(57)【要約】本体（４）と、本体から取り外すことができる交換可能なカートリッジ（２０）とを備える電子タバコ（２）が開示される。本体はレーザー（１４）を含む。カートリッジ（２０）は、液体貯蔵部（８）と、気化可能媒体を気化させるためにレーザー（１４）によって放出された放射線によって加熱される吸収体（１０）とを含む。カートリッジ（２０）が本体（４）に取り付けられているときにレーザー（１４）から吸収体（１０）への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ（２０）が本体から取り外されているときにはレーザー（１４）から吸収体（１０）への放射線の伝播を阻止するための有効化デバイスも提供される。
2021526357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子タバコであって、
気化用光源を備える本体と、
前記本体に取り外し可能に取り付けられるカートリッジと、ここで、前記カートリッジは、気化可能媒体を貯蔵する液体貯蔵部と、前記気化可能媒体を気化するために前記気化用光源によって放出される放射線によって加熱される吸収体とを含み、
前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときのみ、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を可能にし、それにより、前記カートリッジが前記本体から取り外されているときには前記光源が前記電子タバコの外側に光を伝播できないように構成された有効化デバイスと、を備え、前記有効化デバイスは、前記カートリッジに接続された光ガイドを備え、前記本体と前記カートリッジとが共に取り付けられているときに、前記光ガイドが、前記気化用光源によって放出された放射線を前記吸収体に向けて導くように配置されている、電子タバコ。
【請求項２】
前記気化用光源は、前記吸収体から逸れる方向に向けられており、前記光ガイドは、前記気化用光源によって放出された放射線を前記吸収体に向けて反射する表面を有する、請求項１に記載の電子タバコ。
【請求項３】
前記気化用光源は、前記電子タバコの長手方向軸に直交する方向に放射線を放出するように向けられている、請求項１または請求項２に記載の電子タバコ。
【請求項４】
前記有効化デバイスは、前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときに、前記カートリッジの存在を検出するように構成された、前記本体内に取り付けられたセンサを更に備え、前記有効化デバイスは、前記センサから受信した信号に基づいて前記気化用光源による放射線の放出を有効化または阻止するように構成された制御エレクトロニクスを更に備える、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の電子タバコ。
【請求項５】
前記カートリッジは、前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときに前記センサによって読み取られうる符号化された認証情報を有し、前記制御エレクトロニクスは、前記符号化された認証情報を認証し、それにより、前記気化用光源による放射線の放出を有効化または阻止する、請求項４に記載の電子タバコ。
【請求項６】
前記センサは、前記カートリッジの存在または不存在を検出する光学センサである、請求項４または請求項５に記載の電子タバコ。
【請求項７】
前記本体は、検知用光源と光検出器を含み、前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときに、前記検知用光源によって射出された光が前記光検出器にのみ向けられ、前記カートリッジが前記本体から取り外されているときは、前記検知用光源からの光が前記光検出器から逸れるように向けられる、請求項６に記載の電子タバコ。
【請求項８】
前記センサは、前記カートリッジ上の対応する構成要素の存在または不存在を検出する、静電容量センサ、アンテナ、またはホール効果センサのうちの１つである、請求項４または請求項５に記載の電子タバコ。
【請求項９】
前記センサは、前記本体が前記カートリッジに取り付けられているか前記カートリッジから取り外されているかに応じてオープンまたはクローズにされる電気回路を備える、請求項４または請求項５に記載の電子タバコ。
【請求項１０】
前記有効化デバイスは、前記本体内に配置されたゲートを更に備え、前記ゲートは、前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときにオープンし、前記カートリッジが前記本体から取り外されているときにクローズし、クローズされた前記ゲートは、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を遮断するために配置される、請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の電子タバコ。
【請求項１１】
前記ゲートは、前記カートリッジに接続された前記光ガイドによってオープンにされる、請求項１０に記載の電子タバコ。
【請求項１２】
前記気化可能光源はレーザーである、請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の電子タバコ。
【請求項１３】
電子タバコで使用するためのカートリッジであって、
液体貯蔵部と、
気化可能媒体を気化するために、前記電子タバコの本体内において気化用光源によって放出される放射線によって加熱される吸収体と、
前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときに、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を可能にし、前記カートリッジが前記本体から取り外されているときには、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスと、を備え、前記有効化デバイスは、光ガイドを備え、前記光ガイドは、光エミッタと光学的に結合する光入射面と、前記吸収体と光学的に結合する出射面とを有する、カートリッジ。
【請求項１４】
前記光入射面はテーパ角を有する、請求項１３に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
電子タバコの本体であって、
気化可能媒体を気化させるために、カートリッジ内の吸収体に向けて放射線を放出する気化用光源と、
前記カートリッジが前記本体に取り付けられているときに、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を可能にし、前記カートリッジが前記本体から取り外されているときには、前記気化用光源から前記吸収体への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスと、
を備える、本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーなどの光源を使用して気化可能液体を気化させるモジュール式電子タバコに関する。モジュール式電子タバコは、本体と、気化可能液体用の液体貯蔵部を有するカートリッジとを含む。カートリッジは、本体から取り外し交換できる。
【背景技術】
【０００２】
電子タバコは、ますます人気のある消費者向けデバイスになっている。一部の電子タバコは、ヒーターとウィックとを備える気化器（vaporiser）を使用して、液体貯蔵部から液体を気化させるように構成されている。液体リザーバから、霧化器（atomiser）と呼ばれることもある気化器への流路が設けられている。多くの場合、霧化器には、リザーバからの液体を吸収できる吸収体と、吸収体が受け取った液体を気化させることができる加熱コイルとが備えられている。ヒーターは、多くの場合、吸収体の周りに巻かれた電気抵抗線として提供される加熱コイルの形体をしている。
【０００３】
液体を気化させるための別の技術は、レーザーの使用を伴う。このための技術の１つが、国際公開第２０１７／１８２５５４号に記載されている。この構成では、レーザーエミッタが光ガイドの中に光を射出し、光ガイドは光を結合させてターゲットに向ける。この例におけるターゲットには、液体リザーバの中に延びる複数の吸収体が含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ユーザがレーザー放射に暴露される可能性を回避する又は低減させるように、レーザーを使用する気化器に高い安全性を提供する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題のいくつかに対処し且つこれらを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、電子タバコであって、気化用光源を備える本体と、本体に取り外し可能に取り付けられるカートリッジと、ここで、カートリッジは、気化可能媒体を貯蔵する液体貯蔵部と、気化可能媒体を気化するために気化用光源によって放出される放射線によって加熱される吸収体とを含み、カートリッジが本体に取り付けられているときのみ、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を可能にし、それにより、カートリッジが本体から取り外されているときには光源が電子タバコの外側に光を伝播できないように構成された有効化デバイスと、を備え、有効化デバイスは、カートリッジに接続された光ガイドを備え、本体とカートリッジが共に取り付けられているときに、光ガイドが、気化用光源によって放出された放射線を吸収体に向けて導くように配置されている、電子タバコが提供される。
【０００７】
このようにして、電子タバコの安全性が改善される。カートリッジを本体から取り外しているときに気化用光源から放出される放射線からユーザが保護されるため、これが達成される。好ましくは、有効化デバイスは、カートリッジが本体から取り外されているときに、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を阻止するように構成されている。カートリッジは、ほんの数例として、スナップロック、バヨネット取り付け（bayonet-fit）、ねじ接続、あるいは磁気結合を使用して、本体に取り付けられうる。
【０００８】
気化可能液体が液体貯蔵部から吸収体に向かって流れるための流路が、好ましくは設けられる。気化可能液体は、ユーザによる吸入のために気化できるように、気化可能光源によって加熱された時に吸収体から熱を受け取ることができる。
【０００９】
説明したように、有効化デバイスは、カートリッジに接続された光ガイドを備える。本体とカートリッジとが共に取り付けられているとき、光ガイドは、好ましくは、気化用光源によって放出される放射線を吸収体に向けて導くように配置される。カートリッジが本体から取り外されているとき、光ガイドが存在しないことは、好ましくは、気化用光源からの光が吸収体に向けて導かれていないことを意味する。このように、本体をカートリッジに取り付けることにより、気化用光源によって放出される放射線を光ガイドが捕捉し、それを吸収体に向けて方向転換することを可能にする位置に光ガイドを置くことができる。これにより、カートリッジが本体から切り離されているときに、気化用光が本体の外側に伝播することを幾何学的に防止する機械的保護構成が構築される。この構成は、他の有効化デバイスと一緒に使用することができる。これには、他の有効化デバイスが光源を電気的に有効化及び無効化でき、これに対して、光ガイドは追加的な安全性の強化として信頼性の高い構成を構築できるという利点がある。第１及びカートリッジが取り外されているとき、光ガイドが存在しない状態で、気化用光源から放出される放射線を受け取るためのビームダンプを設けてもよい。
【００１０】
気化用光源は、吸収体から逸れる方向に向けられ、光ガイドは、気化用光源によって放出された放射線を吸収体に向けて反射する表面を有しうる。一構成では、気化用光源は、電子タバコの長手方向軸に直交する方向に放射線を放出するように向けられていてもよい。気化用光源は、好ましくは、カートリッジが本体から取り外されているときに、放出された光が本体から逃げないように向けられている。光ガイドは、反射された放射線が吸収体に向かって長手方向軸に平行な方向に伝播するように、放出された放射線を９０°などの角度で反射させることができる。
【００１１】
別の実施形態では、有効化デバイスは、カートリッジが本体に取り付けられているときに、カートリッジの存在を検出するように構成された、本体内に取り付けられたセンサを備える。有効化デバイスは、センサから受信した信号に基づいて気化用光源による放射線の放出を有効化または阻止するように構成された制御エレクトロニクスを含みうる。これにより、気化用光源に対する電子ロックがかけられ、カートリッジが本体から取り外されているときには気化用光源がいかなる放射線も放出することが防止される。これは、モジュール式電子タバコにおける安全性を改善する点において有利である。したがって、気化用光源から吸収体に向かう放射線の伝播を可能にするために、２段階の制御プロセスを提供してもよい。第１に、幾何学的な光路を設けるために光ガイドが必要となる場合がある。第２に、センサは、カートリッジが本体に正しく取り付けられていることが検出された場合にのみ、気化用の放射線の放出を電子的に制御することができる。
【００１２】
カートリッジは、カートリッジが本体に取り付けられているときにセンサによって読み取られうる符号化された認証情報を有しうる。制御エレクトロニクスは、符号化された認証情報を認証し、それにより、気化用光源による放射線の放出を有効化または阻止する。認証情報が有効な場合、通常使用のために気化用光源を有効にすることができる。他方、認証情報が有効でない場合には、認証プロセスは失敗し、気化用光源による放射線の放出が阻止されうる。これは、適切な認証情報の検出によって検証されるような真正のカートリッジでのみ本体が使用されることを確実にするために、カートリッジが本体に正常に取り付けられている場合であっても生じうる。これにより、消費者に、偽造品からの保護を提供することができる。
【００１３】
符号化された認証情報は、光学コードおよびマイクロチップのうちの１つに記憶されてもよい。一例では、符号化された情報は、本体内のＲＦＩＤセンサによって読み取られうるＲＦＩＤチップに記憶されてもよい。別の例では、カートリッジ内のマイクロチップから符号化された情報を抽出することができる電気接点が本体内に設けられてもよい。別の例では、光学コードは、バーコードまたはＱＲコードとして提供されてもよい。
【００１４】
センサは、カートリッジの存在または不存在を検出する光学センサであってもよい。光学コードを提供することができ、それにより、カートリッジが本体に接続されているときにのみ、ＬＥＤまたは他のエミッタからの光の存在をセンサによって捕捉することができる。
【００１５】
本体は、検知用光源および光検出器を含みうる。カートリッジが本体に取り付けられているときに、検知用光源によって放出された光が光検出器に向けられうる。一例において、カートリッジが取り外されているとき、センサは周囲光に暴露されている場合があり、気化可能光源の動作を阻止するために、この周囲光が検出されてもよい。他方、カートリッジが本体に取り付けられているときセンサが覆われている場合があり、気化用光源による放射線の放出を可能にするために、いかなる検出光も存在しないことが検出されてもよい。
【００１６】
一実施形態において、検知用光源によって放出された光を光検出器に向けて反射することができるミラーがカートリッジ上に設けられてもよい。これにより、カートリッジが本体に取り付けられているのか、あるいは本体から取り外されているのかを確実に示すことができる。光検出器は、いくつかの実施形態ではフォトダイオードであってもよい。好ましくは、検知用光源は、気化用光源とは異なる特性を有する。例えば、検知用光源は、可視波長において動作するＬＥＤであってもよく、これに対して気化用光源は、赤外線波長において動作するレーザーであってもよい。
【００１７】
一実施形態において、センサは、カートリッジ内の磁石の存在または不存在を検出するホール効果センサである。他の実施形態において、センサは、カートリッジ上の対応する構成要素の存在または不存在を検出する、静電容量センサまたはアンテナのうちの１つである。
【００１８】
一例において、アンテナは、カートリッジ内のＲＦＩＤチップなどの非接触チップの存在または不存在を検出するように構成されうる。静電容量センサは、静電容量センサの近傍で検知された電界の変化に基づいて、カートリッジ内の金属または誘電体の構成要素の近接を検出する近接センサとして構成されてもよい。
【００１９】
センサは、本体がカートリッジに取り付けられているかカートリッジから取り外されているかに応じてオープンまたはクローズにされる電気回路を備えうる。例えば、センサは電気スイッチを備えてもよい。電気スイッチは、本体上における２つの接点の間に形成され、２つの接点は、カートリッジが本体に取り付けられているときに、カートリッジ上の導体によって電気的に接続されうる。代替として、スイッチは、カートリッジが本体から取り外されている時にクローズにされ、カートリッジが本体に取り付けられているときにオープンにされうる。
【００２０】
一構成において、カートリッジが本体に取り付けられているときに、吸収体が電気回路の一部を形成してもよい。このように、電気回路を流れる電流を監視することができ、吸収体内の液体の量を示すことができる。この吸収体を、液体貯蔵部に残っている液体の量を測定するための間接センサとして使用してもよい。
【００２１】
電気回路はまた、吸収体の温度を監視することができる温度検知要素を含みうる。これを使用して、気化用光源によって提供される加熱の量を制御し、吸収体の過熱または燃焼を防止することができる。これはまた、液体貯蔵部に残っている液体の量の間接的な測定値を提供し得る。なぜなら、過熱は、通常は気化可能液体によって提供されるであろう冷却効果が存在しないことを示す場合があるからである。
【００２２】
一実施形態において、有効化デバイスは、本体内に配置されたゲートを備える。ゲートは、カートリッジが本体に取り付けられているときオープンし、カートリッジが本体から取り外されているときクローズするように構成されうる。クローズされたゲートは、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を遮断するために配置されうる。
【００２３】
ゲートは、カートリッジ内の光ガイドによってオープンされるように構成されうる。したがって、ゲートは、気化用光源から吸収体に向かって伝播する光を防止する光学的遮蔽体を提供してもよい。ゲートは、好ましくは機械的に動作可能である。
【００２４】
光ガイドおよび／またはゲートは、テーパ状のエッジを有し、（電子タバコの長手方向軸に対して）光ガイドが長手方向にゲートを過ぎて移動するときに、ゲートを横方向に移動させてもよい。ゲートは、好ましくは、クローズ位置に向かって付勢されている。これは、板ばねなどのばねを設けることにより実現されうる。
【００２５】
カートリッジは、好ましくは取り外し可能なカートリッジである。使用済みのカートリッジは取り外されて、新しいカートリッジと交換することができる。本体は、交換することが意図されていない、電子タバコの主要部分でりうる。
【００２６】
カートリッジは、好ましくは、空気流チャネルに接続されたマウスピースを備える。気化可能液体が気化可能光源によって気化されたとき、ユーザは、カートリッジ内のマウスピースを通して気化された液体を吸入することができる。
【００２７】
液体貯蔵部内に残っている液体の量を検出するために、カートリッジ内にセンサが設けられてもよい。液体貯蔵部が枯渇したときに気化用光源による光の放出が阻止されるように、センサは本体の制御エレクトロニクスに接続されてもよい。これにより、気化用光源が、乾燥した吸収体を過度に加熱し、場合によっては燃焼することを防止することができる。
【００２８】
気化可能光源は、好ましくはレーザーである。レーザーは、液体を気化させることに好適な特定の波長の光線を提供することができる。レーザーは、赤外線波長にて放出するように構成されたレーザーダイオードであってもよい。一代替形態において、気化可能光源は、高出力ＬＥＤであってもよい。
【００２９】
本発明の範囲内で、２段階の有効化プロセスを提供することができる。有効化デバイスは、気化用光源から吸収体へと向かう放射線の伝播を光学的または機械的に可能にすることができる光ガイドを含む。これにより、「フェイルセーフ」である機械的保護構成を構築することができる。この構成は、カートリッジが本体から取り外されているときに、気化用光が本体の外側の物体を照射することを幾何学的に回避する。特許請求の範囲の従属関係によっても示されるように、この構成は、本発明の電子タバコの他の実施形態による有効化デバイスと共に使用することができる点で有利である。よって、第２の有効化デバイスを、光源を電気的に有効化および無効化することによって照射を防止するように構成することができる。すなわち、第２の有効化デバイスは、カートリッジが本体に接続されているときに光源を有効にし、カートリッジが本体から取り外されているときに光源を無効にするように構成される。
【００３０】
これには、他の有効化デバイスが光源を電気的に有効化および無効化できる一方で、光ガイドは追加の安全性の強化としてフェイルセーフ構成を構築するという利点がある。第２の有効化デバイスによって光源を電気的に有効化することにより、カートリッジが取り外されているときの照射を回避することによって電力を節約することもできる。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、気化用光源を備える本体と、気化可能媒体を気化させるために気化用光源によって放出される放射線によって加熱されるように構成された吸収体を含むカートリッジとを有する電子タバコを組み立てる方法が提供され、方法は、本体をカートリッジに取り付けるステップと、カートリッジが本体に取り付けられているときに、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を可能するステップと、カートリッジが本体から取り外されているときに、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を阻止するステップと、を含む。
【００３２】
本発明の別の態様によれば、カートリッジを本体から取り外すステップを含む、電子タバコを取り外す方法が提供される。
【００３３】
本発明の更に別の態様によれば、電子タバコで使用するカートリッジが提供され、カートリッジは、液体貯蔵部と、気化可能媒体を気化するために、電子タバコの本体内において気化用光源によって放出される放射線によって加熱される吸収体と、カートリッジが本体に取り付けられているときに、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を可能にし、カートリッジが本体から取り外されているときには、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスと、を備える。有効化デバイスは、光エミッタと光学的に結合された光入射面と、吸収体と光学的に結合された出射面とを有する光ガイドである。光入射面は、好ましくはテーパ角を有する。
【００３４】
本発明の更に別の態様によれば、電子タバコの本体が提供され、本体は、気化可能媒体を気化させるために、カートリッジ内の吸収体に向けて放射線を放出する気化用光源と、カートリッジが本体に取り付けられているときに、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を可能にし、カートリッジが本体から取り外されているときには、気化用光源から吸収体への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
ここでは、図面を参照して、例示として、本発明の実施形態について説明する。
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態における電子タバコの分解図である。
【図２】本発明の一実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図３ａ】本開示の一態様における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図３ｂ】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図４ａ】本開示の一態様における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図４ｂ】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図５ａ】本開示の一態様における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図５ｂ】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図６ａ】本開示の一態様における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図６ｂ】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図７ａ】本開示の一態様における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図７ｂ】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【図８】本発明の別の実施形態における電子タバコのカートリッジおよび本体の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書で使用する場合、「吸入器 (inhaler)」又は「電子タバコ (electronic cigarette)」という用語は、喫煙用のエアロゾルを含む、エアロゾルをユーザに送り込むように構成されている電子タバコを含みうる。喫煙用のエアロゾルは、０．５〜７マイクロメートルの粒径のエアロゾルを指しうる。粒径は、１０または７マイクロメートル未満であってもよい。電子タバコは携帯可能でありうる。
【００３８】
図１を参照すると、電子タバコ２が示されている。電子タバコ２は、刻みタバコを含む従来のタバコの代替品として使用されうる。図で分かるように、電子タバコ２は細長い本体４を備える。交換可能なカートリッジ２０は、本体４の遠位端部に接続可能なように構成されている。したがって、カートリッジ２０は使い捨てユニットとして構成され、一方の本体４は再利用可能なように構成されうる。
【００３９】
カートリッジ２０は、マウスピース６と、気化可能液体を貯蔵するためのリザーバ８とを備える。気化可能液体は、可視蒸気を生成することができるプロピレングリコールまたはグリセリンを含みうる。気化可能液体は、ニコチンおよび香料などの他の物質を更に含みうる。リザーバ８は、気化チャンバ１２からマウスピース６まで延びる中央空気流ボア９の周りに形成された環状形状を有しうる。マウスピース６は、蒸気出口３１を有し、ユーザの口の人間工学に対応する先端形状を有しうる。
【００４０】
電子タバコ２の本体４は、電池などの電源５、電子制御回路、および気化用光源１４を含む。光源１４は、例えば、レーザー１４または高出力ＬＥＤでありうる。光源１４は、電池５に電気的に接続されている。一実施形態において、レーザーダイオードが設けられてもよい。これらは、コンパクトな寸法において高効率を提供できるため選択されている。放出される光の典型的な波長は、７８５ｎｍ〜１０６４ｎｍの範囲にある。マルチモードレーザーは、より高い出力を提供でき、典型的には低コストで利用可能であるため好ましい。しかしながら、シングルモードレーザーを使用することもできる。
【００４１】
レーザーの代替として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することが可能である。高出力ＬＥＤは、近赤外線（８５０ｎｍ）および紫外線（４０５ｎｍ）であることが知られている。ＬＥＤは通常、レーザーと比較して広い放出角度に対処するために、ビーム成形用の光学構成要素の追加を必要とする。
【００４２】
カートリッジ２０は、電子タバコ２内において交換可能なように構成されている。使用中、本体４上の突起１７がカートリッジ２０内の収容部分３６内に収容されるように構成されている。カートリッジ２０は、ほんの数例として、スナップロック、バヨネット取り付け（bayonet-fit）、ねじ接続、あるいは磁気結合を使用して、本体４に取り付けられうる。
【００４３】
交換可能なカートリッジ２０は、好ましくは単一の構成要素として作られた外部ハウジング２６を有する。ハウジング２６の材料は、例えば、単一のユニットとして成形するのが容易な金属、ガラス、またはプラスチックでありうる。外部ハウジング２６は一般に、透明な部分を有し、ユーザがリザーバ８内に残っている液体の量を見ることを可能にしている。
【００４４】
カートリッジ２０内の収容部分３６は、本体の突起１７を収容するように構成されている。収容部分３６は、好ましくは突起１７の外周形状に対応する形状を有する。突起１７は、摩擦嵌めによって収容部分３６内にぴったりと保持されうる。代替として、突起１７と収容部分３６との間のねじ込み嵌合によって、それらの間の固定した取り付けが提供されてもよい。
【００４５】
突起１７は、収容部分３６の内側表面に対して封止される。シール（図示せず）は、アトマイザハウジング２６に沿って液体が漏れることを防止する。少なくとも１つの環状シールを、収容部分３６の内側円周上に設けることができる。環状シールは、少なくとも１つのＯリングとして設けることができる。
【００４６】
図２〜図８で分かるように、電子タバコ２は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときのみ、気化用光源１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にするように構成された有効化デバイスを更に備える。
【００４７】
図２、図３ｂ、図４ｂ、図５ｂ、図６ｂ、図７ｂ、および図８で分かるように、有効化デバイスは、光源１４からの光を吸収体１０に結合させるように構成された光ガイド１６を備える。図８を除く全ての図で分かるように、光源（レーザー１４）は、カートリッジ２０と本体４とが互いに接続されているときのみ、電子タバコ２の軸方向に光を伝達する。図８に示す実施形態では、有効化デバイスは光ガイド１６も備えるが、光源１４は、電子タバコ２の軸方向に光を伝達することができる。ただし、別個のゲート６４が設けられる。ゲート６４は、カートリッジ２０が接続されていないときに、光の伝達を回避するための遮蔽体として機能しうる。
【００４８】
図２で分かるように、有効化デバイスは、光源１４から水平方向に入射する光を受け取るように構成された光ガイド１６のみを備えることができ、光ガイド１６の軸方向に吸収体１０に向けて光を反射することができる。光ガイド１６に加えて又は代替として、図３〜図７で分かるように、有効化デバイスは、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときに、気化用光源１４を電気的に無効化するように構成された認証デバイスまたはスイッチデバイスを備えることができる。
【００４９】
図２を参照すると、カートリッジ２０は、リザーバ８に流体的に接続された気化チャンバ１２を含む。リザーバ８内の液体は、吸収体１０に向かって流れうる。この例示的な実施形態では、吸収体１０は、部分的にリザーバ８内に位置しているが、吸収体１０を別個に設け、液体チャネルによって流体的に接続されてもよい。気化可能液体は、毛細管効果によって吸収体１０に向かって流れるように構成されうる。重力が気化可能液体の流れを促進してもよく、および／またはポンプ（図示せず）が存在してもよい。
【００５０】
吸収体１０は、気化チャンバ１２内において光ガイド１６の端面１８上に設けられている。吸収体１０は、この構成において２つの独立した機能を実行することができる。第１に、吸収体１０は、リザーバ８からの液体を吸収することができる。第２に、吸収体１０は、レーザー１４によって放出された放射線を吸収することができ、それにより、吸収体１０の材料が加熱される。吸収体１０から気化可能液体へと熱を移動させることができ、それにより気化可能液体が気化される。光吸収特性を有するが液体吸収特性を有しない吸収体１０、例えば金属メッシュまたは多孔質金属ディスクが設けられてもよい。
【００５１】
カートリッジ２０は、気化チャンバ１２内に位置する、空気入口と空気出口との間に延びる空気チャネルを更に備える。好ましくは、気化チャンバ１２内の少なくとも１つの空気出口は、吸収体１０の上方に位置している。空気入口（図示せず）が設けられ、蒸気出口３１は、マウスピース６の中央の穴として設けられる。
【００５２】
カートリッジ２０は中央ボア９を含み、その中に光ガイド１６が部分的に収容される。光ガイド１６は、約１．５の屈折率を有する、ガラスなどの光学的に透明な材料で作られている。光ガイド１６は、カートリッジ２０の基部２２の下に突出するように構成されている。
【００５３】
光ガイド１６は、カートリッジ２０の長手方向軸および電子タバコ２の長手方向軸Ａと一致する主軸を有する。光ガイド１６は、レーザー１４からの光を結合させて光ガイド１６の中へと入れるように構成された下側結合面１９を有する。光ガイド１６の端面１８は、光を結合させて吸収体１０に向けるように構成された上側結合面である。光ガイド１６の端面１８は、カートリッジ２０内の気化チャンバ１２の基部を効果的に封止する。好ましくは、光ガイド１６は、細長い円筒形状を有する。
【００５４】
レーザー１４は、本体４内の制御エレクトロニクス２１に接続され、制御エレクトロニクスは、レーザーの動作を制御することができる。レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に直交する方向に放射線を放出するように向けられている。
【００５５】
カートリッジ２０が交換されるとき、カートリッジ２０は本体４から取り外されうる。カートリッジ２０は手で取り外すことができる。次いで、新しいカートリッジ２０または補給されたカートリッジ２０が、その場所に挿入されうる。吸収体１０は、光ガイド１６と共にカートリッジ２０内に組み込まれているので、交換作業中に、これらの構成要素の一方が他方に損傷を与えるリスクはない。
【００５６】
カートリッジ２０が本体４から取り外されているとき、レーザー１４は、放出された放射線を吸収するように構成されたビームダンプ２３に向けられている。接続されたカートリッジ２０が存在しない状態でレーザー１４を作動させた場合、放出された放射線は安全に吸収されうる。レーザー１４によって放出された潜在的に有害な放射線にユーザが曝される可能性のある経路は存在しない。したがって、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸と整列していない方向に光を放出するように構成されている。これは、電子タバコ２の安全性を改善させる点において有利である。
【００５７】
カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、光ガイド１６はレーザー１４に隣接して配置される。レーザー１４によって放出された放射線は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な下側結合面１９を通して伝達される。光ガイド１６の下側端部には、電子タバコ２の長手方向軸に対して４５度の角度をなす角度付き反射面１５が設けられている。レーザー１４からの放射線は、角度付き反射面によって反射され、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に方向転換される。このようにして、光ガイド１６は、レーザー１４によって放出された放射線を吸収体１０に向けて導くことができる。この意味で、光ガイド１６は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにはレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。
【００５８】
使用中、光はレーザー１４によって放出される。レーザー光は、透明な光ガイド１６内で受け取られ、角度付き反射面１５によって吸収体１０に向かって反射される。吸収体１０は、レーザー１４からの光を吸収し、熱を発生させる。同時に、吸収体１０は、リザーバ８から気化可能液体を受け取る。吸収体１０内の液体は、レーザー光によって生成された熱により気化する。気化チャンバ１２内で生成された蒸気は、空気流で運ばれてマウスピース６の中央蒸気出口３１から出て、ユーザによって吸入されうる。
【００５９】
吸収体１０にて使用するための、いくつかの材料が選択されうる。一般に、吸収体１０の材料は、レーザー光に対する放射線吸収体として選択される。レーザー光は、吸収体１０内のレーザー光によって吸収され、これによって、気化可能液体を気化させる加熱が引き起されうる。気化可能液体は一般に光学的に透明である。一例において、吸収体１０は、多孔質金属ディスクとして提供される。
【００６０】
図３ａは、本開示の一態様における電子タバコ２の断面図である。この例では、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に放射線を放出するように向けられている。カートリッジ２０は、その円筒状の収容部分３６内にマイクロチップ４０を含む。マイクロチップ４０の位置に隣接する、本体４の上部には、アンテナ４２が設けられている。こうして、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、アンテナ４２はマイクロチップ４０に近接している。
【００６１】
アンテナ４２は、マイクロチップ４０の存在または不存在を検出することができる、本体２の制御エレクトロニクス２１に接続されている。一例において、マイクロチップ４０はＲＦＩＤチップとして具体化することができ、これは、アンテナ４２に極めて近接しているときにアンテナ４２によって検出されうる。制御エレクトロニクス２１は、レーザー１４による放射線の放出を制御するように構成されている。アンテナ４２がマイクロチップ４０の存在を検出してカートリッジ２０が本体４に取り付けられていることが示されたとき、レーザー１４による放射線の放出が有効になる。アンテナ４２がマイクロチップ４０の不存在を検出してカートリッジ２０が本体４から取り外されていることが示されたときは、レーザー１４による放射線の放出は無効にされる。この意味で、アンテナ４２およびマイクロチップ４０は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにはレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。これにより、カートリッジ２０が本体４に適切に取り付けられていない限り放射線の放出を阻止することにより、電子タバコ４の操作の安全性を改善することができる。
【００６２】
マイクロチップ４０は、認証情報を記憶することができ、アンテナ４２に近接しているときに、この認証情報をアンテナ４２を介して通信することができる。制御エレクトロニクス２１は、レーザー１４による放射線の放出を可能にする前に、要件を満足する認証情報の通信を要求することができる。これにより、アンテナ４２による適切な認証情報の検出によって検証されるような真正のカートリッジでのみ本体４が使用されることを確実にすることができる。これにより、消費者に、偽造品からの保護を提供することができる。
【００６３】
図３ｂは、本発明の一実施形態における電子タバコ２の断面図である。図３ｂの構成は、カートリッジ２０が、図２の実施形態と同様の方法で吸収体１０に光学的に結合された光ガイド１６を含むことを除いて、図３ａの構成と同様である。レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に垂直な方向に向けられている。カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、光ガイド１６はアンテナ４２にある穴を通って延び、レーザー１４に隣接して配置される。レーザー１４によって放出された放射線は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な下側結合面１９を通して伝達される。光ガイド１６の下側端部には、電子タバコ２の長手方向軸に対して４５度の角度をなして角度付き反射面１５が設けられている。レーザー１４からの放射線は、角度付き反射面によって反射され、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に方向転換される。このようにして、光ガイド１６は、レーザー１４によって放出された放射線を吸収体１０に向けて導くことができる。この意味で、光ガイド１６は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。
【００６４】
この構成において、光ガイド１６は第１の有効化デバイスとして機能することができ、アンテナ４２およびマイクロチップ４０は第２の有効化デバイスとして機能することができる。レーザー１４から吸収体への放射線の伝播は、カートリッジ２０が本体４に適切に取り付けられ、両方の有効化デバイスの条件が満たされた場合にのみ有効になる。
【００６５】
図４ａは、本開示の一態様における電子タバコ２の断面図である。この例において、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に放射線を放出するように向けられている。カートリッジ２０は、その円筒状の収容部分３６内に永久磁石４４を含む。磁石４４の位置に隣接する、本体４の上部には、ホール効果センサ (Hall Effect sensor) ４６が設けられている。このように、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、ホール効果センサ４６は磁石４４に近接している。
【００６６】
ホール効果センサ４６は、本体２の制御エレクトロニクス２１に接続され、磁石４４の存在または不存在を検出することができる。ホール効果センサ４６が磁石４４の存在を検出して、カートリッジ２０が本体４に取り付けられていることが示されたとき、レーザー１４による放射線の放出が制御エレクトロニクス２１により有効になる。ホール効果センサ４６が磁石４４の不存在を検出して、カートリッジ２０が本体４から取り外されていることが示されたとき、レーザー１４による放射線の放出は無効にされる。この意味で、ホール効果センサ４６および磁石４４は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。
【００６７】
図４ｂは、本発明の一実施形態における電子タバコ２の断面図である。図４ｂの構成は、カートリッジ２０が図２の実施形態と同様の方法で吸収体１０に光学的に結合された光ガイド１６を含むことを除いて、図４ａの構成と同様である。
【００６８】
図５ａは、本開示の一態様における電子タバコ２の断面図である。図５ａの実施形態は、ホール効果センサ４６の代わりに静電容量センサ５４が設けられ、磁石４４の代わりに静電容量ターゲット５６が提供されることを除いて、図４ａの実施形態と同様である。静電容量センサ５４は、本体２内の制御エレクトロニクス２１に接続され、静電容量ターゲット５６の近接度に基づいてその存在または不存在を検出することができる。
【００６９】
図５ｂは、本発明の一実施形態における電子タバコ２の断面図である。図５ｂの構成は、カートリッジ２０が図２の実施形態と同様の方法で吸収体１０に光学的に結合された光ガイド１６を含むことを除いて、図５ａの構成と同様である。
【００７０】
図６ａは、本開示の一態様における電子タバコ２の断面図である。この例では、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に放射線を放出するように向けられている。本体４の上部は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に放射線を射出するように構成されたＬＥＤ４８などの光源４８を含む。カートリッジ２０の収容部分３６には、ＬＥＤによって放出された光を本体４のフォトダイオード５０に向けて反射するように配置されたミラー５２が設けられている。
【００７１】
ＬＥＤ４８によって放出された光がミラー５２で反射されその光の存在がフォトダイオード５０によって検出され、カートリッジ２０が本体４に取り付けられていることが示されたとき、レーザー１４による放射線の放出が制御エレクトロニクス２１によって有効になる。ＬＥＤ４８によって放出された光がフォトダイオード５０によって検出されず、カートリッジ２０が本体４から取り外されていることが示されたときには、レーザー１４による放射線の放出は無効にされる。この意味で、ＬＥＤ４８、ミラー５２、およびフォトダイオード５０は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。ＬＥＤ４８およびフォトダイオード５０は、電子タバコ２上で起動している時にのみ選択的に有効にすることができる。起動時にのみＬＥＤ４８及びフォトダイオード５０を起動させることにより、有効化デバイスは短時間だけ電池の電力を消費する。
【００７２】
別の構成において、有効化デバイスは、単にフォトダイオード５０を含むだけであってもよい。カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、フォトダイオード５０は暗部内に囲まれていてもよい。逆に、カートリッジ２０が取り外されているときには、フォトダイオード５０は周囲光を検出しうる。制御エレクトロニクス２１は、これらの入力を使用して、レーザー１４の好適な制御を提供し、フォトダイオード５０が周囲光の不存在を検出した場合にのみ放出を可能にしてもよい。
【００７３】
この実施形態において、認証情報は、光学コード中に符号化されてカートリッジ２０によって提供されてもよい。一構成において、ミラー５２は、ＬＥＤ４８からの光を反射および変調するように構成されていてもよい。反射光への変調は認証情報を含むことができ、次いで認証情報はフォトダイオード５０で検出されうる。認証情報は制御エレクトロニクス２１によって使用されて、本体４が真正のカートリッジ２０でのみ使用されることを確実にすることができる。代替の構成では、光学コードは、バーコードまたはＱＲコードとして提供されうる。
【００７４】
図６ｂは、本発明の一実施形態における電子タバコ２の断面図である。図６ｂの構成は、カートリッジ２０が図２の実施形態と同様の方法で吸収体１０に光学的に結合された光ガイド１６を含むことを除いて、図６ａの構成と同様である。光ガイド１６は、フォトダイオード５０とＬＥＤ４８との間の光路と干渉しないように配置されている。
【００７５】
図７ａは、本開示の一態様における電子タバコ２の断面図である。この構成では、一対の電気接点ピン５８、６０が本体４の上部に設けられている。各電気接点ピン５８、６０は、ピン５８、６０を本体４の残部から電気的に絶縁するための電気絶縁体である絶縁材料６１によって取り囲まれている。カートリッジ２０は、導電性の金属板６２を含む。電気ピン５８、６０は、制御エレクトロニクス２１に接続された回路内で開放接点を提供する。金属板６２は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときのみ、電気ピン５８、６０の間に電気的接続を提供することによって回路をクローズする。電気ピン５８、６０および金属板６２は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにクローズし、それ以外の時にはオープンする電気スイッチの構成要素と考えることができる。制御エレクトロニクス２１は、スイッチがオープンかクローズかを検出することができ、これを使用して、レーザー１４による放射線の放出を制御することができる。
【００７６】
スイッチがクローズされ、金属板６２が電気接点５８、６０を共に接続して、カートリッジ２０が本体４に取り付けられていることが示されたとき、レーザー１４による放射線の放出が制御エレクトロニクス２１によって有効になる。スイッチがオープンされ、カートリッジ２０が本体４から取り外されていることが示されたときには、レーザー１４による放射線の放出は無効にされる。この意味で、電気接点５８、６０および金属板６２は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにはレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。
【００７７】
別の実施形態において、有効化デバイスは、電気スイッチがオープンである場合にレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、電気スイッチがクローズされているときにはレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成されてもよい。
【００７８】
吸収体１０が電気回路の一部を形成するように、金属板６２が吸収体１０に接続されてもよい。電気回路の導電率は、吸収体１０内の液体の量に関係してもよい。このようにして、制御エレクトロニクス２１は、液体貯蔵部８に残っている液体の量を測定するための間接センサとして、電気回路を流れる電流を監視することができる。
【００７９】
電気回路はまた、吸収体１０の温度を監視することができる温度検知要素（図示せず）を含みうる。この温度検知要素を制御エレクトロニクス２１で使用して、レーザー１４によって放出される放射線の量および吸収体１０に提供される加熱の量を制御することができる。これは、吸収体１０の過熱または燃焼を防止することができる点において有利である。これはまた、液体貯蔵部８に残っている液体の量の間接的な測定値を提供しうる。なぜなら、過熱は、通常は気化可能液体によって提供される冷却効果が存在しないことを示している可能性があるからである。
【００８０】
図７ｂは、本発明の一実施形態における電子タバコ２の断面図である。図７ｂの構成は、カートリッジ２０が図２の実施形態と同様の方法で吸収体１０に光学的に結合された光ガイド１６を含むことを除いて、図７ａの構成と同様である。光ガイド１６は、金属板６２を貫通して延びている。
【００８１】
図８は、本発明の別の実施形態における電子タバコ２の断面図である。この例では、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に放射線を放出するように向けられている。レーザー１４に隣接してゲート６４が設けられている。板ばね６６がゲート６４に接続され、ばね６６はゲート６４をクローズ位置に付勢している。クローズ位置では、ゲート６４は、放出された放射線から吸収体１０を遮蔽するために、レーザー１４からの出力を実質的に覆っている。したがって、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときは、ゲート６４はレーザー１４を覆うように構成され、それにより、ユーザは潜在的に有害な放射から遮蔽される。
【００８２】
この実施形態での光ガイド１６は、テーパ状の下側端部を有する。カートリッジ２０が本体４に取り付けられているとき、光ガイド１６のテーパ状の下側端部は、ゲート６４の２つの側面を横方向に移動させてオープン位置にするようにゲート６４にあるギャップと係合する。オープン位置では、レーザー１４によって放出された放射線を結合させて吸収体１０に向けるために、光ガイド１６のテーパ状の下側端部はレーザー１４からの出力に隣接して配置される。この意味で、光ガイド１６およびゲート６４は、カートリッジ２０が本体４に取り付けられているときにレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されているときにはレーザー１４から吸収体１０への放射線の伝播を阻止するように構成された有効化デバイスとして機能することができる。
【００８３】
代替の構成では、ゲート６４は、光ガイド１６の形体によって係合することができるテーパ状のエッジを有していてもよい。両方の構成において、カートリッジ２０が本体４に取り付けられている間に、光ガイド１６が電子タバコ２の長手方向軸に沿って軸方向に移動するにつれて、ゲート６４がオープン位置に移動されることが望ましい。
【００８４】
上述した任意の実施形態の特徴は、当業者が思いつくであろう任意の組み合わせで、他の任意の実施形態の特徴と組み合わせることが可能である。
【図１】
2021526357.tif 000003
【図２】
2021526357.tif 000004
【図３ａ】
2021526357.tif 000005
【図３ｂ】
2021526357.tif 000006
【図４ａ】
2021526357.tif 000007
【図４ｂ】
2021526357.tif 000008
【図５ａ】
2021526357.tif 000009
【図５ｂ】
2021526357.tif 000010
【図６ａ】
2021526357.tif 000011
【図６ｂ】
2021526357.tif 000012
【図７ａ】
2021526357.tif 000013
【図７ｂ】
2021526357.tif 000014
【図８】
2021526357.tif 000015
【国際調査報告】
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