可切换的数字气味产生和释放以及蒸气和液体递送方法及
系统
[0002] 本
专利文献要求2015年4月10日提交的标题为“可切换的气味、蒸气和液体释放及递送系统和方法(SWITCHABLE SCENT,VAPOR,AND LIQUID RELEASE AND DELIVERY SYSTEMS AND METHODS)”的第62/145,918号美国临时专利申请以及2015年6月11日提交的标题为“增强的可切换物质释放和递送系统(AUGMENTED SWITCHABLE SUBSTANCE RELEASE AND DELIVERY SYSTEMS)”的第62/174,450号美国临时专利申请的优先权。前述专利申请的全部内容以引用的方式并入作为本专利文献的公开内容的部分。本申请涉及相同
发明人的PCT申请,标题为“可切换的气体和液体释放及递送装置、系统和方法(SWITCHABLE GAS AND LIQUID RELEASE AND DELIVERY DEVICES,SYSTEMS,AND METHODS)”的PCT/US14/035054号申请。
技术领域
[0003] 本专利文献涉及用于
流体(例如,气体、蒸气、薄雾或液体)和其它物质的释放及递送的系统、装置、过程和方法,所述流体和其它物质包含(不限于)有气味的流体。
背景技术
[0004] 关于娱乐、教育、工程化、广告、医学
治疗和疗法、军事及其它目的的应用,已经开发各种技术用于气体、蒸气、喷雾和液体的受
控释放。举例来说,可对用户或观察者提供例如气味、
风或薄雾等感觉输入的技术已经引入到
虚拟现实(VR)和
增强现实(AR)应用中以提供更为沉浸的感觉或现实体验。通过可同步的远程致动以可重复方式允许混合或未混合的有气味气体通量的可靠快速切换的气味递送装置的设计可以对虚拟、全息、
混合现实或增强现实以及现场体验的有效性具有显著影响,以及以
气化、喷洒、雾化、液体、粉末或其它形式提供医学药物递送的额外益处。快速可切换、紧凑的可掺合流体控制提供了根据规定配方多达数千种基本配料的按需合成的可能,且应用于广泛大量的领域中,例如研究和教育工具、制造或处理方法和商业以及消费产品及应用。此外,此类装置应当提供实际、经济、紧凑、机械及电可靠、且高效的按需控制,以及精密定时的气体、蒸气、薄雾、液体、粉末或其它物质递送以用于个别用户或群组的有效使用。
发明内容
[0005] 公开了用于快速且容易地切换流体(本文界定为液体、蒸气、薄雾或气体)和其它物质的按需分配和递送的技术、系统和装置。
[0006] 本发明技术包含用于提供高度紧凑的多选通的有气味或无气味的流体释放和递送的技术、过程、系统和装置,包含用于这些物质的按需组合和分配的快速切换。在一些实施方案中,举例来说,所公开的技术、系统和装置将有气味的气体递送进入局部化的空间(例如,例如个人的鼻空间),这可对虚拟、混合或增强现实或全息(“VAR”)应用添加气味的感觉,所述应
用例如VAR购物、仿真、工程化或科学设计、疗法、训练、远程教育、社交交互及其它、交互性、娱乐或其它媒体。
[0007] 在此专利文件中描述的标的物可以提供以下特征中的一个或多个的特定方式来实施。举例来说,所公开技术包含基于可闩
锁的
磁性开关、压电或热可致动开关而允许方便的、远程、电可致动流体释放的装置。为了选择性释放许多不同类型的流体中的一种或多种的能
力,X-Y或X-Y-Z矩阵操作释放系统也可以用于本发明所公开的
实施例,与相关PCT申请PCT/US14/035054中所描述类似。
[0008] 所公开技术是简单且便宜的,操作快速,且能够使递送设备、过程、系统和/或机构小型化,同时使能够以自动方式或按需要存储、组合、分配及循环或定序的不同有气味的或无气味的流体或其它物质的数目最大化。所公开的装置的可闩锁的性质是极方便的,因为当递送系统未激活时不需要连续地使用电或功率。本发明技术的示例性应用包含将有气味的气体递送进入局部化空间(例如,例如个人的鼻空间)以及用于医学药物递送的蒸气、薄雾、粉末或其它悬浮液的可切换释放。此外,所述技术通过在线或实体商店显示环境而高度适合于VAR体验和娱乐(电影和视频游戏)以及其它VAR媒体、在线购物和/或产品广告。
[0009] 在一个实例方面中,公开了一种以数字方式可控的气味产生和递送设备。所述设备包含:容器的阵列,每一容器具有:输入运载气体流入的入口;用于容纳材料的称为气味容器的腔室,所述材料含有产生特性气味的基本或
基础化学品,称为气味配料或配料;以及所述输入气体和所述气味配料的混合物流出的出口;流动调节机构,其基于电磁
信号控制通过每一容器的气流;一个或多个掺合腔室,其耦合到所述容器的出口且具有递送通道出口,所述掺合腔室允许来自所述容器的所述出口的个别输出一起均质地掺合以产生预定气味且使所述预定气味通过所述递送通道出口流出;以及加压腔室,其耦合到所述容器的入口,且产生所述输入运载气体流。
[0010] 在另一实例方面中,公开了一种递送以数字方式控制的气味增强型多媒体体验的方法。所述方法包含:向用户递送例如声音、视觉和/或其它刺激等非嗅觉感觉刺激;通过控制气味激活、气味掺合、释放以及向用户的递送的电磁
控制信号来控制来自气味装置的气味刺激的同步递送;向所述用户递送所述气味刺激,其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关,且增强、扩增、
修改、更改或整合于所述非嗅觉刺激的用户体验;向所述用户递送所述气味刺激,其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关且所述用户被动地或主动地或交互式地与所述非嗅觉刺激
接触;以及在所述用户参与活动的同时向所述用户选择性递送所述气味刺激,其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关。
[0011] 在
附图、描述和
权利要求书中更详细地描述这些以及其它特征和方面。
附图说明
[0012] 图1(A)到(L)示意性地说明剩磁化
阀的各种实施例:(A)具有可闩锁的磁性销和高磁导率环的基于内部机械
弹簧的分离以允许有气味的气体渗透的剩磁化阀;(B)具有气流弹簧的剩磁化阀,所述气流弹簧利用可移动磁性杆组件的基于压力的分离以允许气味或气体渗透;(C)示出了有凹口的销导引件和高磁导率环的剩磁化阀细节;(D)说明流动的非圆柱形剩磁化阀二分之一区段;(E)具有悬臂式弹簧的剩磁化阀;(F)具有压力激活的剩磁化阀;(G)具有重力激活的剩磁化阀;(H)具有非圆柱形螺线管的剩磁化;(I)具有双重螺线管的剩磁化阀;(J)用于所需气味或其它气体/薄雾/液体的方便释放的剩磁化阀的二维组装3x8阵列;(K)剩磁化阀的二维制造2x2阵列,具有用于所需气味或其它气体/薄雾/液体的方便释放的配合料筒;以及(L)具有用于典型
光刻制造的二维螺线管的剩磁化阀阵列。
[0013] 图2(A)到(C)示意性地说明磁性止回阀的各种实施例:(A)具有磁性环的止回阀;(B)具有磁性挡片的止回阀;以及(C)同时生产的止回阀的阵列。
[0014] 图3(A)到(H)示意性地说明根据组合和参数
对流体(包含从产生
味道/气味的化学配料产生或含有所述配料的气体)的掺合,所述组合和参数是由配方
指定或可以被编程(经由因特网或其它有线或无线发射)或被手动地调整以用于研究和开发、测试及实验的目的,以用于无气味的或有气味的化合物的按需产生(“混配”)以用于向个人或群组的装置递送(所述装置下文替代地称为“数字装置”):(A)用于掺合的流体的通断释放的同时激活/具有工作循环的剩磁化阀;(B)远程
定位的配料存储容器以及经由通道向掺合腔室的递送;(C)用于促进快速流体掺合的料筒容器的圆盘布局;(D)用于可旋转对准、镜像和堆叠部署的替代的圆盘型容器布局;(E)用于促进快速流体掺合的料筒容器的圆柱形布局;(F)用于大容量配料系统的料筒容器的嵌套环布局;(G)经由几何形状或搅动的辅助掺合;以及(H)可闩锁的剩磁化掺合/划分阀。
[0015] 图4(A)到(W)示意性地图示气味递送装置和结构的各种实施例:(A)替代的容器、阀和加压配置;(B)可互换的料筒,其与剩磁化阀阵列配合以用于受控释放;(C)可互换的料筒,其在出口处具有排列的止回阀以用于受控释放;(D)鼻子下方的料筒结构,用于向虚拟现实装置、增强或混合现实(“VAR”)装置的用户的有气味的气体递送(“气味递送”);(E)在用于VAR装置的头戴式装置中具有中线料筒
位置的气味递送;(F)用于VAR装置的完全或部分地一次性气味递送单元;(G)从附接到VAR头部或眼部装备且与其一起使用的一侧或两侧安装可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(H)从附接到具有小扩散器的VR或AR头戴式装备且与其一起使用的一侧安装可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(I)从颈部安装可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(J)从皮带安装可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(K)从臂安装可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(L)从桌面或手持式可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送;(M)从具有大气味容量(即数千种专用气味)的大中央单元的自含式可控气味递送;(N)经由被引导的双重或三重气味输出的方向性气味递送;(O)位于用户的鼻孔下方的气味递送装置,具有内建的麦克风以用于在使用期间的音频捕获和交互;(P)用于气味递送的有线桌上型配置;
(Q)用于气味或替代递送的无线桌上型配置;(R)具有柔性尺寸和作为单元的放置的移动或固定气味递送多媒体装置;(S)从具有可拆卸、可替换式或可再填充料筒的手持式装置的自含式可控气味递送;(T)手持式气味递送装置,其具有经由并入的相机或者有线或无线数据发射的对象辨识以用于气味递送的选择性激活;(U)被定位成还将调味的流体递送到用户的鼻空间或口部的气味递送装置;(V)用于多
气候操作的进气除湿器;以及(W)用于在清洁期间的剩余释放的排气机构。图4(A)到(W)中示出的配置可任选地与VR或AR头戴式装备或
护目镜一起使用、附接到所述装备或并入到所述装备中,或替代地被配置成操作和独立地佩戴以用于交替使用。
[0016] 图5(A)到(G)示意性地图示用于沿着单个通道连续或同时递送多种化学流体或其它物质的通道沉积清洁程序的各种实施例:(A)用于各种化学流体或其它物质的递送的绑定气味特定的递送通道;(B)无孔的防剩余单个通道,其可用于在一段时间中不同有气味的气体的递送且气味材料剩余的沉积最少;(C)通过
电阻性加热的内部涂层的沉积清洁;(D)通过
感应加热的内部涂层的沉积清洁;(E)通过自动或预编程内部化学品清除的沉积清洁;(F)通过在经受气流的同时对通道的电磁震动的沉积清洁;以及(G)用于清洁内部系统组件的预加热或间歇性加
热机构。
[0017] 图6(A)到(G)示意性地图示用于液体溶液或悬浮液的气化、雾化或
气溶胶化的各种替代方案:(A)经涂覆的或中空多孔微米/纳米颗粒,任选地具有磁性激活;(B)经划分的料筒容器,具有高表面积气味衬底和补充液体配料储集器;(C)经划分的料筒容器,具有中空分支高表面积气味衬底和补充液体配料储集器;(D)经由流体通过经
图案化板的加压分布而分散微米尺度/纳米尺度液滴,所述经图案化板在外出面上具有疏
水性/疏油性/双疏性涂层,其中液滴被分散到横向空气流或其它蒸气中;(E)经由具有疏水性/疏油性/双疏性表面的三维网状物分散微米尺度/纳米尺度液滴,所述网状物通过到在高
频率范围中被激活的包围压电材料的机械连接而摇晃;(F)流体经由微米/纳米气泡的连续气化,在蒸气流动通过液体容纳腔室时所述气泡由纳米尺度纵向长丝保持分离;以及(G)经由三维高表面积多孔
复合材料的超高浓度气味媒体,所述复合材料包含例如
树脂。
[0018] 图7(A)到(I)示意性地图示用于增强型、舒适或经修改气味递送
感知或体验的各种机构:(A)用于出口流的
加湿器,用于防止在延长使用期间的刺激;(B)用于升高出口流
温度的经调制加热机构;(C)用于降低出口流温度的经调制冷却机构;(D)气味体积控制,用于经由循环、浓度、稀释或加压而减少或增加强度;(E)用于三维气味递送的双重或多鼻孔馈送;(F)各种
生物传感器,用于用户的状态的主动监视和/或对用户的状态的响应性反馈,或用于与任何类型的媒体或用户的场景或与之的交互性同步的气味递送的动态调整;(G)用于增强型、交互式或更沉浸(包含VAR)气味体验的编程功能的一些实例,包含用于气味递送的语音辨识、三维气味递送、气味共享、触觉激活的气味递送、响应性气味调整、情境气味选择和产生;(H)气味的数字交换,以及用户之间的产生配方;以及(I)呼吸模式或间隔辨识及同步。
[0019] 图8是用于递送以数字方式控制的气味增强型多媒体体验的实例方法的
流程图描绘。
[0020] 图9是说明产生气味配料的薄雾的实例方法的流程图。
[0021] 图10是说明以数字方式控制气味递送阵列的实例方法的流程图。
[0022] 图11是说明提供可定制的嗅觉体验的实例方法的流程图。
[0023] 图12是说明将物质递送到目标位点的实例方法的流程图。
[0024] 图13是说明递送以数字方式控制的气味增强型多媒体体验的方法的流程图。
具体实施方式
[0025] 本文档公开了用于液体、薄雾、蒸气或气体的按需分配和递送的高度可扩展的技术、过程、系统和装置。所公开技术的气味递送装置包含例如基于可闩锁的磁性、压电或热可致动开关和机构的方便、远程、电可致动的气味释放组件。在一些实施方案中,举例来说,所述递送装置包含纳米尺度及微米尺度材料结构以控制流体(例如,诸如液体、蒸气或气体)的形成和/或递送以产生有气味的物质。在一些实施方案中,举例来说,所公开技术提供例如使用X-Y或X-Y-Z矩阵操作释放系统选择性释放许多不同类型气体或液体中的一种或多种的能力。本发明技术提供掺合过程和递送系统的小型化,同时使能够以自动方式和/或按需求存储、快速掺合、分配及循环或定序的不同基本配料(例如气味配料)的数目最大化。
[0026] 可基于包含所提供的各种条款的具体实施方式以及在权利要求书部分中列出的权利要求而理解所描述技术的一些方面和实施例。
[0027] 本发明技术的应用包含(但不限于)将有气味的气体递送到局部化空间(例如,诸如个人的鼻空间),这尤其高度适合于VAR体验和应用以及受控的鼻前或
口腔药物递送。除有气味的气体递送和鼻前或口腔药物递送之外,快速可切换且可掺合流体控制还提供了广泛大量领域中的按需合成应用的可能,例如研究或教育工具、制造或处理方法以及商业和消费产品。需要对作为个别组分或掺合组合物的众多流体的精确、快速且可小型化的控制的任何程序可以得益于所公开的装置、系统和方法。
[0028] 通过增加用于快速顺序递送的不同气味的可能数目,例如所公开的气味递送装置提供了更复合且复杂的感觉(嗅觉)通信、交互、取样、品牌推广或广告的可能性,以及较大的戏剧性可能和/或在VAR或现场体验内的增强现实性或沉浸。举例来说,在一些情况下,所公开的装置可用作嗅觉显示器或者
移动电话或其它通信装置中的呼叫者识别器。在其它实例中,所公开的装置可与运动图片或视频游戏结合使用(例如,借助于与场景、动作、演员/
角色、音乐/声音或戏剧的元素同步激活的可用于递送的广泛范围的多气味轨道)。有气味的流体的纳米或微米装置控制以及按需递送的其它示例性应用包含例如:(a)实体零售商店,在线或VAR购物或广告;(b)现场、在线或VAR娱乐、体育、时装表演、新闻广播或任何其它类型的媒体;(c)用户之间的交换或交互性,(d)用户与任何类型的媒体的被动或主动交互;(e)有气味的封装;(f)发出芳香的珠宝,其嵌入有用以分配和循环不同香料、由佩戴者选择、设定或反应于佩戴者的生物反馈的机构/装置,其中所述机构在佩戴者附近或周围的近邻空间中或周围产生不可见的气味
云;(g)在例如排架或其它家具等小的封闭空间中或可附接到固定装置的空气清新剂;(h)嗅觉品牌推广或信令;(i)用于对抗仿真或者对个别行为的控制或影响的军事应用;(j)芳香疗法;(k)医学疗法、药物递送或者远程或虚拟手术;
(1)卫生;(m)教育;(n)仿真;(o)记录的或现场有气味的媒体及娱乐;和/或(p)提供行为、神经、多峰(组合的气味、味觉、感觉、视觉和/或声音)效应的多感觉设备(例如,组合了触觉与气味、气味与味觉、触觉-感觉-味觉、触觉-音频-气味等的设备)中的使用,以及其它应用。
[0029] 所公开技术提供若干优点。本发明技术的一个示例性优点是允许对掺合流体(例如有气味的流体)中的化学品进行按需选择的使用简化的含阀分配或无阀分配的多功能设计。这些设计包含所公开技术的示例性‘可闩锁开关选通’机构。举例来说,这些示例性选通机构不仅代替了对复杂机械阀的需要,而且最小化控制选通所必要的电输入,且还可缩放到小尺寸,例如包含于毫米或小于毫米的尺度上,从而增加体现所述技术的装置或设备的大小及重量的减少(以及便携性或
耐磨性)。
[0030] 一些现有系统利用能够将小体积的气味分配到局部化空间中的无阀系统,然而,递送通道直径或长度的尺寸的技术要求本身是限制性的。本发明技术的优点是不存在这些限制。使用无阀技术的一些其它现有系统采用经由加热元件
蒸发且分配有气味的气体的初级方法,所述方法产生所需体积的有气味的气体所需的时间与本发明技术相比是不利的,本发明技术的机构实现有气味的气体的更快接通-断开控制、产生以及向用户的递送。这些和其它现有气味产生装置在速度、实际尺寸和小型化、选择性及耐久性方面也具有限制。并且,当前用以将流体(包含有气味的气体)选择性释放到局部化空间或鼻空间中的
现有技术受到能够被循环或定序、定时及控制以用于按需精密递送的不同气味的数目(或由用于其产生的配方指定的配料的数目)限制。借助于更具体实例,具有可缩放多气味能力以及有气味的气体到鼻空间(或到鼻子)的精密定时控制和递送的例如鼻嗅器等机器的大小是相对大的,且在大小和形状因数方面并不像本发明技术那样可减小以用于耐磨性或便携性。借助于进一步实例,具有多气味的气味合成能力的现有技术装置受到可合成的化学配料的数目限制,并因此受到可产生的一系列气味的特殊性、范围和
质量的限制。
[0031] 所公开技术还可包含‘环境扩散’技术的使用,其例如在环境或室温下产生有气味的或无气味的气体而不需要使用加热作为初级机制来蒸发流体、糊状物、树脂、囊封、半固体或固体材料的化学元素。经由本发明技术的
蒸发气味的递送还避免了固有的化学沉积、在空气中的逗留持续时间以及在与个人的靠近范围递送雾化化学品(包含例如有气味的薄雾)时的其它缺点和风险。环境扩散还避免了与使用加热作为初级机制来蒸发有气味的或无气味的液体或者其它气味或无气味的媒体相关联的某些限制或
缺陷,包含例如实现快速蒸发以用于快速气体形成和递送所需的
能量,以及在气味的情况下因加热而潜在地(不合需要地)更改产生气味的化学组分的性质或行为的可能。
[0032] 用于产生蒸发(例如,完全蒸发)有气味的气体的其它初级机制可包含使气体在有气味的
溶剂或其它材料的表面上通过,或者通过多孔固体、凝胶或其它有气味的物质。在本发明技术中,例如在一个实施例中,产生气体的微泡且
泵送通过含有有气味的材料的油或其它溶剂且在所述溶剂或油的表面处退出后即刻产生有气味的气体。以此方式使用微泡使得空气(或气体)在有气味的溶剂或油内的大表面积接触的可能最大化,进而增加潜在的扩散,且因此减少递送所需体积的有气味的气体所必要的时间,或具有增加运载气体中释放的目标化学分子的浓度的效应。
[0033] 在本发明所公开的技术中,借助于进一步实例,在另一个实施例中,通过衬底材料的微米或纳米分支产生的超高表面积衬底可以放置在含有气味或液体的腔室内或可更换的料筒内。此纳米结构衬底材料涂覆有有气味的溶剂以将溶剂固持在适当的位置而不必引入额外机械夹具以防止液体材料从腔室或料筒的
泄漏,并且还由于大表面积而减少每给定时间产生所需气味浓度所必要的有气味的液体的量,从而帮助减少装置的大小和重量以实现耐磨性。例如由陶瓷、金属、
聚合物或
碳材料制成的这些纳米结构衬底材料的所需大表面积至少是每克300平方米,优选地至少每克1,000平方米,优选地至少每克2,000平方米,如通过气体吸收的Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析技术所测量。
[0034] 到目前介绍的现有选择性气味释放和递送系统的大多数实例受到如下限制:低效的控制、缺乏可递送到既定目标的精密定时、在定序递送期间气味的不希望的混合、环境中逗留的气味、机械可靠性、能量效率和/或递送设备的成本和大小。大体积的气味进入大面积中的扩散相对难以从空气快速清除(或耗散),进而限制后续气味可‘清洁地’递送到空间内的个人的快速性。对于例如娱乐应用,在许多情况下经由
通风系统或风扇将有气味的空气释放到电影院的一般空间中或者座位中和周围。这些常规递送机构具有有限的或不具有多路复用(气味切换)能力或容量,它们也不能够像本发明技术那样提供快速气味或对个人的鼻空间精密定时的高效递送能力。能够在座位区域内释放气味的现有系统的实例包含传感影院(Sensorama)游戏系统,其中根据所显示场景从椅子释放气味且
方向盘能够提供机械振动。在例如AMLUX剧院中的那些电影中,气味与视觉图像结合而释放。通过蒸发或喷射有气味的材料的气味释放已经用于消防员的训练,且发出气味的衣领已经用于士兵的训练。然而,许多这些已知的方法在其用于精密定时、多路复用气味递送的能力方面是不可行、操作上不可靠或受限的。因此,需要具有快速可切换、自动和/或远程、可致动且多循环耐久特性的可靠的气味释放和递送系统,其并入x-y或x-y-z矩阵
操作系统从而实现从许多不同的气味源的受控定时气味释放(具有最小数目的控制机构)。
[0035] 本文档中使用章节标题以促进可读性,且并不以任何方式限制所公开技术的范围。
[0036] 用于主动流体释放的剩磁化阀配置和方法的实例
[0037] 参考附图,图1(A)到图1(L)示意性地图示了具有销导引件、磁性可闩锁且可移动的销、高磁导率配合环或板、螺线管以及
电磁屏蔽件的剩磁化阀的各种实施例。销的磁化是以到螺线管的脉冲信号来实现,在所述脉冲信号后所述销抵靠着环搭扣从而产生密封。去磁是通过到螺线管的减弱AC信号、由单个或一系列DC信号产生的相反导向且减弱的场或者产生相反定向的
磁场的次级螺线管来实现。所述磁屏蔽件可以有用于屏蔽相邻的阀免于受彼此的螺线管磁化影响。
[0038] 对于可闩锁的磁性销材料,可以利用各种正方形环磁性材料。对于杆或销形状的所需几何形状,能够容易地锤锻、杆
拉拔或线拉拔成此几何形状的机械延性
合金是优选的。实例是使用例如Fe-33%Cr-7%Co-2%Cu(以重量%计)等基于Fe-Cr-Co的旋节分解磁体合金,所述合金首先经
热处理以旋节分解为二相结构,且随后经
变形老化或磁场老化以便产生正方形环磁性性质。合金的组成可以在25-40%Cr、5-15%Co、0-4%Cu的范围内,其余是Fe。也可以添加不超出10重量%的其它合金化元素。参见S.Jin的论文《引起变形的
各向异性Cr-Co-Fe永久磁体合金(Deformation-Induced Anisotropic Cr-Co-Fe Permanent Magnet Alloys)》(IEEE磁学汇刊,MAG-15,1748(1979))以及S.Jin和N.V.Gayle的论文《通过在磁场下缓慢冷却得到的低钴Cr-Co-Fe磁体合金(Low Cobalt Cr-Co-Fe Magnet Alloys by Slow Cooling Under Magnetic Field)》(IEEE磁学汇刊,MAG-16,526(1980)),以上论文以全文引用的方式并入本文。磁性材料的磁性质可以通过若干参数描述,例如包含指示给定材料中的最高可能磁化值的饱和磁化(Bs)、指示在所施加场移除为零场之后的剩余磁化值的剩磁化(Br),以及作为为了减少/迫使材料的磁化为零将需要施加的所需外部施加磁场的指示的
矫顽力(Hc),其指示磁性材料的硬或软的程度。
[0039] 根据一些实施例,这些类型的磁性合金具体来说被处理以展现具有正方形环形状的高剩磁化,还被处理以展现特定磁性矫顽力以便容易地实现用于流体递送(包含气味递送)装置的开关应用。最终老化热处理温度和时间将被控制以使得磁性矫顽力(Hc)合意地在30-300Oe的特定范围内,优选地在50-200Oe的范围内,并且更优选地在80-130Oe的范围内。
[0040] 也可以使用例如Cu-Ni-Fe或Cu-Ni-Co等其它旋节分解合金以获得高度正方形环磁性合金。也可以利用具有预分解为二相结构的选择的高度单轴变形延性磁性合金,例如Fe-Ni-Mn、Fe-Mo-Ni、Fe-Cr-Mo合金,其在单轴塑性变形后可即刻提供50-150Oe的Hc值。
[0041] 在图1(A)-1(L)中的作为下方配合磁性材料的高磁导率材料可以是软磁体(例如,坡莫合金,例如以重量%计具有80%Ni-20%Fe或45%Ni-55%Fe,或
硅钢,或具有相似软磁性性质的其它合金)、半硬磁体(例如,Fe-Cr、Fe-Ni和其它磁性合金),或永久磁体(例如,Fe-Cr-Co、维卡合金、涂覆Sm-Co的悬臂)。在图1中,利用45%Ni-55%Fe合金的软磁性合金。
[0042] 参考附图,图1示意性地示出了(A)具有内部机械弹簧的剩磁化阀,以及(B)具有气流弹簧的剩磁化阀,其利用可移动磁性杆组件的基于压力的分离来允许气味或气体穿透。对于在图1(A)中说明的具有内部机械弹簧的剩磁化阀,在关闭状态(116)中,上方磁化可闩锁的销104抵靠着下方高磁导率材料110搭扣从而产生密封,同时克服先前保持开关打开的轻微弹簧力。为了打开开关,将销去磁(例如,通过在具有逐渐减弱的磁场的螺线管中使用
60Hz去磁循环,或通过施加相反磁场,其在移除磁场时实现磁化状态到接近零的
反冲)。在图1(A)中的内部弹簧通过推回上部磁性杆(或磁性销)而有助于分离。
[0043] 对于如图1(B)中所说明的利用基于压力的分离的具有气流弹簧的剩磁化阀,在关闭状态中,磁化可闩锁的销抵靠着高磁导率材料搭扣,从而产生密封。为了打开,将销去磁且气体压力弹簧有助于分离。此图1(B)开关结构的独特性质在于不使用机械弹簧,且实际上,向上气流(对于气味释放和递送无论如何都是需要的)同时用作提升力以保持磁性开关打开达所需持续时间以继续气体的递送。装置结构因此与图1(A)结构相比更有利且更简单,但图1(A)结构仍可用于某些设计和应用。
[0044] 图1(C)图示了用于在鼻孔附近或内部以气体、蒸气、薄雾、粉末或悬浮液的形式以可闩锁方式释放药物以用于经由鼻前递送进行药物吸收的装置/系统的额外应用。类似地,如在图1(A)中,在磁化销抵靠着高磁导率材料密封的被动关闭状态中开关阻挡通孔且停止待投予的药物的流动。在“打开”状态中,可闩锁的磁性销通过逐渐减弱的磁场或某一相反磁场强度(从螺线管周围)去磁且移动远离高磁导率材料,因此露出通孔以用于药物薄雾或蒸气流动。
[0045] 除控制气流之外,小型化剩磁化阀还可以用于在手持式、静止或可佩戴配置中受控的药物释放,其中按时间表或由控制
软件编程而将气体状态、蒸气状态或薄雾状态药物剂量投予患者(或顾客)。硬线连接的致动以及无线激活是可能的。装置的末端可优选地被配置成使得存在进入鼻孔的突出末端管区段(类似于用于医院患者的
氧气供应设备)以便最大限度地引导和利用所释放量的薄雾、蒸气/气体或悬浮液药物。
[0046] 图1(D)图示了使用非圆柱形内部销导引件以当在打开状态中时准许销周围的流体流动。此导引件被描绘为三角形,但也可以是矩形、五边形、六边形等。通过使来自可闩锁的销和高磁导率环的两个
抛光表面配合而实现密封。替代地,在必要时可以在销与环之间放置薄的
顺应性密封件以促进较紧密的密封。在一些实施例中,内部销导引件和外部壳体周围的间隙可以是径向对称的(当在横截面图中所见时)。此对称性的一个优点是允许
外壳周围的流的均匀通过。
[0047] 可以使用各种方法以在去磁后即刻分离环和销。图1(E)以抵靠着销推动的悬臂式弹簧实现分离。弹簧性质被具体选择以允许当销与环之间的吸引力克服悬臂的弹簧力时的磁化后的密封以及当弹簧力克服及重力或微量吸引力剩余时的去磁后的分离。
[0048] 替代地,在图1(F)中,剩磁化阀利用基于压力的分离。在关闭状态中,磁化可闩锁的销抵靠着高磁导率材料搭扣,从而产生密封。为了打开,将销去磁且流体压力有助于分离。此图1(F)开关结构的独特性质在于不使用机械弹簧,且实际上,向上流体流动(对于流体的释放和递送无论如何都是需要的)同时用作分离力以保持磁性开关打开达所需持续时间以继续流体的递送。装置结构因此与图1(E)结构相比更有利且更简单,但图1(E)结构仍可用于某些设计和应用。
[0049] 图1(G)中描绘另一无弹簧配置,其利用可移动销上的重力来实现销环分离。此设计类似地方便是不需要用于分离的弹簧,但受限于窄范围的阀定向,因为在去磁后重力必然起作用以分离可闩锁的销。因此,重力辅助的设计更适合于例如基于
台面或壁的释放的固定位置应用。图1(H)通过组合非圆柱形销导引件和磁化/去磁螺线管而进一步简化且小型化图1(A)-(G)的剩磁化阀概念。所述附图描绘三角形螺线管配置,然而,维持交叉平面销定位的任何非圆柱形形状将类似地起作用。用于阀的打开和关闭机构如较早的图中所描述。组合销导引件和螺线管的一个其它优点在效率方面出现。通过将螺线管壁定位为更靠近销,磁场强度针对在磁化和去磁期间的相同功率电平增加。
[0050] 除图1(A)-(H)中所描绘的单螺线管配置之外,双螺线管配置也可以与如图1(I)中所描绘的负责分离的每一螺线管一起使用。最靠近高磁导率板或环的线圈在激活后即刻使销磁化,从而关闭阀,所述阀由于销材料的剩磁化而保持关闭。第2螺线管在相反的方向上产生磁场且由于横向距离而具有较低量值从而打开阀且消除销中的剩磁化。这种配置的增加益处是在去磁期间在销朝向第2线圈的中心移动时有力地打开阀。其它打开机构(弹簧、压力、重力)因此对于双线圈配置是较不必要的。在一个有利方面中,用于磁化/去磁的双螺线管的使用通过简化
电流馈送
电路而实现
硬件的节省,并且还可以通过使用电磁力用于打开和关闭阀而增加长久性和可靠性。在一些实施例中,考虑材料的磁性滞后,可以用逐渐减弱的场方式快速施加(例如,60Hz频率)多个磁化-去磁循环以精确
控制阀的打开和关闭。
[0051] 图1(J)图示了用于所需有气味的或无气味的气体/薄雾/液体的方便释放的磁性可闩锁开关的二维阵列。在一些实施例中,可以使用用于所需
选定气味或其它流体的方便产生和释放的磁性可闩锁开关的二维阵列。描述了含有用于掺合的24个气味配料的容器的实例性3x 8阵列。所需气味配料可以按任何所需或编程的组合来可控地选择。在关闭状态中,磁化可闩锁的销抵靠着坡莫合金板(大小匹配的孔或杆)搭扣以产生紧密密封(可能具有介入的弹性体或其它类
型材料)。为了打开,将选定销去磁,且压力、机械弹簧或重力有助于分离。圆柱形销通过非圆形(正方形、三角形或其它)销导引件保持在适当的位置,因此当从抵靠坡莫合金的密封推回销时准许销边缘周围的一些气流。对于有气味的气体产生和流释放,推动气流通过邻近于剩磁化开关阵列定位的任选地可装卸式/可替换式料筒,并且接着通过止回阀将加载气体递送到气味出口。阵列(例如,10x 10或8x 20等)中定位的阀可借助兼容软件通过无线或硬有线信号以可编程的方式且选择性致动(仅一个阀,或任选地用于流体的组合和掺合而同时激活的两个或更多个阀,所述流体例如包含有气味的和/或无气味的气体),以使得将特定装置磁化或去磁,且起始或停止流体流动。可以激活单个阀用于个别流体递送或同时或共同地激活多个阀以用于气味配料的掺合/耦合。
[0052] 参考图1(K),一些实施例还包含用于所需流体的方便释放的磁性可闩锁开关的二维阵列,所述所需流体包含有气味的气体或无气味的气体/薄雾/液体。描述了容器的实例性2x2阵列,每一容器含有呈液体、半固体或固态的四个气味配料中的一种。可以可控地释放所需或选定气味,如图1(K)的剖视图中所示。在关闭状态中,磁化可闩锁的销抵靠着坡莫合金板(大小匹配的孔或杆)搭扣以压缩可闩锁的磁体杆与对应坡莫合金板孔(或杆)之间的顺应性材料,从而产生紧密密封。为了打开,将选定销去磁,且通过板的气体压力有助于分离。圆柱形销通过非圆形(正方形、三角形或其它)销导引件保持在适当的位置,因此当从抵靠坡莫合金的密封推回销时准许一些气体在销边缘周围流动。对于气味释放,推动气流通过邻近于剩磁化开关阵列(在图1(K)配置的情况下定位于磁性销上方)定位的含有气味配料容器(“气味料筒”)的阵列的任选地可装卸式/可替换式料筒,并且接着通过止回阀将有气味的气体递送到气味出口。定位于阵列(例如,10x 10或8x 20等)中的阀可借助兼容软件通过无线信号或硬有线信号以可编程的方式且选择性致动(仅一个阀,或任选地同时激活两个或更多个阀以产生有气味的气体),以使得将特定装置磁化或去磁,且起始或停止气流。气味产生可以通过来自具有合适软件的任何通信或媒体装置的无线信号或有线信号而以可编程的方式致动,例如来自手机、TV遥控器、膝上型计算机、VAR装置或任何因特网连接的或无线装置。此便携式或手持式气味释放装置能够任选地保持多达数百种现成的气味。可以激活单个阀用于个别气味递送或同时或共同地激活多个阀以用于配料的掺合/耦合。
[0053] 为了在制造期间避免耗时且复杂的卷绕程序,小型化阀阵列可以利用如图1(L)中的位于衬底上的扁平螺旋螺线管,其将剩磁化销封围在非圆柱形销导引件内。下部螺线管经由双重地用作与电磁线圈的电连接而产生场以抵靠着高渗透性通孔关闭阀。可以借助以下各者来打开阀:用于移除销中的剩磁化的相反地导向但减弱的DC场,减弱的AC场,或在销的后部以形成如图1(I)中的双线圈配置的任选的第二螺线管。衬底阵列可以借助熟悉的光刻和蚀刻工艺来并行地制造,其中可能并行地生产数百或数千和阀。含有气味配料的料筒可以邻近于阀阵列定位以用于选择性激活。可以激活单个阀用于个别气味递送或同时或共同地激活多个阀以用于配料的掺合/耦合。
[0054] 对于气味递送系统的优化和可行的工业应用,i)大小的小型化,ii)快速的操作切换速度以及ⅲ)低功率使用是同样需要考虑的重要参数。
[0055] 流动调节机构的小型化有用于构造气味递送装置,所述装置可以建置于或附连到现有的手机、平板计算机、虚拟现实
头戴式显示器、电视机、膝上型计算机、计算机、可佩戴技术等。用于控制气味配料的个别流动调节机构的数目可以是例如至少10个,更可能至少100个,且甚至更可能至少1000个;因此,如本文中所描述的调节气味释放的剩磁化阀可以具有小型化尺寸:合意地小于4mm、优选小于2mm并且甚至更优选地小于1mm的直径;合意地小于10mm、优选小于5mm并且甚至更优选地小于2mm的长度;以及合意地小于200mg、优选小于25mg并且甚至更优选地小于5mg的重量。
[0056] 当流动调节机构的打开和关闭时的快速切换有用于本发明的气味递送装置以便使气味释放迅速地同步于视觉上显示的内容、广告、游戏、音频、消息接发等。快速切换也有用于通过气味容器的定时通断激活而以精确比率进行气味配料的掺合。在接近于用户的鼻空间定位的气味料筒的情况下,从气味激活到进入鼻空间的最终释放的持续时间例如合意地小于500ms、优选小于200ms并且甚至更优选地小于100ms;因此,根据本文所述实施例的调节气味释放的剩磁化阀具有小于100ms、优选小于10ms并且甚至更优选地小于1ms的用于关闭和打开的切换速度。
[0057] 流动调节机构的低功率和能量消耗有用于构造气味递送装置,所述装置可以由例如手机、平板计算机、膝上型计算机、虚拟现实装置或类似物的那些
电池等电池供电。在使用气味递送装置用于多媒体体验的过程中可以发生的个别切换事件的数目可以是例如每分钟至少10个、更可能每分钟至少50个且在掺合的情况下甚至更可能每分钟至少250个;因此,根据本文档的调节气味释放的剩磁化阀具有最小功率和能量消耗:合意地小于2.5W、优选小于500mW并且甚至更优选地小于100mW的切换功率;以及合意地小于250mJ、优选小于5mJ并且甚至更优选地小于0.1mJ的每开关所需的能量。
[0058] 小型化大小、高操作速度以及低功率要求允许根据本发明的可切换气味存储和递送装置是紧凑的且容易使用于例如USB装置(或可连接到USB的相关联装置)中,所述装置可简单地插入计算机、笔记本或手机用于容易释放一些气味以用于在线购物或玩视频游戏。
[0059] 实例性装置
[0060] 所公开的实施例和技术的各种方面已经减少以在如下实例中实践。
[0061] 实例1-已经构造气味递送装置技术
原型用于六种气味的
电子激活的选择性递送:篝火、草、柠檬、香料、婴儿粉以及新鲜亚麻的芳香。所述装置包括六个磁性可闩锁的开关结构,每一开关结构与加压装置连接且在其出口处与含有源气味材料的个别配料容器连接。
每一磁性可闩锁的开关结构准许电子激活的气流,进而准许气体从容器的通过以及有气味的气体的最终递送。通过包围装置的螺线管的电流可以用来使打开或关闭用于有气味的气体的路径的磁性销磁化或去磁。所述装置可以是手持式或从用户的颈部悬挂。经由装置到计算机的USB连接来控制激活。在气味激活后,电子信号即刻激活一个或多个选定可闩锁的开关,从而起始有气味的气体的流动。在退出容器之后,随后将气味配料与空气的混合物经由柔性管输送到可以任选地与VR头戴式显示器结合使用的靠近用户的
耳部锚定的头戴式装置,这是通过将气味释放到用户的鼻空间中的位置可调整的电枢而进行。气味递送在300毫秒内实现。当通过接通命令电子激活时,佩戴头戴式装置的人清楚地感测且区分篝火、草、柠檬、香料、婴儿粉或新鲜亚麻的所释放气味中的每一种。气味释放操作重复至少20次,具有可再生的结果。
[0062] 实例2-是具有递送泡泡糖、橙子、苹果肉桂或香料的芳香的四种气味能力的气味递送装置。所述装置包括八个小型大小的磁性可闩锁的开关结构,其中的四个与容纳源气味材料的四个气味配料容器的入口连接,而另外四个开关结构与具有向自由空气中进行释放的出口的四个气味配料容器的出口连接。每一磁性可闩锁的开关结构准许电子激活的气流通过磁性销与安放结构之间的空气-弹簧分离。剩磁化与饱和磁化比率为至少0.90的被热处理为具有正方形
磁滞回线的磁性合金销由包围销的
铜螺线管控制,使得通过螺线管的电流可以用来使销磁化或去磁。配料容器料筒容纳个别现成的气味材料。装置激活是经由到计算机的USB连接来控制。在气味激活后,电子信号即刻在一个或多个气味容器的入口和出口处打开阀,从而起始空气流和气味蒸气流。气味递送在500毫秒内实现,且递送的气味包含泡泡糖、橙子、苹果肉桂和香料的芳香。位于装置的30厘米内的人鼻子能够在所释放气味的释放时刻清楚地感测且区分所述气味中的每一种。此散发气味操作重复至少50次,具有由人嗅觉的可再生的检测。
[0063] 实例3-是用于附着到市售VR头戴式装置的气味递送装置,所述市售VR头戴式装置包含来自Oculus Rift、HTC Vive、Sony PlayStation VR、Samsung Gear VR、Google Cardboard或类似公司的那些头戴式装置。对于所述气味释放装置,八个磁性可闩锁的开关结构与八个气味容器的可装卸式/可替换式料筒连接。每一磁性可闩锁的开关结构准许磁性销与安放结构之间的电子激活的气流分离(无弹簧)。磁性合金销被热处理为具有正方形磁滞回线,其中剩磁化与饱和磁化比率为至少0.90。所述销包含于非圆柱形塑料导引件内,对应于销的两个螺线管卷绕在所述导引件周围以使得电流可以用来使销磁化及关闭阀或者用来使销去磁。配料容器容纳个别现成的或化学组分气味材料。所有装置组件组装到单个外壳中,所述外壳居中安装到VR/AR头戴式装置的前下侧。气味释放装置的电子激活是经由USB连接进行控制和供电。在气味激活后,电子信号即刻激活且起始空气流,这任选地是通过在气味配料容器的入口处的磁性止回阀进行。通过定位于VR/AR头戴式装置的前下侧的鼻零件的气味递送是在100毫秒内实现,且递送的气味包含血液、雨林和恐龙呼吸等的芳香。在头上佩戴配备有所公开的气味释放装置的虚拟现实(VR)装备的人清楚地感测且区分与对应视觉VR内容同步释放的气味中的每一种。
[0064] 磁性止回阀配置和用于被动气体释放的方法的实例
[0065] 对于功能气体递送装置,重要的是当配料不在使用中时充分密封配料容器。通过在容器的入口和出口处放置剩磁化阀有可能实现此目的。然而,通过以止回阀替换出口阀而简化系统,所述止回阀仅当相关联入口剩磁化阀打开时打开。这样做使得对于阀所必要的控制电路的数目减半,简化了生产,且可以允许具有内建的止回阀的一次性/可再循环料筒,这对于作为内建组件的剩磁化阀将常常是不可行的。
[0066] 图2(A)示意性地描绘由磁性环组成的止回阀,所述磁性环与磁性敏感挡片配合,所述挡片通过单个突片附接到所述环的上部表面。此阀的开启压力简单地是使挡片与环之间的磁性吸引力平衡的气体压力。当
配对的剩磁化阀打开且准许流动和高压力到达邻近止回阀时,所述阀在突片
铰链处挠曲打开且准许气味逸出容器。在关闭剩磁化阀后,压力即刻再次下降,且磁性吸引力再次克服压力差,从而关闭止回阀且密封容器。可以大体上通过经由封闭剂嵌件而改变材料、磁性环的尺寸、挡片的尺寸以及挡片与环之间的距离来调整磁力和压力的平衡。任选地,挡片和环表面可以涂覆有疏水性和/或疏油性材料/纹理或光滑金属/陶瓷层沉积和电
镀,其防止或最小化气味积累/污染。
[0067] 同样,图2(B)示意性地描绘由磁性挡片组成的止回阀,所述磁性挡片与磁性敏感环配合,所述环通过单个突片附接到所述环的上部表面。此阀的开启压力简单地是使挡片与环之间的磁性吸引力平衡的气体压力。当配对的剩磁化阀打开且准许流动和高压力到达邻近止回阀时,所述阀在突片铰链处挠曲打开且准许气味逸出容器。在关闭剩磁化阀后,压力即刻再次下降,且磁性吸引力再次克服压力差,从而关闭止回阀且密封容器。可以大体上通过经由封闭剂嵌件而改变材料、磁性环的尺寸、挡片的尺寸以及挡片与环之间的距离来调整磁力和压力的平衡。任选地,挡片和环表面可以涂覆有疏水性和/或疏油性材料/纹理或光滑金属/陶瓷层沉积和
电镀,其防止或最小化气味积累/污染。
[0068] 在具有磁化环或挡片的阵列磁性止回阀中,阀打开完全取决于背侧压力积累,如图2(C)所示。仅具有超动力背侧压力的阀将打开,而其余部分继续密封其相应容器。可以简单地通过施加具有充分定位的通孔和
冲压周边(单个铰链突片除外)的磁化、顺应性及磁性敏感材料的连续层来成批制造止回阀阵列。任选地,挡片和环表面可以涂覆有疏水性和/或疏油性材料/纹理或光滑金属/陶瓷层沉积和电镀,其防止或最小化气味积累/污染。
[0069] 在图2(C)中描绘的可缩放止回阀阵列的实施例中,通过克服挡片与磁化环之间的磁性吸引力的压力来实现打开。止回阀激活是被动的,并且因此可以与例如剩磁化阀等主动阀配对以选择性打开止回阀阵列中的单个阀。任选地,挡片和环表面可以涂覆有疏水性和/或疏油性材料或纹理或光滑金属或陶瓷层沉积和电镀,其防止或最小化气味积累和污染。
[0070] 组合流体产生和流体化合物的实例
[0071] 虽然许多现成的(预制备)芳香或
香味物质(称为“气味”)可以被存储用于递送(无掺合)到并入有本发明所公开的实施例的装置的用户,但也可以通过掺合基本化学配料(并入有气味产生化学品)以产生气味化合物(前述动作称为“混配”),根据配方(和其它指令)按需要快速地创造和产生无限数目的气味。根据一些实施例,配料可以在液体、半固体或固态下存储,且在气味的情况下包含发出芳香的化学品、添加剂以及其它化学品,包含例如(但不限于):
[0072] 对甲氧基苯乙
酮、红没药提取物、辛
醛二甲基缩醛、甲基-4-苯基-2-丁基异丁酸盐、乙基丁基乙酸、庚醛二甲基缩醛、己基异戊酸酯、己基2-丁酸甲酯、苯乙烯、苯甲腈、苄醇、
苯甲醛、α,α-二甲基苯
乙醇、α,α-二甲基苯丁酸盐、3-己烯基2-甲基丁酸盐、α-甲基桂皮醛、甲基苯乙酸盐、苯乙醛二甲基缩醛、苯乙醛乙二醇缩醛、1-(甲硫基)-1-丙烯、二苯基甲烷、二苯醚、α-戊基肉桂乙醇、α-已桂皮醛、对
甲苯基苯乙酸盐、乙基苯乙酸盐、异丁基苯乙酸盐、苯甲基苯乙酸盐、大茴香基苯乙酸盐、异戊基苯乙酸盐、苯乙基苯乙酸盐、三乙醇胺、(三-)乙酸甘油酯、苯甲基辛酸盐、2-甲基-4-苯基-2-丁醇、二-(2-乙基己基)
己二酸酯、乙基
肉桂酸酯、苯甲基肉桂酸酯、油、茉莉、茉莉花、苯乙基异丁酸盐、苯烯丙基乙酸、碳酸、乙酰苯胺、对甲苯基异丁酸盐、薄荷酮、油、德国鸢尾、苯乙酸玫红酯、甲基-2-丁烯醛、戊酮、乙酸桃金娘烯酯、丁酸、间苯二酚、环己醇、酚类、戊酸等。
[0073] 配料被存储且选择性释放,以使得将选定群组的配料(以气体、蒸气或液体形式中的一种均匀地)发送到中心掺合腔室以根据已经为了激活掺合或者通过手动或其它选择而编程的指定配方产生均质化合物。任选地,可以配置且操作性地控制多个掺合腔室以掺合且混合均质化合物用于用户递送。
[0074] 特定参考有气味的气体的制备,待掺合的配料含有呈溶剂、半固体或固态的所需或指定气味或香味的基本配料,而且含有催化剂或酶化学品或其它添加剂。中心掺合腔室也可具有实现化学反应的加热和加压能力,因为用于化学反应发生的
热力学能量势垒有时可能需要通过较高温度或压力来克服。并且,化学配料的反应(和掺合)的动力学可能并不总是足够快速用于高效且快速响应的气味或香味递送系统。为了实现或增强气味或香味的数字混配而在掺合腔室中待控制的温度范围可以根据为了最佳地掺合特定气体化合物而确定的最佳温度可变地设定于高达200℃的所希望的范围中。腔室中待控制的压力范围在0.1到100
大气压、优选地0.5到20大气压、并且甚至更优选地1到5大气压的范围中。
[0075] 图3(A)描绘了可用于掺合多个气味的设备300。所述设备包含气味容器阵列(306)、流动调节机构(例如,304和/或308)、混合腔室310以及加压腔室302。阵列中的每一容器可以具有输入气体流入的入口、用于容纳气味配料的腔室,以及输入气体和气味配料的混合物流出的出口。流动调节机构可以包含控制气体从加压腔室通过进入腔室的入口的剩磁化阀304,或者定位于腔室的输出处且控制进入混合腔室310的通过的磁性止回阀308,或这两者。在一些实施例中,除了加压腔室302之外或替代于所述加压腔室可以使用
真空吸引腔室(图3(A)中未图示)以使气体强制流动进入容器的入口。
[0076] 如图3(A)中所描绘,可以经由各种剩磁化阀的同时打开而实现配料组合,进而准许流体流动通过配料容器或从配料容器流动且在递送之前在掺合腔室中掺合。这仅是掺合的基本描述,但通过并入阀的工作循环以控制配料浓度、比率和其它参数,较大的均质化及比率和浓度控制以及变化是可能的(即使配料有限)。对于较高配料数目,使配料腔室远离中心掺合腔室而定位可能是必要的,如图3(B)所示。远程定位的配料随后可以通过通道递送到掺合腔室以用于组合和混合。
[0077] 图3(C)和图3(D)各自描绘具有包含多达数千种个别配料的圆盘形料筒的大容量装置配置,所述料筒与剩磁化阀阵列配合。通过阀激活来选择容器。多个选择同时准许配料的组合掺合。为了简化的电子控制,单个阀可以考虑通过料筒圆盘或阀外壳的旋转促进的配料容器的个别半径以使阀匹配于配料。堆叠配置和镜像配置允许较高配料数目而无需进一步扩展,或可能减少圆盘大小。可以按需要替换、再填充或再循环圆盘。为了配料补充,扁平、圆盘、环或嵌套料筒可以安放到单独的再填充/再装填单元中。可以经由加压的递送或简单毛细作用而实现再填充。
[0078] 确切地说,图3(D)示出了堆叠配置的实例,其中具有相似容器放置模式(例如,沿着圆盘形图案的半径)的容器阵列在堆叠配置中堆叠于彼此之上(314),或者呈镜像配置(316),其中一个阵列翻转或镜像且堆叠于另一阵列上方。在镜像配置(316)中,来自两个阵列的容器的气体出口将彼此面对。这些配置可以允许简化的电子控制,在此期间阵列可以旋转以使阀匹配于配料。堆叠和镜像配置允许气味容器的更密集封装而无需增加圆盘的大小(半径)。
[0079] 类似地,图3(E)和图3(F)描绘具有包含多达数千种个别配料的圆柱形环容器的高容量装置配置,所述环容器与剩磁化阀的阵列配合。通过阀激活来选择容器。多个选择同时激活配料的组合掺合。可通过嵌套环而增加配料的数目,只要维持压力差即可,其中每一额外的内环维持压降。为了实现此目的,维持层级之间的加压开放通路以使得即使嵌套层级中没有阀开放,流也可以传递进入环。类似于图3(D)的圆盘型结构,环或阀阵列可以旋转以在需要时最小化处于使用中的阀的数目。
[0080] 在图3(F)中所描绘的实施例中,容器的三个同心环以大体上同心方式嵌套在彼此内。在所描绘实施例中,对于每一环状阵列,外壳环在固持容器阵列的内部环的外侧,且
支撑所述内部环。有利的是,阵列容器因此被定向成其出口大体上指向中心。混合腔室朝向腔室定位以用于收集混合物且根据配方提供掺合输出以用于既定应用。在操作期间,加压发生在最大直径环的外部,其中到嵌套的第二大环的外部的气流是经由选定剩磁化阀的激活而实现,从而准许流动通过最大直径环和连接的容器环。对于从外部到内环的无气味的流动,可以激活与不具有有气味的材料的容器连接的阀。为了维持一致的压降,抵靠着有气味的和无气味的容器成阵列的阀可以被定时、定序且循环。向进一步嵌套环的后续转变可以经由同一机构实现,即通过剩磁化阀激活而控制的定序、定时且循环流动通过有气味的或无气味的容器。
[0081] 为了实现各种配料到组合的有气味或无气味的流体的令人满意的掺合,主动搅动(单独地或与可变地控制的温度和压力结合)可以是必要的。为了减少电力消耗,图3(G)中呈现几何方法,其中使用旋转运动来混合组分。如果成角度的出口流证明为不足的,那么可以使用螺旋嵌件或相似物来强制或辅助掺合。
[0082] 流体释放的强度或浓度的控制和调整可能对于各种应用都是需要的,且可以经由用于减弱混合物中所释放材料与惰性背景材料(例如,气体或某种溶剂)的比率的机构来实现。图3(H)示意性地描述通过与内部弧的剩磁化闩锁而操作的三通掺合/划分阀,所述内部弧为可定位的以按各种比率划分/组合流,其中弧位置是通过与内部高渗透性销对准的外部可闩锁磁体确定。此配置当被定位以在装载或有气味或无气味的气体或溶剂的通道与并未装载的通道之间划分流时可以有效地充当用于最终再组合流的流体递送的强度或浓度控制。在气味递送的情况下,所述机构准许选定物质的气味的感知强度的可变调整。可闩锁的剩磁化掺合/划分阀利用由圆柱形腔室介导的三通道相交点,所述圆柱形腔室含有精确生产的阻挡楔扇区,所述阻挡楔扇区可以完全阻止从单个通道的进入或退出,或者在两个进入/退出通道之间成角度地定位以按特定比率划分或重组合流。内部圆柱形腔室可以保持完全密封,但仍可以通过使用可闩锁的剩磁化销的弧来控制,所述销被定位成与嵌入于所述阻挡楔扇区中的高磁导率配合零件磁性交互。为了使所述楔定位,使用缠绕在每一可闩锁的销周围的螺线管以使销连续磁化和去磁且使内部楔步进到所确定的径向位置。一旦到达位置,磁化剩余销便被动地维持所述位置而不需要任何额外动力。如前所述,借助通过螺线管的DC电流实现磁化,且通过在交替方向上的减弱AC场或减弱DC场阶梯(一个或许多阶梯)实现去磁。改变阻挡楔在阀内的角度控制了去往/来自受影响通道的流的比率。根据本发明的气味产生装置由于紧凑的尺寸而可以处理极大量的配料。所公开的气味产生装置中用于混合且产生许多不同类型气味的配料的优选数目是至少100、优选地至少1,000,更优选至少5,000。
[0083] 用于组合流体产生的装置可以用于气味混配,可以被配置成用于可佩戴应用,其中多种潜在实施例在以下部分中公开。装置可以按控制阀与阵列内的配料容器的一对一匹配来实施,或者它们可以使用旋转、X-Y或X-Y-Z矩阵配置来定位气味容器以用于个别地、循序地或同时地进行递送。例如可以通过如图3(H)中的
电动机或交错剩磁化销来控制定位。
[0084] 气味递送装置配置的实例
[0085] 广泛多种气味递送装置配置可以证明对于多种应用是有利的。图4(A)示出了替代的容器、阀和加压配置。加压可以位于装置的入口或出口处。剩磁化阀可以在芳香配料容器之前、之后或者之前及之后。止回阀可以位于装置的出口处,附连到容器。图4的其余部分中提供潜在硬件配置的取样。图4(A)因此图示了气味递送系统的不同可能的配置,其中加压、阀和容器的顺序可以根据系统的既定应用而不同。
[0086] 为方便起见,气味流体释放装置可以如图4(B)中配置,所述图示意性地示出了与剩磁化阀阵列配合以用于受控释放的可互换的料筒。如所描绘,料筒可以具有例如以5x 19矩阵排列的95个容器,使得当插入到装置中且通过物理闩锁、摩擦、弹簧锁或某种典型机械构件而紧固时,95个容器中的每一个与剩余阀阵列的一个端口以及直接进入用户的鼻空间的一个退出端口对准。接着可以通过按压料筒以喷射、加宽钩连的闩锁边缘、在料筒上手动地拉动或某种其它典型喷射构件来实现释放。可以替换、再循环、再填充或丢弃料筒。在不需要用于气味递送的通道的此配置中,消除了沉积积累问题。可以通过任何方便的方法来激活和控制释放,例如激光、Wi-Fi或其它无线信号、传感器、到头戴式装置的电连接、
致动器、按钮等。可以通过内部小型风扇、泵或相似物来提供加压。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活来实现。图4(B)因此图示了基于料筒的设计的实例,其根据利用而允许不同的气味组合物或配料,且其中气味递送装置可以居中附连到VAR头戴配件或眼戴配件。
[0087] 图4(C)示出了用于从与阀外壳和加压腔室配对的料筒的鼻下气味递送的另一配置,以上各者全部直接安装到VR或AR头戴式装置。如所描绘,料筒可以具有例如以8x16矩阵排列的128个容器,以使得当插入到装置中且通过物理闩锁、摩擦、弹簧锁或某种典型机械构件而紧固时,128个容器中的每一个与剩余阀阵列的一个端口以及直接进入用户的鼻空间的一个退出端口对准。退出端口可以任选地包含磁性止回阀以用于扩散控制和长期使用。可以通过按压料筒以喷射、加宽钩连的闩锁边缘、在料筒上手动地拉动或某种其它典型喷射构件来实现料筒释放。可以替换、再循环、再填充或丢弃料筒。在不需要用于气味递送的通道的此配置中,消除了许多沉积积累问题。可以通过任何方便的方法激活且控制释放,例如无线、到头戴式装置的电连接、致动器、按钮等。可以通过内部小型风扇、泵或相似物来提供加压。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外的阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0088] 图4(D)示出了用于虚拟现实(“VR”)装置或者增强或混合现实(“AR”)装置的有气味气体递送的鼻下料筒结构的示意图。附图示出了具有气味容器的VR或AR头戴式装置,所述气味容器任选地被划分成用于气味存储材料的专用隔室以及具有衬底的由直接位于下方的存储材料投予且馈送的单独隔室。可以移除含有气味材料和衬底(用于有气味的或无气味的气体产生)的料筒以用于再填充/替换/再循环。料筒由含有用于驱动气体通过料筒和选定容器的构件的邻近结构控制,所述选定容器包含含有芳香或香味衬底的容器。料筒可以通过与单独的再装填单元对接而再填充或替代地被发送以用于再循环。有气味的气体直接从料筒内的选择性激活的有气味衬底容器直接释放进入鼻空间。在此类型的设计中,料筒极靠近气味出口区而定位,因此可省略用于气味输送的连接通道或者其它几何形状的管或通道阵列的使用,这使得装置更简单且较便宜,且消除/最小化连接通道内壁表面上的任何气味材料沉积,所述沉积可能染污/降级将在稍后递送的其它气味的质量。可以通过无线或有线信令或者传感器激活而执行气味释放致动。关于此后者(传感器激活选项),例如,用户的嗅探或呼吸可以触发声音传感器或气体流量传感器以起始气味释放。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。在图4(C)中,从左上顺
时针,首先示出了其中具有气味容器的VR/AR头戴式装置直接在用户的鼻孔下方的配置。接着,示出含有气味的料筒可以从头戴式装置装卸以用于再填充、替换、再循环或另一目的。料筒可以通过与独立的再装填单元(图4(C)的右下方插图中描绘其实例)对接而再填充,或者可以被发送进行再循环(丢弃)。在左下方插图中,示出了头戴式装置的配置,其中允许对气流的邻近控制以及气味选择。气味可以直接在鼻空间附近释放而不需要使用引导流动管道。气味释放致动可以通过无线信令或有线信令实现或者是传感器激活的,例如从鼻子的嗅探或吸入可以触发声音或气体流量传感器以触发气味释放。
[0089] 图4(E)图示了具有用于VAR装置的中线料筒位置的气味递送的实例。通过引导气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的可装卸式/可替换式气味料筒且进入其专用管或通道而产生有气味的气体,所述专用管或通道通向用户的鼻孔附近的气味扩散器。
[0090] 图4(E)示意性地图示了用于VAR装置的头戴式装置中具有中线料筒位置的气味递送的图。自含式气味递送单元可以夹持到眼镜或VAR护目镜或者借助放置在头部上或周围的结构
支架、条带或其它支撑件而单独佩戴(420)。含有气味的料筒是可装卸式的以用于再装填或替换(422)。有气味的气体通过单独通道从料筒递送到鼻空间(426)。
控制器、泵、电力和开关可以全部在内部以用于紧凑设计和高效操作(424)。气味释放可以完全由邻近开关控制。通过推动气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的可装卸式/可替换式气味料筒而实现气味释放,并且接着通过单独通道将有气味的气体递送到用户的鼻孔附近的气味扩散器。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。可以通过引导气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的可装卸式/可替换式气味料筒从而准许有气味的流进入专用管或通道而产生有气味的气体,所述专用管或通道通向用户的鼻孔附近的气味扩散器。
[0091] 在图4(F)中完全或部分地描述用于VAR装置的一次性气味递送单元。通过推动气流通过一次性/可再循环料筒、出站通道以及鼻孔附近的扩散器而实现气味释放(428)。通过包括风扇、电池、微电子器件和开关的永久性部分中的剩磁化开关来选择气味。完全一次性/可再循环的自含式气味递送也可以附接或并入而与VAR装置一起使用或单独佩戴。具有插入永久性部分中的可替换式部分的部分一次性气味递送装置也可以是实施例配置中的一种(430)。气味递送装置的永久性部分含有电池、风扇、微电子器件和开关(432)。一次性/可再循环部分含有气味料筒、出站通道以及将插入永久性部分的扩散器(434)。通过推动气流通过一次性/可再循环料筒、出站通道和鼻孔附近的扩散器而实现气味释放。通过包括风扇、电池、微电子器件和开关的永久性部分中的剩磁化开关来选择气味。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。本文所描述的阀的各种实施例,例如使用位于永久性部分432中的剩磁化开关可以用于控制气味递送。
[0092] 图4(G)到(M)示意性地图示了利用安装/定位在各种位置的料筒或料筒阵列的气味配料存储和递送结构的各种实施例。
[0093] 图4(G)描述从供与VAR装置一起使用或可单独佩戴的具有到头部的合适附接的一个或多个侧面安装的可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送(434)。通过推动气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的位于头部侧面的可装卸式/可替换式气味料筒而实现气味释放,并且接着通过单独通道将有气味的气体递送到用户的鼻孔附近的气味扩散器。从头戴式装置、护目镜或其它配置装置的所有气味释放可以通过无线信号(例如Wi-Fi)或硬有线信号而以可编程的方式致动。控制软件可以存储于硬件组件中或可以通过无线信号而利用。对称料筒也可以定位于头部的相对侧上,具有通向同一扩散器中的递送臂。
[0094] 图4(H)描述从供与VAR装置一起使用或可单独佩戴的具有到头部的合适附接的一个或多个侧面安装的可替换式/可再填充料筒以及小型鼻空间扩散器的自含式可控气味递送(436)。通过推动气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的位于头部侧面的可装卸式/可替换式气味料筒而实现气味释放,并且接着通过单独通道将有气味的气体递送到用户的鼻孔附近的气味扩散器。从头戴式装置或其它配置装置的所有气味释放可以通过无线信号(例如Wi-Fi)或硬有线信号以可编程的方式致动。控制软件可以存储于硬件组件中或可以通过无线信号而利用。
[0095] 图4(I)图示了从颈部安装的可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送。通过推动气流通过具有从用户的颈部悬挂的料筒的可装卸式/可替换式气味单元向上穿过到头部侧面的锚定位置的气味特定通道,并且接着到用户的鼻孔附近的气味扩散器而实现气味释放。控制机构和风扇/泵与悬挂的料筒一起定位。作为一个替代方案,含有控制机构、风扇/泵和气味料筒的较大单元可以作为背包而在后方安装以允许较大数目或较长持续量的气味。
[0096] 图4(J)图示了从皮带安装的可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送。配置可以在具有或不具有到VAR头戴式装置或护目镜的附接的情况下佩戴且使用。通过推动气流通过从用户的皮带悬挂的可装卸式/可替换式气味料筒向上穿过到头部侧面的锚定位置的气味特定通道或替代地选路到所述通道,并且接着到用户的鼻孔附近的气味扩散器而实现气味释放。控制机构和风扇/泵与悬挂的料筒一起定位。
[0097] 图4(K)描述从臂安装的可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送。通过推动气流通过从用户的臂悬挂的含有可装卸式/可替换式气味料筒的单元向上穿过到头部侧面的锚定位置的气味特定通道,并且接着到用户的鼻孔附近的气味扩散器而实现气味释放。控制机构和风扇/泵与所述单元一起定位。
[0098] 图4(L)描述从台面或手持式可替换式/可再填充料筒的自含式可控气味递送。装置可以被配置用于在具有或不具有VR或AR头戴式装置的情况下使用。通过推动气流通过台面或手持式单元中的可装卸式/可替换式气味料筒向上穿过到头部侧面的锚定位置的气味特定通道,并且接着到用户的鼻孔附近的气味扩散器而实现气味释放。控制机构和风扇/泵与气味料筒一起定位。
[0099] 图4(M)描述从具有大气味容量(即数千种专用气味)的大中央单元的自含式可控气味递送。装置可以被配置成在具有或不具有VAR装置(例如,用于电视机或桌上型计算机监视器的正常查看)的情况下使用。通过推动气流通过大中央单元中的气味料筒向上穿过到头部侧面的锚定位置的气味特定通道,并且接着到用户的鼻孔附近的气味扩散器而实现气味释放。控制机构和风扇/泵位于具有大容量专用气味的大中央单元中。
[0100] 在图4(G)到(M)中,通过推动气流通过具有由剩磁化开关选择的打开气味容器的方便定位的可装卸式/可替换式气味料筒而实现气味释放,并且接着通过单独通道将有气味的气体递送到用户的鼻孔附近的气味扩散器。从头戴式装置或其它配置装置的所有气味释放可以通过无线或硬有线信号而以可编程的方式致动。控制软件可以存储于硬件组件中或可以通过无线信号或传感器而利用。对称料筒也可以定位于头部的相对侧上,具有通向同一扩散器中的递送臂。控制机构和风扇/泵可以与悬挂的料筒单元一起定位或者与头戴式装置或护目镜锚定。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0101] 图4(N)示出了具有双重或三重气味扩散器输出的实例性三维气味递送。对于方向性气味,采用具有变化的气味组合物和浓度的双重或三重气味流允许对气味(起源位置及其它)感知的精确控制。进入鼻空间的递送可以经由完全分离的通道或者具有分离输出的组合或绑定通道。
[0102] 图4(N)描绘适用于三维环境的用于方向性气味递送的两个潜在配置。采用具有变化的气味组合物的双重气味流允许对气味感知的精确控制。进入鼻空间的递送可以经由完全分离的通道或者具有分离输出的组合或绑定通道。举例来说,在一些实施例中,第一通道(“左通道”)可以用于气味的递送且第二通道(“右通道”)可以用于对应双重气味的递送,以使得在输出处,正递送出第一输出通道的流体可以是左通道和右通道的组合,且类似地第二输出通道也可以具有作为左通道和右通道的组合而递送的气味,其比例由递送系统控制以向用户提供方向性或空间气味体验。如同先前配置,通过剩磁化阀激活而实现气味选择。可以经由加压水平、工作循环、温度和/或掺合而动态地改变气味浓度。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0103] 在受控递送(例如,气味递送)的多媒体应用中,将音频麦克风并入鼻空间扩散器中是对装置的有用添加,以提供组合的音频和气味功能性。如图4(O)中示意性地描绘,位于用户的鼻孔下方的气味递送装置的一个可能实施例具有内建的麦克风以用于在使用期间的音频捕获和交互。在此实例中通过单个电枢方便地调节气味释放和由口产生的听觉信号的邻近位置。其它实施例可以通过双重电枢或单个中心连接而连接到头戴式装置。听觉信号还可用于选择性、自动或可编程地触发自动或编程的气味激活,反之亦然。也可以采用语音辨识机构。另外,可以实施以可编程方式协调关键词/短语和/或声音(包含但不限于呼吸的声音)动力学与气味对应部分的释放的配对的软件。
[0104] 图4(P)示出了用于气味释放的有线桌上型配置的示意性图示。通过有线连接将来自邻近计算机的信号运载到气味释放装置从而按命令起始气味释放。计算机或释放装置含有以可编程方式释放所需气味的控制软件。释放可以由可调整的退出端口或扩散器引导到目标空间。用于气味释放的有线连接可以延伸到超出桌上型应用的各种其它应用,例如实体购物体验、现场娱乐、电话会议等。
[0105] 类似地,图4(Q)描绘无线连接的桌上型气味释放配置。如附图中所示,可以通过来自邻近计算机的有线信号或来自邻近计算机的无线信号或者通过与局部无线控制结合的无线信号或手机信号来控制气味释放致动和管理。计算机或释放装置含有以可编程方式释放所需气味的控制软件。起始释放、维持持续时间及释放的频率和强度、和气味释放的终止的控制软件以及连接/协调各种装置的软件是所公开技术的一些方面。软件也可用于多媒体显示器的同步,包含协调图像、声音、气味和/或其它感觉元素或者例如以下各者的内容元素:故事、动作、角色、照明、音乐、声音、移动、(在传统电影或动画的情况下)切变和叠化、(在VR的情况下)场景之间的输送、在定时、定序、重复方面的设定、用户启动等等。气味释放可以通过引导扩散器或通过具有或不具有扩散器的柔性有气味的通道。用于气味释放的有线和无线连接可延伸到超出桌上型应用的各种其它应用,例如在线购物、VAR体验或娱乐、电话会议、PPC横幅或其它类型的在线广告、例如服装或珠宝等可佩戴应用、广告一体机或显示器等。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0106] 在一些实施例中,将来自附近计算机或发射传感器的例如信标等无线信号传送到气味释放装置以按命令起始气味产生和释放。计算机或释放装置含有作为本发明装置的一体式部分的控制软件,且被编程以按某些方式选择、产生且主动地释放所需气味。释放可以通过可调整的退出端口或扩散器引导到目标空间。用于气味释放的无线连接包含桌上型使用,以及例如实体商店内显示或销售点或产品购物、电话会议等应用。装置也可以小型化以用于可佩戴应用,例如佩戴在颈部周围且朝向用户的鼻空间成角度的装置。
[0107] 图4(R)图示了作为单元的具有灵活尺寸和放置的移动或固定气味递送装置。所述单元可以设定于假壁中,作为大的基于地面的单独单元,较小的台面安放的单元,或其它在尺寸上灵活的配置。所述单元可以具有集成用户
接口或者到任何具有有线或无线功能的媒体装置的外部连接。可以通过再填充或料筒替换/再循环而补充气味。通过推动空气流通过位于所述单元内的气味容器通过到可调整地瞄准于用户的鼻空间的引导气味扩散器的气味特定通道而实现气味释放。控制机构和风扇/泵位于具有大容量专用气味的所述单元中。装置可以被构造为移动单元或固定单元。形式、形状和放置是灵活的。个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0108] 图4(S)示意性地图示了从具有可拆卸式、可替换式或可再填充料筒的手持式装置的自含式可控气味递送。通过推动气流通过具有由剩磁化开关选择的气味容器的优选地位于手持式装置的上部部分的可装卸式/可替换式气味料筒而实现气味释放,且通过单独通道将有气味的气体递送到在装置的末端的气味扩散器。从手持式物理上分离装置(此处的表达“手持式”包含
手指保持或佩戴于裸人类或动物身体的任何部分)的此独立自含式可控气味递送可以通过所述单元自身上的一个或多个按钮的按压或者通过无线信号、手机信号、磁信号、光学信号、激
光信号、声音/振动信号或任何无绳远程信号或传感器而致动,由持有者或未持有装置的另一人致动。此独立气味递送装置或其阵列也可以放置在远程位置上,例如台面或壁上或附接到另一装置或器具,且由附近或远程定位的操作者使用无线或其它远程信令而致动。对于额外功能性,图4(U)并入有相机,手持式装置可任选地以所述相机识别产品且触发指定气味。所述装置可以有线或无线地以可编程方式同步到任何数字/无线、电子、投影仪、VAR或现场媒体。在任一配置中,个别有气味的气体可以经由单个阀激活而递送。相反,多个配料的掺合可以经由额外阀的同时或具有工作循环的激活而实现。
[0109] 先前装置配置中的任一种可任选地包含以如图4(T)中的方便地定位的扩散器进行的香味/味觉递送。本文公开的气味装置可以在进食期间被激活以将调味的气体递送到用户以增强、调制或修改味觉的感知。气味装置也可以在用户实际上或以模拟方式(VR、AR全息或混合现实活动)进食或饮水或者采购食物或饮料或与味觉相关联的其它对象的同时被激活以递送调味的气体。借助并入的相机,手持式装置可以任选地识别产品且触发指定气味。装置可以有线或无线地以可编程方式同步到任何数字/无线、电子、投影或现场媒体。
[0110] 由于湿度水平可以直接影响从气味递送装置的气味产生的质量、舒适度或感觉
印象,因此图4(V)示意性图示了在装置的进气端口处包含除湿器以标准化气味递送参数以用于多气候操作。此除湿器可以与碳
过滤器或其它气体纯化过滤器组合或者放置于其后面或前面。此除湿器可以是始终激活的、手动激活的或传感器激活的。香味/味觉分布可以并入方便地定位的扩散器分散机构中。
[0111] 图4(W)示意性地描绘将与本文所描述的各种清洁机构(见图5)中的任一种结合使用的排气机构。按需要,气味递送装置可能需要替代的出口阀,通过所述出口阀可以周期性地排放任何废物物质进行清洁。在装置输出附近包含额外双重剩磁化阀允许在清洁期间及紧接着清洁后使流动转向远离用户的鼻空间。由于湿度水平可以直接影响从气味或其它流体递送装置的流体产生的质量,因此任选地可在装置的进气端口处包含除湿器。此除湿器可以是始终激活的、手动激活的或传感器激活的。
[0112] 流体递送通道配置的实例
[0113] 流体递送通道内部上的沉积积累是显著限制,这阻碍了多流动通道的利用且增加了高容量装置所必要的总体材料。壁上的这些沉积还可产生一些气味且染污后续传入气味,因此影响在稍后时间通过同一通道发送的其它有气味的流体的嗅觉再现的清洁度和质量。图5(A)到(G)表示用于沿着单个通道连续或同时递送多个配料或材料的通道沉积清洁程序的各种实施例。公开了热、化学和电磁/机械方法。
[0114] 图5(A)示出了用于各种有气味的或无气味的流体的递送以防止气味的交叉污染的绑定气味特定递送通道的示意性图示,从气味容器递送的每一气味具有不与任何其它气味共享的单个特定管或通道。个别管或通道的此组装必须要较大的总直径,这对于一些应用是可接受的,且对于可能需要许多不同气味(例如,多于10种不同气味)且可能偏好紧凑性而不是大体积的一些其它应用可能是较不合意的,例如用户佩戴的轻重量头戴式装置或护目镜。为了防止多种类型流体的交叉污染,从加载有流体材料的容器递送的每一流体具有不与任何其它流体共享的单个特定管。
[0115] 图5(B)示意性地描绘可用于在不同时间递送不同气味的无孔的防剩余单个通道。使用单个防剩余通道允许总体装置大小减少。为此目的,通道内部可以例如涂覆有疏水性和/或疏油性内部涂层、光滑金属/陶瓷层沉积和电镀(优选地惰性材料)或其它防沉积材料,其防止或最小化气味积累和污染。在此实施例中,单个通道可以在一时间周期内递送许多有气味的或无气味的流体,同时防止或最小化气味的交叉污染。在一些实施例中,单个防剩余流体递送管或通道可以适应许多个别不同有气味的或无气味的流体的定序释放和递送而在递送通道的内表面上无沉积,进而防止流体的交叉污染。单个流体递送通道可显著减少装置的总体大小。管(或其它几何形状的通道)内部可以涂覆有疏水性和/或疏油性材料/纹理或光滑金属/陶瓷层沉积和电镀,其防止或最小化气味积累/污染。
[0116] 图5(C)描绘通过电阻性加热的内部涂层的沉积清洁。导电衬里沉积于递送通道的内部上(或在中心元件周围产生,所述中心元件随后例如通过溶解而移除)。使电流通过内部衬里随后用于电阻性地加热所述内表面以打破或溶解任何表面沉积。与初始内部抛光或合适的涂层结合以最小化积累,电阻性加
热能够有效地清除先前流动材料的通道且允许不同材料连续通过通道而污染最小。通道的内壁上的金属衬里可以简单地是插入到塑料(例如,PTFE或相似或其它柔性)通道中的薄壁柔性金属通道。金属通道嵌件可以是无缝通道或者呈通道形式的不完全关闭、弯曲或可弯的金属片。替代地,金属衬里可以是例如通过溅镀、蒸发、电镀或无电电镀或
化学气相沉积实现的通道内壁上的薄沉积金属。用于电流电阻性加热的合意金属由高
电阻率合金制成,例如镍铬合金(由例如80%的Ni和20%的Cr制成)。
[0117] 图5(D)描绘通过感应加热的内部涂层的沉积清洁。导电磁性衬里沉积或插入于递送通道的内部上(或在中心元件周围产生,所述中心元件随后例如通过溶解而移除)。接着可以通过缠绕的螺线管当由高频AC信号激活时感应加热内部衬里。对于使用AC或RF场的感应耦合加热,优选衬里材料可以是金属或合金,优选地为例如钢、硅钢或坡莫合金等强
铁磁性合金。此磁性合金衬里可以是通过溅镀、蒸发、电镀、无电电镀或化学气相沉积而插入或沉积的简单金属通道。内部衬里金属箔的优选厚度可在1到1,000μm、优选地5到100μm的范围内。下限厚度是为了确保薄箔的处置不会变得太困难或太精细,并且还确保通过磁感应的足够快速加热。上限是出于装置的紧凑性的目的,以及确保以较薄尺寸箔获得足够电阻以用于电阻加热。在通过
物理气相沉积、化学气相沉积、电化学或无
电沉积的
薄膜涂层的情况下,所需厚度在0.2到50μm、优选地0.5到5μm的范围中。
[0118] 如图5(E)中的多流动通道的化学清除可以单一地或与另一沉积清洁技术结合而使用。清洁的多流动通道当暴露于有气味的或无气味的流体流时由于若干因素而经历沉积积累,例如与表面的分子结合或表面缺陷中的机械限制或范德华力。例如以丙酮或其它化学蒸气的周期性单独化学清除溶解了此内部积累层以恢复为了同一类型或不同组成的连续材料流而准备的清洁多流动通道。化学清除
试剂的流动和方向可以通过如本文所公开的剩磁化阀来选择和控制。以化学清除的循环清洁是一个可行策略,可能与其它列出的选项一致,用于多流动通道中的沉积积累的自动清洁。
[0119] 除热和化学方法之外,可以通过如图5(F)中的动力学构件来解决内部沉积,所述图示出了在经受气流的同时通过通道的电磁震动进行沉积清洁。应注意本文所描述的热、化学和动力学方法可以个别地或组合地使用。如所公开,多层通道可以由支撑螺线管绕组的刚性外部通道以及松散柔性内部通道组成,所述内部通道具有沿着内部通道的外部纵向及径向交错的磁体。当暴露于通过螺线管由AC信号产生的场时,通道的震动可以物理上贡献于沉积分子或
原子从通道内部的移除。与在通道经历高强度振动时通过通道的流通结合,沉积可以从通道喷射以为其它流动材料做准备。AC信号产生内部磁体附连管的充分剧烈的震动以放松沉积积累。在气味递送的情况下,与通过多
流管的无气味的气流组合,常规的震动可以限制气味交叉污染。
[0120] 图5(G)示意性地描绘用于清洁系统组件的预先或间歇性加热机构。气味递送系统的加压腔室、阀、容器以及气味流进行交互的任何其它腔室中的一者或组合的偶然全面或间歇性内部清洁可以通过在气味递送装置的进气处并入加热机构而实现。通过装置的全部或一部分的充分加热气流用以移除整个装置的任何沉积积累,但具体来说可用于尚未主动地清洁(例如,通过多流动通道)的那些部分。流体递送系统的加压腔室、阀、容器以及具有不同组合物的流体流(例如具有个别有气味的气体的多个流)进行交互的任何其它腔室中的一者或组合的偶然全面或间歇性内部清洁可以通过在进气处并入加热机构而实现。在典型应用中,此清洁硬件和方法将如图4(W)中在释放之前与排气阀配对。
[0121] 用于纳米气泡、纳米薄雾和有气味的气体的产生的装置和方法的实例
[0122] 鼻前药物递送、脂溶性或可溶于水的药剂的鼻内投予正在获得普及性以便于药物吸收。举例来说,对于害怕使用皮下注射针的一些儿童或对于难以进行静脉内接入以注入药物的患者,鼻前药物递送是方便的替代途径。也可以利用基于口的呼吸路径,有时与鼻内路径结合(吹气)。通过将蒸气、薄雾、气体或粉末吸入鼻孔通道的体腔而实现鼻前药物递送。用于例如哮喘或
肺气肿等肺问题的治疗的许多呼吸药物或者用于过敏问题的一些药剂是通过鼻前路径进行递送。一些休闲药物或宗教致幻剂也是以此方式递送。
[0123] 应注意的一个重要方面在于,鼻前药物递送常常比经口投予的药物递送引发快得多的药物效应的开始,其中生物可用性通常高于经口投予。此生物可用性是由于药物分子通过存在于窦腔和
门脉循环旁路的粘膜中的软组织快速吸收进入血流而造成。由于一些药物可具有较高吸收速率,且因此通过此途径在较小剂量中更有效。一些特定药物已经被制造为使得它们需要在被胃肠道吸收以用于系统性循环之前由肝进行代谢,且这些药物不应当通过鼻前途径来投予。
[0124] 应注意的另一重要方面在于,药剂通过鼻的鼻前或鼻内路径投予可以允许某些药物和分子经由通过嗅上皮和神经周外鞘的扩散或者经由沿着嗅觉和三叉神经的逆行轴突输送而绕过血脑屏障(blood-brain-barrier,BBB)。后一过程很可能暗示分子的内饮作用,即,人
体细胞吞噬且吸收无法通过疏水性等离子或细胞膜的大极性分子。例如用于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的治疗的许多药物由于BBB问题而无法有效地被大脑神经细胞吸收。鼻前药物递送因此可以是将这些药剂递送到人体的方便的替代方法,以便允许大脑接入扩散到大脑的嗅球(将气味信息从鼻子传送到大脑的神经结构)中的高浓度药物。
[0125] 本文档中所公开的气味递送机构和技术也可以用于上述通过鼻前路径的高效且良好受控的药物递送。使用本文档中的气味递送机构的药物递送可以薄雾液滴(以小于1微米的直径均匀地分布)、蒸气、气体或粉末或其它悬浮液的形式投予药物。除用于高效气味递送的优点之外,薄雾或优选地用于更高效药物吸收的纳米尺寸薄雾的形成是一些所公开实施例的有利使用。
[0126] 图6(A)描绘用于芳香配料保持的经涂覆的或中空多孔微米/纳米颗粒,任选地具有磁性颗粒激活:经涂覆的微米或纳米颗粒允许气味递送所必要的高表面积与体积比率。移动到中空多孔颗粒允许较长的行程持续时间,同时保持高表面积优点。包含磁性内部颗粒准许经由暴露于交变
电磁场以搅拌磁性颗粒而进行激活释放。由于磁性颗粒通过颗粒内部内的交变场而
加速和减速,因此赋予气味分子的动量用以升高物质温度,从而向上驱动气化通过纳米多孔或微米多孔表面以及从孔隙喷射气味材料。
[0127] 图6(B)示意性图示了可用于其中污染或氧化可能成问题的长期应用的被划分成单独隔室的容器的横截面。在这个设计中,包含液体配料储集器以周期性地或连续地补充邻近气味衬底。从液体腔室的传递可以通过毛细作用、加压或相似方法而实现。如所描绘,三个传递通道允许液体从储集器流动到高表面积气味衬底。可以添加额外通道以充分供应衬底。
[0128] 图6(C)示意性图示了可用于长期应用的经划分容器的横截面。在这个设计中,包含液体气味配料储集器以周期性地或连续地补充由多孔、中空、分支通道组成的邻近气味衬底。在小或大的通道上包含孔隙允许液体配料基底的高表面积暴露。从液体腔室的传递可以通过毛细作用、加压或相似方法而实现。如所描绘,三个分支层级跨越衬底分配液体。可以采用额外的分支嵌套、层级、角度、延伸部等以增加气味衬底的表面积以在空气通过腔室从入口流动到出口时最大地散发空气(或其它气体)。
[0129] 图6(D)示意性示出了用于经由流体通过图案化板的加压分布而分散微米尺度/纳米尺度液滴的装置,所述板在外出面上具有疏水性/疏油性/双疏性涂层,其中液滴正分散进入横向空气流或其它气体中。根据一些实施例,疏水性/疏油性/双疏性涂层的使用增强了从薄雾产生或蒸气气泡产生结构的容易得多的薄雾液滴或蒸气气泡的释放。所述图案化板可以使用任何方便的制造技术而制造为具有微米尺度或纳米尺度孔隙,例如
阳极化氧化
铝(Anodized Aluminum Oxide,AAO)自组装,然后是蚀刻、光刻、纳米印记等。表面
张力防止未加压的流体(例如,药品)泄漏通过孔隙,且板的后部上的表面涂层/处理防止表面可湿性以防在释放后耗尽储集器。为了实现喷洒,由
柱塞将压力施加于流体储集器(手动地或机器辅助)以迫使液体的小流/液滴通过图案化板且进入横向空气/气流。可以通过更改板孔隙的尺寸或几何形状和/或改变横向流动的速度而控制液滴大小。纳米或微米尺寸网状物或孔隙结构的使用可用于产生较小的亚微米或纳米气泡和薄雾。替代地,单独利用例如粗糙化或图案化或带槽或穿洞或纹理化或线网状物表面等表面结构可以用于产生较小气泡,其中纹理化或粗糙化表面尺寸在宽度、孔大小或长丝间距方面优选小于10μm、更优选小于1μm、甚至更优选地小于0.1μm。可以通过机械
喷砂、光刻图案化、化学或电化学蚀刻图案化、表面阳极化、用于表面
纳米线的RF纹理化、或者预制纳米线、纳米网状物层、纳米粉末层或薄膜材料到表面上的物理附接而引起这些表面结构。可以经由电阻性加热、感应加热或催化表面的使用而促进液滴分离。
[0130] 纳米或微米尺寸网状物或孔隙结构或粗糙化表面的3D或2D表面结构可以任选地通过例如用于电阻性加热的电流而加热,以进一步加速气泡/薄雾形成。为了执行电阻性加热,金属结构比陶瓷结构优选。加热的范围可以是高于所涉及的液体的
沸腾温度以主动地增加气泡形成速率,或者可以稍微低于所述沸腾温度以简单地增强气泡形成的动力学。
[0131] 图6(E)中描绘薄雾产生的另一实施例,所述图描述用于经由具有疏水性/疏油性/双疏性表面的三维网状物而分散微米尺度/纳米尺度液滴的装置,所述网状物通过与在高
频率范围中被激活的包围压电材料的机械连接而进行摇晃。具有疏水性的、疏油性或双疏性涂层或
表面处理的微米尺度或纳米尺度网状物促进了分散流体中的纳米尺度气泡和空蚀的形成。通过包围元件的压电激活对网状物的高频振动产生进入储集器上方的横向流的液滴喷射。将网状物定位于储集器的表面处高效地喷洒液体,其中液滴大小受到网状物的频率和尺度影响。在图(E)实施例中,可以经由电阻性加热、感应加热或催化表面的使用而促进液滴分离。
[0132] 与喷洒相比,对于气化来说,图6(F)示意性图示了用于在蒸气流动通过液体容纳腔室时经由借助纳米尺度纵向长丝保持分离的微米气泡/纳米气泡对流体的连续摄入的装置。通过AAO自组装和蚀刻或相似过程产生的具有纳米尺度或微米尺度孔隙的两个图案化板用于容纳液体,但准许气流通过容器。微米或纳米气泡被导引通过储集器且由长丝的纵向阵列保持分离。在一些实施例中,微米尺度或纳米尺度长丝进行导引,任选地具有疏水性、疏油性或双疏性表面处理,优选地具有>100度、更优选>130度的液滴接触角。最小化气泡大小且最大化数量导致高表面积与体积比以及流体进入有气味的或加载蒸气的所得流的最佳气化。
[0133] 对于完全
固化的高浓度应用,图6(G)示意性描绘了气味配料特定的,或半固体、互连且无孔的媒体允许延长的寿命和小型化。可以采用替代的气体(氮气、氩气等)来限制氧化,或更改嗅觉再现或印象。气味配料的气化可以通过暴露于较高温度而加速。所述处理可以用于促进长丝阵列上的疏水性、疏油性或双疏性表面可以进一步促进气泡形成。
[0134] 用于舒适或增强型气味体验的装置、特征和方法的实例
[0135] 在许多可能的应用中,本文档的气味装置既定用于延长的使用周期,无论是否与媒体的同时呈现结合。鉴于此,重要的是考虑人(或适用时,动物)生物和神经构成以确保气味递送能够在延长的持续时间中舒适地呈现。举例来说,必须考虑包括可变气体浓度和分子配料的具有变化持续时间的有气味气体的个别或顺序呈现。如果用户体验将是可行的、合意的或经优化的,那么也必须考虑使用的舒适和享乐。
[0136] 此外,向用户的气味递送可以有助于在具有或不具有媒体的情况下优化体验,或者用于在具有或不具有媒体的情况下产生新的或其它所需的用户感觉和反应。气味的呈现可能伴随着与其它媒体同步或配对的声音或音乐,无论是呈可读格式、图像或声音单独或视听格式、触摸媒体(例如,触觉)、味觉媒体(例如,食物)还是任何其它种类或组合的媒体。当与其它感觉、广播或通信媒体结合呈现气味的感觉时,人的感觉之间的联合作用可以增强或修改体验和感知。举例来说,无论是以书还是电影格式呈现,故事的戏剧性元素都可以通过适当选择的气味的呈现来加强或添加色彩。气味的主旋律可以被编程以用于在电影(或视频游戏)的场景中或之间释放以提醒观众故事的先前动作或元素,正如在电影
音轨中可能使用音乐主旋律。现实的角色或
化身可以与其个别气味相关联。借助于联合相互作用的进一步实例,在治疗应用中,可能具有极少味觉的慢性病或晚期病患者可以通过气味(和香味)的递送而被诱使进食,所述气味递送被专门设计以增强味觉且改善他或她正在吃的特定食物的享乐。
[0137] 特定参考VAR应用,气味的感觉是体验完全沉浸(即,在远程环境中的现实和存在的完全感觉)所需的关键感觉维度。然而,无伴随的适当现实动力学的气味的特用呈现可能具有相反作用——触发大脑对其人工引入的不和谐感知,进而抑制存在的感觉。举例来说,给定对象的性质或其距用户的视觉感知距离,虚拟对象的气味可以呈现给用户或由用户体验而无不适当强度,进而破坏现实的错觉。
[0138] 另外,可以监视且同步向用户的呼吸的递送(进气或进气模式)的系统能够减少不必要的气味递送,且进而增加气味装置的效率且降低气味装置或料筒中的(气味配料的量的)使用成本。其它
生物传感器可以调整气味递送以适应用户舒适度或者强调或修改用户体验,或他/她正在体验的现场、2D、3D或VAR媒体的感知内容。
[0139] 用于增强、调制、修改或优化用户的体验的装置实施例的特征可以包含:
[0140] 图7(A)示意性描绘了在气味递送装置中在输出之前包含加湿器以将水分引入有气味的气体递送或替代地将加湿(无气味的)气体直接递送到用户的鼻空间。此加湿器可以在装置使用期间始终激活,或者经由传感器或编程选择性或自动激活。使鼻空间(例如,用户的鼻子的内部衬里或上皮以及用户的嘴唇)保湿是关键的,以避免刺激且最大化用户舒适度,或者也可以用于修改或增强正递送的气味或者伴随或同步于气味递送的媒体的类型、特性或质量的用户印象。实施例可以用于从气味递送装置的延长使用持续时间避免嘴唇或鼻孔的不合意的皲裂。加湿器可以任选地包含于气味输出之前。此加湿器可以是始终激活的、手动激活的或传感器激活的。
[0141] 图7(B)示意性描绘了沿着递送通道包含加热单元以增加有气味的气体的温度。此加热机构可以使用电阻性或感应加热经由传感器或编程而选择性或自动激活。加热机构可以用于加热外部冷环境中的装置进气以用于用户舒适度,或替代地,在任何外部环境中使用以修改或增强正递送的气味或者伴随或同步于气味递送的媒体的类型、特性或质量的用户印象。
[0142] 图7(C)示意性描绘了沿着递送通道包含热电冷却单元以冷却有气味的气体的温度。冷却机构可以用于冷却外部或热环境中的装置进气以用于用户舒适度,或替代地,在任何外部环境中使用以修改或增强正递送的气味或者伴随或同步于气味递送的媒体的类型、特性或质量的用户印象。
[0143] 图7(D)示出了包含如图3(H)中的掺合阀以在气味递送期间通过以无气味的气体流对有气味的气体流的受控稀释而改变气味的体积(强度)。也可以通过改变加压水平、对剩磁化阀激活进行工作循环或者改变芳香配料容器内的配料加载量来控制体积/强度。取决于特定硬件配置,可以采用这些强度控制措施的全部或任何组合。举例来说,在如图4(B)到(D)或相似图中气味料筒直接定位于鼻子下方的配置中,将通过压力水平、工作循环、料筒配料浓度、温度以及具有工作循环的无气味气体流的包含的某一组合来控制强度。对于如图5(B)到(F)中通过单个多流动通道的个别有气味的气体递送,可以通过受控加压和掺合阀的某一组合实现体积控制以在递送通道之前以无气味的气体可控地稀释有气味的气体。对于如图3(A)到(F)中的有气味的气体中的混合或耦合配料的递送,体积控制可以依赖于加压、具有工作循环的配料激活、温度、料筒容器内的改变的液体/固体配料浓度水平以及以可控体积的无气味气体对有气味气体的混合物的稀释的组合。体积调整可以是手动的(由用户调整)、自动的或被编程以根据所需水平而变化,或者被设计成具有伴随的媒体或活动(随其变化)。
[0144] 图7(E)示意性描绘了其中将单个有气味的气体流分成两个(或更多)管(或通道)的操作,所述管被引导进入鼻空间或在两个通道的情况下可以直接放置在鼻孔的基底处以用于气味递送。在气味递送的时间以及在其持续时间中,(i)一个或多个通道可以关闭,而其它通道串流(递送)气味,或(ii)通道的任何组合可以可编程方式以指定组合、相同或指定变化浓度、按浓度和/或定时连续地或逐步地递送相同或不同气味。
[0145] 在媒体(即电影、视频游戏或广告)的呈现期间将不同或可变浓度递送到个别鼻孔的能力可以促进正呈现的媒体空间中的气味位置和深度的3D感知。举例来说,一个人可能希望再现(匹配)从用户来看位于左边的视频游戏的对象或角色的气味--仅向左鼻孔递送,其中强度将匹配于距用户的感知距离和位置,可以被校准以赋予所述气味合适地表现为从三维空间中用户左边的对象发出的印象。
[0146] 在递送通道中的每一个或任何组合中递送变化的有气味的气体(及其浓度)的能力给予装置以可编程方式在鼻空间中组合地混合(更有限)范围的气味或气味一致性的进一步选项,以提供特殊效果或更快速地产生某些气味化合物。
[0147] 图7(F)示出了通过将相机或其它传感器并入气味递送装置以在操作期间观察用户的物理状态而实现的反馈机构,其捕获且记录(i)面部、颈部或身体的其它暴露部分(包含
皮肤及其表面特征,例如线或皱纹(及其变形)和
散热)的拓扑特征,(ii)头部姿势、身体
姿态或移动,(iii)个别主体特征,例如手及其移动或位置等。解译用户的运动或静态图像的装置软件可以识别用户情绪、行为、意图或神经系统状态,以及前述的模式化趋势,且可以被编程以激活用户对(iv)来自气味递送装置气味料筒中的现成气味容器的气味的选择、产生和递送;或否则可以被编程以(v)选择标记的配方(含有配料的列表、例如摩尔重量等参数以及例如浓度等用于掺合和释放的规范)且指示递送装置选择性掺合所述配方的用于释放和递送的化合物以递送到用户。所述软件可以任选地发送指令以触发其它感觉产生机构的操作(例如加热、冷却或保湿),同时递送前述选定掺合的气味化合物(或现成的气味,视具体情况而定),以便进一步增强或修改用户体验和感知。举例来说,在玩视频游戏的同时,可以在相机上捕获用户的特征且由装置的软件解译为用户正在展现担心。软件可能被编程以自动触发装置的冷却特征以降低气味递送温度且进而引发对用户的镇定影响。实施例可以包含用于面部特征和表情、头部或身体的移动(用于解译情绪以及用于解译在3D虚拟空间中气味距用户的距离和位置)以及呼吸(最后一项可用于使气味递送同步于个体的呼吸或呼吸循环)的光学/运动捕获和检测的相机/传感器(或到一个VAR装置的链路)。
[0148] 图7(G)呈现了可以并入气味递送装置以用于增强、修改或优化的用户体验的输入、决策和输出的示意性概览。示出了用于完全功能、响应性、集成气味递送装置的软件输入、功能和输出的基本布局,所述气味递送装置根据用户反馈、虚拟或数字媒体和/或用户交互、交互性或交换以及设计参数而主动地或可编程地调整气味输出。以下部分解决用于气味递送交互的各种方法。
[0149] 图7(H)示出了用于消费者、商业或其它类型的用户的实例实施例可以设计新气味或从根据列表配方、化学参数和相关监管限制(即用于递送的化学品或化学品浓度的受限制使用)得到的
数据库可编程地选择气味,以用于有线或无线指示(传输)到具有顺应性软件的其它用户装置以触发定时或实时掺合或容器选择及装置释放。指令可以从一个或一群用户传输到其它用户以用于例如以下目的:(i)气味的数字共享或交换,(ii)与任何类型的有气味媒体的播放(例如,与书、电子邮件、电影、视频游戏、音乐等)的同步,(iii)用于在线购物等等。描述、内容、用户状态、环境、社交、心理和化学掺合参数的编程解译实现了编程或自动数字气味产生和传输以及用户之间的交互,任选地还与所传输的视听或其它媒体结合。
[0150] 有气味的虚拟、混合或增强现实(“VAR”)数据、通信、传感器和信号
[0151] 气味装置可以附接或集成到VAR装置中。气味装置的软件、硬件和/或电子器件可以被启用以与其伴随VAR装置通信或者在其与伴随VAR装置之间传输数据,以准许光场阵列、
波形、VAR相机、激光、追踪、运动捕获、音乐和其它VAR媒体数据或用户数据的气味装置接收和解译。气味装置软件可以被编程以读取且解译所接收的前述VAR数据,且响应于VAR用户活动或体验或者与其一致地触发气味的选择性激活、产生和递送。
[0152] VAR媒体
[0153] 一些实施例可以附接或集成到VAR装置中。气味装置的软件、硬件和/或电子器件可以被启用以与串流到VAR装置的独立媒体(例如,视频游戏、电影、
模拟器、指令或训练视频等)通信或在其与所述独立媒体之间传输数据。气味装置软件可以被编程以读取且解译媒体数据,且响应于VAR用户行为或其它响应或体验或者与其一致地触发气味的选择性激活、产生和递送。替代地,气味装置软件可以手动地、自动或以可编程方式将数据与操作指令或传输数据一起传输到VAR装置,以用于在气味递送期间更改、
叠加、增强或另外修改正传输给用户的独立媒体的目的。
[0155] 一些实施例可能能够从外部有线或无线传感器及传输装置接收信号和信息,例如激光或者其它光学或无线信标。所述信号可以激活和/或指示气味装置软件进行定时气味产生和递送。所述装置还可以使用合适的软件和
通信接口单独地或往复地将数据传输到传输装置或传感器。举例来说,具有传感器的杂货店中的食品产品可能自动或以可编程方式激活用户的气味装置以在用户从货架拾取所述食品产品的同时产生且递送食品的指定气味。借助于进一步实例,传感器或传输装置可能在用户接近商店显示器屏幕时触发所述显示器上的香水视频广告的激活,同时激活用户的气味递送装置且向其传输数据以与所述广告的特定元素同步地选择、产生且递送正做广告的香水品牌的气味。在此最后实例中,可以在一位男演员出现在屏幕上的时刻激活所述男演员的古龙水的气味以用于释放到用户,且在他离开场景的时刻关闭所述气味。
[0156] 语音辨识
[0157] 还可以使用听觉信号以选择性、自动或可编程地触发气味激活,反之亦然。也可以采用语音辨识机构。另外,可以实施以可编程方式协调关键词/短语和/或声音(包含但不限于呼吸的声音)动力学与气味对应部分的释放的配对的软件。确切地说,可以任选地响应于从鼻子的嗅探/吸入而激活气味递送。
[0158] 用户之间的气味传输
[0159] 本文档中所公开的气味装置和软件可以使得一个或一群用户能够经由因特网、手机、VAR装置或任何其它通信或广播硬件、应用程序、程序、接口(包含例如
网站等媒体接口)和/或软件与其它用户共享或传输气味(单独)或有气味的媒体(例如有气味的照片、电子邮件、话音邮件、视频、声音、音乐、歌曲、故事或任何种类的其它有气味的媒体)。举例来说,个人用户可能经由Facebook而彼此投递或共享其相应假期的有气味的照片,或者彼此发送有气味的电子邮件等。图7(H)提供气味递送传输的布局。
[0160] 公司或其它第三方(无论是商业、政府、军事、公共机构还是组织)可能希望使用兼容软件将有气味的媒体传输到本文公开的装置的用户以用于各种目的。举例来说,旅行社可能希望将热带度假村的有气味的彩页或视频以数字方式传输到用户以用于广告目的。借助于进一步实例,美容因特网购物
站点可能希望将香水的有气味的图像以数字方式传输到用户,同时对特殊效果做广告。另一实例包含阿尔茨海默患者,所述患者的医生可能使用递送装置的API来编程被标记到同时传输的他的孩子们的图像的气味释放,以帮助他的记忆恢复和对孩子们的辨识。
[0161] 气味产生
[0162] 一些实施例还可以使得单个用户或合作的多个用户能够产生香水、在洗浴和其它美容产品中使用的芳香剂、或被设计用于有气味的旅行视频、有气味的电影、有气味的视频游戏或其它媒体的气味,或用于其它目的的气味。
[0163] 用户可能是专业的或非专业的。举例来说,专业调香师可能使用本文公开的装置来产生用于零售的香水或者用于客户旅行社的有气味的彩页的气味。非专业用户可能产生香水或其它气味用于个人使用,或者与其它用户以数字方式共享或交换。
[0164] 用于气味产生和传输的编程辅助
[0165] 为了便于气味产生以及共享或涉及气味的其它交互,用户可以使用递送装置的软件(例如API)以通过关键词搜索其数据库,所述关键词例如气味配料的名称或气味一致性标签或其它描述、化学参数等。气味递送装置的信息数据库和类别可以包括:(i)芳香和香味(“气味”)配方,具有标签和伴随的气味描述,(ii)配方与相关联气味系列、化学结构或者其它用户或系统定义的类别的联系;(iii)化学配料(及其构成元素和例如摩尔重量等参数);(iv)每一配料或配料组合的浓度的受限制界限或上限;(v)关于用于气味递送或应用的化学品使用的限制的IFRA/合法/政府准则的数据库。为了进一步辅助气味产生和传输,气味递送装置或软件可以包含:
[0166] 解译涉及气味的享乐和心理物理描述或对气味的反应的用户描述和指令且以可编程方式产生配方以用于自动或定时气味产生和递送的能力;
[0167] 被动地解译、记录且检索(现场或以数字方式)呈现给用户的音频、视觉、视听或其它多媒体或多感觉内容(或数字或其它广播数据)的内容和动力学且与所述内容同步或异步地以可编程方式产生配方以用于气味的自动或定时产生和递送的能力;
[0168] 解译、存储和/或传输例如用户面部、身体和姿势或运动捕获和呼吸吸入/呼出模式等用户数据以按可编程方式产生配方以用于气味向用户的自动或定时产生和递送的能力;
[0169] 解译外部无线或有线信号和指令以用于芳香混配的自动或定时激活以及向用户或在用户之间进行递送的能力;
[0170] 解译(数字或现场)用户之间的社交交互且以可编程方式选择以产生配方(用于基于规则的或经界定目的)及气味向用户的定时递送的能力;
[0171] 与其它用户的兼容装置以数字方式共享任何用户数据(包含用户的芳香和香味数据库)的能力;
[0172] 以及使其它用户或第三方(例如,公司)能够将指令发送到用户的软件以按可编程方式产生配方以及气味向一个或多个用户的定时产生和递送的能力。
[0173] 触觉气味激活
[0174] 本文所述的一些装置实施例可以与触觉技术结合使用,所述触觉技术操作以在使用VAR或其它媒体时在用户之间的交互期间赋予触摸感觉的印象。气味装置可能由触觉软件或硬件操作触发,或替代地,气味装置的软件可以被编程以解译触觉功能或操作或信号而以可编程方式激活且选择气味或感觉特征以用于气味递送,从而修改或增强触摸感知或伴随的媒体。举例来说,在虚拟现实视频游戏期间,具有触觉控制器的玩家可能在尝试(虚拟地)将
岩石推上山时体验到增加的
力反馈。汗水的气味可能与触觉操作同步以增加用户推动岩石的困难的强度。
[0175] 香味/味觉激活
[0176] 本文所述的一些装置实施例可以被激活以任选地与例如水分等其它装置感觉特征的释放结合而在进食期间向用户递送调味的气体,以增强、调制、改进或修改味觉的感知。举例来说,虽然实际上在吃蛋奶甜点,但蛋奶质地的口感或感知可能通过水分的选择性释放而增强。
[0177] 也可以在用户体验食物或饮料或其它对象的气味时激活气味装置以递送调味的气体或薄雾,其可在沉浸于VAR媒体中时赋予味觉的印象。举例来说,在VAR环境中正虚拟地参加烹饪节目的用户的气味装置可能以可编程方式被激活以用于正虚拟地烹饪的熏肉的香味的同步气味递送。在此实例中,气味强度可能任选地与在烹饪时熏肉的咝咝声增加同步地增加。
[0178] 呼吸间隔或模式辨识
[0179] 本文所述的一些装置实施例可以并入相机以测量个体的胸部(或
覆盖其的服装)的膨胀或检测来自可佩戴传感器的信号,以确定用户的实时或记录的吸入和呼出。可以使得具有合适兼容软件的媒体或第三方应用程序能够在所述媒体或应用程序的使用期间以可编程方式选择指定气味以用于根据呼吸间隔或模式定时的气味产生和递送。替代地,装置编程可以解译第三方媒体或软件以在媒体的
流式传输或与媒体的交互期间以可编程方式选择气味以用于气味产生和递送。举例来说,有气味的(战争)视频游戏可能被编程以当用户发射肩部点火的火箭且破坏附近的敌人坦克时触发亚
硫酸气味释放且递送到用户。
[0180] 装置软件也可以被编程以仅在呼吸吸入的间隔期间定时气味递送且在呼出期间停止递送以用于气味材料的最有利使用,例如图7(I)中所描绘。对气味装置用户(例如,他/她的音频、身体位置、反应)的主动监视允许对其呼吸波形的编程确定/估计。递送激活与感知之间的预期或实时间隔的知识(考虑了装置几何形状、人感知和切换时间)允许输出调整以使得仅在呼吸进气(吸入)期间供应气味。进一步的动态调整并入有3D递送、运动调整和掺合配方。
[0181] 使用本文所描述的技术,例如关于图3(A)到3(H)和图7(A)到7(I)所论述,以数字方式可控的气味产生和递送设备包含:容器的阵列(例如,容纳配料306的容器),每一容器具有输入运载气体流入的入口,用于容纳材料的称为气味容器的腔室,所述材料含有产生特性气味的基本或基础化学品,称为气味配料或配料,以及输入气体和气味配料的混合物流出的出口;流动调节机构(例如,阀306、308中的一个或多个),其基于电磁信号控制通过每一容器的气流;一个或多个掺合腔室,其耦合到容器的出口且具有递送通道出口,所述掺合腔室(例如,310)允许来自容器的出口的个别输出一起均质地掺合以产生预定气味且使所述预定气味通过递送通道出口流出;以及加压腔室,其耦合到容器的入口且产生输入运载气体流。
[0182] 在一些实施例中,用于分配有气味的气体、蒸气或液体物质的以数字方式可控的装置包含:料筒结构,其包含一个或多个容器,每一容器含有气味配料、气味组合物、药物或其它有气味的或无气味的物质;外壳结构,其包含用于固持料筒的隔室,用于允许所述一个或多个物质从装置分配到外部环境的开口,以及形成于所述隔室与开口之间的一个或多个输送通道,其中所述一个或多个输送通道中的每一个被配置成将物质从对应容器递送到开口且通过开口;以及致动器开关,其布置于对应输送通道中且可操作以基于所施加信号在打开位置与关闭位置之间移动,以选择性允许有气味的物质从对应输送路径的传递。
[0183] 在一些实施例中,例如关于图1(A)到1(L)所描述,用于控制流体的流量的阀包含:允许流体通过的流动通道,所述流动通道具有第一部分(例如,下部部分121)以及通过具有开口的硬或软密封件与第一部分分离的第二部分(例如,上部部分123),所述第一部分具有用于流体进入流动通道和所述开口从而允许流体进入所述第二部分的入口;定位于阀中的通道中的磁性可移动销,所述销可沿着通道移动到关闭位置和打开位置,在所述关闭位置中所述销被磁化且关闭所述开口,从而不允许气体从流动通道的第一部分流动进入流动通道的第二部分,在所述打开位置中所述销被去磁且与所述开口分离,从而准许气体从流动通道的第一部分流动进入流动通道的第二部分;以及螺线管,所述螺线管位于所述阀的外部上在对应于所述销的区中以使得在一个方向上通过螺线管的电流控制磁化且从而控制所述销在关闭位置与打开位置之间的位置,其中通过具有处于足够压力下的气体以使销沿着导引件移动,所述销进一步可从关闭位置移动到打开位置。
[0184] 在一些实施例中,例如关于图1(A)到1(L)所描述,用于控制气体、蒸气或液体物质的流动的以数字方式可控的阀设备包含:外壳,其在一个末端上具有带通孔的高磁导率板且在另一末端具有带一个或多个通孔的
背板;剩磁化销,其定位于所述外壳的内部中且能够在所述一个末端与另一末端之间来回移动以使得当所述销被磁化时其移动到所述一个末端,所述销与所述高磁导率板接触,从而关闭所述通孔且不允许气体或蒸气或液体物质通过所述外壳,且当所述销被去磁时其远离所述一个末端朝向另一末端移动,所述销允许所述气体或蒸气或液体通过所述通孔、所述外壳的内部以及在所述另一末端的所述一个或多个通孔;以及在所述外壳的外部上的螺线管,所述螺线管能够运载电流以造成磁化或去磁以及所述销在所述一个末端与另一末端之间的后续移动。
[0185] 在一些实施例中,例如关于图2(A)到2(C)所描述,止回阀设备包含:平面环,其包括包围其中心处的开口的环材料;以及由挡片材料制成的挡片,其经由至少一个铰链附连到所述环,其中所述挡片至少在关闭位置和打开位置中能够在铰链周围移动,在所述关闭位置中所述挡片阻止流体传递或泄漏通过所述开口,在所述打开位置中所述挡片允许流体经由所述挡片与所述平面环之间的间隙通过所述开口逸出。所述环材料与挡片材料之间的磁性吸引力用以在关闭位置中移动或固持所述挡片,且抵靠着挡片按压的空气流力用以在打开位置中移动所述挡片。
[0186] 在一些实施例中,例如关于图3(H)所描述,混合或划分阀设备包含:三通道外壳,其中每一通道在同一平面中且在所述三个通道的会合处具有轴向对称的开放中心腔室以使得轴线
正交于含有所述三个通道的平面;径向可定位的阻挡楔,其定位于所述中心腔室内且可围绕中心腔室对称轴线旋转;高磁导率配合零件,其嵌入所述阻挡楔中且邻近于阀外部而定位;定位于阀外部的卷绕于螺线管中的磁性可闩锁的销的弧形阵列,其通过电磁信号而磁化或去磁,其中所述阻挡楔关于中心腔室轴线的角位置是通过嵌入的高磁导率配合零件与被磁化的外部可闩锁的销之间的磁性吸引力确定且用以将流从第一通道引导到第二通道,到第三通道,或以由阻挡楔的径向位置决定的比例量在第二与第三通道之间划分流动,或替代地准许流从第二通道、从第三通道进入第一个通道,或以由阻挡楔的径向位置决定的比例量组合来自第二和第三通道两者的流。
[0187] 在一些实施例中,例如关于图4(A)到4(V)描述,以数字方式可控的气味产生和递送设备包含:入口端口,空气从所述入口端口进入所述设备;出口端口,预定气味从所述出口端口流出所述设备;加压机构、剩磁化阀和容纳气味配料的容器的布置,其中所述布置从所述入口端口到所述出口端口包括来自以下各项中的一种的级联:加压机构,然后是剩磁化阀,然后是气味容器;加压机构,然后是气味容器,然后是剩磁化阀;气味容器,然后是剩磁化阀,然后是加压机构;剩磁化阀,然后是气味容器,然后是加压机构;剩磁化阀,然后是气味容器,然后是第二组或剩磁化阀,然后是加压机构;或加压机构,然后是剩磁化阀,然后是气味容器,然后是第二组或剩磁化阀,其中所述加压机构迫使空气从其输出离开,且其中所述剩磁化阀通过使用电磁控制信号选择性打开阀而控制空气流。
[0188] 在一些实施例中,例如关于图4(A)到4(V)和图8描述,递送以数字方式控制的气味增强型多媒体体验的方法800包含:将例如声音、视觉和/或其它刺激等非嗅觉感觉刺激递送(802)到用户;通过电磁控制信号控制(804)气味刺激从气味装置的同步递送,所述电磁控制信号控制气味激活、气味掺合、释放以及向用户的递送;向用户递送气味刺激(806),其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关且增强、扩增、修改、更改或整合于所述非嗅觉刺激的用户体验;向用户递送气味刺激(808),其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关且用户被动地或主动地或交互式地与所述非嗅觉刺激接触;以及在用户参与活动的同时向用户递送气味刺激选择性(810),其中所述气味刺激与所述非嗅觉刺激相关。
[0189] 在一些实施例中,例如关于图6(A)到图6(G)和图9描述,产生气味配料的薄雾的方法900包含:将气味配料以液体形式存储(902)于具有至少一个多孔侧的储集器中,所述多孔侧允许气味配料以颗粒形式的受控逸出;致使(904)所述气味配料通过所述至少一个多孔侧以颗粒形式逸出储集器进入流动腔室;控制(906)通过所述流动腔室的空气流以实现呈颗粒形式的气味配料成为包含气味颗粒的薄雾的所需分离;以及在所述流动腔室的出口处输出(908)薄雾形式。
[0190] 在一些实施例中,例如关于图6(A)到图6(G)描述,薄雾产生设备包含:储集器,其以液体形式存储气味配料,所述储集器具有允许气味配料以颗粒形式的受控逸出的至少一个多孔侧;机构,其致使所述气味配料通过所述至少一个多孔侧以颗粒形式逸出储集器进入流动腔室;流动腔室,其用于允许空气流动以实现已经从所述多孔侧逸出的呈颗粒形式的气味配料成为包含气味颗粒的薄雾的所需分离;以及出口,其用于从所述流动腔室输出薄雾。
[0191] 在一些实施例中,例如关于图7(A)到7(I)和图10描述,以数字方式控制包括控制气味配料从容器的释放的多个剩磁化阀的气味递送阵列的方法1000包含:重复接通和断开(1002)所述剩磁化阀;致使(1004)所述气味配料的释放压力变化;对所述气味配料通过与无气味的气体混合的稀释进行计量(1006);调制运载气体温度(1008),从而掺合且控制(1010)气味配料的浓度和比率;以及致使(1012)从所述气味递送阵列递送所需气味。
[0192] 在一些实施例中,例如关于图7(A)到7(I)和图11描述,提供可定制的嗅觉体验的软件实施的方法1100包含:在可搜索的数据库中进行存储(1102),包含(不限于)气味描述和标签配料以及伴随的配方、化学参数、消费者或个人数据偏好、口味和感知,和/或管控气味配料或组合物的使用或向用户的递送的监管限定、限制、参数或条件;接收(1104)指示
请求特定气味的事件的
输入信号;至少基于所述可搜索的数据库而导出(1106)所述输入信号的气味创建、产生和递送信息;以及操作(1108)包括气味容器阵列、流动调节机构、混合腔室和加压腔室的以数字方式可控的气味递送设备以产生和递送特定气味。
[0193] 在例如图12中图示的一些实施例中,将物质递送到目标位点的方法1200包含:提供(1202)容纳构成所述物质的一个或多个配料的一个或多个容器,其中每一容器装配有至少一个磁性可控的阀;操作(1204)控制电路以基于所述物质的所需特性而选择性致动所述磁性可控的阀中的至少一些,从而致使所述一个或多个配料中的至少一些以预定比例混合;以及将所述物质的所得均质混合物递送(1206)通过接近于所述目标位点放置的出口。
[0194] 在一些实施例中,例如关于图7(E)和图13描述,递送以数字方式控制的气味增强型多媒体体验的方法1300包含:通过电磁控制信号控制(1302)第一气味刺激从气味容器阵列的递送,所述电磁控制信号控制气味配料从所述阵列中的气味容器中的至少一些到第一通道的释放;通过电磁控制信号控制(1304)第二气味刺激从气味容器阵列的递送,所述电磁控制信号控制气味配料从所述阵列中的气味容器中的至少一些到第二通道的释放;在用户的左鼻孔空间附近以第一比例递送(1306)第一气味刺激与第二气味刺激的第一混合物;以及在用户的右鼻孔空间附近以第二比例递送(1308)第一气味刺激与第二气味刺激的第二混合物,其中所述第一比例和第二比例经过选择以实现用户的空间气味体验。举例来说,当所需用户体验是气味来自用户的极左边时,100%的左通道可以与0%的右通道混合且递送到左鼻孔。因为气味刺激本身可以包含多个相异的气味配料,因此也可以对用户提供模拟来自多个地方的多个芳香源的同时嗅觉体验的复合感觉体验。
[0195] 可以使用以下条款描述各种所公开的实施例和技术。
[0196] 条款P1.1-如图1B中图示的具有气流弹簧而不是机械弹簧的磁性可闩锁的开关结构,因为与相同发明人的标题为“可切换的气体和液体释放及递送装置、系统和方法(SWITCHABLE GAS AND LIQUID RELEASE AND DELIVERY DEVICES,SYSTEMS,AND METHODS)”的申请序列号为PCT/US14/035054的PCT申请中描述的装置的结构相比,此新结构是紧凑的、更简单且更容易控制。
[0197] 条款P1.2-例如如图1D到1G中图示的具有非圆柱形销导引件以促进气流的磁性可闩锁的开关结构,此结构是紧凑的、更简单且更容易控制。
[0198] 条款P1.3-例如如图1G中图示的使用磁性可闩锁的开关结构的悬臂弹簧分离的方法。此新结构是稳健的、定向独立的且紧凑的。
[0199] 条款P1.4-例如如图1H所示的磁性可闩锁的开关的结构,其使用所述磁性可闩锁的开关结构的基于压力的分离。此结构是紧凑的、定向独立的且简单的。
[0200] 条款P1.5-例如如图1I中的使用气流的基于重力的分离的磁性可闩锁的开关结构。此结构是紧凑的、简单的且适合于一些固定位置应用。
[0201] 条款P1.6-例如如图1H中图示的具有非圆柱形螺线管/销导引件的磁性可闩锁的开关结构。此结构是更高效、紧凑且更简单的。
[0202] 条款P1.7-具有经由磁化和去磁单独地负责阀打开/关闭的双重螺线管的磁性可闩锁的开关结构(如图1I中)。此结构更具响应性且更容易控制。
[0203] 条款P1.8-例如如图1J到1L中的图1A到1I装置的X-Y或X-Y-Z矩阵阵列,用于具有大数目、快速且快速可切换、高效节能、有气味的或无气味的气体递送能力的设备。
[0204] 条款P1.9-例如如图1L中描绘的具有单个或双重扁平螺旋螺线管的磁性可闩锁的开关结构,此结构是紧凑的、可以典型光刻工艺制造、可控的且具响应性。
[0205] 条款P1.10-例如如图1L到N中的图1A到K装置的X-Y或X-Y-Z矩阵阵列。此矩阵阵列用于大量有气味的或无气味的气体配料的快速且快速可切换组合以用于掺合和递送。
[0206] 条款P2.1-例如如图2A中的具有磁化环和经由铰链附连的磁性挡片的磁性关闭的止回阀。此止回阀是紧凑的、简单的且适合于被动气流控制应用。
[0207] 条款P2.2-例如如图2B中的具有磁化环和经由铰链附连的磁性挡片的磁性关闭的止回阀。此止回阀是紧凑的、简单的且适合于被动气流控制应用。
[0208] 条款P2.3-用于被动地管理流动以用于大量气味递送能力的图2A到2B装置的阵列(如图2C中)。
[0209] 条款P3.1-例如如图3A到3F中所示的图1A到K装置的X-Y或X-Y-Z矩阵阵列,用于无气味的或有气味的气体的大量配方的定时快速掺合及快速顺序递送。磁性可闩锁的阀开关的二维或三维阵列允许所需有气味的或无气味的流体个别地或作为均质掺合物的方便且快速选择、产生和递送。对于一种特定有气味的或无气味的气体可打开仅一个开关,或对于气体的组合可同时激活多个阀。可借助兼容软件通过无线或硬有线信号激活开关,以使得特定装置被磁化或去磁,且起始或停止流体流动。
[0210] 条款P3.2-如条款P3.1中的装置,其被配置成具有控制每一个别配料的个别剩磁化阀,例如如图3C和3E中所示。
[0211] 条款P3.3-如条款P3.1中的装置,其被配置成具有剩磁化阀,所述剩磁化阀可以经由含有配料的容器或阀外壳的旋转或X-Y或X-Y-Z可寻址运动而与配料容器对准,例如如图3D中所示。
[0212] 条款P3.4-如条款P3.1、P3.2和P3.3中的装置,其中气流循序地或以定时方式在镜像、堆叠或嵌套配置中通过阀和配料容器的多个层,例如如图3D和3F所示。这种配置实现配方中的大量配料的小型化和加速掺合。
[0213] 条款P3.5-例如如图3H中所描绘的可闩锁的剩磁化掺合或划分阀,其具有磁性可闩锁的销的外部弧以及带有高磁导率配合零件的径向可定位内部阻挡楔。此设计对于被动
闩锁位置是高效节能的,流动被完全封闭,且提供比率控制。
[0214] 条款P4.1-如条款P1、P2和P3中所述的含有磁性可闩锁的开关结构的装置,其选择性地激活气流通过具有有气味的衬底或涂覆或其它保持材料的一个或多个容器,所述容器排列且封闭于可替换式和/或可再填充的有气味的溶剂料筒中,以产生可递送气体的有气味的流,例如在图4中所描绘的方法和配置中。
[0215] 条款P4.2-具有可互换的料筒的气味递送装置,其中出口端口由如P2.1和P2.2中的止回阀或剩磁化阀控制,所述料筒插入紧邻于鼻空间定位且指向鼻空间中的剩磁化阀阵列中,其中实现气味释放而无需任何递送通道(例如,如图4B到4C中)。此方法准许紧凑性以实现大量(数百种)现成的气味在料筒中的存储,且避免使用单个气味递送通道的内部沉积问题且提供所递送气味的完整性。
[0216] 条款P4.3-如图4B到4O中图示,对于与VR、AR或混合现实(“VAR”)头戴式装备和护目镜的集成使用以及与其的附接或合并,其能够被电子地激活以用于与呈现给VAR用户的媒体内容的同步使用。这些装置可被配置有(i)可装卸式/可再填充的集成气味料筒和扩散器,其由并入于或附接到头戴式装置的风扇或
微泵元件和气体通道馈送,其中所述集成料筒附接到(i)VR头戴式装置的中间区段以实现有气味的气体直接进入鼻空间的扩散;(ii)夹持或另外附接到VAR头饰/护目镜的集成单元(含有风扇、通道、
微控制器和其它电子器件、电池、可替换式气味料筒和扩散器);(iii)被配置成具有放置于VAR头饰/护目镜的上部或侧面区段附近或佩戴于颈部周围、背部上、皮带周围或者手臂或肩部上或附近的气味料筒;(iv)设定于桌面或某个其它静止位置上。
[0217] 条款P4.4-如图4D到4O中图示的条款P4.3中的装置,其安装到VAR头戴式装备或护目镜的组件改为独立地佩戴且安装到将装置紧固于头部上的绑带或其它材料。此条款P4.4中的装置可以在具有或不具有(或独立于)VAR头戴式装备或护目镜的情况下佩戴或操作。
[0218] 条款P4.5-如条款P1、P2、P3和P4中的装置,其中气味释放和控制的致
动能够通过有线信号或无线信号、磁信号、光学信号、声音/振动信号或任何无绳远程信号来完成。
[0219] 条款P4.6-从具有可拆卸、可替换式或可再填充料筒的手持式物理上分离的装置的自含式可控气味递送的方法,其并入有如条款P1中的磁性可闩锁的开关结构。此独立的手持或手指保持的气味递送装置可以(i)通过按压单元自身上的一个或多个按钮而手动地致动,且以按钮释放自动地去活或被编程以用于定时持续时间和去活,或(ii)通过无线信号、手机信号、磁信号、光学信号、声音/振动信号或任何无绳远程信号或传感器自动或以可编程方式用于定时通断气味递送。其也可由持有者或未持有装置的另一人致动。此独立气味递送装置或其阵列也可以放置在远程位置上,例如台面或
墙壁上,且由附近的操作者致动或由传感器或使用无线或其它远程信令而远程激活。
[0220] 条款P4.7-从具有变化的气味组合物和浓度的双重或多个气味流向用户的气味递送(例如,如图4N和7E中描绘)以帮助具有兼容软件的VAR具有气味功能的装置的用户确定或赋予起源的印象,和3D或虚拟空间中的位置,以及VAR媒体中的对象、场景、事件或其它内容的特性(包含例如气味的强度)。
[0221] 条款P4.8-从具有集成麦克风的邻近于鼻空间定位且导入鼻空间的料筒或扩散器的气味递送的方法(例如,如图4O中),作为与以下各项一起使用的节省空间的集成且多功能设计:
[0222] 条款P4.8.1-与装置软件用户的指定气味的指令或请求通信的语音辨识,以用于借助兼容装置和软件向用户或其它用户的立即、定时或顺序递送。
[0223] 条款P.4.8.2-用于向具有兼容软件或其它多媒体装置的任何气味装置的生物反馈的用户声音输入(例如波形或其它声音数据)。
[0224] 条款P4.9-借助集成有气味的气体递送从邻近于口部定位且导向口部的料筒或扩散器递送香味/味觉的方法,例如如图4U中所描绘,且任选地借助例如水分等其它感觉元素进行递送。所述技术是有利的,原因在于其节省空间的集成且多功能设计以及赋予多种感觉元素以影响或改变味觉印象的能力。
[0225] 条款P5.1-用于气味输送的多个但个别化的管或通道或者可被共享以用于在不同时间递送各种不同气味的一个或几个防污染管或通道的组合件,此组合件例如可以并入到如条款P4中的装置中。
[0226] 条款P5.2-例如如图5C中的利用导电薄膜或导电
片层的内层的多流通道的方法,所述内层可以通过传递电流通过材料而电阻性地加热以清除任何表面沉积。此结构和方法与如图4W、5C或5E到5G中的已清除沉积的排气清除结合准许使用单个通道用于多个流组合物而无交叉污染。较高电阻率材料涂层或层对于此电阻性加热是优选的。
[0227] 条款P5.3-利用导电薄膜或导电片层的内层的多流通道的方法,所述内层可以通过以交流电激活的外部电磁线圈感应地加热(例如,如图5D中)。此结构和方法与如图4W、5C或5E到5G中的已清除沉积的排气清除结合提供高效节能的清除以及使用单个通道用于多个流组合物。导电金属或陶瓷可用作可感应加热的层,其中
铁磁性材料、尤其是具有较高磁矩和较大滞后损失的那些材料优选用于此涂层或插入层。
[0228] 条款P5.4-多流动通道的内部的化学清除的方法(例如,如图5E中),具体来说通过可闩锁的剩磁化阀来控制。
[0229] 条款P5.5-利用支撑螺线管绕组的刚性或半刚性外部层以及具有径向和线性交错的磁性材料的松散柔性内部通道的多流动通道的方法,当螺线管由交流电激活时所述内部通道可以物理上震动/摇晃(例如,如图5F中)。
[0230] 条款P6.1-经由经涂覆的囊封或中空多孔微纳米颗粒的气味气化的方法,任选地具有内部磁性颗粒以用于在交变磁场存在下的触发激活(例如,如图6A中)。
[0231] 条款P6.2-具有溶剂储集器的经划分气味配料容器,所述储集器经由毛细作用、加压递送或相似方法补充邻近的高表面积衬底(例如,如图6B中)。
[0232] 条款P6.3-具有溶剂储集器的经划分气味配料容器,所述储集器通过具有多孔表面的分支中空微米/纳米通道经由毛细作用、加压递送或相似方法补充邻近的高表面积衬底,以允许溶剂配料的通过(例如,如图6C中)。
[0233] 条款P6.4-用于通过迫使液体通过微米尺度或纳米
尺度图案化板成为横向蒸气流而进行薄雾产生的技术,在所述板的相对侧上具有疏水性、疏油性或双疏性表面处理(如图6B中)。此方法是较简单的、可控的且高效节能。
[0234] 条款P6.5-通过摇动部分或完全地浸没于液体中的具有疏水性、疏油性或双疏性表面处理的微米尺度或纳米尺度网状物(例如,如图6C中)以及邻近的横向蒸气流而进行薄雾产生的技术。这是用于微米和纳米液滴的喷洒和递送的高效方式。
[0235] 条款P6.6-通过将微米气泡或纳米气泡传递通过图案化板进入长丝导引储集器腔室(例如,如图6D中)且通过第二图案化板退出来实现连续气化的方法。此方法提供
汽化材料的增加摄入。
[0236] 条款P7.1-在气味递送装置的出口端口处或附近的加湿器的并入(例如,如图7A中)。此实施例可用于防止不适,实现较长的使用持续时间,且提供添加的感觉以影响用户体验。
[0237] 条款P7.2-在从气流装置的排放之前或之后通过电阻或电感加热对有气味的或无气味的气体流的经调制加热(例如,如图7B中)在方法中用于:
[0238] 条款P.7.2.1-用于经优化有气味的或无气味的气体产生、包含掺合和流动的环境进入温度的调制。
[0239] 条款P.7.2.2-向用户的无污染气体递送。
[0240] 条款P.7.2.3-任选地标准化或可变气体温度递送。
[0241] 条款P.7.2.4-将热的额外感觉分量递送到装置用户。
[0242] 条款P.7.2.5-修改被广播或呈现给本文公开的气味装置的用户的媒体的用户感知。
[0243] 条款P7.3-在排放之前或之后通
过热电冷却对有气味的或无气味的气体流的经调制冷却(例如,如图7B中)在方法中用于:
[0244] 条款P.7.3.1-用于经优化有气味的气体产生、包含掺合和流动的环境进入温度的调制。
[0245] 条款P.7.3.2-从本文档的装置的任选地标准化或可变气体温度递送。
[0246] 条款P.7.3.3-对本文档的装置的用户赋予额外感觉分量的递送。
[0247] 条款P.7.3.4-当使用VAR装置或其应用时伴随本文公开的气味装置的用户的用户交互性、交互、活动或动作。
[0248] 条款P7.4-经由剩磁化阀的高频循环、压力和/或温度变化和/或以无气味的气体的定量稀释对气体配料的浓度和比率的掺合及控制(如图7D中),以按可编程方式(根据指定配方)产生感知强度可调整的经平衡均质化合物以用于向用户的气味递送。
[0249] 条款P7.5-从本文档的气味装置向用户的气味香味的递送,任选地与例如水分等感觉元素或者冷或高温、触摸、声音或其它感觉媒体的递送同步,在方法中:
[0250] 条款P7.5.1-在实际或模拟进食期间影响味觉的感知。
[0251] 条款P.7.5.2-在VAR、2D计算机、膝上型计算机或笔记本、手机或者在线或实体购物期间增强发出气味或与气味相关联的食物、饮料、花或其它对象或商品的购物或诱导其购买。
[0252] 条款P7.6-使用用户的状态的生物传感器反馈来动态调整气味装置的气味输出的方法(例如,如图7F中)。此机制允许装置对气味选择和递送的自动或编程调整以更改用户的感情、行为或生物物理学状态或舒适度水平,或用于在现场活动期间或与现场活动结合或当使用兼容的具有气味功能的VAR装置时的增强型或经修改体验或交互性。
[0253] 条款P7.7-如条款P4中的用于装置的经编程软件,其控制且确定有气味的气体释放致动和递送,规定释放和递送的频率和持续时间,且终止气味释放和递送,以及用于前述内容向各种其它电子或无线装置的传送。
[0254] 条款P7.8-用于向用户的
媒体流式传输或呈现的同步的软件,包含气味选择的定时、定序、重复等的协调,在本文档中所公开的装置中与图像、声音、音乐(或其它媒体元素)的掺合及向用户的气味递送(掺合装置中)。
[0255] 条款P7.9-用于向用户的媒体流式传输或呈现的同步的软件,包含气味选择的定时、定序、重复等的协调,以及在本文档中所公开的装置中与图像、声音、音乐(或其它媒体元素)一起向用户的气味递送(非掺合装置中)。
[0256] 条款P7.9-如条款P7.8和P7.9中的软件,当在现场环境中或者操作或使用例如VAR装置等媒体装置时在向用户的媒体流式传输或呈现期间也可在用户特定动作中利用所述软件。
[0257] 条款P7.10-如条款P7.8和P7.9中的软件,在购物活动或广告中的用户特定动作或交互中也可利用所述软件,包含但不限于利用检测用户的例如呼吸或嗅探动作等运动/振动的添加传感器、能够光学辨识接近鼻子的包含手持式装置的对象的性质的传感器,或检测朝向顾客的面部移动的对象或装置以自动或以可编程方式激活有气味的气体释放和递送的运动传感器。所述软件还可以记住顾客的习惯(尤其是重复光临的顾客或频繁光临的顾客),且根据例如顾客偏好和习惯等可编程准则而编程且激活选定气味用于递送。所述软件还可以协调前述活动与用户的呼吸动作之间的气味释放和递送的激活、持续时间和终止。
[0258] 条款P7.11-如条款P4中的装置中的选定气味可以通过来自具有合适软件的任何通信或媒体装置的无线信号(例如Wi-Fi、磁信号、光学信号、声音激活的信号等)或有线信号以可编程方式致动,例如来自手机、TV遥控器、膝上型计算机、墙壁开关、VAR装置、触觉装置等。此手持式气味释放装置可容纳大量专用和现成的气味。
[0259] 条款P7.12-利用电子或无线麦克风激活的信号以选择性、自动或以可编程方式触发气味或药物递送的同时或定时激活,或反之亦然。
[0260] 条款P7.13-在数据库中辨识且关联关键词、短语、话音转调、音量和其它声音动力学与气味并且协调与语音或声音的同时或定时通断气味递送(任选地具有例如强度等其它感觉特征)的可编程软件。
[0261] 条款P7.14-经由与含有可搜索的气味数据库(气味描述和标签以及匹配的配方、化学和掺合参数、监管限定和要求等)的
服务器或远程服务器或服务(例如,‘云’)的连接的条款P3和P4的装置的用户(任选地具有促进的合作)的气味产生,其可以由用户使用气味装置软件或接口进行指示或编程,要求此情形以便能够通过任何有线或无线方式由气味兼容装置或软件的用户或在所述用户之间传送或交换气味产生信息及数据(包含但不限于配方)。
[0262] 条款P7.15-条款P3和P4的装置中的气味产生软件,其具有如下能力:
[0263] 条款P7.15.1-解译用户以数字方式写出且传送或口头的描述及指令,涉及对气味的享乐和心理物理描述或对气味的反应,且以可编程方式调整配方以用于自动或定时气味混配及向用户的递送。
[0264] 条款P7.15.2-被动地解译、记录和/或检索光场阵列的内容、动画、运动捕获、波形或其它音频、视觉或视听或其它媒体数据或内容,且以可编程方式产生配方以用于自动或定时气味混配以及气味同步或异步地向用户的递送。
[0265] 条款P7.15.3-捕获/记录、解译和/或存储用户数据,例如用户面部、身体和姿势或运动捕获及呼吸吸入/呼出模式或实时呼吸进气以按可编程方式产生配方和伴随的感觉效果(例如,气体温度和强度),以用于自动或定时气味混配以及气味向用户的递送。气味配方可以通过气味配料的化学组成、构成元素的重量和浓度而识别气味配料,且还可识别混合各种化学品或配料的比例。气味配方可以例如识别列出各种气味化合物或气味本身的气味数据库的条目。气味数据库可以包含自动或基于规则的调整以再平衡其它应用中使用的气味的配方(例如,用于应用于皮肤的香水)。
[0266] 条款P7.15.4-接收且解译外部无线或有线信号和指令以用于气味混配的自动或定时激活以及向一个或多个用户的递送。
[0267] 条款P7.15.5-解译(数字或现场)用户之间的交互且以可编程方式产生配方以用于自动或定时气味混配以及气味向用户及在用户之间的递送。
[0268] 条款P7.15.6-解译用户与VAR内容的交互性,且以可编程方式产生配方以用于自动或定时气味混配以及气味向用户的递送。
[0269] 条款P7.15.7-与其它用户的兼容装置以数字方式共享或提供对用户的芳香和香味数据库的接入。
[0270] 条款P7.15.8-使得其它用户或第三方(例如,公司)能够将指令发送到用户的软件以自动或以可编程方式产生配方,以用于自动或定时气味混配以及指定气味向一个或多个用户的递送。
[0271] 条款P7.15.9-在条款P15中,替代地实现本发明技术的气味料筒中的现成气味的自动或可编程选择以用于气味向用户的自动或可编程递送,作为用于混配和向用户的递送的配方的自动或可编程产生的替代。
[0272] 条款P7.16-如图7I中的气味递送装置用户的呼吸模式和/或预期或实时呼吸间隔的测量和评估以及气味释放的后续定时,以与预期或当前所感测的吸入、呼吸模式或间隔匹配。
[0273] 条款P8.1-通过条款P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7装置通过鼻孔、口部或皮肤的特定区的液体、薄雾、粉末、气体或悬浮液药物递送以用于经皮药物递送,无论是以特定器官为目标还是在身体中较一般的分散。
[0274] 条款P8.2-使用磁性致动开关系统的用于有效、快速、受控药物投予的鼻前药物递送装置,所述系统具有指向或插入到鼻腔中的分配机构。
[0275] 条款P8.3-实现呈蒸气、薄雾、气体或粉末、包含悬浮液的形式的药物使用的鼻前药物递送装置。
[0276] 条款P8.4-用于治疗例如哮喘或肺气肿等肺问题或用于治疗过敏问题的鼻前药物递送装置,是通过鼻前路径进行递送。
[0277] 条款P8.5-用于治疗大脑相关
疾病的鼻前药物递送装置,包含阿尔茨海默病、
帕金森病、
癫痫症、
精神病药物或与大脑的功能相关的其它药物。
[0278] 条款P9-用于如条款P1到P8中的装置的其它应用包含:在线、现场或VAR社交交互、视频会议、购物、广告和其它商业活动、娱乐及其它体验、活动或交互性;社交媒体;芳香、香味或味觉配方产生;行为修改;疗法;芳香疗法;训练;指示/教育;仿真;嗅觉显示;在线流式传输和广播;实体购物以及洗浴和美容产品、食物、花取样;鼻前药物递送;使用口部定向的头戴式装置(对于无法容易饮水的患者)通过药物的滴状递送的经口部药物递送;用于研究或制造的按需流体合成,等等。
[0279] 在此专利文件中描述的标的物和功能操作的实施方案可以在各种系统、数字
电子电路中或在计算机软件、
固件或硬件(包含在此
说明书中揭示的结构和其结构等效物或这些结构中的一个或多个的组合)中实施。本说明书中描述的主题的实施方案可以被实施为一个或多个
计算机程序产品,即编码于有形且非暂时性计算机可读媒体上以用于由
数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作的计算机程序指令的一个或多个模
块。计算机可读媒体可为机器可读存储装置、机器可读存储装置衬底、
存储器装置、实行机器可读传播信号的物质组成,或其中的一个或多个的组合。
[0280] 计算机程序(也被称作程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以任何形式的编程语言编写,包含经编译或解译语言,且其可以任何形式部署,包含作为独立程序或作为适合于在计算环境中使用的模块、组件、子例程或其它单元。计算机程序不一定与文件系统中的文件相对应。程序可存储在保持其它程序或数据的文件的一部分(例如,存储在
标记语言文档中的一或多个脚本)中、专用于所讨论程序的单个文件中,或多个经协调文件(例如,存储一或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可经部署以在一台计算机上或在位于一个位点或跨越多个位点分布并由通信网络互连的多台计算机上执行。
[0281] 此说明书中描述的过程和逻辑流可由一个或多个可编程处理器执行,所述可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据操作且产生输出而执行功能。所述过程和逻辑流也可以由
专用逻辑电路执行且设备也可以实施为专用
逻辑电路,所述专用逻辑电路例如
现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或
专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)。
[0282] 适合于执行计算机程序的处理器包含例如通用和专用
微处理器两者以及任何种类的数字计算机的任何一或多个处理器。一般来说,处理器将从
只读存储器或
随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。大体上,计算机将还包含或以操作方式经耦合以从用于存储数据的一或多个
大容量存储装置接收数据或向其传送数据或进行这两种操作,所述大容量存储装置例如磁盘、磁光盘或光盘。然而,计算机未必具有此类装置。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读媒体包含所有形式的
非易失性存储器、媒体和存储器装置(作为举例,包含
半导体存储器装置),例如,EPROM、EEPROM和快闪存储器装置。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入在专用逻辑电路中。
[0283] 虽然本专利文件含有许多具体细节,但这些不应当解释成对任何发明的范围或可要求的内容的限制,而是作为对于具体发明的具体实施例可能特有的特征的描述。此专利文件中在单独的实施例的情形中描述的某些特征也可在单个实施例中组合地实施。相反地,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地在多个实施例中实施或以任何适合子组合来实施。此外,尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用或甚至最初如此主张,但在一些情况下,可将来自所主张的组合的一个或多个特征从组合中删除,并且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
[0284] 类似地,虽然在附图中按特定次序描绘操作,但此情形不应被理解为要求按所展示的特定次序或按顺序次序执行此类操作,或执行所有所说明的操作,以实现所要结果。此外,此专利文件中描述的实施例中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施例中都要求此分离。
[0285] 仅描述几个实施方案和实例,且可基于此专利文件中描述和说明的内容而做出其它实施方案、增强和变化。