ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ
AEROSOL-GENERATING ELECTRICAL SYSTEM

Настоящее изобретение относится к электроуправляемым системам, генерирующим аэрозоль, таким как электроуправляемые курительные системы, и, в частности, к интерфейсам пользователя для электроуправляемых систем, генерирующих аэрозоль.
Существует несколько типов электроуправляемых курительных систем. Электроуправляемые курительные системы, как правило, являются удерживаемыми рукой системами, но при этом имеют различные формы и размеры. Некоторые нагревают жидкость для образования ароматизированного аэрозоля, а другие нагревают, к примеру, табакосодержащие штранги или листовой табак для образования аэрозоля. Тем не менее, большинство доступных на сегодняшний день электроуправляемых курительных систем имеют простое функциональное исполнение включения/выключения. Например, когда кнопка нажата для включения системы, включается нагреватель для запуска процесса нагревания или активируется датчик воздушного потока, чтобы обеспечить обнаружение затяжки пользователя из системы, с активированием нагревателя или другого генерирующего аэрозоль компонента при обнаружении затяжки пользователя.
Хотя примеры таких устройств могут быть простыми и относительно недорогими в изготовлении, предпочтительно обеспечить альтернативный интерфейс пользователя, который будет привлекательным для пользователя или может обеспечить большую гибкость или безопасность для работы системы.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая:
источник питания, контроллер, соединенный с источником питания, и элемент, генерирующий аэрозоль, соединенный с контроллером,
первый датчик, соединенный с контроллером и выполненный с возможностью подачи первого сигнала в контроллер в ответ на первое входное воздействие пользователя, при этом контроллер реагирует на первый сигнал с переключением из выключенного состояния в состояние готовности, при этом в состоянии готовности контроллер предотвращает выполнение по меньшей мере одной функции системы, генерирующей аэрозоль, однако реагирует на второе входное воздействие пользователя путем подачи второго сигнала в контроллер,
при этом контроллер выполнен с возможностью сравнения второго сигнала с хранящимися данными и переключения из состояния готовности во включенное состояние, если второй сигнал соответствует хранящимся данным, и при этом во включенном состоянии контроллер реагирует на третье входное воздействие пользователя с переключением в рабочее состояние, в котором контроллер активирует по меньшей мере одну функцию системы, генерирующей аэрозоль.
По меньшей мере одна функция системы, генерирующей аэрозоль, может представлять собой подачу питания от источника питания к элементу, генерирующему аэрозоль. Таким образом, генерирование аэрозоля системой предотвращается до тех пор, пока пользователь не будет аутентифицирован за счет второго входного воздействия пользователя, и затем осуществляется третье входное воздействие пользователя. Не имеющим разрешения пользователям запрещается использование системы для генерирования аэрозоля. И система имеет различные функциональные состояния, помимо просто включенного или выключенного состояний.
Альтернативно или в дополнение по меньшей мере одна функция системы, генерирующей аэрозоль, может представлять собой предоставление доступа к хранящейся информации, такой как статистика использования, или предоставление доступа к интерфейсу пользователя, который позволяет пользователю настраивать предпочтительные рабочие параметры для системы.
Хранящиеся данные могут быть настроены пользователем. Во время операции установки пользователь может предоставлять данные, которые должны сформировать хранящиеся данные, в виде отпечатка пальцев, пароля, голосовой подписи или последовательности движений или жестов. Таким образом, система предоставляет пользователю настраиваемый этап аутентификации.
Система может содержать второй датчик, соединенный с контроллером, при этом второй датчик подает второй сигнал в контроллер в ответ на второе воздействие пользователя.
Первый датчик может быть, например, акселерометром, датчиком воздушного потока, гироскопом или микрофоном. Такие датчики предоставляют возможность переключать систему в состояние готовности без необходимости в механической кнопке. Это предпочтительно по причинам эстетики, эргономики и надежности, а также для простоты изготовления. Первый датчик может быть механическим интерфейсом, таким как кнопка.
Второй датчик может быть микрофоном, датчиком отпечатка пальцев, датчиком воздушного потока, акселерометром или гироскопом. Второй датчик может содержать сенсорную панель или клавиатуру. И снова, отсутствие механической кнопки является преимуществом в некоторых примерах.
Первое входное воздействие пользователя может предусматривать последовательность действий пользователя. Например, если первый датчик является акселерометром, первое входное воздействие пользователя может быть последовательностью встряхиваний системы. Благодаря тому, что необходимо осуществить последовательность воздействий пользователя для переключения состояния системы, можно значительно уменьшить количество случайных переключений.
Система может дополнительно содержать первый индикатор, соединенный с контроллером, причем контроллер выполнен с возможностью активации индикатора, когда система находится в состоянии готовности. Первый индикатор может отображать положение второго датчика. Это полезно, например, если второй датчик является сенсорным датчиком или сканером отпечатков пальцев.
Система может содержать второй индикатор, соединенный с контроллером, причем контроллер выполнен с возможностью активации второго индикатора, когда система находится во включенном состоянии. Альтернативно первый индикатор может использоваться для отображения того, когда система находится во включенном состоянии, посредством предоставления индикации для включенного состояния, отличающейся от индикации, предоставляемой для состояния готовности.
Система может быть выполнена так, чтобы иметь разный внешний вид в каждом из выключенного состояния, состояния готовности, включенного состояния и рабочего состояния. Например, в каждом из состояний могут активироваться светодиоды разного цвета.
Система может содержать третий датчик, соединенный с контроллером, при этом третий датчик подает третий входной сигнал в контроллер в ответ на третье входное воздействие пользователя, причем контроллер выполнен с возможностью активации по меньшей мере одной функции системы, генерирующей аэрозоль, в ответ на третий входной сигнал.
Третий датчик может быть емкостным датчиком касания или датчиком воздушного потока. Например, по меньшей мере одна функция системы, генерирующей аэрозоль, может представлять собой подачу питания от источника питания к элементу, генерирующему аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Третий датчик может быть емкостным датчиком в мундштуке системы и может обнаруживать, что пользователь прикоснулся ртом к мундштуку. Третий датчик может быть датчиком воздушного потока, выполненным с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего через воздушный канал внутри системы, который указывает на то, что пользователь делает затяжку из системы. Третий датчик может быть сенсорной панелью или клавиатурой, или может быть электрическим датчиком, выполненным с возможностью обнаружения соединения внешнего устройства с системой.
Система может содержать энергонезависимую память для хранения данных пользователя. Память может хранить множество наборов данных пользователя, связанных со множеством разных пользователей или профилей пользователей. Контроллер может быть выполнен с возможностью сравнения второго сигнала с набором данных пользователя, и только если второй сигнал соответствует одному из наборов данных, переключения системы из состояния готовности во включенное состояние. Включенное состояние может быть индивидуальным для набора данных пользователя, соответствующего второму сигналу, чтобы во время работы системы использовались индивидуальные параметры пользователя.
Различным пользователям может быть разрешено использование различных функций системы. Например, неосновному пользователю может быть разрешено использование системы для генерирования аэрозоля. Но основной пользователь, такой как зарегистрированный владелец, может быть единственным пользователем, которому разрешен доступ к хранящимся данным об использовании или изменение параметров системы. Благодаря хранению различных наборов данных пользователей внутри системы различные пользователи могут пройти аутентификацию для получения доступа к различным функциям системы.
Контроллер может быть выполнен с возможностью переключения системы из состояния готовности в выключенное состояние, если второе входное воздействие пользователя не было осуществлено в течение первого периода времени. Подобным образом, контроллер может быть выполнен с возможностью переключения системы из включенного состояния в выключенное состояние, если третье входное воздействие пользователя не было выполнено в течение второго периода времени. И контроллер может быть выполнен с возможностью переключения системы из рабочего состояния во включенное состояние, если третье входное воздействие пользователя прекращено.
Система предпочтительно содержит мундштук. В контексте данного документа термин «мундштук» предпочтительно относится к той части системы, генерирующей аэрозоль, которая размещается во рту пользователя с целью непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать различные части, которые собираются вместе при использовании. Например, основная часть системы может содержать контроллер и источник питания, и расходуемая часть может содержать элемент, генерирующий аэрозоль. Альтернативно основная часть системы может содержать контроллер и источник питания, элемент, генерирующий аэрозоль, и расходуемая часть может содержать источник субстрата, образующего аэрозоль. Мундштук может образовывать часть основной части системы или часть расходуемой части.
Элемент, образующий аэрозоль, может быть нагревателем, выполненным с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в системе. Элемент, образующий аэрозоль, может быть пьезоэлектрическим преобразователем.
Нагреватель может содержать по меньшей мере один нагревательный элемент. Нагреватель может содержать более чем один нагревательный элемент, например два, или три, или четыре, или пять, или шесть, или большее количество нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены надлежащим образом для наиболее эффективного нагрева субстрата, образующего аэрозоль.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, например легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (например такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal является зарегистрированным товарным знаком компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть при необходимости встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton, фольгу, полностью состоящую из полиимида или слюды. Kapton является зарегистрированным товарным знаком компании E.I. du Pont de Nemours и Company, 1007 Market Street, Вилмингтон, Делавэр 19898, США.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может представлять собой инфракрасный нагревательный элемент, фотонный источник или индукционный нагревательный элемент.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь форму нагревательной пластины. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь форму оболочки или субстрата, имеющих различные электропроводящие части, или форму электрически резистивной металлической трубки. Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкость, предусмотренную внутри емкости, то емкость может содержать нагревательный элемент одноразового использования. Могут использоваться одна или несколько нагревательных игл или стержней, которые проходят через центр субстрата, образующего аэрозоль. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может представлять собой дисковый (концевой) нагревательный элемент или комбинацию дискового нагревательного элемента с нагревательными иглами или стержнями. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может содержать гибкий лист материала, выполненный с возможностью окружения или частичного окружения субстрата, образующего аэрозоль. Другие возможные варианты включают нагревательную проволоку или нить, например Ni-Cr, платиновую, вольфрамовую проволоку или проволоку из сплавов или нагревательную пластину. Необязательно нагревательный элемент может быть нанесен внутри или снаружи на жесткий несущий материал.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может содержать радиатор или тепловой резервуар, содержащий материал, способный поглощать и сохранять тепло, и затем с течением времени высвобождать тепло в субстрат, образующий аэрозоль. Радиатор может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как подходящий металлический или керамический материал. Предпочтительно материал имеет высокую теплоемкость (чувствительный теплоаккумулирующий материал) или представляет собой материал, способный поглощать и затем выделять тепло в результате обратимого процесса, такого как высокотемпературный фазовый переход. Подходящие теплоаккумулирующие материалы включают силикагель, оксид алюминия, углерод, стекломат, стекловолокно, минеральные вещества, металл или сплав металлов, таких как алюминий, серебро или свинец, и целлюлозный материал, такой как бумага. Другие материалы, которые высвобождают тепло в результате обратимого фазового перехода, включают парафин, ацетат натрия, нафталин, воск, оксид полиэтилена, металл, соль металла, эвтектическую смесь солей или сплав.
Радиатор или тепловой резервуар может быть расположен таким образом, что он непосредственно контактирует с субстратом, образующим аэрозоль, и может передавать сохраненное тепло непосредственно на субстрат. Тепло, сохраненное в радиаторе или тепловом резервуаре, может быть передано на субстрат, образующий аэрозоль, посредством проводника тепла, такого как металлическая трубка.
По меньшей мере один нагревательный элемент может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, за счет проводимости. Нагревательный элемент может по меньшей мере частично контактировать с субстратом или носителем, на который нанесен субстрат. Тепло от нагревательного элемента может передаваться на субстрат с помощью теплопроводного элемента.
По меньшей мере один нагревательный элемент может передавать тепло во входящий окружающий воздух, втягиваемый во время использования через электрически нагреваемую систему, генерирующую аэрозоль, который, в свою очередь, нагревает субстрат, образующий аэрозоль, за счет конвекции. Окружающий воздух может нагреваться до его прохождения через субстрат, образующий аэрозоль. Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, то окружающий воздух может быть сначала втянут через субстрат, а затем нагрет.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, содержащий табак, и материал, не содержащий табака. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, дополнительно содержит вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать часть для хранения жидкости. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, хранится в указанной части для хранения жидкости. Электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать капиллярный фитиль, сообщающийся с частью для хранения жидкости. Также может быть предусмотрен капиллярный фитиль для удержания жидкости при отсутствии части для хранения жидкости. В этом случае капиллярный фитиль может быть предварительно заправлен жидкостью.
Предпочтительно капиллярный фитиль расположен с возможностью контакта с жидкостью, находящейся в части для хранения жидкости. В этом случае при использовании жидкость за счет капиллярного действия в капиллярном фитиле перемещается из части для хранения жидкости по направлению по меньшей мере к одному электрическому нагревательному элементу. В одном варианте осуществления капиллярный фитиль проходит внутрь части для хранения жидкости. Когда нагревательный элемент активирован, жидкость в капиллярном фитиле испаряется под действием нагревательного элемента с образованием перенасыщенного пара. Перенасыщенный пар смешивается с потоком воздуха и перемещается в нем. Во время прохождения потока пар конденсируется с образованием аэрозоля, и аэрозоль перемещается по направлению ко рту пользователя. Нагревательный элемент в комбинации с капиллярным фитилем может обеспечивать быструю реакцию, поскольку такая компоновка может обеспечивать большую площадь поверхности жидкости для нагрева нагревательным элементом. Следовательно, управление нагревательным элементом согласно настоящему изобретению может зависеть от структуры капиллярного фитиля или других факторов нагревательной компоновки.
Жидкий субстрат может впитаться внутрь пористого материала носителя, который может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или элемента, например пенометаллического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий субстрат может удерживаться в пористом материале носителя перед использованием электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, либо материал жидкого субстрата может высвобождаться в пористый материал носителя во время использования или непосредственно перед ним.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, жидкость имеет физические свойства. Эти свойства, включая, например, температуру кипения, давление пара и поверхностное натяжение, должны обеспечивать пригодность для использования в системе, генерирующей аэрозоль. Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, управление по меньшей мере одним электрическим нагревательным элементом может зависеть от физических свойств жидкого субстрата, таких как точка кипения, давление пара и поверхностное натяжение. Жидкость предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Альтернативно или дополнительно жидкость может содержать нетабачный материал. Жидкость может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно жидкость дополнительно содержит вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Преимущество наличия части для хранения жидкости состоит в возможности поддержания высокого уровня гигиены. Использование капиллярного фитиля, проходящего между жидкостью и электрическим нагревательным элементом, дает возможность обеспечения сравнительно простой конструкции устройства. Жидкость имеет такие физические свойства, включая вязкость и поверхностное натяжение, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярный фитиль за счет капиллярного действия. Часть для хранения жидкости предпочтительно представляет собой емкость. Часть для хранения жидкости предпочтительно может не быть повторно заправляемой. Таким образом, когда жидкость в части для хранения жидкости израсходована, систему, генерирующую аэрозоль, заменяют. Часть для хранения жидкости предпочтительно может быть повторно заправляемой. В этом случае система, генерирующая аэрозоль, может быть заменена после определенного количества заправок части для хранения жидкости. Предпочтительно часть для хранения жидкости выполнена с возможностью хранения жидкости для заданного количества затяжек.
Капиллярный фитиль может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный фитиль предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный фитиль может содержать множество волокон или нитей или других тонких полых трубок. Волокна или нити могут быть, как правило, выровнены в продольном направлении системы, генерирующей аэрозоль. Капиллярный фитиль может содержать губкообразный или пенообразный материал, образованный в виде стержня. Стержень может проходить вдоль продольного направления системы, генерирующей аэрозоль. Структура фитиля образует множество мелких отверстий или трубок, через которые жидкость может транспортироваться к электрическому нагревательному элементу за счет капиллярного действия. Капиллярный фитиль может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков. Капиллярный фитиль может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для того, чтобы использовать его с жидкостями с различными физическими свойствами, такими как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Капиллярные свойства фитиля в сочетании со свойствами жидкости обеспечивают постоянное увлажнение фитиля в зоне нагрева.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой любой другой вид субстрата, например газообразный субстрат, или любую комбинацию различных типов субстрата. Во время работы субстрат может полностью содержаться внутри электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку посредством мундштука электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. Во время работы субстрат может частично содержаться внутри электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. В этом случае субстрат может образовывать часть отдельного изделия, и пользователь может выполнять затяжку непосредственно на этом отдельном изделии.
Электроуправляемая система, генерирующая аэрозоль, может содержать камеру, генерирующую аэрозоль, в которой аэрозоль образуется из перенасыщенного пара, и этот аэрозоль затем переносится в рот пользователя. Впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха и камера предпочтительно расположены таким образом, чтобы образовать тракт прохождения потока воздуха от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха через камеру, генерирующую аэрозоль, с целью транспортировки аэрозоля к выпускному отверстию для воздуха и в рот пользователя.
Первый датчик может быть расположен в корпусе. Второй и третий датчики также могут быть расположены в корпусе. Предпочтительно корпус не содержит подвижных частей.
Корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композиционные материалы, содержащие один или несколько из таких материалов, или термопластмассы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким. Корпус может объединять датчик касания, экран или датчик отпечатков пальцев.
Система предпочтительно содержит источник питания, обычно батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея, внутри основной части корпуса. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки и может обладать емкостью, которая позволяет накапливать достаточно энергии для одного или нескольких сеансов курения; например, источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение приблизительно шести минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для того, чтобы обеспечить возможность осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного элемента.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, является портативной. Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой курительную систему и может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительная система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Согласно второму аспекту изобретения предложен способ активации системы, генерирующей аэрозоль, включающий:
обнаружение первого входного воздействия пользователя в выключенном состоянии системы, генерирующей аэрозоль,
переключение системы, генерирующей аэрозоль, из выключенного состояния в состояние готовности в ответ на первое воздействие пользователя;
обнаружение второго входного воздействия пользователя в состоянии готовности, сравнение второго входного воздействия пользователя с данными аутентификации, хранящимися в памяти системы, генерирующей аэрозоль, и, если второе входное воздействие пользователя соответствует данным аутентификации, переключение системы, генерирующей аэрозоль, из состояния готовности во включенное состояние; и
обнаружение третьего входного воздействия пользователя во включенном состоянии и в ответ на третье входное воздействие пользователя переключение системы из включенного состояния в рабочее состояние, в котором питание подают к элементу, генерирующему аэрозоль, или активируют другую функцию системы, генерирующей аэрозоль.
Первое, второе и третье входные воздействия пользователя могут быть такими, как было описано со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения.
Данные аутентификации, хранящиеся в памяти, могут содержать данные, связанные со множеством разных пользователей или профилей пользователей.
Способ может включать обеспечение индикации состояния системы. Способ может включать обеспечение различного внешнего вида в каждом из выключенного состояния, состояния готовности, включенного состояния и рабочего состояния.
Способ может включать переключение системы из состояния готовности в выключенное состояние, если второе входное воздействие пользователя не осуществляется в течение первого периода времени. Подробным образом способ может включать переключение системы из включенного состояния в выключенное состояние, если третье входное воздействие пользователя не осуществляется в течение второго периода времени. И способ может включать переключение системы из рабочего состояния во включенное состояние, если третье входное воздействие пользователя прекращено.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается контроллер для системы, генерирующей аэрозоль, содержащей источник питания для соединения с контроллером и элемент, генерирующий аэрозоль, при этом контроллер:
выполнен с возможностью приема первого сигнала от первого датчика в ответ на первое входное воздействие пользователя, и реагирует на первый сигнал с переключением из выключенного состояния в состояние готовности, при этом в состоянии готовности контроллер предотвращает выполнение по меньшей мере одной функции системы, генерирующей аэрозоль, однако реагирует на второе входное воздействие пользователя путем подачи второго сигнала в контроллер, и
выполнен с возможностью сравнения второго сигнала с хранящимися данными и переключения из состояния готовности во включенное состояние, если второй сигнал соответствует хранящимся данным, и при этом во включенном состоянии контроллер реагирует на третье входное воздействие пользователя с переключением в рабочее состояние, в котором контроллер активирует по меньшей мере одну функцию системы, генерирующей аэрозоль.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта изобретения, могут быть применены к другим аспектам настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны подробно, лишь в качестве примера, со ссылками на сопутствующие графические материалы, на которых:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение основных компонентов электроуправляемой курительной системы согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан схематический вид сбоку электроуправляемой курительной системы согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 представлено изображение электрических компонентов системы, показанной на фиг. 2; и
на фиг. 4 представлено изображение возможных состояний системы, показанной на фиг. 2.
На фиг. 1 показано схематическое изображение электроуправляемой курительной системы 10, где показаны основные компоненты. Система содержит корпус 12, содержащий источник питания в виде батареи 14, интерфейс 11 пользователя, контроллер, содержащий электрическую схему 15, источник субстрата 17, образующего аэрозоль, и распылитель 18, который в данном примере представляет собой нагреватель. В этом примере субстрат, образующий аэрозоль, является жидкостью, и система содержит фитиль для передачи жидкости в распылитель 18. Корпус содержит мундштук 20. При использовании, когда система активирована, пользователь затягивается через мундштук, чтобы втягивать воздух через систему. Как только воздух втягивается через систему, нагреватель испаряет жидкий субстрат и образуется аэрозоль. Аэрозоль втягивается в рот пользователя через мундштук.
На фиг. 2 представлен схематический вид электроуправляемой курительной системы, имеющей основные компоненты, показанные на фиг. 1. Интерфейс пользователя системы, показанной на фиг. 2, содержит несколько различных составляющих частей. Система, показанная на фиг. 2 содержит акселерометр 20, датчик 22 отпечатков пальцев, сенсорную панель 24, покрывающую дисплей 30, группу светодиодных индикаторов 28 и емкостный датчик 26 на наружной поверхности мундштука 19. Каждый из этих компонентов соединен с контроллером 15, как показано на фиг. 3, которая является схематическим изображением электрических компонентов системы.
Система, изображенная на фиг. 2 не имеет механических кнопок. Наружная поверхность системы является гладкой. Акселерометр 20 показан на фиг. 2, однако расположен внутри корпуса системы. Гладкая наружная поверхность является как эстетически, так и эргономически привлекательной, однако также гарантирует, что грязь и отложения дымовых веществ не смогут попасть внутрь системы и, таким образом, улучшает гигиеничность и надежность.
Один возможный способ работы системы, показанный на фиг. 2 и 3, далее будет описан со ссылкой на фиг. 4.
Система изначально находится в выключенном состоянии 30. В выключенном состоянии контроллер 15 реагирует только на сигналы от акселерометра. Питание не подается к нагревателю 18, и нельзя использовать датчик 22 отпечатков пальцев, сенсорную панель 24 и емкостный датчик 26. Ни один из светодиодов не включен, и дисплей выключен.
Затем пользователь встряхивает систему вверх и вниз три раза. Это будет первое входное воздействие пользователя. Акселерометр производит первый входной сигнал в результате встряхивания системы, и этот первый входной сигнал принимается контроллером 15 и сравнивается с данными, хранящимися в памяти контроллера. Если первый входной сигнал соответствует данным, хранящимся в памяти, тогда контроллер осуществляет переключение в состояние 40 готовности.
В состоянии готовности загораются некоторые из светодиодов 28. В этом примере могут загораться светодиоды, окружающие датчик 22 отпечатков пальцев, чтобы указать, что система в состоянии готовности, и чтобы указать положение датчика отпечатков пальцев. В состоянии готовности контроллер реагирует на сигналы от датчика 22 отпечатков пальцев, однако нельзя использовать сенсорную панель 24 и емкостный датчик 26. Сигналы от акселерометра 20 также игнорируются контроллером в состоянии готовности.
Для перехода из состояния готовности во включенное состояние пользователь должен поместить свой палец на датчик 22 отпечатков пальцев. Если пользователь не поместил свой палец на датчик отпечатков пальцев в течение 5 секунд после переключения контроллером из выключенного состояния в состояние готовности, тогда контроллер обеспечивает возврат в выключенное состояние. Это показано стрелкой 42.
Когда пользователь помещает свой палец на датчик 22 отпечатков пальцев, датчик отпечатков пальцев подает второй входной сигнал в контроллер 18, который основан на отпечатке пальца пользователя. Контроллер сравнивает второй входной сигнал с хранящимися данными об отпечатках пальцев. Если второй входной сигнал соответствует данным об отпечатках пальцев, хранящимся в памяти, тогда контроллер осуществляет переключение во включенное состояние 50.
Данные об отпечатках пальцев, хранящиеся в памяти, должны предоставляться пользователем во время процедуры установки перед первым использованием системы. Таким образом, система может быть выполнена с возможностью выполнения проверки аутентификации на основании отпечатка пальца пользователя, чтобы гарантировать, что только этот пользователь может использовать систему. Система может быть выполнена с возможностью применения другим пользователем путем повторного выполнения процедуры установки и предоставления отпечатка пальца другого пользователя в качестве хранящихся данных. В некоторых вариантах осуществления может быть возможным сохранение множества отпечатков пальцев различных пользователей, чтобы различные пользователи могли использовать систему без необходимости в перенастройке системы, как будет описано.
Во включенном состоянии загорается другой набор светодиодов 28. В этом примере светодиоды, окружающие сенсорную панель 24, могут загораться, чтобы указать, что система находится во включенном состоянии, и чтобы указать положение сенсорной панели. Во включенном состоянии загорается дисплей и показывает опции пользователя, а контроллер реагирует на сигналы от сенсорной панели 22 для выбора одного из этих опций. Опции могут включать: «курение», «настройка параметров пользователя», «просмотр данных об использовании», «проверка уровней заряда батареи и жидкости» и «выключение». Если выбрана опция «выключение», система возвращается в выключенное состояние. Сигналы от акселерометра 20 и датчика отпечатков пальцев игнорируются контроллером во включенном состоянии.
Для перехода от включенного состояния в рабочее состояние, в котором нагреватель активируется, пользователь должен выбрать опцию с помощью сенсорной панели и затем активировать нагреватель путем касания своим ртом мундштука 19. Емкостный датчик 26 подает входной сигнал в ответ на контакт рта пользователя с мундштуком 19. В ответ на входной сигнал от емкостного датчика контроллер подает питание к нагревателю 18 от батареи 14 и нагреватель испаряет жидкость в фитиле 16 для создания аэрозоля. Другой поднабор светодиодов может загораться для указания, что система производит аэрозоль. Использование емкостного датчика для активирования нагревателя предоставляет пользователю подобные ощущения, как при курении обычных сигарет, и гарантирует, что активация начнется прежде, чем пользователь втянет воздух через систему, снижая вероятность вдыхания жидкости.
Если пользователь не выбрал опцию с помощью сенсорной панели в течение 10 секунд после переключения контроллером из состояния готовности во включенное состояние, тогда контроллер обеспечивает возврат в выключенное состояние. Это показано стрелкой 52.
Система может быть в рабочем состоянии, которое не предусматривает подачу питания к нагревателю. Например, если пользователь выбирает параметр «настройка параметров пользователя», тогда система будет отображать опции параметров пользователя на экране дисплея и все еще может считаться как находящаяся в рабочем состоянии и не будет автоматически переключаться в выключенное состояние после 10 секунд.
Система может переключаться из рабочего состояния обратно в выключенное состояние на основании воздействия пользователя или на основании счетчика времени ожидания. Например, когда пользователь убирает свой рот от мундштука, сигнал от емкостного датчика изменяется и это может вызвать переключение контроллером обратно во включенное состояние. Контроллер также может быть выполнен с возможностью ограничения количества времени, когда система может быть в рабочем состоянии с подачей питания к нагревателю, чтобы предотвратить перегрев. Нагреватель может быть включен, например, не более чем на 5 секунд. После 5 секунд контроллер может осуществлять автоматическое переключение обратно во включенное состояние, как показано стрелкой 62.
Различные ограничения времени могут обеспечиваться для различных рабочих состояний. Например, если был выбран параметр «просмотр данных об использовании», система может автоматически возвращаться во включенное состояние после 30 секунд, если не было обнаружено дополнительного ввода пользователя.
Как было описано выше, система может позволить хранение данных аутентификации другого пользователя, таких как данные об отпечатках пальцев, чтобы обеспечить доступ к функциям системы, ограничиваемых более, чем одним пользователем. В дополнение может быть предпочтительным обеспечить разным пользователям возможность доступа к различным функциям системы. Например, если система используется в качестве системы доставки медикаментов или в качестве системы для прекращения курения, может быть предпочтительным, чтобы только врач-терапевт имел доступ к некоторым параметрам системы, чтобы они могли задавать ограничения использования системы. Контроллер может быть выполнен с возможностью хранения профилей различных пользователей, связанных с данными аутентификации различных пользователей, чтобы, в зависимости от предоставленных данных аутентификации, например, отпечатков пальцев, на дисплее и сенсорной панели становились доступными различные опции пользователя.
Система, как было описано, имеет несколько преимуществ перед системами, генерирующими аэрозоль, доступными в настоящий момент на рынке. Необходимость в аутентификации пользователя прежде, чем система сможет переключиться во включенное состояние, обеспечивает большую безопасность, чем системы, активируемые простой кнопкой или потоком воздуха. Необходимость в изначальном воздействии пользователя перед аутентификацией предотвращает случайную активацию системы и обеспечивает дополнительную безопасность, а также уменьшенное потребление энергии. Отсутствие механических кнопок означает, что систему можно легко изготовить, и обеспечивает привлекательный внешний вид системы.
Система также обеспечивает более функциональный интерфейс пользователя, чем существующие системы. И применение этапа аутентификации прежде, чем система перейдет во включенное состояние, обеспечивает настройку интерфейса пользователя для различных пользователей.