ЗАРЯДНАЯ КАССЕТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТЫ
CHARGED CASSETTE FOR ELECTRONIC CIGARETTES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится к зарядной кассете для электронной сигареты, такой как электронная система снабжения паром или электронная система доставки никотина.
Известный уровень техники
Электронные системы снабжения паром, электронные системы доставки никотина и т.д., которые в данном документе в совокупности называются электронными сигаретами, как правило, содержат резервуар с жидкостью, которая должна испаряться. Когда пользователь втягивает воздух через электронную сигарету или затягивается электронной сигаретой, активируется нагреватель для перевода небольшого количества жидкости в пар, который затем вдыхает пользователь. Большинство электронных сигарет включает в себя подзаряжаемый аккумулятор, служащий для подачи электроэнергии к нагревателю и другим электрическим/электронным компонентам, таким как датчик обнаружения втягивания воздуха. Некоторые электронные сигареты имеют секцию картриджа. После того, как никотин или другая жидкость в таком картридже заканчивается, пустой картридж можно отсоединить или отделить от электронной сигареты и заменить на новый картридж, содержащий дополнительный никотин.
Электронные сигареты часто поставляются в кассетах для защиты и удобства переноски. Такие кассеты могут вмещать в себя несколько электронных сигарет и/или сменных картриджей, тем самым предлагая возможность резервирования, если электронная сигарета (или ее картридж) пуста. Кассета электронной сигареты может также обладать возможностью подзарядки электронной сигареты, помогая снова обеспечить хорошую эксплуатационную готовность электронной сигареты для пользователя. Как правило, кассета имеет цилиндрический канал для приема электронной сигареты для подзарядки, при этом канал в целом повторяет удлиненную цилиндрическую форму электронной сигареты. Когда электронная сигарета находится в канале, аккумулятор может заряжаться с помощью соответствующего проводного или беспроводного соединения (беспроводное соединение может основываться на индукционной зарядке). В некоторых кассетах в цилиндрический канал может входить вся электронная сигарета для подзарядки аккумулятора, в то время как в других кассетах в канал может входить только часть электронной сигареты.
В некоторых устройствах, кассета должна подключаться к источнику питания, например к розетке сети или USB-разъему, во время подзарядки аккумулятора электронной сигареты. В этом случае кассета обычно выступает в качестве удобного устройства для хранения и взаимодействия с электронной сигаретой во время подзарядки. В других устройствах сама кассета снабжена аккумулятором (или другим устройством хранения заряда). Аккумулятор кассеты позволяет электронной сигарете подзаряжаться от кассеты без необходимости подключения кассеты к внешнему источнику питания во время подзарядки, тем самым обеспечивая большее удобство для пользователя.
Аккумулятор кассеты будет, конечно, разряжаться в процессе использования, и поэтому кассета, как правило, оснащается своим собственным устройством подзарядки, питающимся, как правило, также в той или иной форме от сети или USB-разъема. Однако с учетом того, что кассета больше электронной сигареты, она может вместить больший аккумулятор и поэтому не требует такой же частой подзарядки, как электронная сигарета. Например, емкость типичного аккумулятора электронной сигареты может составлять приблизительно 60 мАч, в то время как емкость типичного аккумулятора кассеты может составлять приблизительно 800 мАч. Соответственно, аккумулятор кассеты способен подзаряжать электронную сигарету по меньшей мере несколько раз, прежде чем он сам не потребует подзарядки.
Такое многократное или иерархическое расположение отдельно заряжаемых систем, а именно, во-первых, электронной сигареты и, во-вторых, кассеты для электронной сигареты, встречается относительно редко. В противоположность этому, большинство подзаряжаемых устройств, например мобильные (сотовые) телефоны, как правило, непосредственно подключаются к сетевому зарядному устройству (либо же к автомобильному зарядному устройству). Желательно иметь насколько это возможно максимально надежное и удобное для пользователя устройство подзарядки электронной сигареты и связанной с ней кассеты.
Краткое изложение сущности изобретения
Кассета предназначена для хранения и повторной зарядки электронной сигареты. Кассета содержит первую трубку, имеющую, по существу, цилиндрическую форму, при этом первая трубка имеет отверстие, образованное открытым концом первой трубки, для приема и хранения в первой трубке электронной сигареты. Кассета дополнительно включает в себя механизм подзарядки, предназначенный для подзарядки электронной сигареты, хранящейся в первой трубке, и световой индикатор для индикации степени заряженности электронной сигареты, хранящейся в первой трубке. Световой индикатор расположен на открытом конце упомянутой первой трубки рядом с отверстием для приема электронной сигареты в первую трубку.
Данный подход не ограничивается конкретными вариантами осуществления, изложенными в данном документе, и отличительные признаки различных вариантов осуществления могут объединяться, изменяться, опускаться или заменяться специалистом в данной области техники в зависимости от обстоятельств конкретного осуществления.
Краткое описание чертежей
Ниже, исключительно в качестве примера, подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - схематический (покомпонентный) вид электронной сигареты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 - вид кассеты 100 для приема и хранения электронной сигареты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 - основные внутренние компоненты показанной на фиг. 2 кассеты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 - фрагмент показанной на фиг. 2 кассеты, в частности, относящейся к работе крышки, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5, 6 и 7 более подробно показаны кольцевой световой элемент и вставка показанной на фиг. 2 кассеты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 5 показан перспективный вид кольцевого светового элемента, установленного во вставке; на фиг. 6 представлен покомпонентный вид кольцевого светового элемента и вставки в разобранном состоянии; и Фиг. 7 показан вертикальный разрез установленного во вставку кольцевого светового элемента;
на фиг. 8 - схематическое изображение электрической/электронной схемы показанной на фиг. 2 кассеты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показан схематический вид электронной сигареты 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета имеет в целом цилиндрическую форму, продолжающуюся вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией LA, и включает в себя два основных компонента, а именно корпус 20 и картомайзер 30. Картомайзер включает в себя внутреннюю камеру, содержащую резервуар для никотина, испаритель (например, нагреватель) и мундштук 35. Резервуар может представлять собой пенную матрицу или любую другую структуру для удержания никотина до того момента, пока он потребуется для доставки к испарителю. Картомайзер 30 также включает в себя нагреватель для испарения никотина и может дополнительно включать в себя тампон или аналогичное средство для транспортировки небольшого количества никотина из резервуара к месту нагрева на или вблизи нагревателя.
Корпус 20 включает в себя подзаряжаемый элемент или аккумулятор для обеспечения питания электронной сигареты 10 и печатную плату для общего управления электронной сигаретой. Когда на нагреватель подается питание от батареи по команде печатной платы, нагреватель испаряет никотин, и образовавшийся пар затем вдыхается пользователем через мундштук.
Корпус 20 и картомайзер 30 являются отсоединяемыми друг от друга вдоль продольной оси LA, как это показано на фиг. 1, но соединены друг с другом во время использования устройства 10 с помощью разъема, схематически обозначенного на фиг. 1 ссылочными позициями 25А и 25В, обеспечивающего механическое и электрическое соединение между корпусом 20 и картомайзером 30. Электрический разъем на корпусе 20, используемый для подсоединения к картомайзеру, может также служить в качестве разъема для соединения с непоказанным на чертеже зарядным устройством, когда корпус отсоединен от картомайзера 30.
Электронная сигарета 10 снабжена одним или несколькими недоказанными на фиг. 1 отверстиями для впуска воздуха. Эти отверстия соединены с воздушным каналом, проходящим через электронную сигарету 10 к мундштуку 35. Когда пользователь вдыхает воздух через мундштук 35, воздух втягивается в этот воздушный канал через одно или несколько впускных воздушных отверстий, которые соответствующим образом расположены на внешней стороне электронной сигареты. Этот воздушный поток (или результат изменения давления) выявляется датчиком давления, что в свою очередь приводит в действие нагреватель для испарения никотина из картриджа. Воздушный поток проходит через пары никотина и смешивается с ними, и эта смесь воздуха и паров никотина затем выходит из мундштука 35 и вдыхается пользователем. Картомайзер 30 может быть отделен от корпуса 20 и изъят, если запас никотина исчерпан (и при желании заменен другим картомайзером).
Следует иметь в виду, что показанная на фиг. 1 электронная сигарета 10 представлена в качестве примера, и могут использоваться различные другие варианты осуществления изобретения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения картомайзер 30 выполнен в виде двух отдельных компонентов, а именно, картриджа, содержащего резервуар для никотина и мундштук (который может быть заменен, когда никотин из резервуара израсходован), и испарителя, содержащего нагреватель (который, как правило, сохраняется). В других вариантах выполнения электронной сигареты 10 корпус 20 и картомайзер 30 могут быть постоянно соединены друг с другом, так что фактически они являются единым компонентом. Некоторые такие унитарные (одноэлементные) электронные сигареты могут допускать дозаправку резервуара никотином при его израсходовании с помощью некоего подходящего механизма дозаправки; другие неразъемные электронные сигареты могут быть утилизированы после того, как никотин в резервуаре был исчерпан. Обратите внимание, что последний тип устройства, как правило, все еще поддерживает возможность подзарядки, потому что аккумулятор обычно разряжается быстрее, чем кончается никотин в резервуаре. Специалисту в данной области техники известны многие другие возможные конструкции и варианты выполнения электронной сигареты.
На фиг. 2 показана кассета 100 для приема и хранения электронной сигареты в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Кассета имеет корпус 120, снабженный откидной крышкой 140, которую можно открывать и закрывать. Корпус 120 имеет внешнюю оболочку или кожух 125, снабженный вставкой 130. Более конкретно, внешний кожух 125 имеет отверстие в верхней части, то есть на конце, на котором расположена крышка и с которого вставлена вставка 130, и крышка, как правило, закрывает это отверстие. Сама вставка снабжена двумя отверстиями или каналами, которые продолжаются вниз в корпус 120 кассеты 100. Первое отверстие 132 содержит, по существу, круглый канал (с точки зрения формы поперечного сечения). Первое отверстие 132 окружено кольцевым световым элементом 133, более подробно описанным ниже. Второе отверстие 131 во вставке состоит из пары сопряженных отверстий (только одно из которых хорошо видно на фиг. 2). Отверстия 132 и 131 (и, более конкретно, каждое из пары отверстий, образующих отверстие 131) могут быть использованы для приема объекта соответствующей формы, такого как электронная сигарета, запасной или отработавший картридж и т.п. Размеры кассеты 100, как правило, выбираются таким образом, чтобы электронная сигарета, размещенная внутри отверстий 132 или 131, немного выступала из этого отверстия. Это позволяет пользователю легко распознавать содержимое кассеты 100 (этому также помогает прозрачная крышка 140), а также облегчает извлечение пользователем электронной сигареты, расположенной в одном из этих отверстий.
Кассета 100 дополнительно оснащена набором светодиодных индикаторов 128. На фиг. 2 они показаны отдельно от кожуха 125 в разобранном виде, но в собранной кассете они встроены в корпус 120 таким образом, чтобы находиться на одном уровне с внешним кожухом 125. Эти светодиодные индикаторы 128 могут использоваться для индикации степени заряженности аккумулятора кассеты 100, например, заряжена ли она полностью, частично или полностью разряжена. Светодиодные индикаторы 128 могут также использоваться для индикации нахождения кассеты 100 в состоянии зарядки (заряжания). Такая зарядка может осуществляться через (мини или микро-) USB линию с использованием (мини или микро-) USB разъема, расположенного на невидимой на фиг. 2 нижней стороне кассеты 100.
На фиг. 3 показаны основные компоненты, которые размещены в корпусе 120 кассеты 100, более конкретно, в пределах кожуха 125, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения (некоторые второстепенные компоненты, такие, как внутренняя разводка, для ясности опущены). Корпус включает в себя аккумуляторный отсек 150, содержащий аккумулятор 151, печатную плату 154 и переключатель 152. Для ясности, аккумуляторный отсек 150 изображен отдельно от вставки 130, однако на практике они собраны вместе. Корпус 120, как это видно, имеет шарнир или ось 134, вокруг которой может поворачиваться крышка 140 при открывании и закрывании. Аккумуляторный отсек 150 вместе с переключателем 152 расположен, по существу, ниже шарнира 134.
Как показано на фиг. 3, вставка 130 продолжается, по существу, в направлении нижней части внешнего кожуха 125. Вставка ограничивает продолжающуюся вниз от отверстия 132, по существу, цилиндрическую трубку 132А, которая способна принимать и хранить электронную сигарету. Вставка дополнительно включает в себя еще две, по существу, цилиндрические трубки 131А, 131В, которые перекрываются друг с другом, продолжаясь вниз от отверстия 131 и имея поперечное сечение в виде восьмерки. Следует заметить, что нижние части трубок 132А, 131А и 131В могут быть закрыты самой вставкой 130 или могут оставаться открытыми, но упираться торцом в нижнюю часть внешнего кожуха 125, которая в этом случае закрывает нижние части трубок 132А, 131А и 131В для того, чтобы удерживать в них электронную сигарету (или другой элемент, такой как запасной картридж).
Следует заметить, что аккумулятор 151 является относительно большим, сравнимым по размеру, например, с отверстием 132 и связанной с ним трубкой 132А для приема электронной сигареты. Соответственно, аккумулятор 151 кассеты 100, как правило, имеют существенно большую электрическую емкость, чем аккумулятор, имеющийся в электронной сигарете, которая может размещаться в кассете. Это позволяет аккумулятору электронной сигареты подзаряжаться, как правило, несколько раз от аккумуляторного отсека 150 кассеты 100 без какого-либо дополнительного внешнего источника питания (например, подключения к сети). Это может быть очень удобным для пользователя, который может оказаться в таком месте или в такой ситуации, когда отсутствует возможность подключения к сети.
Для того чтобы обеспечивать подзарядку электронной сигареты, хранящейся в кассете 100, часть трубки 132А снабжена сосной с ней катушкой 170, которая формирует, по сути, воротник или муфту вокруг трубки 132А. Эта катушка используется для индукционной зарядки электронной сигареты, расположенной в трубке 132А. В качестве альтернативы, трубка 132А может быть снабжена соответствующим электрическим контактом у ее основания (или в другом месте), чтобы обеспечивать проводное питание для электронной сигареты (или ее части), вставленной в трубку 132А. Например, в некоторых вариантах выполнения корпус 20 электронной сигареты 10, как это показано на фиг. 1, может вставляться в трубку 132А для подзарядки через разъем 25В. В таком варианте выполнения трубка 132А может иметь уменьшенную длину, чтобы некоторая часть корпуса 20 выступала из верхней части трубки 132А, тем самым облегчая извлечение корпуса из трубки. В таком случае полностью собранная электронная сигарета может входить или не входить в трубку 132А (но это может быть исправлено путем увеличения пространства (глубины) под крышкой 140).
Вставка снабжена двумя печатными платами 135 и 160. Печатная плата 160 обеспечивает основную функцию управления кассетой, как это более подробно описано ниже, и крепится к трубкам 131А, 131В с помощью шпеньков, которые выступают наружу из стенок трубок 131А, 131В через соответствующие отверстия 162 в печатной плате 160, тем самым удерживая печатную плату в соответствующем положении по отношению к трубам 131А, 131В. В нижней части печатной платы 160 предусмотрен мини-USB (или микро-USB) разъем 164, доступ к которому осуществляется через соответствующее отверстие в нижней части кожуха 125 корпуса 120 кассеты. Этот USB разъем может использоваться для подключения внешнего источника питания к кассете 100 для подзарядки аккумулятора 151 (а также любой электронной сигареты, находящейся в канале 132A). USB разъем может также использоваться, если это необходимо, для соединения с электроникой электронной сигареты, например, для обновления программного обеспечения печатной платы 160 и/или выгрузки данных об использовании из печатной платы и т.д. Печатная плата 160 дополнительно снабжена набором физических и механических соединителей 161 для удержания и обеспечения работы светодиодного индикатора 128. В частности, печатная плата 160 управляет светодиодным индикатором 128, чтобы обеспечивать пользователю индикацию текущей степени заряженности кассеты 100, а также любой другой подходящей информации.
Другая печатная плата 135, связанная с вставкой, расположена на внешней стороне трубки 132А для подзарядки ближе к ее вершине, то есть ближе к отверстию или каналу 132 для приема электронной сигареты для подзарядки аккумулятора. Эта печатная плата 135 содержит по меньшей мере один светодиод, который используется для подсветки кольцевого светового элемента 133, как это более подробно описано ниже.
Следует иметь в виду, что конфигурация и устройство кассеты и вставки, показанные на фиг. 2 и 3, представлены в качестве примера, и специалисту в данной области техники известны многие возможные варианты выполнения, например, количество, расположение, размер и/или форма каналов 131, 132 может изменяться от одного варианта выполнения к другому, равно как и связанных с ними трубок 131А, 131В, 132А. Точно так же, подробности расположения, формы и размера аккумуляторного отсека 150, печатной платы 160, а также других компонентов, как правило, меняются от одного варианта выполнению к другому в зависимости от конкретных условий и требований любой заданной реализации.
На фиг. 4 показан фрагмент кассеты 100, иллюстрирующий работу крышки 140 при ее вращении вокруг шарнира 134 во время открывания и закрывания. В частности, на фиг. 4 показано сечение кассеты 100 в вертикальной плоскости в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Вставка 130 снабжена отклоняющим блоком, содержащим цилиндрическую пружину 182 и колпачок 183, на конце которого имеется выступающий сосок 184. По мере того как крышка 140 поворачивается, переходя из закрытого положения в открытое, показанное на фиг. 4, рычаг 142 крышки поворачивается против часовой стрелки вокруг шарнира (оси) 134. Такое вращение приводит к тому, что рычаг 142 упирается в колпачок 183, тем самым сжимая пружину 182, которая таким образом противодействует этой начальной стадии поворота крышки. Однако как только угол 144 рычага 142, находящийся дальше всего от шарнира 134, проходит мимо соска 184 на колпачке, дальнейшее вращение крышки в направлении открывания позволяет пружине 182 снова разжаться. Другими словами, пружина 182 поддерживает эту позднюю стадию поворота (которая продолжается до тех пор, пока рычаг 142 не достигнет механического упора, образованного верхним ободком или уступом 126 наружного кожуха 125). Такое двустадийное действие пружины 182 обеспечивается смещенным относительно отверстия крышки 140 отклоняющим механизмом, фактически переводящим крышку в одно из двух устойчивых положений: либо полностью открытое, либо полностью закрытое.
Вращательное перемещение рычага крышки 142 между открытым и закрытым положениями также приводит к механическому зацеплению рычага крышки 142 и переключателя 152, закрепленного на печатной плате. В частности, открывание и закрывание крышки активирует переключатель 152 в противоположных направлениях, позволяя тем самым системе управления кассеты использовать состояние переключателя 152 для определения, открыта или закрыта крышка кассеты.
Фиг. 5, 6 и 7 более подробно иллюстрируют кольцевой световой элемент 133 и его отношение к вставке 130 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 5 показан перспективный вид кольцевого светового элемента 133, установленного во вставку 130 (а также во внешний кожух 125); на фиг. 6 показан покомпонентный вид кольцевого светового элемент 133 и вставки 130 в разобранном виде; и на фиг. 7 показан вертикальный разрез кольцевого светового индикатора 133, установленного во вставку 130.
Кольцевой световой элемент 133 выполнен в форме трубки или муфты. Внутренняя поверхность этой трубки имеет форму цилиндра с круглым поперечным сечением и такие размеры, чтобы принять электронную сигарету для хранения и/или подзарядки. Внешняя поверхность трубки так же обычно представляет собой цилиндр с круглым поперечным сечением, но имеет два дополнительных отличительных признака. Первый признак - это закраина или ободок 137, направленная наружу в радиальном направлении в верхней части кольцевого светового элемента (при нормальной ориентации кассеты 100, когда крышка находится сверху, а электронная сигарета 10 вставлена внутрь через отверстие 132). Эта закраина опирается на соответствующий уступ, имеющийся в верхней части трубки 132А, соседнее отверстие 132 и закраина и уступ взаимодействуют для поддержания кольцевого светового индикатора в правильном положении в пределах трубки 132А, то есть таким образом, чтобы кольцевой свет элемент не провалился далее вниз в трубку 132А. Закраина также помогает обеспечить большую площадь излучения света, как это более подробно описано ниже.
Второй дополнительный признак - это ровная или плоская поверхность 138, которая в горизонтальной плоскости образует хорду по отношению к прочему круговому внешнему поперечному сечению кольцевого светового элемента. Эта ровная поверхность 138 помогает предотвратить вращение кольцевого светового элемента 133 внутри трубки 132А в азимутальном направлении вокруг оси трубки 132А (которая соосна с осью кольцевого светового элемента, а также с вставленной электронной сигаретой).
Ровная поверхность 138 расположена напротив и в непосредственной близи к печатной плате 135, которая оснащена по меньшей мере одним светодиодом. Как отмечено выше, этот светодиод используется для подсветки кольцевого светового элемента 133. Такая передача света от светодиода в кольцевой световой элемент 133 облегчается ровной поверхностью 138 кольцевого светового элемента 133, так как она обеспечивает расположение вблизи светодиода большей площади поверхности кольцевого светового индикатора 133. Передача света также облегчается прорезью или отверстием 138, вырезанным в стенке трубки 132А (см. фиг. 6). В частности, отверстие 138 позволяет светодиоду, расположенному на печатной плате 135, проникать внутрь через стенку трубки 132А и, следовательно, располагаться в непосредственной близи от кольцевого светового элемента 133.
Кольцевой световой элемент 133 выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала, который позволяет свету от светодиода распространяться по материалу кольцевого светового элемента. Этот свет может выходить через верхнюю часть кольцевого светового элемента и, следовательно, является видимым для пользователя. Следует иметь в виду, что закраина 137 помогает обеспечить большую площадь поверхности кольцевого светового элемента 133 для излучения света, тем самым улучшая его видимость для пользователя.
Кольцевой световой элемент обеспечивает индикацию пользователю степени заряженности электронной сигареты, вставленной в трубку 132А. В частности, печатная плата 135 управляет светодиодом таким образом, что он светится в зависимости от с различных заданных критериев, относящихся к степени заряженности электронной сигареты, тем самым обеспечивая пользователя прямой визуальной информацией относительно степени заряженности аккумулятора электронной сигареты.
На фиг. 8 показано схематическое изображение электрической/электронной схемы кассеты 100. Следует отметить, что эта схема, в первую очередь, касается управления работой, а не источником питания (так, например, на ней опущена прямая линия питания от аккумуляторного отсека 151 к переключателю/печатной плате). Также фиг. 8 выполнена исходя из предположения, что функция управления кассетой сконцентрирована на главной печатной плате 160, хотя некоторые элементы этой функции управления могут быть распределены или реализованы в зависимости от обстоятельств на печатной плате 154 или печатной плате 135.
Первичными входами управления в печатную плату 160 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения являются:
а) внешнее напряжение питания, подаваемое через USB разъем 164 (присутствует/отсутствует) (через USB разъем может также поступать дополнительная информация управления, например, для сброса любых данных об использовании, хранящихся на печатной плате 160, но это не имеет отношения к целям настоящего изобретения);
б) степень заряженности аккумулятора 151 кассеты. В таком случае печатная плата использует светодиодные индикаторы 128 кассеты для предоставления пользователю информации о степени заряженности аккумулятора кассеты;
в) открытое или закрытое положение крышки 140 кассеты по данным переключателя 152;
г) наличие электронной сигареты в трубке 132А (присутствует/отсутствует).
(Следует иметь в виду, что приведенный набор входов управления является только примером, и в других вариантах осуществления изобретения могут использоваться не все вышеупомянутые входы управления и/или могут иметься дополнительные входы управления).
Что касается пункта (г), присутствие или отсутствие электронной сигареты может изменяться только тогда, когда крышка открыта, что обнаруживается с помощью переключателя 152 (в противном случае электронная сигарета не может быть вставлена в или удалена из трубки 132А). Существуют различные способы определения такого изменения. Например, вставка электронной сигареты в кассету изменяет действующую индуктивность зарядной катушки 170 в силу взаимной индуктивности, возникающей из наличия соответствующей индуктивной зарядной катушки электронной сигареты, и такое изменение действующей индуктивности может быть обнаружено с помощью печатной платы 160 или другого датчика. В качестве альтернативы, если кассета использует проводное соединение для подзарядки, то сопротивление проводного соединения и/или ток через проводное соединение будет меняться при наличии контакта с электронной сигаретой. Еще одна возможность заключается в использовании какого-нибудь другого чувствительного или коммуникационного механизма, например механического, электрического или оптического, чтобы определять присутствие или отсутствие электронной сигареты в трубке 132А. Например, печатная плата 135 может воспринимать свет от светодиода 135, который отражается обратно к печатной плате 135, и количество такого отраженного света будет меняться в зависимости от того, присутствует или нет в трубке 135 электронная сигарета. В качестве другого примера, в нижней части трубки 132А может находиться механический переключатель, который активируется при нахождении электронной сигареты в трубке. Специалисту в данной области техники известны другие возможные механизмы обнаружения присутствия электронной сигареты в трубке 132А.
В печатную плату 160 также может быть введена информация о степени заряженности аккумулятора электронной сигареты. Такая информация может быть просто порцией двоичной информации о том, полностью или не полностью заряжен аккумулятор. В качестве альтернативы, печатная плата 160 может получать более подробную информацию о степени заряженности аккумулятора электронной сигареты, такую как приблизительный процент текущей степени заряженности. Здесь, как и подчеркивалось ранее, существуют различные способы обеспечения печатной платы 160 такой информацией (которая может потенциально отличаться от той, с помощью которой печатная плата определяет присутствие (или отсутствие) электронной сигареты в трубке 132А). Например, по мере того как аккумулятор электронной сигареты становится более заряженным, может увеличиваться эффективная нагрузка на цепь зарядки аккумуляторной батареи (проводную или беспроводную) в том смысле, что зарядка должна преодолеть противодействующее напряжение заряжаемого аккумулятора (которое обычно растет с увеличением степени заряженности). Такое увеличение эффективной нагрузки цепи зарядки аккумулятора можно контролировать, чтобы обеспечивать индикацию степени заряженности аккумулятора электронной сигареты. В качестве альтернативы, для проводного соединения между кассетой и электронной сигаретой напряжение аккумулятора электронной сигареты может прикладываться к конкретному контакту и, следовательно, доступно для непосредственного измерения кассетой. Другой возможный подход заключается в контроле уровня напряжения (и, следовательно, заряда) аккумулятора самой электронной сигаретой и последующей передаче этой информации в подзаряжающую ее кассету, например, по некоей линии передачи данных или линии управления при проводном соединении или по некоей беспроводной линии связи (например, Bluetooth) при беспроводной (например, индукционной) подзарядке.
Как упоминалось выше, кольцевой световой элемент 133 используется для обеспечения индикации пользователю степени заряженности электронной сигареты, вставленной в трубку 132А. Степень заряженности может свидетельствовать об одном или нескольких из нижеприведенных действий или состояний:
а) заряжает или не заряжает кассета в настоящее время аккумулятор электронной сигареты (через катушку 170 в варианте осуществления, показанном на фиг. 3);
б) заряжен ли аккумулятор электронной сигареты полностью или не полностью;
в) некая индикация степени заряженности аккумулятора электронной сигареты (индикация промежуточного состояния между полностью разряженным и полностью заряженным состояниями);
г) состояние неисправности или отключения, например, из-за обнаружения повышенной температуры кассеты или электронной сигареты.
(Следует понимать, что этот набор индикаторов приведен только в качестве примера, и в других вариантах осуществления изобретения могут использоваться не все вышеупомянутые индикаторы и/или могут использоваться дополнительные индикаторы).
Что касается пункта (г), кассета и/или электронная сигарета может быть снабжена одним или несколькими подходящими датчиками температуры, чтобы обнаруживать перегрев, и такой датчик(и) может выдавать дополнительный входной сигнал управления в печатную плату 160, чтобы просигнализировать, что кассета или электронная сигарета имеют температуру выше пороговой. Специалисту в данной области техники известны различные другие состояния неисправности, которые могут возникать (и индицироваться пользователю), например, обнаружение избыточного зарядного напряжения или тока, или невозможность определения присутствия или отсутствия электронная сигареты в трубке 132А, и т.д.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения печатная плата 160 управляет печатной платой 135 и связанным с ним светодиодом в соответствии с условиями зарядки, указанными в приведенной ниже таблице 1. В частности, центральный процессор 160 определяет переходы между различными состояниями на основе упомянутых выше входных сигналов управления, чтобы определять текущее состояние, и затем устанавливает режим работы индикатора в зависимости (т.е. в соответствии) от текущего состояния.
(Обратите внимание, что таблица 1 относится только к функциональным состояниям кассеты и электронной сигареты, она не включает в себя состояния неисправности, например перегрузку по току, такие состояния могут индицироваться или отображаться аналогичными режимами мигания, включения и выключения света и т.д., что и для функциональных состояний).
Кольцевой световой элемент 133 (вместе с печатной платой и светодиодом 135) обеспечивает пользователю индикацию степени заряженности электронной сигареты в трубке 132А. Если электронная сигарета в трубке 132А отсутствует, то свет (обеспечиваемый печатной платой/светодиодом 135 и кольцевым световым элементом) выключен. Однако если электронная сигарета присутствует и кассета подключена к внешнему источнику питания, например, через USB разъем 164, то световой индикатор имеет одно из двух состояний: (а) мигание или пульсирование (прерывистое включение), чтобы показать, что аккумулятор электронной сигареты заряжается; и (б) непрерывное свечение, свидетельствующее, что аккумулятор электронной сигареты полностью заряжен.
Если электронная сигарета присутствует, но кассета не подключена к внешнему источнику питания, то режим изменяется с учетом ограниченной энергии, имеющейся в аккумуляторе 151 кассеты. Если крышка открыта, то свет снова мигает или пульсирует, свидетельствуя, что аккумулятор электронной сигареты частично заряжен, или горит постоянно, свидетельствуя, что аккумулятор электронной сигареты полностью заряжен. Однако такой режим освещения (либо прерывистый, либо непрерывный) длится только в течение первого заданного интервала времени, например, в течение 10 секунд, после чего свет гаснет. Этот период продолжается достаточно долго, чтобы обеспечить четкую индикацию пользователя степени заряженности, но не достаточно долго, чтобы потребить значительную мощность от аккумулятора 151 кассеты. Если крышку закрывают во время свечения индикатора (опять же либо прерывистого, либо непрерывного), то свет гаснет в течение заданного периода времени, например, через 2 секунды. Например, если кассета подключена к сети питания (с уже закрытой крышкой), то индикатор светится, чтобы указывать состояние зарядки электронной сигареты в трубке 132А. Если теперь отключить кассету от сети питания, то этот световой сигнал гаснет.
Хотя это явно не указано в таблице 1, но если кассета не подключена к внешнему источнику питания, то аккумулятор 151 кассеты 100 может оказаться слишком разряженным, чтобы подзарядить частично разряженный аккумулятор электронной сигареты. В таком случае индикатор все же может светиться прерывисто, чтобы сигнализировать о частично заряженном состоянии электронной сигареты (даже если не происходит активной подзарядки аккумулятора). Однако если электронная сигарета полностью заряжена, то это может индицироваться непрерывным свечением, гаснущим при условии, указанном в таблице 1, в зависимости от того, открыта или закрыта крышка, по существу, если крышка закрыта, то гашение начинается немедленно, в то время как, если крышка открыта, то гашение задерживается до момента истечения первого заданного периода времени. Конечно, если аккумулятор 151 кассеты полностью удален, и нет подключения к внешнему источнику питания, то свет, обеспечиваемый печатной платой 135, обязательно выключается (потому что отсутствует питание). Такая ситуация, а именно разрядка аккумулятора кассеты, очевидна для пользователя, так как светодиоды 128 кассеты будут точно так же не светиться (выключены).
Вышеописанный порядок индикации позволяет пользователю быстро определять текущее состояние зарядки, в частности, находится ли электронная сигарета в настоящее время в процессе зарядки или полностью заряжена. Например, если кассета отключена от сети и крышка закрыта, световой элемент 133 будет выключен. Когда пользователь открывает кассету для доступа к электронной сигарете, световой элемент 133 подсвечивается в течение заданного периода времени, чтобы позволить пользователю оценить текущую степень заряженности электронной сигареты в трубке 132А.
Несмотря на то что относительно распространенной практикой для подзаряжаемых электронных устройств, таких как мобильные (сотовые) телефоны, является использование некоторого рода индикации состояния заряженности, в контексте электронной сигареты это является сложной задачей ввиду необходимости учета (среди прочего) следующих факторов:
- электронные сигареты являются относительно компактными устройствами (по сравнению, скажем, со смартфонами), следовательно, емкость их аккумуляторов в большей степени ограничена имеющимся физическим пространством, и, следовательно, они могут требовать более частой подзарядки;
- электронные сигареты являются устройствами относительно низкого уровня (опять же по сравнению, скажем, со смартфонами). Меньшие размеры и относительно низкий уровень электронной сигареты как устройства делают более трудной задачей для самой электронной сигареты обеспечение индикации состояния зарядки;
- кассеты, используемые для подзарядки электронной сигареты, сами по себе являются портативными электронными устройствами, и, следовательно, нуждаются в подзарядке. Таким образом, пользователь должен иметь возможность различать (I) состояние подзарядки электронной сигареты и (II) подзарядки кассеты;
- кассеты могут вмещать в себя несколько позиций, таких как электронная сигарета 10, которая должна быть подзаряжена, и картомайзер 30, который не должен подзаряжаться, при этом упомянутые позиции могут визуально казаться очень похожими, если они находятся в кассете (например, в отверстиях 132 и 131 соответственно).
Эти факторы рассматриваются в данном документе путем тщательного изучения относительной геометрии кассеты и электронной сигареты в процессе подзарядки. В частности, кольцевой световой элемент тесно ассоциируется с электронной сигаретой с точки зрения местоположения, обеспечивая четкую визуальную индикацию состояния зарядки электронной сигареты. Соответственно, пользователь может легко понять, что светодиоды 128 указывают на состояние зарядки кассеты 100, а не электронной сигареты.
Кроме того, кольцевой световой элемент может помочь пользователю различать позиции, расположенные в различных отверстиях кассеты. Например, если отверстие 132 используется для размещения электронной сигареты 10, а отверстие 131 используется для размещения картомайзера 30 (который при взгляде с торца может быть до некоторой степени похож на электронную сигарету), то подсвеченный кольцевой световой элемент 133 помогает пользователю идентифицировать электронную сигарету как устройство для использования.
Кроме того, некоторые варианты выполнения кассеты могут иметь два или более отверстий для приема электронной сигареты, при этом каждое отверстие обеспечивает электрическую подзарядку размещенной в нем электронной сигареты. В таком варианте выполнения кассеты каждое отверстие может быть снабжено кольцевым световым элементом, чтобы четко указывать степень заряженности электронной сигареты, которая находится в данном конкретном отверстии. В таком случае это может помочь пользователю различать, например, полностью заряженную электронную сигарету в одном отверстии от частично заряженной (или вообще не заряженной) электронной сигареты в другом отверстии.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предлагается кассета для хранения и подзарядки электронной сигареты, такая как показанная на фиг. 2 кассета 100. Упомянутая кассета содержит первую трубку, такую как трубка 132А, имеющую, по существу, цилиндрическую форму. Первая трубка имеет отверстие, такое как отверстие 132, ограниченное открытым концом первой трубки, для приема и хранения в ней электронной сигареты. Кроме того, кассета содержит устройство подзарядки, например, катушку 170 для подзарядки электронной сигареты, хранящейся в первой трубке. Кассета дополнительно содержит световой индикатор для индикации степени заряженности электронной сигареты, находящейся в первой трубке. Световой индикатор расположен на открытом конце упомянутой первой трубки рядом с отверстием для приема электронной сигареты в первую трубку.
Сама кассета может включать в себя подзаряжаемый аккумулятор, например, аккумулятор 151, а также связанный с ним световой индикатор, такой как светодиоды 128, предназначенный для индикации степени заряженности аккумулятора кассеты. В такой ситуации для пользователя удобно иметь возможность быстро отдельно оценить степени заряженности как кассеты, так и находящейся в кассете электронной сигареты. Расположение светового индикатора степени заряженности электронной сигареты на открытом конце первой трубки помогает пользователя понять, что этот индикатор указывает состояние заряженности именно электронной сигареты.
В кассете может использоваться любое подходящий механизм подзарядки электронной сигареты, например, беспроводная индукционная зарядка или проводное соединения между кассетой и электронной сигаретой, находящейся в упомянутой первой трубке. Одним из преимуществ беспроводной зарядки является то, что электронная сигарета может быть легко помещена в первую трубку без каких-либо дополнительных действий. Соответственно, первая трубка может быть легко использована не только для подзарядки электронной сигареты, но и для хранения электронной сигареты в кассете (даже в полностью заряженном состоянии) при переноске и т.д.
Если между кассетой и электронной сигаретой используется проводное соединение, то некоторая часть электронной сигареты может сниматься (отделяться) перед вводом электронной сигареты в первую трубку, чтобы обнажить в разъем. В этом случае в первую трубку может вставляться только часть электронной сигареты (включающая в себя разъем и требующей зарядки аккумулятор), которая, как правило, несколько короче полной длины электронной сигареты. Однако желательно, чтобы вставленная часть слегка выступала из первой трубки для облегчения ее извлечения, но также желательно, чтобы имелась возможность поместить внутрь трубки электронную сигарету полной длины (для переноски и т.д.). Существуют различные способы обеспечения такой возможности, например, удаление лишь небольшой части электронной сигареты для обнажения разъема; обеспечение дополнительного пространства под крышкой для компенсации разности длины электронной сигареты как с обнаженным разъемом, так и без обнажения разъема; и перестановка отделяемой для обнажения разъема части электронной сигареты на другой конец электронной сигареты (по аналогии с колпачком для некоторых шариковых ручек), тем самым по существу сохраняя неизменной общую длину электронной сигареты. В качестве альтернативы, кассета может снабжаться отдельным средством хранения отделяемой для обнажения разъема части электронной сигареты, таким образом позволяя носить электронную сигарету с собой в (частично) в разобранном виде.
Непосредственная близость между световым индикатором и отверстием первой трубки позволяет пользователю непосредственно визуально связывать их между собой, и, следовательно, сразу понимать, что световой индикатор степени заряженности относится к электронной сигарете, расположенной в первой трубе. Обратите внимание, что кассета может иметь две или более трубок для подзарядки электронной сигареты, и каждая такая трубка может быть снабжена позиционно связанным с ней световым индикатором, показывающим степень заряженности соответствующей электронной сигареты, находящейся в этой трубке.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения открытый конец первой трубки ограничивает окружность отверстия, и свет проходит по меньшей мере частично по окружности отверстия; в показанном на фиг. 2 варианте осуществления изобретения свет распространяется по всей окружности отверстия. Это гарантирует, что свет будет виден пользователю под любым углом просмотра кассеты, а также подчеркивает тесную ассоциацию светового индикатора и трубки, содержащей электронную сигарету.
Подсветка может обеспечиваться с помощью любой подходящей реализации, например, подсветка может обеспечиваться одним или несколькими светодиодами, которые могут располагаться на открытом конце указанной первой трубки. Альтернативное устройство типа показанного на фиг. 2 состоит из двух компонентов, а именно из компонента, излучающего свет (например, одного или нескольких светодиодов), и компонента, передающего свет, например, кольцевого светового элемента 133. Компонент, передающий свет, является прозрачным или полупрозрачным и действует в качестве световода для передачи света от компонента, излучающего свет, к открытому концу первой трубки, видимому для пользователя. В некоторых вариантах выполнения компонент, передающий свет, является полупрозрачным для создания более диффузного и однородного освещения (так что пользователь может и не знать, что компонент, передающий свет, сам по себе не излучает свет).
Последний приведенный вариант обеспечивает гибкость с точки зрения расположения компонентов в кассете, а также с точки зрения распределения видимого света относительно пользователя. Например, в показанной на фиг. 2 кассете светодиод может располагаться непосредственно на печатной плате 135, в то время как кольцевой световой элемент 133 может иметь такую форму, чтобы окружать отверстие 132. В отличие от этого, отверстие 132, непосредственно окруженное множеством светодиодов, как правило, было бы более сложным с точки зрения электропроводки и общего дизайна.
Несмотря на то, что показанный на фиг. 2 компонент, передающий свет, содержит одну трубку, специалисту в данной области техники известны многие другие возможные варианты его выполнения. Например, компонент, передающий свет, может содержать одно или несколько оптических волокон, которые могут использоваться для передачи света от компонента, излучающего свет, в желаемое место (места) вблизи открытого конца первой трубки.
В описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения световой индикатор имеет две основные настройки (кроме выключения) для индикации пользователю степени заряженности аккумулятора электронной сигареты, а именно непрерывное и периодическое включение, т.е. пульсирование или мигание с частотой, легко различимой пользователем, например, 2 Гц. Однако есть много других способов, с помощью которых свет может доводить информацию до пользователя. Например, частота пульсаций и/или рабочий цикл импульса могут меняться в зависимости от степени заряженности аккумулятора; цвет подсветки может меняться в зависимости степени заряженности аккумулятора; яркость подсветки может меняться в зависимости степени заряженности аккумулятора; уровень подсветки может меняться в зависимости степени заряженности аккумулятора. Следует иметь в виду, что в зависимости от обстоятельств для индикации широкого диапазона состояний могут использоваться два или более из упомянутых способов сигнализации.
В качестве примеров вышесказанного, световым индикатором можно управлять, чтобы обеспечивать зеленую подсветку для полностью заряженной электронной сигареты, янтарную подсветку для частично заряженной электронной сигареты и красную подсветку для электронной сигареты, которая имеет небольшой заряд или разряжена. Такое изменение цвета может быть достигнуто при наличии трех различных светодиодов разного цвета и включения светодиода, соответствующего желаемому цвету, или также одного светодиода переменного цвета, которым затем можно соответствующим образом управлять. Другим примером является возможность увеличения рабочего цикла пульсаций (т.е. части цикла импульса, в течение которой индикатор светится) пропорционально степени заряженности аккумулятора электронной сигареты, т.е. световой индикатор горит непрерывно (цикл импульса равен единице), когда батарея полностью заряжена. Еще одним примером может служить световой индикатор с несколькими сегментами, и количество подсвечиваемых сегментов увеличивается по мере увеличения степени заряженности аккумулятора электронной сигареты. Такой подход может быть реализован, например, при наличии нескольких светодиодов (скажем, четырех), один из которых подсвечивается степени заряженности выше 25%, два из которых подсвечивается при степени заряженности выше 50%, и т.д. Каждый светодиод может быть непосредственно видимым для пользователя, или может быть связан с соответствующим компонентом, передающим свет, таким как световод. Например, четыре световода могут быть оформлены в виде квадранта вокруг открытого конца первой трубки, так что степень заряженности аккумулятора электронной сигареты затем отображается в виде подсвечиваемой доли окружности открытого конца первой трубки.
Работа светового индикатора по обеспечению индикации степени заряженности аккумулятора электронной сигареты также должна учитывать ограниченную мощность, доступную от аккумулятора кассеты. Таким образом, хотя световой индикатор может обеспечивать постоянную индикацию степени заряженности, когда кассета подключена к внешнему источнику питания, например, через USB-линию 164, работа светового индикатора прекращается с целью экономии энергии аккумулятора 151, если такой источник питания в настоящий момент не подключен. Например, если кассету отключают от такого внешнего источника питания, и крышка закрыта, то подсветка (непрерывная или прерывистая) светового индикатора прекращается, например, подсветка может выключаться через короткий промежуток времени, равный приблизительно 2 секундам.
Кроме того, если крышка открыта при отключенном питании (или альтернативно, если внешнее питание отключают при открытой крышке), то подсветка (непрерывная или прерывистая) светового индикатора может быть начата (или поддерживаться) в течение заданного периода времени, прежде чем снова прекратиться, например, выключиться через относительно короткий промежуток времени (например, приблизительно через 2 секунды). Заданный период времени может быть выбран исходя из необходимости предоставления пользователю достаточного времени, чтобы увидеть подсветку и оценить степень заряженности электронной сигареты, и ограничения количества энергии, потребленной от аккумулятора кассеты. Заданный период времени, как правило, длиннее, чем короткий период времени, используемый для выключения подсветки, когда крышка закрыта, и может, например, лежать в диапазоне от 5 до 25 секунд, или от 5 до 15 секунд, или от 8 до 12 секунд. В конкретном примере, приведенном в вышеупомянутой Таблице 1, такой заданный период составляет 10 секунд.
Подводя итог вышесказанному, настоящее описание иллюстрирует различные варианты осуществления, в которых заявленное изобретение(я) может быть реализовано на практике. Приведенные в описании преимущества и отличительные признаки изобретения представляют собой исключительно репрезентативную выборку вариантов осуществления, и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они призваны облегчить понимание и ознакомить с заявленным изобретением(и). Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты изобретения не должны рассматриваться как ограничения изобретения в том виде, как оно определено в формуле изобретения, или как ограничения эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты осуществления изобретения и проводиться модификации, не выходящие за пределы объема прилагаемой формулы изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут соответственно содержать, состоять из или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, отличительных признаков, деталей, этапов, средств и т.д., отличающихся от конкретно описанных в данном документе. Описание может включать в себя другие изобретения, не заявляемые в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.