調整することである。この構成によれば、対象者（T）に供給される所定の有用物質（U）の濃度を適切な濃度に保つことができる。加えて、対象者（T）に必要な量の有用物質（U）を調整して供給できるので、有用物質（U）の使用量を低減できる。

本実施形態の特徴（３）は、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する室内空間（S）の温度を取得し、該温度を満たすように環境調整部（90）を制御することである。この構成によれば、室内空間（S）の温度を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい温度に調整できる。

本実施形態の特徴（４）は、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する室内空間（S）の湿度を取得し、該湿度を満たすように環境調整部（90）を制御することである。この構成によれば、室内空間（S）の湿度を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい湿度に調整できる。

本実施形態の特徴（５）は、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対応する室内空間（S）の気流を取得し、該気流を満たすように環境調整部（90）を制御することである。この構成によれば、室内空間（S）の気流を、対象者（T）に有用物質（U）を作用させやすい気流に調整できる。

本実施形態の特徴（６）は、環境調整部（90）は、渦輪状の気流を放出することである。この構成によれば、渦輪状の気流（渦輪（R））は、空気が拡散しにくく指向性も高いので、渦輪（R）に有用物質（U）を付与することで、効率よく対象者（T）に有用物質（U）を投与できる。

さらに、室内空間（S）に複数の人が存在していても、対象者（T）にのみ有用物質（U）を投与できる。これにより、対象者（T）以外の人への有用物質（U）の投与がされないため、対象者（T）以外の人の負担も軽減される。また、対象者（T）の対象部位の周辺にのみ有用物質（U）が放出されることにより、壁や衣類へ有用物質（U）が付着することを抑制でき、着色を抑制できる。

本実施形態の特徴（７）は、生体センサ（60）が対象者（T）の呼吸周期を検出し、制御装置（80）が、対象者（T）が空気を吸い込むときに合わせて放出部（30）から有用物質（U）を放出させる。この構成によれば、対象者（T）が空気を吸い込むときに合わせて有用物質（U）が放出されるので、有用物質（U）の使用量を低減できる。

本実施形態の特徴（８）は、制御装置（80）が、放出部（30）から有用物質（U）が放出される時間の累計が、１日のうちで1時間以上となるように放出部（30）から有用物質（U）を放出させる。

ここで、呼吸器疾患等の投薬に使用される吸入器では、既存の経口薬に関する投与の概念を用いて、有用物質の濃度、噴霧量、噴霧時間、及び吸入回数等が決定されている。特に、噴霧時間に関しては、数分から数十分程度の短い時間での噴霧が行われている。これに対して、人にとって有用物質の効果を高く得られるのは、体内の有用物質の濃度が長時間に亘って有効な濃度に保たれているときである。従って、従来の吸入器では、対象者（T）に対して効率よく有用物質（U）を投与できないことがあった。

この構成によれば、対象者（T）に対して長時間に亘って有用物質（U）を投与できるため、効率よく対象者（T）に有用物質（U）を投与できる。加えて、長時間に亘って対象者（T）に有用物質（U）を投与できるので、有用物質（U）の種類によっては、短時間の投与に比べて、低濃度の有用物質（U）を投与できる。これにより、有用物質（U）による副作用を低減できる。

－実施形態１の変形例－
上述した実施形態１は、以下のような変形例の構成としてもよい。なお、以下の変形例で説明する構成は、詳細を後述する実施形態２及び３においても適用できる。

〈変形例１〉
本実施形態の放出装置（10）では、喘息の疾患に対する所定の有用物質（U）は、別の有用物質でもよい。本変形例における有用物質（U）は、シネオール、メントール、及びテルピネン-4-オールを含む。本変形例における有用物質（U）の濃度は、０．１ｐｐｂ～１０００ｐｐｂである。

本変形例では、放出装置（10）は、接触センサ（54）を備えていてもよい。接触センサ（54）は、腕時計と一体に構成されるウェアラブルセンサである。本例の接触センサ（54）は、対象者（T）の腕に装着される。接触センサ（54）は、対象者（T）の心拍及び体温の基となる信号を検出する。言い換えると、接触センサ（54）は、対象者（T）の生体情報を取得する生体センサ（60）を構成する。

制御装置（80）は、生体センサ（60）で検出した生体情報（心拍及び体温の情報）に基づいて、対象者（T）の症状が出やすいタイミング又は対象者（T）に有用物質（U）が作用しやすいタイミングに、放出部（30）から有用物質（U）が放出されるように制御する。

具体的には、図９に示すように、放出装置（10）の制御において、放出装置（10）が運転状態になると、制御装置（80）は、対象者（T）の副交感神経が優位か否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。具体的には、制御装置（80）は、接触センサ（54）における生体センサ（60）から心拍のＲＲ間隔の情報を取得することで、対象者（T）の副交感神経が優位か否かを判定する。

対象者（T）の副交感神経が優位だった場合（ステップＳＴ１０１のＹＥＳ）、制御装置（80）は、対象者（T）が睡眠中か否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。具体的には、制御装置（80）は、接触センサ（54）における生体センサ（60）からの心拍及び体温の情報を取得することで、対象者（T）が睡眠中か否かを判定する。これにより、睡眠中で副交感神経が優位な状態の対象者（T）は、咳発作が発症しやすい状態であると判断できる。

対象者（T）が睡眠中であった場合（ステップＳＴ１０２のＹＥＳ）、制御装置（80）は、現在時刻が所定時刻を過ぎているかを判定する（ステップＳＴ１０３）。本例では、所定時刻は深夜０時である。これにより、明け方（例えば午前４時頃）に咳発作を発症しやすい対象者（T）に対して、咳発作の発症前に有用物質（U）の投与できる。なお、本例では、所定時刻を深夜０時としたが、所定時刻は対象者（T）の症状に応じて他の時刻としてもよい。

現在時刻が所定時刻を過ぎていた場合（ステップＳＴ１０３のＹＥＳ）、制御装置（80）は、環境調整部（90）を制御する（ステップＳＴ１０４）。環境調整部（90）の制御以降の動作は、実施形態１と同様である。また、本例におけるステップＳＴ５の予定時間は、４時間である。これにより、長時間（１時間以上）に亘って、対象者（T）に所定の有用物質（U）を投与できる。なお、本例では、所定時間を４時間としたが、所定時間は対象者（T）の症状に応じて他の長さにしてもよい。

これにより、制御装置（80）は、対象者（T）の生体情報に基づいて対象者（T）の状態を判定して、対象者（T）の症状が出やすいタイミング又は対象者（T）に有用物質（U）が作用しやすいタイミングなどの対象者（T）にとって最適なタイミングに、有用物質（U）を放出できる。その結果、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

〈変形例２〉
本実施形態の放出装置（10）では、対象者（T）の疾患は、花粉症などのアレルギー性鼻炎でもよい。

本変形例における有用物質（U）は、レボカバスチン（副腎皮質ホルモン剤）である。有用物質（U）の濃度は、０．００２５％である。記憶部（82）に記憶された上記有用物質（U）（レボカバスチン）に対応する環境状態の情報は、温度が２３℃以上であり、湿度が６５％ＲＨ以上であり、気流の向きが鼻の方向である。

環境調整部（90）の制御における温度制御では、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の空気の温度が２３℃以上となるように調整させる。また、湿度制御では、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の空気の温度が６５％ＲＨ以上となるように調整させる。気流制御では、制御装置（80）は、対象者（T）の鼻に向くように、渦輪生成部（31）の可動ノズル（46）の向きを調整する。

このように、制御装置（80）は、室内空間（S）を、対象者（T）にとって有用物質（U）を摂取するのに最適な環境に整える。これにより、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。また、本変形例における有用物質（U）の噴霧量は、通常の点鼻における噴霧量よりも少ない量（具体的には、常用量の１／４程度）で、通常の点鼻と同様の効能を得られる。このため、対象者（T）への負担を軽減できる。

〈変形例３〉
本実施形態の放出装置（10）では、対象者（T）の疾患は、肺炎（細菌性炎症）でもよい。

本変形例における有用物質（U）は、ゲンタマイシン（抗菌剤）である。有用物質（U）の濃度は、０．１％である。記憶部（82）に記憶された上記有用物質（U）（レボカバスチン）に対応する環境状態の情報は、温度が２３℃以上であり、湿度が６５％ＲＨ以上であり、気流の向きが口及び鼻の方向である。

環境調整部（90）の制御における温度制御では、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の空気の温度が２３℃以上となるように調整させる。また、湿度制御では、制御装置（80）は、空調部（20）に室内空間（S）の空気の温度が６５％ＲＨ以上となるように調整させる。気流制御では、制御装置（80）は、対象者（T）の口及び鼻に向くように、渦輪生成部（31）の可動ノズル（46）の向きを調整する。

このように、制御装置（80）は、室内空間（S）を、対象者（T）にとって有用物質（U）を摂取するのに最適な環境に整える。これにより、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

〈変形例４〉
図１０に示すように、本実施形態の放出装置（10）は、有害物質濃度センサ（56）を備えてもよい。具体的には、有害物質濃度センサ（56）は、空気中の有害物質の濃度を測定する。ここでいう有害物質とは、インフルエンザウィルス等のウィルスや、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などである。

本例における有害物質濃度センサ（56）は、室内空間（S）に露出するように、放出部（30）に取り付けられている。有害物質濃度センサ（56）は、室内空間（S）の有害物質の濃度を検出する。有害物質濃度センサ（56）は、空調部（20）に設けられてもよく、空調部（20）又は放出部（30）から独立して室内空間（S）に設けられてもよい。

本例における制御装置（80）の記憶部（82）には、複数種の有害物質と、各有害物質に対応する有用物質（U）と、各有用物質（U）に対応する環境状態とを含むデータが記憶されている。制御装置（80）は、有害物質濃度センサ（56）と有線又は無線により接続され、これと信号の授受が可能に構成されている。制御装置（80）は、有害物質濃度センサ（56）の出力に基づいて、放出部（30）から有用物質（U）を放出させる。

放出装置（10）の制御において、放出装置（10）が運転状態になると、制御装置（80）は、室内空間（S）の有害物質の濃度が所定濃度以上か否かを判定する。具体的には、制御装置（80）は、有害物質濃度センサ（56）の出力を取得することで、室内空間（S）の有害物質の濃度が所定濃度以上かを判定する。室内空間（S）の有害物質の濃度が所定濃度以上であった場合、制御装置（80）は、記憶部（82）において有害物質に対応する有用物質（U）を選択する。次に、制御装置（80）は、環境調整部（90）を制御する。環境調整部（90）の制御以降の動作は、実施形態１と同様である。

これにより、室内空間（S）に存在する所定の有害物質の濃度が所定濃度以上になると、室内空間（S）の環境状態が、空調部（20）によって所定の有用物質（U）が効率よく作用する環境状態に調整されるとともに、有害物質に対応する所定の有用物質（U）が放出部（30）から放出される。その結果、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

〈変形例５〉
本実施形態の放出装置（10）は、空調部（20）に代えて、空気清浄装置（91）を備えてもよい。空気清浄装置（91）は、空気清浄部（92）と、調湿部（93）とを備える。空気清浄部（92）は、室内空間（S）の空気を浄化する。調湿部（93）は、室内空間（S）の空気の湿度を調整する。本変形例では、空気清浄装置（91）が環境調整部（90）を構成する。

制御装置（80）は、空気清浄部（92）に室内空間（S）の空気を浄化させる。その際、放出装置（10）が有害物質濃度センサ（56）を備える場合には、制御装置（80）は、有害物質濃度センサ（56）の出力が所定の濃度以下となるように、空気清浄部（92）に室内空間（S）の空気を浄化させる。制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶された湿度のデータに基づいて、室内空間（S）が所定の湿度となるように、調湿部（93）を制御する。

放出装置（10）の制御において、対象者（T）が自身の症状又は疾患を選択すると、制御装置（80）の設定部（81）には、選択された症状又は疾患が設定され、放出装置（10）の運転動作が開始される。本例では、対象者（T）は、疾患として喘息を選択する。

疾患が喘息である場合、放出装置（10）が運転状態になると、制御装置（80）は、空気清浄部（92）に室内空間（S）の空気を浄化させる。具体的には、制御装置（80）は、空気清浄部（92）に室内空間（S）の空気から微粒子を除去させて、浄化させる。ここで、除去する微粒子は、喘息を発症する原因となるアレルギー物質であることが好ましい。

次に、制御装置（80）は、空気清浄部（92）の浄化を停止させる。次に、制御装置（80）は、環境調整部（90）を制御する。具体的には、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、所定の有用物質（U）に対する所定の湿度を取得し、室内空間（S）の空気が所定の湿度になるように調湿部（93）に湿度を調整させる。環境調整部（90）の制御以降の動作は、実施形態１と同様である。

このように、空気清浄部（92）で室内空間（S）の空気を浄化し症状の原因となるアレルギー物質を除去した後に、放出部（30）から所定の有用物質（U）を放出させるので、より効率よく対象者（T）に有用物質（U）を投与でき、症状を緩和させることができる。加えて、空気清浄部（92）における浄化動作を停止させた後に、放出部（30）から所定の有用物質（U）を放出させるので、放出された有用物質（U）が空気清浄部（92）によって浄化されることを抑制できる。

また、対象者（T）の疾患がアレルギー性鼻炎（花粉症）であった場合、空気清浄部（92）で除去される微粒子は、アレルギー物質である花粉、排ガス粒子、又は黄砂等であることが好ましい。対象者（T）の症状が肺炎（細菌性炎症）であった場合、空気清浄部（92）で除去される微粒子は、対象者（T）の気管を刺激する微粒子、又はＶＯＣであることが好ましい。

《実施形態２》
実施形態２について説明する。本実施形態の放出装置（10）は、実施形態１の放出装置（10）において、放出部（30）と空調部（20）とが一体に構成されている。ここでは、本実施形態の放出装置（10）について、実施形態１の放出装置（10）と異なる点を説明する。

図１１に示すように、対象者（T）は、例えば室内空間（S）の椅子に座っている。放出装置（10）の放出部（30）は、空調部（20）の室内ユニット（21）の内部に設けられている。具体的には、室内ユニット（21）の内部には、渦輪生成部（31）と物質供給部（32）とが設けられている。渦輪生成部（31）の放出口（44）は、室内ユニット（21）の吹出口に設けられている。

室内ユニット（21）の吹出口から渦輪生成部（31）で生成された渦輪（R）が対象者（T）の対象部位に向かって放出される。言い換えると、空調部（20）は、放出部（30）であり、環境調整部（90）でもある。

空調部（20）は、室内空間（S）の環境状態を調整する。具体的には、空調部（20）は、室内空間（S）の空気の温度、湿度、及び気流の向きを調整する。制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶された有用物質（U）に対応する環境状態（温度、湿度、及び気流の向き）を取得して、該環境状態を満たすように空調部（20）を制御する。

生体センサであるカメラ（55）は、室内ユニット（21）に取り付けられる。カメラ（55）は、室内空間（S）を向いて、室内空間（S）を撮像する。濃度センサ（53）は、対象者（T）が座る椅子の上部に配置されている。

本例においても、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、放出部（30）から放出する有用物質（U）に対応する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御するので、記憶部（82）に、有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態の情報を記憶させることによって、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

《実施形態３》
実施形態３について説明する。本実施形態の放出装置（10）は、実施形態１の放出装置（10）において、放出部（30）は、渦輪生成部（31）に代えて、静電噴霧式の噴霧部（38）を含む。ここでは、本実施形態の放出装置（10）について、実施形態１の放出装置（10）と異なる点を説明する。

図１２に示すように、対象者（T）は、例えば室内空間（S）の椅子に座っている。放出装置（10）は、対象者（T）の前に置かれた机（D）の上に配置されている。放出装置（10）の放出部（30）は、静電噴霧式の噴霧部（38）を含む。噴霧部（38）は、噴霧ノズルと、対向電極とを有する。対向電極は、噴霧ノズルの周囲に配置される。本例では、物質供給部（32）には、液体の有用物質（U）が貯留されている。

本例において、噴霧ノズルと外部に高電圧を印加すると、噴霧ノズルの先端では、電荷を帯びた液体と対向電極との間に電位差が生じ、電界が発生する。噴霧ノズルの先端の液体は、電界に引っ張られて、液糸状態で噴出される。その後、液糸状態で噴出された液体は、微細な液滴に分裂する。液体には電荷が付与されているため、分裂によって互いに斥力が生じて液滴は拡散し噴霧される。

この構成によれば、静電噴霧式の噴霧部（38）によって、放出装置（10）から放出される有用物質（U）を微粒化できる。これにより、対象者（T）に有用物質（U）を効率よく投与できる。加えて、静電噴霧式の噴霧部（38）から放出される有用物質（U）は、電荷を帯びているため、グランドとなる対象者（T）の対象部位に誘引される。これにより、対象者（T）の対象部位に集中して有用物質（U）を噴霧できる。

本例においても、制御装置（80）は、記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、放出部（30）から放出する有用物質（U）に対応する環境状態を取得し、該環境状態を満たすように環境調整部（90）を制御するので、記憶部（82）に、有用物質（U）が対象者（T）に効率よく作用する環境状態の情報を記憶させることによって、対象者（T）に効率よく有用物質（U）を投与できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態１及び３の放出装置（10）の放出部（30）は、室内の家具（棚、机）の上に設定されたが、床面に設置される床置き式であってもよいし、壁面に設置される壁掛け式でもあってもよい。さらに、上記実施形態１及び３の放出装置（10）は、天井に設置されてもよい。

上記各実施形態の空調部（20）は、室内空間を加湿する加湿器であってもよい。

上記各実施形態の放出装置（10）において、放出部（30）は、渦輪生成部（31）及び噴霧部（38）の両方を含んでもよい。

上記実施形態３の放出部（30）は、空調部（20）と一体に構成されてもよい。

上記実施形態１の放出部（30）の渦輪生成部（31）において、押出機構（45）は必ずしもリニアアクチュエータ（45b）及び振動板（45a）を有する構成でなくてもよい。例えば、押出機構（45）は、空気通路（C）において空気を搬送するように往復するピストンであってもよい。

上記各実施形態の放出装置（10）において、環境調整部（90）による気流の調整は、渦輪生成部（31）以外で行ってもよい。例えば、室内ユニットの風向を調整することにより室内空間（S）の気流を調整してもよい。

上記各実施形態の制御装置（80）は、対象者（T）が就寝中やデスクワーク中に有用物質（U）を放出させたが、対象者（T）の症状に応じて、効率よく有用物質（U）を投与できる時間帯（例えば、映画鑑賞中、読書中、食事中など）に有用物質（U）を放出すればよい。

上記各実施形態の制御装置（80）は、口及び鼻に向かって有用物質（U）を放出したが、対象者（T）の疾患又は症状に応じて、別の部位に向けて放出してもよい。他の対象部位としては、例えば、皮膚、頭部（頭皮、毛根）、目（角膜、結膜）等である。

上記各実施形態の放出装置（10）は、生体センサ（60）を備えなくてもよい。具体的には、カメラ（55）で対象者（T）の呼吸の周期を検出しなくてもよい。その場合、対象者（T）の呼吸の周期に合わせることなく、放出部（30）から所定の有用物質（U）が放出される。

上記各実施形態のカメラ（55）は、症状に応じて対象者（T）の呼吸の周期以外の生体情報（例えば、心拍、脈波、顔色等）を検出してもよい。

上記実施形態の変形例１の接触センサ（54）は、症状に応じて体温及び心拍以外の生体情報（例えば、血圧、血糖、皮膚水分、体動等）を検出してもよい。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、及びその他の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、放出装置について有用である。

10 放出装置
30 放出部
31 渦輪生成部
38 噴霧部
53 濃度センサ
80 制御装置
82 記憶部
90 環境調整部
T 対象者
S 室内空間（空間）
U 有用物質

Claims (4)

1. 対象者（T）が存在する空間（S）に有用物質（U）を放出する放出部（30）と、
   前記空間（S）の環境状態を調整する環境調整部（90）と、
   前記有用物質（U）と該有用物質（U）に対応する環境状態とを含むデータを記憶する記憶部（82）と、
   前記放出部（30）から放出する前記有用物質（U）を選択し、前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づいて、選択した前記有用物質（U）に対応する環境状態としての空気の温度又は湿度を取得し、該取得した空気の温度又は湿度を満たすように前記環境調整部（90）を制御する制御装置（80）とを備えている
   放出装置。
2. 請求項１に記載の放出装置において、
   前記対象者（T）に供給される前記有用物質（U）の濃度を測定する濃度センサ（53）を更に備え、
   前記制御装置（80）は、前記濃度センサ（53）の出力に基づいて前記有用物質（U）の放出量を調整する
   放出装置。
3. 請求項１又は２のいずれか１つに記載の放出装置において、
   前記環境調整部（90）は、前記空間の気流を調整し、
   前記制御装置（80）は、前記記憶部（82）に記憶されたデータに基づき、前記有用物質（U）に対応する前記空間（S）の気流を取得し、該気流を満たすように前記環境調整部（90）を制御する
   放出装置。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の放出装置において、
   前記環境調整部（90）は、渦輪状の気流を放出する
   放出装置。

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