Система и способ визуализации для электронных систем получения пара - RU2698432C1
Код документа: RU2698432C1
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к системе визуализации и способу для электронных систем получения пара, таких как электронные системы доставки никотина (например, электронные сигареты).
Уровень техники
Электронные системы получения пара, такие как электронные сигареты и другие системы доставки аэрозоля, в целом содержат резервуар с жидкостью, которую необходимо испарять, зачастую содержащую никотин (ее иногда называют "е-жидкостью"), или твердую основу, содержащую вещества, которые можно испарить путем нагрева (например, в случае изделий для нагревания табака, которые нагревают, но не сжигают табак). Когда пользователь осуществляет вдох, активируют электрический (например, резистивный) нагреватель, чтобы испарить небольшое количество вещества (например, жидкости), получая аэрозоль, который, таким образом, вдыхает пользователь. Жидкость может содержать никотин в растворе, например, в этаноле или воде, вместе с глицерином или пропиленгликолью, чтобы способствовать формированию аэрозоля, и также может включать в себя одну или несколько дополнительных ароматических добавок. Специалистам в области техники известны многие различные составы жидкостей, которые можно применять в электронных сигаретах и других таких устройствах.
Практика вдыхания паров жидкости или твердого вещества широко известна как "вейпинг". Только для удобства в последующем описании в основном упоминают жидкостные электронные системы получения пара.
У электронной сигареты может иметься интерфейс, чтобы поддерживать передачу внешних данных. Этот интерфейс может быть использован, например, для того, чтобы загружать из внешнего источника в электронную сигарету управляющие параметры и/или обновленное программное обеспечение. В качестве альтернативы или в дополнение, интерфейс можно использовать для того, чтобы загружать данные из электронной сигареты во внешнюю систему. Загруженные данные, например, могут представлять собой параметры использования электронной сигареты, неисправности и т.д. Как известно специалистам в этой области техники, между электронной сигаретой и одной или несколькими внешними системами (которые могут быть другими электронными сигаретами) можно обмениваться многими другими видами данных.
В некоторых случаях интерфейс для электронной сигареты для осуществления связи с внешней системой основан на проводном соединении, таком как USB-соединение с использованием микро- мини- или обычного USB-подключения в электронной сигарете. Интерфейс для электронной сигареты для осуществления связи с внешней системой также может быть основан на беспроводном соединении. Такое беспроводное соединение имеет некоторые преимущества по сравнению с проводными соединениями. Например, пользователю не нужен какой-либо дополнительный кабель для такого соединения. Кроме того, пользователь обладает большей гибкостью с точки зрения перемещения, установления соединения и диапазона устройств сопряжения.
Отметим, что во многих электронных сигаретах уже предусмотрена поддержка USB-интерфейса, чтобы электронную сигарету можно было зарядить. Соответственно, дополнительное применение такого проводного интерфейса, заключающееся в том, чтобы также обеспечить передачу данных, сравнительно понятно. Однако обеспечение беспроводного соединения для передачи данных является более сложным.
Более того, имеются пределы, в рамках которых электронные сигареты могут использовать такие проводные или беспроводные соединения, чтобы улучшить курение пользователем электронной сигареты.
Раскрытие сущности изобретения
В одном аспекте настоящего изобретения предложен способ визуализации между электронной системой получения пара и устройством визуализации по п. 1 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ визуализации между электронной системой получения пара и устройством визуализации по п. 12 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена электронная система получения пара по п. 14 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения предложено устройство визуализации по п. 15 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения предложено устройство визуализации по п. 16 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена система визуализации по п. 17 формулы изобретения.
Соответствующие дополнительные аспекты и признаки изобретения заданы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Теперь на примере будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 приведено схематическое представление (по частям) электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 2 приведено схематическое представление основных электрических/электронных компонент электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 3 приведено упрощенное схематическое представление процессора электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 4 приведена схематическая диаграмма беспроводного соединения между электронной сигаретой, показанной на фиг. 1, и устройством мобильной связи.
На фиг. 5 приведено схематическое представление (по частям) картомайзера электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 6 приведено схематическое представление (по частям) испарителя из картомайзера, показанного на фиг. 5, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 7 приведено схематическое представление устройства мобильной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 8 приведено схематическое представление системы визуализации в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 9 приведена блок-схема последовательности операций способа визуализации между электронной системой получения пара и устройством мобильной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Раскрыта система визуализации и способ для электронных систем получения пара. В последующем описании представлено некоторое число специфических деталей, чтобы обеспечить полное понимание вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако специалисту в этой области техники будет очевидно, что не обязательно применять эти специфические детали, чтобы реализовать на практике настоящее изобретение. Наоборот, специфические детали, известные специалисту в области техники, для ясности опущены там, где это уместно.
Как описано выше, настоящее изобретение относится к электронной системе получения пара, такой как электронная сигарета. В последующем описании используют термин "электронная сигарета"; тем не менее, это выражение можно применять взаимозаменяемо с электронной системой получения пара, устройством доставки аэрозоля и для обозначения другой аналогичной технологии.
На фиг. 1 приведено схематическое представление (по частям) электронной сигареты 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета содержит корпус или блок 20 управления и картомайзер 30. Картомайзер 30 включает в себя резервуар 38 с жидкостью, обычно включающей в себя никотин, нагреватель 36 и мундштук 35. Электронная сигарета 10 имеет продольную или цилиндрическую ось, которая проходит вдоль центральной линии электронной сигареты от мундштука 35 на одном конце картомайзера 30 до противоположного конца блока 20 управления (называемого обычно кончиком). Эта продольная ось указана на фиг. 1 пунктирной линией, обозначенной через LA.
Резервуар 38 с жидкостью в картомайзере может содержать жидкость непосредственно в жидком виде, либо в нем может применяться некоторая абсорбирующая структура, такая как пенная основа или вата и т.д. в качестве элемента, удерживающего жидкость. Тогда жидкость подают из резервуара 38, чтобы доставить ее на испаритель, содержащий нагреватель 36. Например, жидкость под действием капиллярного эффекта может течь из резервуара 38 к нагревателю 36 через фитиль (не показан на фиг. 1).
В других устройствах жидкость может быть предоставлена в виде растительного материала или некоторого другого (внешне твердого) производного из растительного материала. В этом случае жидкость можно рассматривать как представляющую собой летучие вещества в материале, который испаряется при нагревании. Отметим, что устройства, содержащие материал этого типа, в общем, не требуют наличия фитиля для перемещения жидкости к нагревателю, а в них соответствующим образом располагают нагреватель по отношению к материалу, чтобы обеспечить соответствующий нагрев.
Блок 20 управления включает в себя аккумулятор или батарею 54 для подачи питания на электронную сигарету 10 (в дальнейшем называемую батареей) и печатную плату (ПП) 28 и/или другие электронные компоненты для осуществления общего управления электронной сигаретой.
Блок 20 управления и картомайзер 30 можно отсоединить друг от друга, как показано на фиг. 1, но они соединены друг с другом, когда устройство 10 используют, например, с помощью винта или байонетного соединения. Коннекторы на картомайзере 30 и блоке 20 управления схематично обозначены на фиг. 1 через 31В и 21А соответственно. Это соединение между блоком управления и картомайзером обеспечивает механическую и электрическую связность между двумя деталями.
Когда блок управления отсоединен от картомайзера, электрическое соединение 21А на блоке управления, которое применяют для подключения к картомайзеру, также может служить в качестве гнезда для подключения зарядного устройства (не показано). Другой конец этого зарядного устройства может быть вставлен в USB-разъем для зарядки батареи 54 в блоке управления электронной сигареты. В других реализациях электронная сигарета может быть оснащена (например) кабелем для непосредственного соединения между электрическим соединением 21А и USB-разъемом.
Блок управления содержит одно или несколько отверстий для впуска воздуха, расположенных возле ПП 28. Эти отверстия соединены с воздушным каналом, проходящим через блок управления к воздушному каналу, выполненному через коннектор 21А. Затем, его соединяют с воздушным проходом через картомайзер 30 к мундштуку 35. Отметим, что нагреватель 36 и резервуар 38 с жидкостью выполнены с возможностью образовывать воздушный канал между коннектором 31В и мундштуком 35. Этот воздушный канал может проходить через центр картомайзера 30, при этом резервуар 38 для жидкости ограничен в кольцеобразной области вокруг этого центрального пути. В качестве альтернативы (или в дополнение) воздушный канал может лежать между резервуаром 38 для жидкости и внешним корпусом картомайзера 30.
Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35, воздух втягивают в блок 20 управления через одно или несколько отверстий для впуска воздуха. Этот воздушный поток (или соответствующее изменение давления) детектируется датчиком, например, датчиком давления, который, в свою очередь, активирует нагреватель 36 для испарения никотиновой жидкости, подаваемой из картриджа. Воздушный поток проходит из блока управления в испаритель, где воздушный поток объединяют с парами никотина. Это объединение воздушного потока и паров никотина (фактически аэрозоль) проходит, затем, через картомайзер 30, и пользователь вдыхает его через мундштук 35. Картомайзер 30 можно отсоединить от блока управления и утилизировать, когда запас никотиновой жидкости будет израсходован (а затем заменить другим картомайзером).
Понятно, что электронная сигарета 10, показанная на фиг. 1, представлена только в виде примера, и можно приспособить многие другие реализации. Например, в некоторых реализациях картомайзер 30 разделен на картридж, содержащий резервуар 38 с жидкостью, и отдельный испаритель, содержащий нагреватель 36. В этой конфигурации от картриджа можно избавиться, когда резервуар 38 с жидкостью опустеет, а отдельный испаритель, содержащий нагреватель 36, остается. В качестве альтернативы электронная сигарета может содержать картомайзер 30, как показано на фиг. 1, либо может быть выполнена как цельное (единое) устройство, но при этом резервуар 38 с жидкостью выполнен в виде сменного картриджа. Другие возможные варианты заключаются в том, что нагреватель 36 может быть расположен на противоположном конце картомайзера 30 по сравнению с показанным на фиг. 1, т.е. между резервуаром 38 с жидкостью и мундштуком 35, либо нагреватель 36 расположен вдоль центральной оси LA картомайзера, а резервуар с жидкостью выполнен в виде кольцевой конструкции, которая находится снаружи нагревателя 35 в радиальном направлении.
Специалисту в этой области техники также известно множество возможных вариантов выполнения блока 20 управления. Например, воздушный поток может поступать в блок управления на конце, т.е. на противоположном конце от коннектора 21А, в дополнение или вместо воздушного потока, поступающего возле ПП 28. В этом случае воздушный поток обычно втягивают по направлению к картомайзеру вдоль прохода между батареей 54 и внешней стенкой блока управления. Аналогично, блок управления может содержать ПП, расположенную на конце или возле него, например, между батареей и концом. Такая ПП может быть установлена в дополнение или вместо ПП 28.
Более того, электронная сигарета может поддерживать зарядку на конце или через гнездо, расположенное где-то на устройстве, в дополнение или вместо зарядки в точке соединения между картомайзером и блоком управления. (Понятно, что некоторые электронные сигареты выполнены в виде по сути интегрированных блоков, в этом случае пользователь не может отсоединить картомайзер от блока управления). Другие электронные сигареты также могут поддерживать беспроводную (индукционную) зарядку в дополнение (или вместо) проводной зарядки.
Вышеприведенное обсуждение потенциальных вариантов выполнения электронной сигареты, показанной на фиг. 1, приведено только в виде примера. Специалисту известны дополнительные потенциальные варианты (и сочетания вариантов) электронной сигареты 10.
На фиг. 2 приведено схематическое представление основных функциональных компонент электронной сигареты 10, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Отметим, что фиг. 2 в основном касается электрической связности и функциональности - не предполагается, что на ней показаны физические размеры различных компонентов, а также подробности их физического размещения в блоке 20 управления или в картомайзере 30. Кроме того, понятно, что по меньшей мере некоторые компоненты, показанные на фиг. 2, расположенные в блоке 20 управления, могут быть установлены на печатной плате 28. Как вариант, один или несколько таких компонентов могут быть размещены в блоке управления, чтобы работать вместе с печатной платой 28, но при этом физически не находиться на самой печатной плате. Например, эти компоненты могут быть расположены на одной или нескольких дополнительных печатных платах, либо они могут быть расположены отдельно (как, например, батарея 54).
Как показано на фиг. 2, картомайзер содержит нагреватель 310, который получает энергию через коннектор 31В. Блок 20 управления включает в себя электрическое гнездо или коннектор 21А для соединения с соответствующим коннектором 31В картомайзера 30 (или, возможно, с зарядным устройством). Это обеспечивает электрическую связность между блоком 20 управления и картомайзером 30.
Блок 20 управления также включает в себя модуль 61 датчика, который расположен на воздушном пути, проходящим через блок 20 управления от впуска воздуха до выпуска воздуха (к картомайзеру 30 через коннектор 21А), или рядом с ним. Модуль датчика содержит датчик 62 давления и датчик 63 температуры (также расположенный на воздушном пути или рядом с ним). Блок управления также включает в себя конденсатор 220, процессор 50, переключатель 210 на полевом транзисторе (FET), батарею 54 и устройства 59, 58 ввода и вывода.
Действиями процессора 50 и других электронных компонент, таких как датчик 62 давления, в общем, по меньшей мере частично управляют с помощью программ, выполняемых на процессоре (или других компонентах). Такие программы могут храниться в энергонезависимой памяти, такой как ROM, которая может быть интегрирована в сам процессор 50 или выполнена в виде отдельного компонента. Процессор 50 может осуществлять доступ к ROM для загрузки отдельных программ при необходимости. Процессор 50 также содержит соответствующие средства связи, например, штыри или площадки (плюс соответствующее программное обеспечение) для соответствующей связи с другими устройствами в блоке 20 управления, такими как датчик 62 давления.
Устройства 58 вывода могут обеспечивать видимый, звуковой и/или тактильный вывод. Например, устройства вывода могут включать в себя динамик 58, вибратор и/или один или несколько световых индикаторов. Световых индикаторы обычно выполняют в виде одного или нескольких светодиодов (LED), которые могут быть одинакового или разных цветов (или разноцветными). В случае разноцветных светодиодов различные цвета получают посредством включения красного, зеленого или синего светодиода, как вариант с различной относительной яркостью, чтобы получить соответствующие относительные изменения цвета. Там, где предусмотрены красные, зеленые и синие светодиоды, возможен полный диапазон цветов, в то время как если предусмотрено только два из трех красного, зеленого и синего светодиода, то можно получить только соответствующий поддиапазон цветов.
Вывод с устройства вывода можно использовать, чтобы сообщить пользователю о различных условиях или состояниях электронной сигареты, например, предупреждение о низком заряде батареи. Различные выходные сигналы можно использовать для сообщения о различных состояниях или условиях. Например, если устройство 58 вывода представляет собой динамик, то различные сигналы для сообщения о различных состояниях или условиях могут быть представлены посредством звуковых сигналов или гудков разного тона и/или продолжительности и/или посредством нескольких таких гудков или звуковых сигналов. В качестве альтернативы, если устройство 58 вывода включает в себя один или несколько световых индикаторов, то различные состояния или условия могут быть представлены с использованием разных цветов, импульсов света или непрерывного свечения, импульсов различной длительности и т.д. Например, один световой индикатор может быть использован для отображения предупреждения о низком заряде батареи, в то время как другой световой индикатор может быть использован, чтобы указать, что резервуар 58 для жидкости почти опустел. Понятно, что данная электронная сигарета может включать в себя устройства вывода, чтобы поддерживать несколько различных режимов вывода (звуковой, визуальный и т.д.).
Устройство (устройства) 59 ввода может быть выполнено в различных формах. Например, устройство (или устройства) ввода может быть реализовано в виде кнопок на внешней стороне электронной сигареты - например, в виде механических, электрических или конденсаторных (сенсорных) датчиков. Некоторые устройства могут поддерживать подачу воздуха в электронную сигарету в качестве механизма ввода (такая подача воздуха может быть обнаружена датчиком 62 давления, который в этом случае будет также выступать в качестве устройства 59 ввода), и/или соединение/отсоединение картомайзера 30 и блока 20 управления в качестве механизма ввода другого вида. Опять же, понятно, что данная электронная сигарета может включать в себя устройства 59 ввода, чтобы поддерживать множество различных режимов ввода.
Как отмечалось выше, электронная сигарета 10 обеспечивает воздушный поток от впуска воздуха сквозь электронную сигарету через датчик 62 давления и нагреватель 310 в картомайзере 30 к мундштуку 35. Таким образом, когда пользователь осуществляет вдох через мундштук электронной сигареты, процессор 50 детектирует такой вдох на основе информации от датчика 62 давления. В ответ на это детектирование ЦП подает питание от батареи 54 на нагреватель, который, таким образом, нагревает и испаряет никотин из резервуара 38 для жидкости для того, чтобы пользователь мог вдохнуть его. В то же время, например, для устройства, которое активируют кнопкой, может использоваться другой путь прохождения воздуха (например, не входящий в секцию батареи).
В конкретной реализации, показанной на фиг. 2, полевой транзистор 210 присоединен между батареей 54 и коннектором 21А. Этот полевой транзистор 210 выступает в качестве переключателя. Процессор 50 соединен с затвором полевого транзистора, чтобы управлять переключателем, тем самым позволяя процессору включать и выключать поток энергии от батареи 54 до нагревателя 310 в соответствии с состоянием обнаруженного потока воздуха. Понятно, что ток нагревателя может быть относительно большим, например, в диапазоне от 1 до 5 А, и, следовательно, полевой транзистор 210 должен быть реализован так, чтобы поддерживать такое токовое управление (как и переключатель любого другого вида, который может использоваться вместо полевого транзистора 210).
Чтобы обеспечить более тонкий контроль количества энергии, протекающей от батареи 54 к нагревателю 310, можно применять схему широтно-импульсной модуляции (PWM). Схема PWM может быть основана на периоде повторения, например, 1 мс. В течение каждого такого периода переключатель 210 включают в течение части периода и выключают в течение оставшейся части периода. Это параметризуют коэффициентом заполнения, при этом коэффициент заполнения 0 указывает, что выключатель выключен в течение всего периода (т.е. по сути, постоянно выключен), коэффициент заполнения 0,33 указывает, что переключатель включен в течение трети периода, коэффициент заполнения 0,66 указывает, что переключатель включен в течение двух третей каждого периода, а коэффициент заполнения 1 означает, что полевой транзистор включен в течение всего периода (т.е. фактически, постоянно включен). Понятно, что приведенные параметры являются только примером значений для коэффициента заполнения, и при необходимости могут использоваться промежуточные значения.
Использование PWM обеспечивает эффективную мощность нагревателя, которая определяется номинальной доступной мощностью (на основе выходного напряжения батареи и сопротивления нагревателя), умноженной на коэффициент заполнения. Процессор 50, например, может использовать коэффициент заполнения 1 (т.е. полную мощность) в начале вдоха, чтобы как можно быстрее довести нагреватель 310 до требуемой рабочей температуры. Как только эта требуемая рабочая температура будет достигнута, процессор 50 может уменьшить коэффициент заполнения до некоторого подходящего значения, чтобы поддерживать требуемую рабочую температуру нагревателя 310.
Как показано на фиг. 2, процессор 50 включает в себя интерфейс 55 связи для осуществления беспроводной связи, в частности, поддерживающий Bluetooth® с низким энергопотреблением (BLE).
Как вариант, нагреватель 310 может выступать в качестве антенны для использования интерфейсом 55 связи для передачи и приема сообщений беспроводной связи. Одна из причин этого заключается в том, что блок 20 управления может иметь металлический корпус 202, тогда как часть картомайзера 30 может иметь пластиковый корпус 302 (что отражает тот факт, что картомайзер 30 является одноразовым, тогда как блок 20 управления сохраняют, и, следовательно, он должен быть более прочным). Металлический корпус действует как экран или барьер, который затрудняет расположение антенны внутри самого блока 20 управления. Однако использование нагревателя 310 в качестве антенны для беспроводной связи позволяет предотвратить это экранирование металлом, благодаря пластиковому корпусу картомайзера, без добавления дополнительных компонентов в картомайзер или его усложнения (или увеличения его стоимости). В качестве альтернативы может быть предусмотрена отдельная антенна (не показана), или может использоваться часть металлического корпуса.
Если нагреватель используют в качестве антенны, то, как показано на фиг. 2, процессор 50, в частности интерфейс 55 связи, может быть соединен с линией питания от батареи 54 до нагревателя 310 (через коннектор 31B) с помощью конденсатора 220. Эта емкостная связь выполнена после переключателя 210, поскольку беспроводная связь может работать, когда нагреватель не включен для нагрева (как более подробно описано ниже). Понятно, что конденсатор 220 не позволяет отводить энергию, подаваемую от батареи 54 на нагреватель 310, обратно в процессор 50.
Отметим, что емкостная связь может быть реализована с использованием более сложной LC-сети (индуктор-конденсатор), что также может обеспечить согласование полного сопротивления с выходом интерфейса 55 связи. (Как известно специалисту в данной области техники, это согласование полного сопротивления поддерживает правильную передачу сигналов между интерфейсом 55 связи и нагревателем 310, выступающим в качестве антенны, вместо отражения таких сигналов обратно по соединению).
В некоторых реализациях процессор 50 и интерфейс связи реализованы с использованием микросхемы Dialog DA14580 от Dialog Semiconductor PLC, расположенной в Ридинге, Великобритания. Дополнительная информация (и технические данные) для этой микросхемы доступна по адресу:. http://www.dialog-semiconductor.com/products/bluetooth-smart/smartbond-da14580
На фиг. 3 представлена высокоуровневая и упрощенная схема этой микросхемы 50, включающей в себя интерфейс 55 связи для поддерживания технологии Bluetooth® с низким энергопотреблением. Этот интерфейс включает в себя, в частности, радиотрансивер 520 для осуществления модуляции и демодуляции сигналов и т.д., аппаратное обеспечение 512 канального уровня и расширенное средство 511 шифрования (128 бит). Выход радиотрансивера 520 подключен к антенне (например, к нагревателю 310, выступающему в качестве антенны, через емкостную связь 220 и коннекторы 21A и 31B).
Остальная часть процессора 50 включает в себя основное ядро 530, ОЗУ 531, ПЗУ 532, однократно программируемый (ОТП) блок 533, систему 560 ввода/вывода общего назначения (для связи с другими компонентами на печатной плате 28), блок 540 управления питанием и мост 570 для соединения двух шин. Программные инструкции, хранящиеся в ПЗУ 532 и/или ОТП-блоке 533, могут быть загружены в ОЗУ 531 (и/или в память, выполненную как часть ядра 530) для выполнения одним или несколькими процессорами в ядре 530. Эти программные инструкции заставляют процессор 50 реализовать различные описанные здесь функциональные возможности, например, сопряжение с модулем 61 датчика и соответственно управление нагревателем. Следует отметить, что хотя устройство, показанное на фиг. 3, действует как интерфейс 55 связи, а также как общий контроллер для электронной системы 10 получения пара, в других вариантах осуществления эти две функции могут быть разделены между двумя или несколькими различными устройствами (микросхемами) - например, одна микросхема может служить в качестве интерфейса 55 связи, а другая микросхема - в качестве общего контроллера для электронной системы 10 получения пара.
В некоторых реализациях процессор 50 может быть выполнен с возможностью предотвращения осуществления беспроводной связи, когда нагреватель используют для испарения жидкости из резервуара 38. Например, беспроводная связь может быть приостановлена, прекращена, или может быть предотвращен ее запуск, когда переключатель 210 включен. И наоборот, если осуществляют беспроводную связь, то может быть предотвращено включение нагревателя - например, путем сброса обнаружения потока воздуха от модуля 61 датчика и/или путем не задействования переключателя 210 для включения питания нагревателя 310 во время осуществления беспроводной связи.
Одна из причин предотвращения одновременной работы нагревателя 310 как для нагрева, так и для беспроводной связи заключается в предотвращении любых потенциальных помех от PWM-управления нагревателем. Это PWM-управление имеет свою собственную частоту (основанную на частоте повторения импульсов), хотя и намного ниже частоты беспроводной связи, и они потенциально могут мешать друг другу. В некоторых ситуациях такие помехи на практике могут не вызывать каких-либо проблем, и одновременная работа нагревателя 310 как для нагрева, так и для беспроводной связи может быть разрешена (при необходимости). Эту проблему можно снизить, например, такими методами, как соответствующий выбор уровней сигнала и/или частоты PWM, обеспечение подходящей фильтрации и т.д.
На фиг. 4 приведена схема, показывающая связь по протоколу Bluetooth® с низким энергопотреблением между электронной сигаретой 10 и приложением, запущенным на смартфоне 400 или другом подходящем устройстве мобильной связи (планшете, ноутбуке, смарт-часах и т.д.). Такую связь можно использовать для широкого спектра целей, например, для обновления прошивки электронной сигареты 10, для получения данных об использовании и/или диагностических данных из электронной сигареты 10, для сброса или разблокировки электронной сигареты 10, для управления настройками электронной сигареты и т.д.
В общих чертах, когда электронная сигарета 10 включена, например, с помощью устройства 59 ввода или, возможно, путем соединения картомайзера 30 с блоком 20 управления, она начинает осуществлять связь Bluetooth® с низким энергопотреблением. Если эту исходящую связь принимает смартфон 400, смартфон 400 запрашивает соединение с электронной сигаретой 10. Электронная сигарета может уведомить об этом запросе пользователя посредством устройства 58 вывода и дождаться, когда пользователь примет или отклонит запрос через устройство 59 ввода. Если запрос принят, электронная сигарета 10 может дальше осуществлять связь со смартфоном 400. Отметим, что электронная сигарета может запомнить идентификатор смартфона 400 и иметь возможность автоматически принимать будущие запросы на соединение с этого смартфона. Как только соединение установлено, смартфон 400 и электронная сигарета 10 работают в режиме клиент-сервер, при этом смартфон работает как клиент, который инициирует и отправляет запросы на электронную сигарету, которая, соответственно, работает как сервер (и отвечает на соответствующие запросы).
Канал Bluetooth® с низким энергопотреблением (также известный как Bluetooth Smart®) реализует стандарт IEEE 802.15.1 и работает на частоте 2,4-2,5 ГГц, что соответствует длине волны около 12 см, при этом скорость передачи данных составляет до 1 Мбит/с, Время установления соединения составляет менее 6 мс, а средняя потребляемая мощность может быть очень низкой - порядка 1 мВт или меньше. Связь Bluetooth с низким энергопотреблением может осуществляться на расстоянии до 50 м. Однако для ситуации, показанной на фиг. 4, электронная сигарета 10 и смартфон 400, обычно, принадлежат одному и тому же человеку и, поэтому, будут находиться гораздо ближе друг к другу - например, на расстоянии 1 м. Дополнительную информацию о Bluetooth с низким энергопотреблением можно найти по адресу:
http://www.bluetooth.com/Pages/Bluetooth-Smart.aspx
Понятно, что электронная сигарета 10 может поддерживать другие протоколы связи для связи со смартфоном 400 (или любым другим соответствующим устройством). Такие другие протоколы связи могут быть реализованы вместо или в дополнение к Bluetooth с низким энергопотреблением. Примеры таких других протоколов связи включают Bluetooth® (не вариант с низким энергопотреблением), см., например, www.bluetooth.com, ближняя бесконтактная связь (NFC) в соответствии с ISO 13157, и WiFi®. "http://www.bluetooth.com" Связь NFC работает на гораздо более низких длинах волн, чем Bluetooth (13,56 МГц) и, как правило, имеет гораздо меньшую дальность, скажем <0,2 м. Однако эта небольшая дальность по-прежнему совместима с большинством сценариев использования, как показано на рисунке 4. Между тем, между электронной сигаретой 10 и удаленным устройством могут быть использованы соединения WiFi® низкой мощности, такие как IEEE802.11ah, IEEE802.11v или аналогичные. В каждом случае на печатной плате 28 может быть расположен соответствующий набор микросхем либо как часть процессора 50, либо как отдельный компонент. Специалисту в этой области известны другие протоколы беспроводной связи, которые могут использоваться в электронной сигарете 10.
На фиг. 5 приведен схематический вид по частям примера картомайзера 30 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Картомайзер имеет внешний пластиковый корпус 302, мундштук 35 (который может быть выполнен как часть корпуса), испаритель 620, полую внутреннюю трубку 612 и коннектор 31B для крепления к блоку управления. Путь воздушного потока через картомайзер 30 начинается с впуска воздуха через коннектор 31В, затем через внутреннюю часть испарителя 625 и полую трубку 612 и, наконец, выходит через мундштук 35. Картомайзер 30 удерживает жидкость в кольцевой области между (i) пластиковым корпусом 302 и (ii) испарителем 620 и внутренней трубкой 612. Коннектор 31B снабжен уплотнением 635, которое помогает удерживать жидкость в этой области и предотвращать утечку.
На фиг. 6 показан схематический вид по частям испарителя 620 из примера картомайзера 30, показанного на фиг. 5. Испаритель 620 имеет по существу цилиндрический корпус (раму), образованный из двух компонентов 627А, 627В, каждый из которых имеет по существу полукруглое поперечное сечение. Когда они собраны, края компонентов 627A, 627B не полностью упираются друг в друга (по крайней мере, не по всей своей длине), а остается небольшой зазор 625 (как показано на фиг. 5). Этот зазор позволяет жидкости из внешнего резервуара вокруг испарителя и трубки 612 проникать внутрь испарителя 620.
Один из компонентов 627В испарителя поддерживает нагреватель 310. Имеются два коннектора 631A, 631B для подачи питания (и сигнала беспроводной связи) на нагреватель 310. Более конкретно, эти коннекторы 631A, 631B связывают нагреватель с коннектором 31B, и далее с блоком 20 управления. (Отметим, что коннектор 631A соединен с площадкой 632A на дальнем от коннектора 31В конце испарителя 620 посредством провода, который проходит под нагревателем 310 и который не виден на фиг. 6).
Нагреватель 310 содержит нагревательный элемент, выполненный из спеченного металлического волокна, обычно в виде листа, или пористого проводящего материала (такого как сталь). Однако понятно, что можно использовать другие пористые проводящие материалы. Общее сопротивление нагревательного элемента в примере на фиг. 6 составляет около 1 Ом. Однако понятно, что можно выбрать другие сопротивления, например, с учетом имеющегося напряжения батареи и требуемых характеристик рассеивания температуры/мощности нагревательного элемента. В этой связи, соответствующие характеристики могут быть выбраны в соответствии с требуемыми для устройства свойствами генерации аэрозоля (пара) в зависимости от интересующей исходной жидкости.
Основная часть нагревательного элемента, как правило, имеет прямоугольную форму длиной (т.е. в направлении между коннектором 31В и контактом 632А) около 20 мм и шириной около 8 мм. Толщина листа, содержащего нагревательный элемент в этом примере, составляет около 0,15 мм.
Как можно видеть на фиг. 6, в прямоугольной основной части нагревательного элемента имеются прорези 311, проходящие внутрь от каждой из более длинных сторон. Эти прорези 311 захватывают штыри 312, выполненные в компоненте 627B корпуса испарителя, тем самым помогая поддерживать положение нагревательного элемента относительно компонентов 627A, 627B корпуса.
Прорези проходят внутрь примерно на 4,8 мм и имеют ширину около 0,6 мм. Прорези 311, проходящие внутрь, отделены друг от друга примерно на 5,4 мм с каждой стороны нагревательного элемента, причем прорези, проходящие внутрь от противоположных сторон, смещены друг относительно друга примерно на половину этого расстояния. Следствием этого расположения прорезей является то, что поток тока вдоль нагревательного элемента фактически вынужден следовать по извилистому пути, что приводит к концентрации тока и электрической мощности вокруг концов прорезей. Различные плотности тока/мощности в разных местах нагревательного элемента означают, что существуют области с относительно высокой плотностью тока, которые становятся более горячими, чем области с относительно низкой плотностью тока. Это фактически дает нагревательный элемент с диапазоном различных температур и градиентами температуры, что может быть желательным в контексте систем получения аэрозолей. Это связано с тем, что различные компоненты исходной жидкости могут переходить в аэрозольное состояние/испаряться при разных температурах, и поэтому получение нагревательного элемента с диапазоном температур может одновременно переводить в аэрозольное состояние ряд различных компонентов в исходной жидкости.
Нагреватель 310, показанный на фиг. 6, имеющий, по существу, плоскую форму, удлиненную в одном направлении, хорошо подходит для работы в качестве антенны. В сочетании с металлическим корпусом 202 блока управления нагреватель 310 образует приблизительную конфигурацию диполя, которая имеет физический размер того же порядка величины, что и длина волны связи Bluetooth с низким энергопотреблением - т.е. размер в несколько сантиметров (учитывая как нагреватель 310, так и металлический корпус 202) при длине волны около 12 см.
Хотя на фиг. 6 показана одна форма и конфигурация нагревателя 310 (нагревательного элемента), специалисту в данной области известны различные другие возможности. Например, нагреватель может быть выполнен в виде катушки или в виде какой-либо другой конфигурации проволоки высокого сопротивления. Другая возможность заключается в том, что нагреватель выполнен в виде трубки, содержащей жидкость, которую надо испарять (как, например, некоторая форма табачного продукта). В этом случае трубу могут использовать в основном для передачи тепла из места его генерации (например, посредством катушки или другого нагревательного элемента) к жидкости, которую надо испарить. В этом случае трубка по-прежнему выступает в качестве нагревателя по отношению к нагреваемой жидкости. Такие конфигурации также, как вариант, могут быть использованы в качестве антенны для поддержки беспроводных конфигураций.
Как было отмечено ранее, подходящая электронная сигарета 10 может связываться с устройством 400 мобильной связи, например, путем сопряжения устройств, использующих протокол Bluetooth® с низким энергопотреблением.
Следовательно, можно обеспечить дополнительные функциональные возможности электронной сигареты и/или системы, содержащей электронную сигарету и смартфон, путем предоставления подходящих программных инструкций (например, в виде приложения) для запуска на смартфоне.
Обращаясь теперь к фиг. 7, обычный смартфон 400 содержит центральный процессор (ЦП) (410). ЦП может осуществлять связь с компонентами смартфона в соответствующих случаях либо через непосредственные соединения, либо через мост 414 ввода/вывода и/или шину 430.
В примере, показанном на фиг. 7, ЦП сообщается непосредственно с памятью 412, которая может содержать постоянную память, например, флэш-память, для хранения операционной системы и приложений, и с энергозависимой памятью, такой как ОЗУ, для хранения данных, используемых в данный момент ЦП. Обычно постоянную и энергозависимую память выполняют в виде физически отдельных модулей (не показаны). Кроме того, память может отдельно содержать подключаемую память, например, карту microSD, а также абонентские данные на модуле абонентских данных (SIM) (не показан).
Смартфон также может содержать графический процессор (GPU) 416. GPU может сообщаться с ЦП непосредственно или через мост ввода/вывода, либо он может являться частью ЦП. GPU может использовать ОЗУ совместно с процессором или может иметь свою собственную выделенную оперативную память (не показана), и он подключен к дисплею 418 мобильного телефона. Дисплей обычно представляет собой жидкокристаллический (LCD) или дисплей на органических светодиодах (OLED), но может быть выполнен в соответствии с любой подходящей технологией отображения, такой как электронные чернила. Опционально, GPU также может использоваться для управления одним или несколькими громкоговорителями 420 смартфона.
В качестве альтернативы, динамик может быть подключен к ЦП через мост ввода/вывода и шину. Другие компоненты смартфона могут быть аналогичным образом подключены через шину, включая сенсорную поверхность 432, такую как емкостная сенсорная поверхность, наложенная на экран для обеспечения сенсорного ввода в устройство, микрофон 434 для приема речи от пользователя, одну или несколько камер 436 для захвата изображений, модуль 438 глобальной системы позиционирования (GPS) для получения оценки географического положения смартфона и средство 440 беспроводной связи.
Средство 440 беспроводной связи, в свою очередь, может содержать несколько отдельных систем беспроводной связи, соответствующих различным стандартам и/или протоколам, таким как Bluetooth® (стандартный или с низким энергопотреблением), ближняя бесконтактная связь и Wi-Fi®, как описано ранее, а также телефонная связь, такая как 2G, 3G и/или 4G.
Обычно системы питаются от батареи (не показана), которая может заряжаться через вход питания (не показан), который, в свою очередь, может быть частью линии передачи данных, например, USB (не показан).
Понятно, что разные смартфоны могут включать в себя различные функции (например, компас или зуммер) и могут не содержать некоторые из перечисленных выше (например, сенсорную поверхность).
Таким образом, в общем случае в варианте осуществления настоящего изобретения подходящее удаленное устройство, такое как смартфон 400, будет содержать процессор и память для хранения и запуска приложений, и средство беспроводной связи, способное инициировать и поддерживать беспроводную связь с электронной сигаретой 10. Однако понятно, что удаленным устройством может быть любое устройство, которое обладает такими возможностями, такое как планшет, ноутбук, интеллектуальный телевизор или т.п.
Как показано на фиг. 8, одним из примеров дополнительных функциональных возможностей, которые могут быть обеспечены комбинацией электронной сигареты 10 и удаленного устройства, такого как устройство 400 мобильной связи, является способ визуализации между электронной сигаретой и устройством мобильной связи пользователя 500A.
В этом случае устройство 400 мобильной связи может работать как устройство виртуальной реальности, например, удерживаться внутри блока 450, установленного на голове, в заранее определенном положении относительно глаз пользователя и/или любой промежуточной оптики, используемой для того, чтобы пользователь мог сфокусироваться на дисплее мобильного устройства связи на этом расстоянии (не показано).
Устройство мобильной связи может аналогично работать как устройство дополненной реальности либо путем передачи вида реального мира с задней камеры на дисплей в вышеуказанном блоке, установленном на голове, либо путем размещения в приспособленном установленном на голове блоке соответствующей оптики (например, полупрозрачного зеркала) для одновременного просмотра реального мира и его отображения.
Понятно, что устройство мобильной связи является лишь примером удаленного устройства, выступающего в качестве устройства виртуальной реальности или устройства дополненной реальности, способного принимать данные от электронной сигареты и обеспечивать некоторую форму соответствующей визуализации. На практике подходящим может быть любое устройство виртуальной реальности или устройство дополненной реальности с этой возможностью (например, устройство виртуальной реальности, такое как устройство Oculus Rift® или Samsung Gear VR®, или устройство дополненной реальности, такое как Google Glass® или Microsoft Hololens®), и, следовательно, в целом такое устройство можно назвать "устройством визуализации".
В варианте осуществления настоящего изобретения электронная сигарета 10 и устройство (400, 450) визуализации действуют как система для создания в виртуальной реальности пара для электронной сигареты, который по существу синхронизирован с реальным паром, выдыхаемым пользователем. Пар в виртуальной реальности может быть особенно полезен, когда выдох пара электронной сигареты не приводит к появлению видимого "облака", или когда пользователь хочет выкурить электронную сигарету, пока использует устройство визуализации для других целей. И наоборот, пар в виртуальной реальности может, вопреки очевидному, быть полезен для дополнения физически видимого облака пара, например, цветом, кодирующим его в зависимости от температуры или вкуса жидкости, или для добавления графических эффектов. Существует также возможность для социальных и новых виртуальных взаимодействий.
Понятно, что "пар в виртуальной реальности" представляет собой компьютерную графику, предназначенную для того, чтобы некоторым образом соответствовать выдыхаемому облаку пара. Один и тот же пар в виртуальной реальности может отображаться на дисплее виртуальной реальности (там, где реальный мир не виден, и обычно отображают виртуальный мир), а также может быть наложен на изображение реального мира в дополненной реальности. Следовательно, "пар в виртуальной реальности" может быть одинаково использован для приложений виртуальной и дополненной реальности.
Как отмечено выше, электронная сигарета 10 может осуществлять связь с устройством визуализации, например, через Bluetooth®. Когда пользователь задействует электронную сигарету, например, при вдыхании, электронная сигарета сообщает устройству визуализации, что произошел вдох. Это может произойти в начале вдоха или, например, в конце вдоха, чтобы указать, что вдох завершен, и может, как вариант, включать в себя передачу дополнительных данных, таких как указание величины вдоха; например, можно взять продолжительность вдоха и/или средний или интегрированный воздушный поток, чтобы указать величину вдоха. Для активируемых с помощью кнопок устройств уведомление о том, что произошел вдох, может появиться, когда кнопка активирована, и/или уведомление о том, что вдох произошел и завершен, может появиться, когда кнопка деактивирована (т.е. больше не нажата), поскольку они заменяют индикаторы, показывающие, что вдыхание пара из электронной сигареты началось или завершилось.
Устройство визуализации (которое само по себе может поддерживать связь с отдельной вычислительной системой, не показанной, для предоставления графики, обработки или других вычислительных услуг), отображает виртуальное облако пара, которое по существу синхронизировано с выдохом пользователя в реальном времени.
Выдох пользователя в реальном времени может быть обнаружен с помощью соответствующих датчиков на электронной сигарете или на устройстве визуализации. Примеры датчиков включают в себя один или несколько сенсорных датчиков на мундштуке электронной сигареты для обнаружения потери контакта со ртом пользователя как подготовительного действия перед выдохом. Аналогично, акселерометр в электронной сигарете может использоваться для обнаружения движения электронной сигареты, которое характерно, когда ее удаляют ото рта пользователя.
Между тем, устройство визуализации может содержать микрофон и доступ к средству обработки, способному обнаруживать звук выдоха. Аналогично, устройство визуализации может содержать камеру и доступ к средству обработки, которое может быть использовано для обнаружения удаления электронной сигареты ото рта пользователя и/или появления видимого шлейфа пара, испускаемого изо рта или носа пользователя. Могут быть предусмотрены другие механизмы обнаружения, которые могут действовать отдельно или в сочетании с любым из описанных выше, включая тепловой детектор для обнаружения пара, выдыхаемого пользователем (как вариант при температуре выше нормальной температуры дыхания) или аналогичный детектор влажности для обнаружения выдыхаемого пользователем пара (как вариант при локальной влажности выше нормальной влажности дыхания); нормальные значения могут быть приняты или откалиброваны для пользователя.
В любом случае, после обнаружения начала выдоха, устройство визуализации может отобразить виртуальный шлейф пара, как описано ниже. Опционально, размер и/или скорость (или некоторые другие признаки, например, цвет) пара в виртуальной реальности могут быть функцией величины вдоха.
Однако вышеупомянутый подход имеет некоторые проблемы.
Не все пользователи удаляют электронную сигарету, чтобы выдохнуть, что делает сенсорное обнаружение или обнаружение, основанное на движении, ненадежным. Между тем, обнаружение движения или пара на основе видеоизображения является сложным вычислительным процессом, что сокращает срок службы батареи для портативного устройства, такого как устройство мобильной связи, выступающего в качестве устройства визуализации. Кроме того, анализ сигнала микрофона подвержен ложным срабатываниям из-за звуков, похожих на выдох, например, шума ветра или звука голосов (в частности, фрикативные или шипящие звуки). Было бы неудобно и нежелательно, чтобы пользователю неожиданно были представлены виртуальные шлейфы пара, которые не связаны с собственным выдохом пользователя.
Однако, вопреки этим проблемам обнаружения, один предсказуемый признак того, как пользователь взаимодействует со своей электронной сигаретой, заключается в том, что как только он осуществляет вдох через электронную сигарету, он, в конечном итоге, должен выдохнуть. Более того, при нормальном использовании этот выдох будет происходить в течение предсказуемого периода времени.
Следовательно, в варианте осуществления настоящего изобретения в первом приближении можно предположить типичную или среднюю задержку между вдохом и выдохом пользователя, так что время выдоха пользователя можно оценить без какого-либо внешнего обнаружения выдоха с использованием датчиков, подобных описанным выше.
Во втором приближении типичную задержку между вдохом и выдохом можно оценить как функцию одного или нескольких биометрических факторов, таких как рост, вес, возраст и/или пол пользователя, которые могут быть предоставлены на этапе регистрации при использовании устройства визуализации (например, через учетную запись, используемую с одним или несколькими приложениями, относящимися к электронной сигарете).
В третьем приближении типичную задержку между вдохом и выдохом можно оценить как функцию величины вдоха, как описано выше, как вариант, в сочетании с одним или несколькими из следующих параметров: рост, вес, возраст и/или пол пользователя, полученных, как описано выше.
В четвертом приближении типичную задержку между вдохом и выдохом можно измерить для конкретного пользователя, например, изначально используя надежные, но сложные с точки зрения вычислений способы, такие как видеоанализ (или любой из способов, использующих датчики, описанные выше в этом документе, если пользователь уведомлен о применяемом способе, например, через экранное сообщение) в течение периода калибровки. Эта мера может быть дополнительно уточнена для моделирования в виде функции от величины вдоха. После периода калибровки способ, использующий датчики, больше не нужен.
Отметим, что при взаимодействии с пользователем такой период калибровки не должен полагаться на сложные датчики или датчики, предназначенные только для калибровки. Например, пользователю может быть предложено нажать существующую кнопку на электронной сигарете или на устройстве визуализации, когда он выдохнет, или, если имеются сенсорные датчики или датчики движения, надежно удалить электронную сигарету ото рта во время фазы калибровки. Будут использованы измерения времени только для тех случаев, когда пользователь не забыл сделать это, например, на основе порога времени ожидания. Как вариант, статистические выбросы (или, например, более 1 стандартного отклонения от средней задержки для определенной меры) могут быть отброшены.
Кроме того, любое из приведенных выше приближений может быть предоставлено отдельно для разных жидкостей, так как пары разных жидкостей могут удерживаться в легких в течение различных периодов времени. Их можно измерить отдельно, либо для разных жидкостей может быть задан соответствующий множитель, предоставленный или оцененный посредством калибровки, для увеличения или уменьшения установленного набора задержек. Аналогично отдельные аппроксимации могут быть предусмотрены для различных установок крепости/уровня выработки пара, или они могут быть частью модели задержки аналогично величине вдоха.
Таким образом, устройство визуализации может хранить заданные по умолчанию таблицы поиска для одного или нескольких значений задержки вдоха-выдоха, как вариант, для одной или нескольких величин вдоха и/или, как вариант, для одной или нескольких жидкостей, опционально модифицируемых для отдельного пользователя посредством процесса калибровки.
Тогда устройство визуализации может использовать соответствующую задержку после получения уведомления от электронной сигареты о том, что был завершен вдох (как вариант, с указанием величины вдоха), чтобы оценить, когда отображать для пользователя пар в виртуальной реальности.
Таким образом, система может отображать пар в виртуальной реальности в соответствии с вычислением времени, выполненным в отношении выполненного пользователем вдоха через электронную сигарету.
Преимущественно вышеупомянутый вариант осуществления, таким образом, может задействовать опыт виртуальной или дополненной реальности для любого пользователя, имеющего электронную сигарету с базовым средством уведомления о вдыхании (например, через Bluetooth®) и устройство визуализации, при этом для устройства визуализации требуется только подходящее программное обеспечение, чтобы оно работало соответствующим образом. В этом случае нет необходимости физически адаптировать электронную сигарету (например, добавлять акселерометр) или устройство визуализации (например, добавлять камеру, способную видеть электронную сигарету при ношении устройства визуализации).
Однако, учитывая такую достаточно точную модель пользовательских шаблонов вдоха/выдоха, также можно улучшить вышеупомянутый вариант осуществления, чтобы использовать любые подходящие датчики, которые имеются в электронной сигарете и/или устройстве визуализации.
В частности, с учетом достаточно точной оценки времени начала выдоха, основанной на одном из описанных выше приближений, с первого по четвертое, можно использовать окно обнаружения с центром на этом моменте времени, в течение которого отслеживают один или несколько датчиков, чтобы точно определить, когда (до степени точности, которую может получить соответствующий датчик) начинается выдох. Это может улучшить воспринимаемую точность синхронизации реальных и виртуальных выдохов.
Следовательно, например, можно применять видеообнаружение в течение короткого окна, центр которого представляет собой оцененный момент времени; поэтому вычислительная нагрузка обработки видео ограничена длительностью окон, обеспечивая хороший компромисс между точностью и вычислительной нагрузкой/временем автономной работы.
В качестве альтернативы или в дополнение, можно использовать обнаружение с помощью микрофона в течение короткого окна (длительность которого потенциально отличается от длительности окна для видеообнаружения), центр которого представляет собой оцененный момент времени; таким образом, вероятность ложноположительного обнаружения шума выдоха ограничена длительностью окна (в течение которого выдох в любом случае является очень вероятным), что также обеспечивает хороший компромисс между точностью и неожиданными проявлениями виртуального пара.
"Коротким" окном может быть такой абсолютный период, как период в диапазоне 0,05-2,0 секунды, или это может быть доля оцененной задержки, например, период в диапазоне +/- 1-30% от задержки или одно стандартное отклонение от среднего значения задержки.
Вместо того чтобы центрировать окно, оно может быть расположено асимметрично относительно ожидаемого времени выдоха; если выдох начинается до начала окна, то датчик(и) должен немедленно обнаружить его, когда начинается окно. Наоборот, если выдох начинается после окончания окна, тогда нет возможности его обнаружить. Следовательно, смещение окна для обнаружения поздних выдохов может улучшить общие показатели обнаружения.
В качестве альтернативы или в дополнение, система визуализации может отображать пар в виртуальной реальности в конце окна обнаружения независимо от того, был ли обнаружен выдох, исходя из того, что выдох должен произойти, и, исходя из расчетного времени выдоха, с задержкой до конца длительности окна.
Понятно, что такое использование датчиков для определения времени выдоха может также обеспечивать постоянное уточнение расчетных значений времени задержки в ходе постоянного использования так же, как описанный выше этап калибровки.
Тогда устройство визуализации может отображать пар в виртуальной реальности независимо от того, основывается ли оно исключительно на расчетном времени или на обнаружении в течение окна обнаружения, ограничивающего расчетное время.
Понятно, что пар в виртуальной реальности может представлять собой компьютерную графику, предназначенную для того, чтобы выглядеть как настоящий пар, но не ограничиваясь этим. Например, пар может изменять цвет случайным образом или в ответ на такие данные, как величина вдоха, или он может напоминать пламя или искры, или может соотноситься с конкретной используемой жидкостью; например, демонстрируя поток лепестков или листьев мяты. Действительно, таким образом можно использовать любое графическое изображение (изображения), например корпоративный логотип, дизайн или товарный знак, выбранные фотографии пользователя (например, из галереи его телефона), виртуальные наклейки или трофеи, полученные за соответствие определенному критерию активности, нотные записи (как вариант, управляемые музыкой, воспроизводимой на устройстве визуализации) и т.д. Также, можно масштабировать, поворачивать, перемещать и/или увеличивать прозрачность одного изображения, чтобы оно выглядело испускаемым из исходной точки.
Следовательно, понятно, что выражение "пар в виртуальной реальности" не ограничено графикой, которая выглядит как пар, и, в более общем смысле, ее можно рассматривать как рассеивание одного или нескольких графических объектов (примитивов пара или других графических объектов) в виртуальном пространстве от исходного местоположения, обычно соответствующего рту пользователя.
Вышеупомянутые варианты осуществления относятся к собственному виртуальному или дополненному опыту пользователя виртуального пара, но варианты осуществления изобретения не следует ограничивать этим.
Обращаясь снова к фиг. 8, уведомление о том, что первый пользователь 500A осуществил вдох через электронную сигарету, может быть передано в устройство визуализации первого пользователя 500A и/или устройство визуализации второго пользователя 500B и, возможно, наоборот. Следовательно, например, первая электронная сигарета 10 может осуществлять связь с первым устройством визуализации (400, 450), но также может осуществлять связь со вторым устройством (400', 450') визуализации либо путем сопряжения с этим вторым устройством, либо с использованием непарного протокола широковещательной передачи, например, Bluetooth ® Broadcast.
В этом случае оба устройства визуализации могут независимо оценить время выдоха первого пользователя, чтобы отобразить для соответствующих пользователей общий пар в виртуальной реальности.
Однако понятно, что второе устройство визуализации с меньшей вероятностью выдает точное время для такого выдоха, либо потому что оно не имеет откалиброванной модели шаблонов вдоха-выдоха первого пользователя (или набора его биометрических факторов), либо потому что у него меньше возможностей использовать датчики в течение периода обнаружения, например, из-за того, что оно слишком далеко от первого пользователя, чтобы надежно детектировать звук выдоха.
Следовательно, в качестве альтернативы или в дополнение, первое устройство (400, 450) визуализации может передавать сигнал о времени выдоха на второе устройство (400', 450') визуализации. Сигнал о времени выдоха может представлять собой оценку того, когда произойдет выдох (которую первое устройство визуализации будет использовать для управления своей виртуальной графикой), или это может быть индикатор того, что был обнаружен выдох, в зависимости от того, как в данный момент работает первое устройство визуализации.
Таким образом, второй пользователь, который сам может использовать или не использовать электронную сигарету, может, как вариант, видеть виртуальный пар, по существу, синхронизированный с выдохом первого пользователя. Отметим, что в это время первый пользователь сам может использовать или не использовать устройство визуализации, хотя синхронизация, вероятно, будет более точной, если использует, как объяснялось выше.
Следовательно, в более общем случае, данный пользователь установленного на голове дисплея виртуальной или дополненной реальности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может видеть виртуальный пар, по существу синхронизированный с выдохом одного или нескольких пользователей электронных сигарет поблизости.
Позиционирование виртуального пара в местоположении другого пользователя потенциально более сложное, чем создание виртуального пара для самого пользователя; для собственных выдохов пользователя источник пара находится в фиксированном положении по отношению к его глазам (т.е. чуть ниже). Между тем, рот второго пользователя может находиться в произвольном положении относительно первого пользователя. Однако второй пользователь использует другое устройство визуализации, оно может передавать данные о местоположении или движении, которые позволяют локализовать устройство, или оно может предоставлять маркировку или световые индикаторы, которые обеспечивают визуальное отслеживание устройства визуализации. Это позволит оценить положение лица второго пользователя. Аналогично, можно отследить положение зажженного конца электронной сигареты, чтобы оценить положение рта второго пользователя. Чтобы помочь отслеживанию, устройство визуализации может связываться с электронной сигаретой, чтобы изменить свойство света (например, цвет или мигающий рисунок), чтобы выделить электронную сигарету от других источников света, видимых в окружающей среде.
Понятно, что устройство визуализации может одновременно быть первым устройством визуализации и вторым устройством визуализации в смысле передачи данных, относящихся курению электронной сигареты пользователем этого устройства, а также получения данных, относящихся курению электронной сигареты одним или несколькими другими пользователями, для того, чтобы отображать пар в виртуальной реальности для нескольких пользователей.
Обращаясь теперь к фиг. 9, в общем варианте осуществления настоящего изобретения способ визуализации между электронной системой (10) получения пара и устройством (400, 450) визуализации содержит следующее:
На первом этапе s101 получают из электронной системы получения пара уведомление о том, что пользователь выполнил вдох через электронную систему получения пара. Как объяснялось выше, например, с использованием Bluetooth® может быть отправлен сигнал от электронной сигареты на смартфон, выступающий в качестве дисплея VR или AR;
на первом этапе s102 оценивают время выполнения пользователем выдоха в соответствии со временем уведомления. Как было описано выше, например, оценка может представлять собой один из нескольких уровней приближения и/или может реагировать на непосредственное обнаружение в пределах окна обнаружения; и
на третьем этапе s103 инициируют отображение компьютерной графики посредством устройства визуализации в соответствии с оцененным временем выдоха. Как было описано выше, компьютерная графика может отображать рассеяние одного или нескольких произвольных графических элементов в виртуальном пространстве.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что вариации вышеуказанного способа, соответствующие различным вариантам осуществления устройства, как описано и заявлено в настоящем документе, рассматривают в рамках настоящего изобретения, включая следующее, но не ограничиваясь:
- этап оценки времени выдоха, содержащий следующее: добавляют задержку к времени уведомления, причем задержка представляет собой заданную среднюю задержку между вдохом и выдохом;
- этап оценки времени выдоха, содержащий следующее: добавляют задержку к времени уведомления, причем задержку оценивают как функцию одного или нескольких биометрических факторов пользователя;
- этап оценки времени выдоха, содержащий следующее: добавляют задержку к времени уведомления, причем задержка основана на данных калибровки задержки, полученных на этапе калибровки;
- задержку оценивают как функцию величины вдоха;
- задержку оценивают как функцию уровня выработки пара;
- задержку оценивают в зависимости от типа испаряемой жидкости;
- устанавливают период обнаружения в зависимости от оцененного времени выдоха, и оценивают время выдоха пользователем путем обнаружения выдоха пользователя в течение периода обнаружения;
- в этом случае обнаружение может содержать одно или несколько из следующего:
i. обнаруживают потерю контакта электронной системы получения пара со ртом пользователя;
ii. обнаруживают характерное движение электронной системы получения пара;
iii. обнаруживают звук, свидетельствующий о выдохе; и
iv. обнаруживают визуальное указание выдоха;
- посредством устройства визуализации второго пользователя получают уведомление о том, что произошел выдох в электронной системе получения пара первого пользователя; и
- устройство визуализации первого пользователя передает сигнал о времени выдоха на устройство визуализации второго пользователя.
Понятно, что в качестве альтернативы или в дополнение, можно обнаружить непосредственный выдох пара пользователем с использованием описанных в этом документе технологий, не полагаясь на уведомление о выдохе из электронной системы получения пара или оценку времени выдоха пользователем. Соответственно, способ визуализации между электронной системой получения пара и устройством визуализации может содержать этапы обнаружения выдоха пара пользователем и инициирование отображения компьютерной графики с помощью устройства визуализации в соответствии с обнаруженным выдохом.
Понятно, что любой из способов, описанных здесь, может быть выполнен на обычном аппаратном обеспечении, соответствующим образом адаптированном соответственно либо посредством программных команд, либо путем включения или замены специального оборудования.
Таким образом, требуемая адаптация к существующим частям обычного эквивалентного устройства может быть реализована в виде компьютерного программного продукта, содержащего исполняемые процессором команды, хранящиеся на материальном постоянном машинном носителе, таком как флоппи-диск, оптический диск, жесткий диск, PROM, оперативная память, флэш-память или любое сочетание этих или других носителей данных, или может быть реализована аппаратно, например, как ASIC (специализированная интегральная схема) или FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) или другая конфигурируемая схема, подходящая для использования при адаптации обычного эквивалентного устройства. Отдельно такая компьютерная программа может быть передана посредством сигналов данных в сети, такой как Ethernet, беспроводная сеть, Интернет или любое сочетание этих и других сетей.
Следовательно, например, описанная в этом документе электронная система получения пара, может содержать средство обнаружения вдоха, предназначенное для обнаружения завершения вдоха, и средство беспроводной передачи, причем электронная система получения пара адаптирована (например, посредством соответствующей программной команды) для передачи уведомления о том, что пользователь совершил вдох через электронную систему получения пара, если вдох завершен.
Аналогично описанное в этом документе устройство визуализации может содержать средство беспроводного приема, адаптированное (например, посредством соответствующей программной командой) для приема уведомления от электронной системы получения пара о том, что пользователь выполнил вдох через электронную систему получения пара, при этом средство оценки времени адаптировано (например, посредством соответствующей программной команды) для оценки времени выдоха пользователем в ответ на время уведомления, и средство отображения адаптировано (например, посредством соответствующей программной команды) для отображения компьютерной графики в зависимости от оцененного времени выдоха, инициируя отображение компьютерной графики устройством визуализации в зависимости от оцененного времени выдоха.
Таким образом, электронная система получения пара и устройство визуализации образуют систему визуализации.
Опять, понятно, что в качестве альтернативы или в дополнение, можно обнаружить непосредственный выдох пара пользователем с использованием описанных в этом документе технологий, не полагаясь на уведомление о выдохе из электронной системы получения пара или оценку времени выдоха пользователем. Соответственно, устройство визуализации может содержать средство обнаружения выдоха, приспособленное для обнаружения выдоха пара пользователем, и средство отображения, приспособленное для отображения компьютерной графики в ответ на обнаруженный выдох.
Для решения различных задач и развития уровня техники в этом раскрытии на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки раскрытия представляют собой всего лишь представительные примеры вариантов осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными.
Например, для удобства настоящая заявка, в основном, относится к жидкостным электронным системам получения пара, но изобретение также применимо к изделиям для нагревания табака и т.д.
Варианты осуществления представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и передать идеи заявленного изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты раскрытия не следует рассматривать как ограничения раскрытия, заданного формулой изобретения или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что, не отклоняясь от объема формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации. Различные варианты осуществления могут должным образом содержать, состоять из или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных в этом документе. Изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные явно, но которые могут быть заявлены в будущем.
Реферат
Изобретение относится к системе визуализации и способу для электронных систем получения пара, таких как электронные системы доставки никотина (например, электронные сигареты). Способ визуализации между электронной системой получения пара и устройством визуализации содержит этапы, на которых получают от электронной системы получения пара уведомление о том, что пользователь выполнил вдох через электронную систему получения пара; оценивают время выполнения пользователем выдоха в ответ на время уведомления и инициируют отображение компьютерной графики посредством устройства визуализации в зависимости от оцененного времени выдоха. Техническим результатом изобретения является усовершенствование способа визуализации между электронной системой получения пара и устройством визуализации. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
