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CN111372481A - 具有光学识别的吸入器及其消耗品 - Google Patents

具有光学识别的吸入器及其消耗品 Download PDF

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CN111372481A
CN111372481A CN201880072197.6A CN201880072197A CN111372481A CN 111372481 A CN111372481 A CN 111372481A CN 201880072197 A CN201880072197 A CN 201880072197A CN 111372481 A CN111372481 A CN 111372481A
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CN
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temperature
inhaler
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CN201880072197.6A
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安德鲁·罗伯特·约翰·罗根
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Original Assignee
JT International SA
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Abstract

一种用于吸入器(2)的消耗品(32)，该吸入器包括加热系统(24)和光学读取器系统(80)。该消耗品包括包含关于该消耗品的信息的标记(68)。该标记在该消耗品已经暴露于超过温度阈值(7)的温度下之前提供授权信息，并且其中，该标记在其已经暴露于超过该温度阈值的温度下之后被改变。

Description

具有光学识别的吸入器及其消耗品
技术领域
本发明涉及具有光学识别能力的电子烟及其消耗品。
背景技术
近年来，电子烟已经得到普及。主要有两种类型：液体汽化器和经加热的烟草吸入器装置。经加热的烟草吸入器装置被称为“加热而不燃烧”的电子烟系统。烟草吸入器装置提供真实的烟草风味，烟草风味经常为用户所喜欢。它们的工作原理是加热包括气溶胶形成物质(比如甘油或丙二醇)的烟草材料，该气溶胶形成物质在加热期间会汽化并产生蒸气，该蒸气从烟草材料提取尼古丁和风味成分。烟草物质被加热到200℃与450℃之间，低于常规香烟的正常燃烧温度。吸入器装置典型地是手持式加热器装置，其被配置为接纳烟草杆件消耗品。
通常，用于经加热的烟草吸入器系统的消耗品仅被使用一次，之后应它们会被丢弃。重要的是要遵守消耗品的加热温度和加热曲线，以便确保烟支中的烟草不燃烧。如果消耗品被加热过度或第二次使用，则可能会释放出不期望的挥发性化合物。
发明内容
本发明的目的是确保吸烟消耗品的正确使用，以便输送期望的蒸气成分。
根据本发明的第一方面，其涉及一种用于吸入器的消耗品，该吸入器包括加热系统和光学读取器，该消耗品包括包含关于该消耗品的信息的标记，
其中，该标记在该消耗品已经暴露于超过温度阈值的温度下之前提供授权信息，并且其中，该标记在其已经暴露于超过该温度阈值的温度下之后被改变。
本发明基于以下认识：可以改变标记以提供不同组的信息，使得第一组信息使该消耗品被授权使用，而第二信息集使其可被拒绝。
根据示例性实施例，该标记包括第一标记和第二标记，该第一标记在该消耗品已经暴露于超过该温度阈值的温度下之前可由该光学读取器读取，并且该第二标记仅在该消耗品已经暴露于超过该温度阈值的温度之后才能由该光学读取器读取。
根据示例性实施例，该第二标记包括光学可读图案或代码。
根据示例性实施例，该第二标记与该第一标记部分重叠以便使信息畸变。通过使该第一标记和该第二标记重叠，可以针对使用过的消耗品故意触发拒绝错误消息。
根据示例性实施例，该第一标记和该第二标记被并排放置。该第一标记和该第二标记可以被放置在彼此相距1-10mm的距离内。
根据示例性实施例，该第二标记由热激活油墨形成，当暴露于超过该温度阈值的温度下时，该油墨从透明变为光学可读。
根据示例性实施例，该热激活油墨选自包括以下各项的组：氯化钠、抗坏血酸和蔗糖。
根据示例性实施例，该标记在其已经暴露于高于该温度阈值的温度下之前可由光学读取器读取，并且其中，该标记在该消耗品已经暴露于高于该温度阈值的温度下之后，至少部分地消失或部分地褪色。
根据示例性实施例，该标记包括热致变色油墨，该热致变色油墨在已经暴露于超过该温度阈值的温度下之后不可逆地变得透明。
根据示例性实施例，该标记在已经暴露于超过60℃的温度下之后变透明。
根据示例性实施例，该第二标记被印刷在与该第一标记相同的片材上。
根据示例性实施例，该第二标记被印刷在与该第一标记不同的片材上。
根据示例性实施例，该第二标记仅在已经暴露于超过60℃的温度下之后是可读的。在示例性实施例中，该第二标记永久性地标记该消耗品。
根据本发明的另一方面，其涉及一种用于经加热的烟支的吸入器，该吸入器包括吸嘴区段和供电区段，该吸嘴区段包括被配置为接纳消耗品的空腔，其中，该吸入器进一步包括光学读取器系统，该光学读取器系统被配置为读取位于该消耗品上的标记，并且其中，该光学读取器系统包括控制单元，该控制单元被配置为确定该消耗品是否已经暴露于超过温度阈值的温度下。
根据示例性实施例，该控制单元被进一步配置为读取第二标记。
根据示例性实施例，该光学读取器系统被配置为读取和识别第一组信息和第二组信息，该第一组信息授权该消耗品，而该第二组信息拒绝该消耗品。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，这些附图通过示例的方式图示了本发明的实施例，并且在附图中，相似的特征使用相同的附图标记来表示。
图1是根据本发明示例性实施例的吸入器的示意性透视图；
图2是根据本发明的示例性实施例的消耗品的分解视图；
图3a至图3c是根据本发明的示例性实施例的吸入器和消耗品的示意性截面视图；
图4a至图4d是根据本发明的各种实施例的消耗品的示意性透视图；
图5a是根据本发明的实施例的使用过的消耗品的示意性透视图；以及
图5b是图5a的消耗品的间隔件部分的示意性透视图。
具体实施方式
在本公开的上下文中，术语“消耗品”可以涉及经加热的烟支，但是也可以涉及被配置为被加热以便释放蒸气的其他类型的消耗品。其他类型的消耗品的示例可以包括包含烟草物质或任何其他合适的草本物质(例如是粉末或散叶的形式)的刚性或柔性囊体。吸入器优选地是电子烟的形式，其可以被配置为产生连续的气溶胶供应。
如本文中所使用的，术语“吸入器”或“设备”可以包括被配置为将气溶胶输送给用户的电子烟，气溶胶包括用于吸烟的气溶胶。用于吸烟的气溶胶可以是指颗粒大小为0.5-7微米的气溶胶。颗粒大小可以小于10或7微米。吸入器可以是便携式的。
参照附图、特别是图1和图3a至图3c，图示了根据本发明的吸入器2。吸入器2具有壳体4，并且包括吸嘴区段6、供电区段12和加热系统24。吸入器2被配置为接纳消耗品32，这些消耗品可以是烟支形式。消耗品32可以包括烟草部分34，该烟草部分由烟草基质和比如甘油或丙二醇等气溶胶形成物质制成。
供电区段12包括供电单元14、启动机构19、控制单元16和感测模块18。供电单元14可以例如包括电池，比如可充电锂电池。如果使用可充电电池，则吸入器2的壳体4可以设置有适于与外部电池充电器接合的插座。
如图3c所示，吸嘴区段6包括被配置为接纳消耗品32的空腔12。加热器系统24位于空腔12中，并且被配置为加热消耗品32的烟草部分34，使得气溶胶形成物质蒸发。加热系统24可以包括叶片或杆形式的加热元件。当消耗品32被引入到空腔12中时，叶片24被插入到消耗品32的烟草部分34中。然而，本发明的加热系统24不限于内部加热系统24，并且其他类型的加热系统24(比如外部感应加热系统)也是可能的。
吸嘴区段6可以包括固定部分8和可滑动部分10。可滑动部分10可以充当引导件，用于将消耗品32引入到空腔12中，以确保消耗品32被准确地定位并与叶片对准。
控制单元16被配置为启动吸入器2并控制加热系统24。控制单元16可以被配置为从感测模块18中接收用户输入和/或信息形式的数据。控制单元16可以由启动机构19触发。启动机构19可以是单个用户启动的按钮19、或能够实现多个启动机构的界面、以及可选地还有显示器的形式。
感测模块18可以包括气流传感器20，该气流传感器被配置为当用户从吸入器2吸气时检测气流。为了确保工作温度保持在“加热而不燃烧”温度范围内，感测模块18可以包括温度传感器22。温度传感器22可以被配置为感测温度并将所测量的温度传送到控制单元16。控制单元16从温度传感器22接收温度数据、将该数据与允许的温度范围进行比较、并相应地调节向加热系统24的供电。以此方式，控制单元16可以确保温度范围在期望的范围内，比如在200℃与450℃之间。控制单元16也可以包括定时器91，该定时器被配置为确保仅在一定时间量期间使用消耗品32。
现在参考图2，其图示了烟支形式的现有技术消耗品32的分解视图。消耗品32可以包括呈烟草部分34、吸嘴部分44、刚性部分58和位于烟草部分34与刚性部分58之间的间隔件部分52形式的多个杆状元件。
杆状元件通过接装纸48和插塞包裹物50组装并保持在一起。插塞包裹物50进一步增强了过滤器部分34与刚性部分58之间的稳定性。烟草部分34可以包括与气溶胶形成物质混合在一起的烟草基质。烟草部分34可以被成形为插塞并保持在烟草包裹物42形式的纸张内。
吸嘴部分44可以包括保持在过滤器包裹物51内的过滤器部分45。过滤器部分45可以例如包括比如醋酸纤维等常规过滤材料，并且过滤器包裹物51典型地由纸材料制成。
刚性部分58位于吸嘴部分44与烟草部分44之间。刚性部分58被配置为提供向烟草部分34的刚性延伸并增强来自烟草部分34和吸嘴部分44的气流。刚性部分58可以是瓦楞片材料，其被保持在纸张包裹物62内。形成穿过刚性部分58的纵向空气通道，其增强了通过消耗品32的气流。
间隔件部分52包括保持在过滤器包裹物56内的过滤器55。间隔件部分包括中央通道54，以便于促进和集中通过消耗品32的气流。中央通道54也可以被用作用于加热器(比如加热叶片26)的定位支撑件。
本发明的消耗品32可以设置有与图2所示的现有技术结构相似的结构。然而，如图4a所示，本发明的消耗品32进一步设置有标记68，该标记包含被配置为认证消耗品32的信息。在使用吸入器2时，认证的标记68启用吸入器2的加热系统24。相反，非认证的标记阻止加热系统24，并且优选地向用户触发错误消息。此外，标记68可以包括与产品有关的信息，比如品牌、制造日期、有效期等。标记68是光学可读的代码，并且可以例如是一维或二维条形码的形式。
图4a中的消耗品32处于未使用阶段，即其尚未暴露于超过温度阈值T的温度。在所示的示例中，只有第一标记68是可见的。温度阈值提供消耗品的标记68的改变。因此，当消耗品已经暴露于超过温度阈值T的温度时，消耗品32不再能够被认证。
如图4a中看到的，标记68包括关于消耗品32的一组第一信息I1。第一信息I1包含数据，以便识别消耗品32。因此，第一信息I1提供认证数据，以使吸入器2的控制单元16能够接受或拒绝消耗品32。标记68还可以提供与产品有关的信息，比如消耗品32的品牌、风味、制造日期/有效期。如果光学读取器已经判定未授权的标记I1，则它将向控制单元发送信号，这将阻止加热系统。吸入器装置2可以被配置为至少在消耗品32未授权的情况下向用户提供通知。吸入器2可以进一步包括显示器，该显示器被配置为显示从消耗品提取的信息。因此，吸入器2可以提供关于消耗品是否被授权的指示器。显示器还可以显示与产品有关的信息，比如保质期、风味等。替代地，吸入器2可以连接到独立的计算装置，比如手机或其他外部计算装置，该计算装置可以提供认证和与产品有关的信息。
温度阈值T被选择为在60℃与200℃之间的范围内。较低的温度范围是有利的，因为它们提供了来自标记68的更多反应性响应，并因此确保标记被改变。随着来自加热系统24的热量被传递到标记，温度阈值T被超过。
图4b至图4d中的消耗品32图示了消耗品32的各种实施例，消耗品已经暴露于高于阈值T的温度下。
标记68可以位于接装纸48或插塞包裹物上，并且可以是印刷图案。标记68可以在接装纸48上位于刚性部分58上。通过将标记68定位在刚性部分58上，标记不太容易被弄皱。
图4b至图4d图示了图4a的消耗品在其已经暴露于高于温度阈值T的温度下之后的不同实施例。如在图4b至图4d中看到的，标记68被配置为在其暴露于高于温度阈值T的温度下之后被改变。
如图4b和图4c所示，标记68在其已经暴露于高于温度阈值T的温度之后被改变，以包括第一标记68a和第二标记68b。第一标记68a可以对应于在消耗品32已经暴露于温度阈值T下之前可见的标记。第二标记68b可以是附加可读标记，比如第二可读代码68b，其包含已经被使用过的信息。第二标记68b可以叠加在或至少部分地叠加在第一标记68a上，以使关于第一标记68的信息畸变并使其不可读。向用户提供清晰指示形式的第二标记可能是有利的，比如书面消息说明“使用过”或用于传送消耗品应该被丢弃且不适合进一步使用的合适符号。替代地，如图4c所示，第二标记68b可以包含第二组信息I2，该第二组信息不向光学读取器80给出读取错误，而是提供指示消耗品32已经被使用过的可读信息。
第二标记68b可以被热激活。在有利的实施例中，第二标记是热激活油墨，该热激活油墨在其已经暴露于高于温度阈值T的温度之后出现。
替代地，如图4d所示，标记68可以在暴露于高于温度阈值T的温度之后被改变，使得标记68消失或褪色。类似于图4a所示的实施例，标记68被配置为在消耗品32已经暴露于超过温度阈值T的温度之前提供消耗品的认证信息。然而，如在图4d中看到的，标记68在其已经暴露于高于温度阈值T的温度之后消失或部分褪色。标记68由热敏组合物形成，该热敏组合物在被加热到温度阈值T以上时消失。
优选地，用作不可见油墨的化学品是稳定的，并且在消耗品受潮时不会变质。在暴露于热量下之后出现的热激活油墨的示例是(普通食盐)、抗坏血酸、蔗糖(更多)。此外，包含锌的组合物可以被用作油墨或者用于使接装纸48具有热敏性，并且在暴露于热量下时易于变色。
热敏组合物可以包括热致变色油墨，当施加热量时该热致变色油墨不可逆地变成透明。不可逆油墨的示例是包括1',3'-二氢-1-(3-氟苄基)-3',3'-二甲基-6-硝基螺{2H-1-苯并吡喃-2,2'-(2H)-吲哚}结合比如4-甲基苯乙酮等变色剂的配方。螺吡喃、聚丁二炔也可以被使用，并且具有在温度改变时变色或变透明的能力。
合适的热致变色油墨的其他示例在文件US 2010/0329950、EP 2128610和US20140037362中进行了进一步描述，其内容通过援引并入本文。具体地，这些文件中的不可逆热致变色油墨是相关的，并且可以被用在本发明中。
再次参考图3a至图3c，本发明的吸入器2包括光学读取器80，该光学读取器包括图像传感器，该图像传感器被配置为读取消耗品32上的标记68。图像传感器包括光源和图像检测器。光学读取器80被连接到控制单元16，该控制单元被配置为从标记68读取信息并将该信息与存储在存储单元90中的一组授权信息进行比较。存储单元90可以提供补偿以允许在读取的信息与授权的信息之间的偏差。通过允许小偏差，可以避免由于标记损坏或接装纸48褶皱造成的误拒绝。
标记68可以被定位在消耗品32的刚性部分58上。通过将标记68定位在刚性部分58上，弄皱条形码的风险较小。如在图3c中看到的，光学读取器80可以被定位在可滑动部分10上的对应位置处，并且被定位在消耗品32的刚性部分58上。通过将标记68定位在刚性部分58上，可以为标记68提供更稳定的支撑，其中，可以改善标记68的耐用性。在这个实施例中，光学读取器80位于空腔开口11附近。靠近空腔开口11的位置也是有利的，因为在这个位置上烟雾和蒸气的量比更靠近发生气溶胶汽化的加热器24的位置更少。
替代地，如图3b所示，光学读取器80可以位于吸嘴区段6的固定部分8上。这个位置对应于消耗品32位于间隔件部分52上的位置。在间隔件部分52上的位置更靠近加热系统24，并且更暴露于蒸气和烟雾下。为了保护光学读取器80，可滑动部分可以包括在标记68的位置处的窗口13或开口13。
窗口13至少部分地围绕可滑动部分10的圆周。通过部分地围绕可滑动部分10，光学读取器80能够读取消耗品标记68上的标记，而与消耗品32在可滑动部分10内的角度位置无关。标记68可以是围绕消耗品32的圆周重复的图案，使得光学读取器能够读取标记，而与消耗品在空腔12中的取向无关。
图5a和5b图示了本发明的消耗品32的另一个示例性实施例。图5a的消耗品32设置有标记68。第一标记68包括识别信息，以便授权在吸入器2中使用消耗品32。消耗品32可以被配置为如图4所示。间隔件部分52类似于图2中的实施例，但是不同之处在于，间隔件52设置有至少一个周向孔口55。周向孔口55被配置为转移从烟草部分34释放的烟雾或物质，以便在接装纸处产生污渍。周向孔口55可以连接到间隔件52的中央通道54。周向孔口55被定位为将烟雾的一部分转移到与标记68相邻或至少部分地干涉该标记的位置。因此，烟雾将相对于标记68产生故意的污渍，并向读取器提供信息或使代码无法读取。
在另一个未示出的实施例中，消耗品32可以在接装纸中设置有弱化部，使得当消耗品暴露于热量时纸被弄脏。
技术人员将意识到，本发明决不限于所描述的示例性实施例。在互不相同的从属权利要求中引用某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。此外，表述“包括”不排除其他元件或步骤。其他非限制性表达包括“一(a或an)”不排除多个，并且单个单元可以满足几种手段的功能。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。最后，尽管在附图和前述描述中已经详细地说明了本发明，但是这种说明和描述被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所披露的实施例。

Claims (14)

1.一种用于吸入器(2)的消耗品(32)，该吸入器包括加热系统(24)和光学读取器(80)，该消耗品(32)包括包含关于该消耗品(32)的信息的标记(68)，
其中，该标记(68)在该消耗品(32)已经暴露于超过温度阈值(T)的温度下之前提供授权信息，并且其中，该标记(68)在其已经暴露于超过该温度阈值(T)的温度下之后被改变，其中，该标记(68)包括第一标记(68a)，该第一标记在该消耗品(32)已经暴露于超过该温度阈值(T)的温度下之前可由该光学读取器(80)读取，并且
其中，该标记(68)包括第二标记(68b)，该第二标记仅在该消耗品(32)已经暴露于超过该温度阈值(T)的温度下之后才能由该光学读取器(80)读取。
2.根据权利要求1所述的消耗品(32)，其中，该第二标记(68b)包括光学可读图案或代码。
3.根据权利要求1或2所述的消耗品(32)，其中，该第二标记(68b)与该第一标记(68a)部分重叠，以便使该信息畸变。
4.根据权利要求1或2所述的消耗品(32)，其中，该第一标记(68a)和该第二标记(68b)被并排放置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的消耗品(32)，其中，该第二标记(68b)由热激活油墨形成，该热激活油墨当暴露于超过该温度阈值(T)的温度下时从透明变为光学可读。
6.根据权利要求5所述的消耗品(32)，其中，该热激活油墨选自包括以下各项的组：氯化钠、抗坏血酸和蔗糖。
7.根据权利要求1所述的消耗品(32)，其中，该标记(68)在其已经暴露于高于该温度阈值(T)的温度下之前可由光学读取器(80)读取，并且其中，该标记(68)在该消耗品已经暴露于高于该温度阈值(T)的温度下之后，至少部分地消失或部分地褪色。
8.根据权利要求7所述的消耗品(32)，其中，该标记(68)包括热致变色油墨，该热致变色油墨在已经暴露于超过该温度阈值(T)的温度下之后不可逆地变得透明。
9.根据权利要求8所述的消耗品(32)，其中，该标记(68)在已经暴露于超过60℃的温度下之后变得透明。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的消耗品(32)，其中，该第一标记(68a)被印刷在片材上，并且该第二标记(68b)被印刷在与该第一标记(68a)相同的片材上。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的消耗品(32)，其中，该第一标记(68a)被印刷在片材上，其中，该第二标记(68b)被印刷在与该第一标记(68a)不同的片材上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的消耗品(32)，其中，该第二标记(68b)仅在已经暴露于超过60℃的温度下之后是可读的。
13.一种用于经加热的烟支的吸入器(2)，该吸入器包括吸嘴区段(6)和供电区段(12)，该吸嘴区段包括被配置为接纳消耗品(32)的空腔(12)，其中，该吸入器(2)进一步包括光学读取器系统(80)，该光学读取器系统被配置为读取位于该消耗品(32)上的标记(68)，并且其中，该光学读取器系统(80)包括控制单元(16)，该控制单元被配置为确定该消耗品(32)是否已经暴露于超过温度阈值(T)的温度下。
14.根据权利要求13所述的吸入器(2)，其中，该控制单元(16)被进一步配置为读取第二标记。
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