JP6924154B2 - 電気的なエアロゾル発生システム - Google Patents

Description

本発明は、電気的に動作する喫煙システムなどの電気的に動作するエアロゾル発生システムに関し、具体的には電気的に動作するエアロゾル発生システムのためのユーザーインターフェースに関する。

いくつかの異なる種類の電気的に動作する喫煙システムがある。電気的に動作する喫煙システムは、一般に手持ち式システムであるが、様々な形状およびサイズがある。一部のものは、液体を加熱して風味付けしたエアロゾルを形成し、また他のものは、例えば、たばこ含有プラグまたは容器に入っていない葉たばこを加熱してエアロゾルを形成する。ところが、ほとんどの現在の入手可能な電気的に動作する喫煙システムは、単純なオン／オフ機能性を持っている。例えば、システムをオンに切り替えるためにボタンが押された時、加熱プロセスを開始するようにヒーターがオンになる、または気流センサーが起動されてユーザーがシステムを吸煙するのを検出できるようになり、ユーザーの吸煙が検出された時にヒーターまたは他のエアロゾル発生構成要素が起動される。

これらの配置の例は実施するのが単純かつ比較的安価である可能性がある一方で、ユーザーにとって魅力的であるかまたはシステムの動作に対してより大きい順応性またはセキュリティを提供することができる代替的なユーザーインターフェースを提供することが望ましいことになる。

本発明の第一の態様では、
電源と、電源に接続されるコントローラと、コントローラに接続されるエアロゾル発生要素と、を備え、
第一のセンサーは、コントローラに接続され、かつ第一のユーザー入力行為に応答して第一の信号をコントローラに提供するように構成され、コントローラは、オフ状態から準備完了状態へと切り替えるように第一の信号に応答し、準備完了状態においてコントローラはエアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を阻止するが、第二の信号をコントローラに提供する第二のユーザー入力行為に応答し、
コントローラが第二の信号を保存されたデータと比較するように、および第二の信号が保存されたデータと一致する場合、準備完了状態からオン状態へと切り替えるように構成され、オン状態においてコントローラが第三のユーザー入力行為に応答して、コントローラがエアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を起動するアクティブ状態へと切り替えられる、エアロゾル発生システムが提供される。

エアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能は、電力を電源からエアロゾル発生要素へ供給することであってもよい。このようにして、システムによるエアロゾルの生成は、ユーザーが第二のユーザー入力行為により認証され、これに続く第三のユーザー入力行為が実施されるまで防止される。認可されていないユーザーは、エアロゾルを生成するためのシステムの動作を阻止される。またこのシステムは、単純なオンまたはオフの状態を超えた異なる機能的な状態を持つ。

代替的にまたは追加的に、エアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能は、使用の統計などの保存された情報に対するアクセスを提供すること、またはユーザーがシステムに対する動作上の好みを構成できるようにするユーザーインターフェースに対するアクセスを提供することであってもよい。

保存されたデータはユーザーによって構成可能であってもよい。セットアップ動作中、ユーザーは、指紋、パスコード、声紋、または一連の動きもしくは身ぶりの形態での保存されたデータを形成するデータを提供してもよい。このようにして、システムは、ユーザーが構成可能な認証ステップを可能にする。

システムは、コントローラに接続された第二のセンサーを備えてもよく、第二のセンサーは第二のユーザー行為に応答して第二の信号をコントローラに提供する。

第一のセンサーは、例えば、加速度計、気流センサー、ジャイロスコープ、またはマイクロフォンであってもよい。これらのセンサーは、機械的ボタンの必要なしにシステムを準備完了状態へと切り替える能力を提供する。これは、審美的、人間工学的、および信頼性の理由で、ならびに製造の簡単のために有利である。第一のセンサーは、ボタンなどの機械的インターフェースであってもよい。

第二のセンサーは、マイクロフォン、指紋センサー、気流センサー、加速度計、またはジャイロスコープであってもよい。第二のセンサーは、タッチスクリーンまたはキーパッドを備えてもよい。この場合もやはり、一部の例では機械的ボタンがないことが有利である。

第一のユーザー入力行為は、一連のユーザー行為を含んでもよい。例えば、第一のセンサーが加速度計である場合、第一のユーザー入力行為は、一連のシステムの振盪であってもよい。システムの状態を切り替えるために一連のユーザー行為を必要とすることによって、偶発的な切り替えを著しく減少させることができる。

システムは、コントローラに接続された第一のインジケータをさらに備え、システムが準備完了状態である時にコントローラはインジケータを起動するように構成される。第一のインジケータは、第二のセンサーの位置を表示してもよい。例えば、第二のセンサーがタッチによって起動されるセンサーまたは指紋スキャナーである場合、これは有用である。

システムは、コントローラに接続された第二のインジケータを備えてもよく、コントローラはシステムがオン状態である時に第二のインジケータを起動するように構成される。あるいは、第一のインジケータは、準備完了状態に対して提供するものとは異なる表示をオン状態に対して提供することによって、システムがいつオン状態になっているのかを表示するために使用されてもよい。

システムは、オフ状態、準備完了状態、オン状態、およびアクティブ状態の各々で、異なる外観を持つように構成されてもよい。例えば、状態の各々で異なる色のＬＥＤが起動されてもよい。

システムは、コントローラに接続された第三のセンサーを備えてもよく、第三のセンサーは、第三のユーザー入力行為に応答してコントローラに第三の入力信号を提供し、コントローラは、第三の入力信号に応答してエアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を起動するように構成される。

第三のセンサーは、静電容量タッチセンサーまたは気流センサーであってもよい。例えば、エアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能は、エアロゾルを発生するために電力を電源からエアロゾル発生要素へ供給することであってもよい。第三のセンサーは、システムのマウスピース内の静電容量センサーであってもよく、ユーザーが自分の口をマウスピースに置いていることを感知してもよい。第三のセンサーは、ユーザーがシステムを吸煙していることを示す、システム中の空気経路を通る気流を感知するように構成される気流センサーであってもよい。第三のセンサーは、タッチスクリーン、もしくはキーパッドであってもよく、または外部装置のシステムへの接続を検出するように構成された電気的なセンサーであってもよい。

システムは、ユーザーデータを保存するための不揮発性メモリーを備えてもよい。メモリーは、複数の異なるユーザーまたはユーザープロファイルと関連付けられた複数のユーザーデータセットを保存してもよい。コントローラは、第二の信号をユーザーデータセットと比較するように、および第二の信号がデータセットのうちの１つと一致する場合にのみ、システムを準備完了状態からオン状態へと切り替えるように構成されてもよい。オン状態は、システムの動作中に特定のユーザーの設定が使用されるように、第二の信号に一致するユーザーデータセットに対して特定であってもよい。

異なるユーザーは、システムの異なる機能を使用することを許可されてもよい。例えば、二次的なユーザーは、エアロゾルを生成するためにシステムを使用することを許可されてもよい。しかし、登録された所有者などの主たるユーザーが、保存された利用データへのアクセス、またはシステム設定を変更することが許可された唯一のユーザーであってもよい。システム中に異なるユーザーデータセットを保存することによって、システムの異なる機能にアクセスできるように異なるユーザーが認証されてもよい。

コントローラは、第二のユーザー入力行為が第一の期間内に実施されない場合、システムを準備完了状態からオフ状態へと切り替えるように構成されてもよい。同様に、コントローラは、第三のユーザー入力行為が第二の期間内に実施されなかった場合、システムをオン状態からオフ状態へと切り替えるように構成されてもよい。また、コントローラは、第三のユーザー入力行為が停止した場合、システムをアクティブ状態からオン状態へと切り替えるように構成されてもよい。

システムはマウスピースを備えることが好ましい。本明細書で使用される場合、「マウスピース」という用語は、エアロゾル発生システムによって発生したエアロゾルを直接吸い込むためにユーザーの口の中へと入れられるエアロゾル発生システムの一部分を意味することが好ましい。

エアロゾル発生システムは、使用時に一緒に組み立てられた異なる部品を備えてもよい。例えば、システムの本体はコントローラおよび電源を備えてもよく、また消耗品である部分はエアロゾル発生要素を備えてもよい。あるいは、システムの本体は、コントローラおよび電源を備えてもよく、エアロゾル発生要素、および消耗品である部分はエアロゾル形成基体の供給を備えてもよい。マウスピースはシステムの本体の一部または消耗品である部分の一部を形成してもよい。

エアロゾル形成要素は、システム内に保持されたエアロゾル形成基体を加熱するように構成されたヒーターであってもよい。エアロゾル形成要素は、圧電変換器であってもよい。

ヒーターは、少なくとも１つの発熱体を備えてもよい。別の方法として、ヒーターは、２つ以上の発熱体、例えば２つ、または３つ、または４つ、または５つ、または６つ、またはそれ以上の発熱体を含んでもよい。発熱体（単一または複数）は、最も効果的にエアロゾル形成基体を加熱するように適切に配設されてもよい。

少なくとも１つの電気発熱体は、電気抵抗性の材料を含むことが好ましい。適切な電気抵抗性の材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金およびセラミック材料および金属材料でできた複合材料が挙げられるが、これに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープシリコン炭化物が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。適切な合金の例としては、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル−、コバルト−、クロミウム−、アルミニウム−チタン−ジルコニウム−、ハフニウム−、ニオビウム−、モリブデン−、タンタル−、タングステン−、スズ−、ガリウム−、マンガン−、および鉄を含有する合金、ならびにニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、鉄−アルミニウム系合金、および鉄−マンガン−アルミニウム系合金が挙げられる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（１９９９ Ｂｒｏａｄｗａｙ Ｓｕｉｔｅ ４３００，Ｄｅｎｖｅｒ，Ｃｏｌｏｒａｄｏ）の登録商標である。複合材料では、電気抵抗性の材料は、必要なエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的性質に応じて、随意に断熱材料へ埋込、封入、または塗布されてもよく、あるいはその逆であってもよい。発熱体は、２層の不活性材料の間で絶縁された、金属製でエッチング加工が施された箔を含んでもよい。その場合、不活性材料はＫａｐｔｏｎ（登録商標）、全層ポリイミドまたはマイカ箔を含んでもよい。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（１００７ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ １９８９８、Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）の登録商標である。

少なくとも１つの電気発熱体は赤外線発熱体、光子供給源、または誘導発熱体を備えてもよい。

少なくとも１つの電気発熱体は任意の適切な形態をとってもよい。例えば、少なくとも１つの電気発熱体は加熱用ブレードの形態をとってもよい。少なくとも１つの電気発熱体は、異なる導電性部分または電気抵抗性の金属チューブを持つケーシングまたは基体の形態をとってもよい。エアロゾル形成基体が容器内に提供されている液体である場合、容器は使い捨ての発熱体を組み込んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体の中心を貫通する１つ以上の加熱用の針またはロッドが使用されてもよい。少なくとも１つの電気発熱体は、ディスク型の（端部の）発熱体、またはディスク型の発熱体と加熱用の針またはロッドを組み合わせたものであってもよい。少なくとも１つの電気発熱体は、エアロゾル形成基体を囲むかまたは部分的に囲むように配設された柔軟な材料シートを備えてもよい。その他の可能性としては、加熱用のワイヤーまたはフィラメント、例えばＮｉ−Ｃｒ、白金、タングステンまたは合金製のワイヤーまたは加熱プレートが挙げられる。随意に、発熱体は堅い担体材料内またはその上に付着されてもよい。

少なくとも１つの電気発熱体は、熱を吸収および保存して、その後ある期間にわたりエアロゾル形成基体に熱を放出する能力を持つ材料を含む、ヒートシンクまたは蓄熱体を含んでもよい。ヒートシンクは、適切な金属またはセラミック材料など、任意の適切な材料で形成されてもよい。材料は高い熱容量（顕熱保存材料）を持つか、または熱を吸収し、その後で可逆的なプロセス（高温相変化など）を経て放出する能力を持つ材料であることが好ましい。適切な蓄熱材料としては、シリカゲル、アルミナ、炭素、ガラスマット、ガラス繊維、鉱物、金属または合金（アルミニウム、銀または鉛）、およびセルロース系材料（紙など）が挙げられる。可逆的な相変化により熱を放出するその他の材料としては、パラフィン、酢酸ナトリウム、ナフタリン、ろう、ポリエチレンオキシド、金属、金属塩、共晶塩の混合物または合金が挙げられる。

ヒートシンクまたは蓄熱体は、エアロゾル形成基体と直接的に接触し、かつ保存した熱を基体に直接的に伝達できるように配設されてもよい。ヒートシンクまたは蓄熱体に保存された熱は、金属チューブなどの熱導体の手段によってエアロゾル形成基体に伝達されてもよい。

少なくとも１つの発熱体は伝導によりエアロゾル形成基体を加熱してもよい。発熱体は基体と、または基体が付着している担体と、少なくとも部分的に接触してもよい。発熱体からの熱は熱伝導性要素によって基体に伝導してもよい。
少なくとも１つの発熱体は、使用中に電気加熱式のエアロゾル発生システムを通して引き出された、入ってくる周囲空気に熱を伝達してもよく、これが次に対流によってエアロゾル形成基体を加熱する。周囲空気はエアロゾル形成基体を通過する前に加熱されてもよい。エアロゾル形成基体が液体基体である場合、周囲空気はまず基体を通して引き出され、その後加熱されてもよい。

エアロゾル形成基体は固体のエアロゾル形成基体であってもよい。エアロゾル形成基体は、加熱に伴い基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含む、たばこ含有材料を含むことが好ましい。エアロゾル形成基体は非たばこ材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、たばこ含有材料および非たばこ含有材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、さらにエアロゾル形成体を含むことが好ましい。適切なエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。

エアロゾル形成基体は液体エアロゾル形成基体でもよい。電気加熱式エアロゾル発生システムはさらに液体貯蔵部分を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、液体貯蔵部分内に貯蔵されることが好ましい。電気加熱式のエアロゾル発生システムはさらに、液体貯蔵部分と連通する毛細管芯を備えてもよい。液体を保持するための毛細管芯は、液体貯蔵部分なしに提供されることも可能である。その場合には、毛細管芯には予め液体が装填されていてもよい。

液体貯蔵部分内の液体と接触するように毛細管芯を配設することが好ましい。その場合、使用時に、液体は毛細管芯内での毛細管作用によって、液体貯蔵部分から少なくとも１つの電気発熱体に向かって移動される。一実施形態では、毛細管芯は液体貯蔵部分の中へと延びる。発熱体が活性化されると、毛細管芯内の液体が発熱体によって気化され、過飽和蒸気を形成する。過飽和蒸気は気流と混合され、気流中で運ばれる。流れる間に、蒸気は凝縮されてエアロゾルを形成し、エアロゾルはユーザーの口に向かって運ばれる。毛細管芯と組み合わせた発熱体は、素早い反応を提供する場合がある。これはその配設が、発熱体に液体の広い表面積を提供する場合があるためである。したがって本発明による発熱体の制御は、毛細管芯またはその他の加熱用の配置の構造に依存する場合がある。

液体基体は、適切な任意の吸収性のプラグまたは本体、例えば、発泡性の金属またはプラスチック材料、ポリプロピレン、テリレン、ナイロン繊維またはセラミックで作成されてもよい多孔性担体材料に吸収されてもよい。液体基体は、電気加熱式のエアロゾル発生システムを使用する前に多孔性担体材料内に保持されてもよい。または液体基体材料は使用中に、もしくは使用の直前に多孔性の担体材料の中へと放出されてもよい。

エアロゾル形成基体が液体基体である場合、液体は物理的特性を持つ。エアロゾル発生システム内での使用に適切なものとするために、これらには、例えば、沸点、蒸気圧、および表面張力の特性が含まれる。少なくとも１つの電気発熱体の制御は、沸点、蒸気圧、および表面張力など、液体基体の物理的特性に依存する場合がある。液体は、加熱されると液体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含む、たばこ含有材料を含むことが好ましい。代替的にまたは追加的に、液体は非たばこ材料を含んでもよい。液体は水、溶媒、エタノール、植物エキス、および天然または人工の風味を含んでもよい。液体はさらにエアロゾル形成体を含むことが好ましい。適切なエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。

液体貯蔵部分を提供することの利点は、高いレベルの衛生状態が維持できることである。液体と電気発熱体との間に延びる毛細管芯を使用することで、システムの構造を比較的単純にすることができる。液体は、液体が毛細管作用によって毛細管芯を通して運ばれるようにする粘性および表面張力を含む物理的特性を持つ。液体貯蔵部分は、容器であることが好ましい。液体貯蔵部分は、再充填できなくてもよい。したがって、液体貯蔵部分内の液体が使い尽くされた時、エアロゾル発生システムは交換される。液体貯蔵部分は、再充填可能であってもよい。その場合、エアロゾル発生システムは、液体貯蔵部分の一定の回数の再充填の後で交換されてもよい。液体貯蔵部分は、所定の吸煙回数のための液体を保持するよう配設されることが好ましい。

毛細管芯は繊維質または海綿状の構造を有してもよい。毛細管芯は一束の毛細管を含むことが好ましい。例えば、毛細管芯は複数の繊維もしくは糸、またはその他の微細チューブを含んでもよい。繊維または糸は概してエアロゾル発生システムの長軸方向に整列されてもよい。毛細管芯はロッド形状に形成された海綿体様または発泡体様の材料を含んでもよい。ロッド形状はエアロゾル発生システムの長軸方向に沿って延びてもよい。芯の構造は複数の小さな穴またはチューブを形成し、それを通して液体が毛細管作用によって電気発熱体に移動できる。毛細管芯は適切な任意の材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料の例には、繊維または焼結粉末の形態のセラミックまたはグラファイトをベースにした材料がある。毛細管芯は、密度、粘性、表面張力、および蒸気圧などの異なる液体物理特性を用いて使用されるような、適切な任意の毛細管現象および多孔性を有してもよい。芯の毛細管の性質は、液体の性質と相まって、加熱領域内で芯が常に湿っていることを確実にする。

エアロゾル形成基体は、その他の任意の種類の基体（例えば、ガス基体）、または様々な基体タイプの任意の組み合わせであってもよい。動作中、基体は、電気加熱式のエアロゾル発生システムの中に完全に収容されてもよい。その場合に、ユーザーは、電気加熱式のエアロゾル発生システムのマウスピースで喫煙してもよい。動作中、基体は、電気加熱式のエアロゾル発生システムの中に部分的に収容されてもよい。その場合に、基体は別個の物品の部分を形成してもよく、またユーザーは別個の物品を直接吸煙してもよい。

電気的に動作するエアロゾル発生システムは、エアロゾルがそこで過飽和蒸気から形成されるエアロゾル形成チャンバーを備えてもよく、次にエアロゾルはユーザーの口の中へと運ばれる。空気吸込み口、空気出口およびチャンバーは、エアロゾルを空気出口に運び、ユーザーの口の中へと入れるように、空気吸込み口からエアロゾル形成チャンバーを経由して空気出口への気流の経路を画定するように配設されることが好ましい。

第一のセンサーはハウジングの中に位置付けられてもよい。第二のセンサーおよび第三のセンサーもハウジングの中に位置付けられてもよい。有利なことに、ハウジングは可動部品を備えていない。

ハウジングは細長くてもよい。ハウジングは適切な任意の材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはそれらの材料のうちの１つ以上を含有する複合材料、または、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリエチレンなど、食品または医薬品の用途に適切な熱可塑性樹脂が挙げられる。材料は軽量であり、脆くないことが好ましい。ハウジングは、タッチセンター、スクリーン、または指紋センサーを組み込んでもよい。

電源は、ハウジングの本体の中の電池（充電式リチウムイオン電池など）であってもよい。代替として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は、再充電を必要とする場合があり、また１回以上の喫煙の体験のための十分なエネルギーの保存が許容される容量を持っていてもよい。例えば、電源は１本の従来型の紙巻たばこを喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な生成を許容するのに十分な容量を持っていてもよい。別の例では、電源は所定の回数の吸煙、または発熱体の不連続的な起動を許容するのに十分な容量を持っていてもよい。

エアロゾル発生システムは携帯型であることが好ましい。エアロゾル発生システムは喫煙システムであってもよく、また従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを持っていてもよい。喫煙システムの全長は、およそ３０ｍｍ〜およそ１５０ｍｍであってもよい。喫煙システムの外径は、およそ５ｍｍ〜およそ３０ｍｍであってもよい。

本発明の第二の態様では、エアロゾル発生システムを起動する方法が提供されており、その方法は、
エアロゾル発生システムのオフ状態において、第一の入力ユーザー行為を検出することと、
第一のユーザー行為に応答してエアロゾル発生システムをオフ状態から準備完了状態へ切り替えることと、
準備完了状態において、第二のユーザー入力行為を検出することと、第二のユーザー入力行為をエアロゾル発生システムのメモリー内に保存された認証データと比較することと、第二のユーザー入力行為が認証データと一致する場合、エアロゾル発生システムを準備完了状態からオン状態へと切り替えることと、
オン状態において、第三のユーザー入力行為を検出することと、第三のユーザー入力行為に応答してシステムをオン状態からアクティブ状態へと切り替え、電力がエアロゾル発生要素に供給されるか、エアロゾル発生システムの別の機能が起動されることと、を含む。

第一のユーザー入力行為、第二のユーザー入力行為、および第三のユーザー入力行為は、本発明の第一の態様を参照して説明した通りであってもよい。

メモリー内に保存された認証データは、複数の異なるユーザーまたはユーザープロファイルと関連付けられたデータを含んでもよい。

方法は、システムの状態の表示を提供することを含んでもよい。方法は、オフ状態、準備完了状態、オン状態、およびアクティブ状態の各々において、システムに対して異なる外観を提供することを含んでもよい。

方法は、第二のユーザー入力行為が第一の期間内に実施されなかった場合、システムを準備完了状態からオフ状態へと切り替えることを含んでもよい。同様に、方法は、第三のユーザー入力行為が第二の期間内に実施されなかった場合、システムをオン状態からオフ状態へと切り替えることを含んでもよい。また、方法は、第三のユーザー入力行為が停止した場合、システムをアクティブ状態からオン状態へと切り替えることを含んでもよい。

本発明の第三の態様では、コントローラへの接続用の電源と、エアロゾル発生要素と、を備えるエアロゾル発生システムのためのコントローラが提供され、コントローラは、
第一のユーザー入力行為に応答して第一のセンサーから第一の信号を受信し、第一の信号に応答してオフ状態から準備完了状態へと切り替え、準備完了状態においてコントローラはエアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を阻止するが、第二の信号をコントローラに提供する第二のユーザー入力行為に応答するように構成され、
かつ、第二の信号を保存されたデータと比較するように、および第二の信号が保存されたデータと一致する場合、準備完了状態からオン状態へと切り替えるように構成され、またオン状態においてコントローラは第三のユーザー入力行為に応答して、コントローラがエアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を起動するアクティブ状態へと切り替える、コントローラである。

本発明の一態様に関して説明した特徴は、本発明の他の態様に適用されてもよい。
ここで本発明の実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみではあるが詳細に説明する。

本発明による電気的に作動する喫煙システムの基本的な構成要素の概略図である。 本発明による電気的に作動する喫煙システムの概略側面図である。 図２に示すシステムの電気的な構成要素の図である。 図２に示すシステムの可能な状態を示す図である。

図１は、電気的に作動する喫煙システム１０の基本的な構成要素を示す概略図である。システムは、電池１４の形態の電源と、ユーザーインターフェース１１と、電気回路１５を備えるコントローラと、エアロゾル形成基体１７の供給と、この実施例ではヒーターであるアトマイザー１８と、を収容するハウジング１２を備える。この実施例ではエアロゾル形成基体は液体であり、またシステムは液体をアトマイザー１８へ運ぶための芯を備える。ハウジングはマウスピース２０を備える。使用時にシステムが起動された時、ユーザーはマウスピースを吸煙して、システムを通して空気を引き出す。システムを通して空気が引き出される際に、ヒーターが液体基体を気化し、エアロゾルが形成される。エアロゾルはマウスピースを通してユーザーの口の中へと引き出される。

図２は、図１に示される基本的な構成要素を有する電気的に作動する喫煙システムの概略図である。図２のシステムのユーザーインターフェースは、いくつかの異なる構成要素部品を備える。図２のシステムは、加速度計２０と、指紋スキャナー２２と、ディスプレイ３０に重なるタッチスクリーンセンサー２４と、ＬＥＤインジケータのアレイ２８と、マウスピース１９の外側表面上の静電容量センサー２６と、を備える。これらの構成要素の各々は、システムの電気的な構成要素の概略図である図３に図示される通り、コントローラ１５に接続される。

図２に図示されるシステムは機械的ボタンを持たない。システムの外部表面は滑らかである。図２では加速度計２０が示されるが、これはシステムのハウジングの内側に位置付けられる。滑らかな外部表面は、審美的および人間工学的の両面で満足いくものであるが、それだけでなく、汚れや煙の付着物がシステムの内部に入ることができないことを確実にし、そのために衛生および信頼性が改善する。

ここで、図２および図３に図示されるシステムの動作の１つの可能な様式が、図４を参照しながら説明される。

システムは当初オフ状態３０にある。オフ状態において、コントローラ１５は加速度計からの信号のみに応答する。電力は、ヒーター１８および指紋センサー２２には供給されず、タッチスクリーン２４および静電容量センサー２６を使用することはできない。ＬＥＤのうちのいずれもオンになっておらず、またディスプレイはオフである。

次いで、ユーザーはシステムを上下に３回振る。これが第一のユーザー入力行為である。加速度計は、システムの振盪の結果として第一の入力信号を生成し、この第一の入力信号は、コントローラ１５によって受信され、コントローラのメモリー内に保存されたデータと比較される。第一の入力信号がメモリー内に保存されたデータと一致する場合、コントローラは準備完了状態４０へと切り替わる。

準備完了状態において、ＬＥＤ２８の一部が点灯する。この実施例では、指紋センサー２２を囲むＬＥＤは、システムが準備完了状態にあることを示すため、および指紋センサーの位置を表示するために点灯してもよい。準備完了状態において、コントローラは指紋センサー２２からの信号に応答するが、タッチスクリーン２４および静電容量センサー２６を使用することはできない。準備完了状態において、加速度計２０からの信号もコントローラによって無視される。

準備完了状態からオン状態へと移行するためには、ユーザーは自分の指を指紋センサー２２の上に置く必要がある。ユーザーが、コントローラをオフ状態から準備完了状態へと切り替えてから５秒以内に自分の指を指紋センサーの上に置かない場合、コントローラはオフ状態に戻る。これは矢印４２によって図示される。

ユーザーが自分の指を指紋センサー２２の上に置いている時には、指紋センサーは、ユーザーの指紋に基づいてコントローラ１８に第二の入力信号を提供する。コントローラは、第二の入力信号を保存された指紋データと比較する。第二の入力信号がメモリー内に保存された指紋データと一致する場合、コントローラはオン状態５０へと切り替える。

メモリー内に保存された指紋データは、システムの最初の使用前のセットアップ手順の間にユーザーによって提供される必要がある。このようにして、システムは、そのユーザーのみがこのシステムを使用することができることを確実にするために、ユーザーの指紋に基づいて認証チェックを実施するように構成することができる。セットアップ手順を再度実施し、かつ保存されたデータとして異なるユーザーの指紋を提供することによって、システムが異なるユーザーのために動作するように構成することができる。以下に説明する通り、一部の実施形態では、再設定する必要なしにこのシステムを異なるユーザーが使用できるように、複数の異なるユーザーの指紋を保存しておくことが可能な場合がある。

オン状態において、ＬＥＤ２８の異なる組が点灯する。この実施例では、タッチスクリーン２４を囲むＬＥＤは、システムがオン状態にあることを示すため、およびタッチスクリーンの位置を表示するために点灯してもよい。オン状態において、ディスプレイが点灯し、かつユーザーの選択肢を示し、コントローラはこれらの選択肢のうちの１つを選択するためにタッチスクリーン２２からの信号に応答する。選択肢としては、「喫煙」、「ユーザー設定の構成」、「利用データの参照」、「電池および液体レベルのチェック」、および「スイッチをオフにする」を含んでもよい。「スイッチをオフにする」選択肢が選択された場合、システムはオフ状態に戻る。オン状態において、加速度計２０および指紋センサーからの信号はコントローラによって無視される。

オン状態からヒーターが起動されるアクティブ状態へと移行するためには、ユーザーはタッチスクリーンを使用して選択肢を選択し、次いで自分の口にマウスピース１９を置くことによって、ヒーターを起動する必要がある。静電容量センサー２６は、ユーザーの口のマウスピース１９との接触に応答して入力信号を提供する。静電容量センサーからの入力信号に応答して、コントローラは電池１４からヒーター１８へ電力を供給し、ヒーターは芯１６内の液体を気化してエアロゾルを生成する。システムがエアロゾルを生成していることを表示するために、ＬＥＤの異なるサブセットが点灯されてもよい。ヒーターを起動するための静電容量センサーの使用は、ユーザーに従来の紙巻たばこを喫煙するのと類似の経験を提供し、かつユーザーがシステムを通して空気を引き出す前に確実に起動が開始するようにして、液体吸入の可能性を低減する。

コントローラが準備完了状態からオン状態へと切り替えてから１０秒以内にユーザーがタッチスクリーンを使用して選択肢を選択しない場合、コントローラはオフ状態に戻る。これは矢印５２によって図示される。

システムは、ヒーターへの電力供給に関与しないアクティブ状態にあってもよい。例えば、ユーザーが「ユーザー設定の構成」という選択肢を選択する場合、システムはユーザー設定の選択肢をディスプレイスクリーン上に表示するが、依然としてアクティブ状態にあると見なされる場合があり、１０秒後に自動的にオフ状態へと切り替わりはしない。

システムは、ユーザー行為に基づいてまたはタイムアウトカウンターに基づいて、アクティブ状態からオフ状態へと戻るように切り替える場合がある。例えば、ユーザーが自分の口をマウスピースから離した時、静電容量センサーからの信号が変化して、オン状態に戻るように切り替えるようにコントローラがトリガされる場合がある。コントローラはまた、過熱を防止するために、システムが電力をヒーターに供給するアクティブ状態であり続ける時間の長さを制限するように構成されてもよい。ヒーターは、例えば、５秒より長くオンであり続けることができなくてもよい。矢印６２によって図示される通り、コントローラは５秒後にオン状態に戻るように自動的に切り替えてもよい。

異なるアクティブ状態に対して異なる時間制限が提供されてもよい。例えば、「利用データの参照」という選択肢が選択されている場合、さらなるユーザー入力が検出されなければ、システムは３０秒後にオン状態に自動的に戻ってもよい。

前述のように、システムは、制限されるべきシステム機能へのアクセスを２人以上のユーザーに許容するために、異なるユーザーの認証データ（指紋データなど）を保存することができてもよい。さらに、異なるユーザーがシステムの異なる機能にアクセスできるようにすることを許容することが望ましい場合がある。例えば、システムが医薬送達システムとして、または禁煙システムとして使用される場合、医師がシステム上に使用制限を設定することができるように、システム設定の一部に対して医師のみがアクセスを持つことが望ましい場合がある。コントローラは、提供された認証データ（例えば、指紋）に依存して、ディスプレイおよびタッチスクリーン上で異なるユーザー選択肢が利用可能になるように、異なるユーザー認証データと関連付けられた異なるユーザープロファイルを保存するように構成されてもよい。

説明した通り、このシステムは、現在市場で入手可能なエアロゾル発生システムに優るいくつかの利点を持つ。システムをオン状態にできるようになる前のユーザー認証に対する要求は、単純なボタンまたは気流で起動されるシステムより大きいセキュリティを提供する。認証に先立つ当初のユーザー行為に対する要求は、システムの偶発的な起動を防止し、さらなるセキュリティおよび電力消費量の低減を提供する。機械的ボタンがないことは、システムを単純に製造することができること、およびシステムに対する魅力的な外観を提供することを意味する。

システムは、現在のシステムより豊富なユーザーインターフェースも提供する。また、システムがオン状態になる前の認証工程の使用は、異なるユーザーに対するユーザーインターフェースのカスタム化を可能にする。

Claims (17)

1. エアロゾル発生システムであって、
   電源、前記電源に接続されるコントローラ、及び前記コントローラに接続されるエアロゾル発生要素と、
   前記コントローラに接続され、かつ第一のユーザー入力行為に応答して第一の信号を前記コントローラに提供するように構成された第一のセンサーであって、加速度計、気流センサー、ジャイロスコープ、またはマイクロフォンである前記第一のセンサーと、を備え、前記コントローラは、オフ状態から準備完了状態へと切り替える前記第一の信号に応答し、前記準備完了状態において前記コントローラは、前記エアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を阻止するが、第二の信号を前記コントローラに提供する第二のユーザー入力行為に応答し、
   前記コントローラは、前記第二の信号を保存されたデータと比較するように、および前記第二の信号が前記保存されたデータと一致する場合に前記準備完了状態からオン状態へと切り替えるように構成され、前記オン状態において前記コントローラは、第三のユーザー入力行為に応答して、前記コントローラが前記エアロゾル発生システムの前記少なくとも１つの機能を起動するアクティブ状態へと切り替える、エアロゾル発生システム。
2. 前記エアロゾル発生システムの前記少なくとも１つの機能が、電力を前記電源から前記エアロゾル発生要素へ供給することである、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
3. 前記保存されたデータがユーザーによって構成可能である、請求項１または２に記載のエアロゾル発生システム。
4. 前記コントローラに接続された第二のセンサーを備え、前記第二のセンサーが前記第二のユーザー入力行為に応答して前記第二の信号を前記コントローラに提供する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
5. 前記第一のセンサーが、加速度計、ジャイロスコープ、またはマイクロフォンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
6. 前記第二のセンサーが、マイクロフォン、指紋センサー、加速度計、またはジャイロスコープである、請求項４、または請求項４に従属するときの請求項５に記載のエアロゾル発生システム。
7. 前記第一のユーザー入力行為が、一連のユーザー行為を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
8. 前記コントローラに接続されたインジケータをさらに備え、前記システムが準備完了状態であるときに前記コントローラが前記インジケータを起動するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
9. 前記インジケータが前記第二のセンサーの位置を表示する、請求項４に従属するときの請求項８に記載のエアロゾル発生システム。
10. 前記コントローラに接続された第三のセンサーを備え、前記第三のセンサーが前記第三のユーザー入力行為に応答して前記コントローラに第三の入力信号を提供する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
11. 前記第三のセンサーが静電容量タッチセンサーまたは気流センサーである、請求項１０に記載のエアロゾル発生システム。
12. 前記第二のユーザー入力行為が第一の期間内に実施されない場合、前記コントローラが前記システムを前記準備完了状態から前記オフ状態へと切り替えるように構成される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
13. ハウジングを備え、前記第一のセンサーが前記ハウジングの中に位置し、かつ前記ハウジングがいかなる可動部品も備えていない、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエアロゾル発生システム。
14. 前記コントローラに接続された第三のセンサーを備え、前記第三のセンサーは、前記第三のユーザー入力行為に応答して前記コントローラに第三の入力信号を提供し、外部装置による前記システムへの接続を検出するように構成されている電気的なセンサーである、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
15. 前記システムは、オフ状態、準備完了状態、及びアクティブ状態の各々において、異なる外観を有するように構成されている、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
16. エアロゾル発生システムを起動する方法であって、
    前記エアロゾル発生システムのオフ状態において、第一のユーザー入力行為を、前記エアロゾル発生システムの第一のセンサーであって、加速度計、気流センサー、ジャイロスコープ、またはマイクロフォンである前記第一のセンサーによって、検出することと、
    前記第一のユーザー入力行為に応答して前記エアロゾル発生システムを前記オフ状態から準備完了状態へと切り替えることと、
    前記準備完了状態において、第二のユーザー入力行為を検出することと、前記第二のユーザー入力行為を前記エアロゾル発生システムのメモリー内に保存された認証データと比較することと、前記第二のユーザー入力行為が前記認証データと一致する場合に、前記エアロゾル発生システムを前記準備完了状態からオン状態へと切り替えることと、及び、
    前記オン状態において、第三のユーザー入力行為を検出することと、前記第三のユーザー入力行為に応答して、エアロゾル発生要素に電力を供給することと、または、前記エアロゾル発生システムの別の機能を起動することと、を含む、方法。
17. コントローラおよびエアロゾル発生要素への接続のための電源を備えるエアロゾル発生システムのための前記コントローラであって、前記コントローラは、
    第一のユーザー入力行為に応答して、加速度計、気流センサー、ジャイロスコープ、またはマイクロフォンである第一のセンサーから第一の信号を受信するように、および前記第一の信号に応答してオフ状態から準備完了状態へと切り替えるように構成され、前記コントローラは、前記準備完了状態において前記エアロゾル発生システムの少なくとも１つの機能を阻止するが、第二の信号を前記コントローラに提供する第二のユーザー入力行為に応答し、
    前記コントローラは、
    前記第二の信号を保存されたデータと比較するように、および前記第二の信号が前記保存されたデータと一致する場合、前記準備完了状態からオン状態へと切り替えるように構成され、前記コントローラは、前記オン状態において第三のユーザー入力行為に応答して、前記コントローラが前記エアロゾル発生システムの前記少なくとも１つの機能を起動するアクティブ状態へと切り替える、コントローラ。

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