用于电子烟的设备、电子烟、形成用于电子烟的设备的方法和形成电子烟的方法

摘要

提供一种用于电子烟(330)的设备(100、200、300)。所述设备(100、200、300)具有限定内部空间(120)的包覆元件(102)，和设置在包覆元件(102)中或包覆元件上的认证设备，其中认证设备具有平面天线(108)和与平面天线(108)耦合的认证逻辑电路(104)，所述认证逻辑电路设立为用于相对于电子烟(330)的控制元件(338)提供所述设备(100、200、300)的认证，并且其中平面天线(108)以卷起的方式设置在包覆元件(102)的内部空间(120)中或者设置在包覆元件(102)的外侧上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子烟的设备、一种电子烟、一种用于形成用于电子烟的设备的方法和一种用于形成电子烟的方法。

背景技术

在某些类型的电子烟中，具有烟状构型和烟草元件的设备能够容纳在基座单元的容纳空间中。

基座元件能够配设有加热元件并且设立为用于借助于加热元件以电子控制的方式加热烟草元件，进而蒸发在烟草元件中包含的物质(烟草、水等)。

对于制造商而言可能期望的是，禁止借助自身的基座元件使用由第三方制造的设备，其方式例如为：要求相对于基座单元的控制元件认证所述设备，所述控制元件能够设立为用于控制所述设备在基座单元中的使用。

然而，在此出现如下问题：所述设备是耗材，使得认证元件在使用之后与设备一起丢弃。

与此相应地，认证应是尽可能低成本的。

EP3 599 574 A1公开了一种天线，所述天线具有两个平面线圈，所述线圈机械地彼此相对置地设置并且机械地串联连接。

发明内容

提供一种用于电子烟的设备，一种电子烟，一种用于形成用于电子烟的设备的方法和一种用于形成电子烟的方法。其他的实施例在下面的说明书中描述。

在不同的实施例中提供一种能够简单地且低成本地制造的用于电子烟(E-香烟)的设备，所述用于电子烟的设备能够实现相对于电子烟的基座元件的控制元件认证所述设备。

在不同的实施例中，所述设备尤其能够设为用于在或多或少的柱形的电子烟中使用。

在不同的实施例中，能够借助于近场通信(NFC)进行认证。

在不同的实施例中，天线连同与其连接的认证逻辑电路能够首先平面地形成，并且随后卷起，例如卷成柱体，以便集成到设备中(所述设备包含烟草作为消耗品)。天线能够借助于与设置在基座元件中的读取设备的感应耦合来实现相对于基座元件中的控制元件认证所述设备。随后，基座元件能够实现将设备用作为电子烟的一部分，例如能够实现以电子控制的方式蒸发烟草。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下文中详细阐述。

附图示出：

图1A至1C示出制造根据不同的实施例的用于电子烟的设备的图解说明；

图1D示出根据不同的实施例的用于电子烟的设备的示意图；

图2A至2C示出制造根据不同的实施例的用于电子烟的设备的图解说明；

图3示出根据不同的实施例的电子烟的示意性的部分视图；

图4示出根据不同的实施例的用于电子烟的设备的(部分示意性的)完整图和分解图；和

图5示出用于形成根据不同的实施例的用于电子烟的设备的方法的流程图。

具体实施方式

在下面详细的描述中参考附图，所述附图形成所述描述的一部分，并且在所述附图中为了图解说明而示出特定的实施方式，在所述实施方式中能够实施本发明。在所述方面，关于所描述的(多个)附图的取向，使用方向术语，例如“上方”、“下方”、“前方”、“后方”、“前面”、“后面”等。因为实施方式的部件能够在一定数量的不同取向中定位，所以方向术语用于图解说明，并且绝不是限制性的。应当理解，能够使用另外的实施方式，并且能够进行结构上的或逻辑上的改变，而不脱离本发明的保护范围。应当理解，只要未另外特别说明，则在本文中描述的不同的示例性的实施方式的特征能够彼此组合。因此，下面的详细描述不应该在限制性的意义上理解，并且本发明的保护范围通过所附的实施例限定。

在本说明书的上下文中，术语“连接”，“接合”以及“耦合”用于描述直接的和间接的连接，直接的或间接的接合以及直接的或间接的耦合。在附图中，相同的或相似的元件设有相同的附图标记，只要这是适当的。

在不同的实施例中，认证逻辑电路能够远离所述设备的在运行中热的区域设置或是这样设置的，使得确保：认证逻辑电路在电子烟运行期间不会过热。

图1A至1C示出制造根据不同的实施例的用于电子烟330的设备100的图解说明，图1D示出根据不同的实施例的用于电子烟的设备的示意图，图2A至2C示出制造根据不同的实施例的用于电子烟330的设备200的图解说明，图3示出根据不同的实施例的电子烟330的示意性的部分视图，以及图4示出根据不同的实施例的用于电子烟330的设备300的(部分示意性的)完整图和分解图。

所述设备100、200、300能够具有限定内部空间120的包覆元件102，和设置在包覆元件102中或其上的认证设备104、108，其中认证设备104、108具有平面天线108和与平面天线108耦合的认证逻辑电路104，所述认证逻辑电路设立为用于相对于电子烟330的基座元件332的控制元件338提供所述设备100、300的认证，并且其中卷起平面天线108(例如卷成卷(aufgerollt)，使得卷起的天线108例如具有遵循柱体侧表面的形状)的方式设置在包覆元件102的内部空间120中或设置在包覆元件102的外侧上。

包覆元件102能够包括柔性的(例如至少可卷成卷的)基板或由所述基板构成。

包覆元件102例如能够具有纸和/或塑料。尤其在包覆元件102具有纸的情况下，所述包覆元件102能够具有或者是总归提供用于设备100、200、300的包覆元件102，所述包覆元件能够获得作为用于天线108的基板的附加功能。

对此示例性地参见图4中的设备300，其中设备100具有包覆元件102，所述包覆元件设立为用于包覆设备300的冷却元件403。

冷却元件403例如能够用于冷却富含烟草的气溶胶，所述气溶胶借助于加热烟草元件401形成，所述烟草元件具有烟草制品，并且所述气溶胶通过中空元件402输送给冷却元件403。冷却元件403例如能够形成为聚合物膜过滤器。

所述设备300还能够具有过滤元件404，所述过滤元件能够类似于传统香烟的过滤嘴设计，进而能够在用户处在唇部处产生典型的香烟过滤嘴感觉。

在不同的实施例中，替选地或附加地，包覆元件102完全地或部分地包覆中空元件402、过滤元件404以及可能甚至烟草元件401和必要时附加的元件，只要确保：认证逻辑电路104位于设备100、200、300的区域中，所述设备在电子烟330运行期间、意即在烟草元件401加热期间的温度(所述烟草元件典型地加热到约350℃的温度，以蒸发烟草或烟草元件401的组成部分)不超过认证逻辑电路104的温度公差范围。

认证逻辑电路104例如能够作为芯片或芯片模块提供。通常，这种认证逻辑电路104能够直至约100℃的温度可靠地运转。

在冷却元件403的区域中，工作温度典型地能够约为80℃，使得该区域能够适用于安置认证逻辑电路104。

在使用具有更高的温度敏感性的认证逻辑电路104(例如出于成本原因)的情况下，至少认证逻辑电路104能够更远离烟草元件401安置。

对于更靠近烟草元件401的安置，例如对于在天线108和与读取电路334连接的读取天线340之间提高的感应耦合，能够使用具有提高的温度稳定性的认证逻辑电路104。

天线108的一部分在具有高于约100℃的温度的区域中的安置通常是非关键的。与此相应地，在不同的实施例中，包覆元件102能够在设备300的整个或几乎整个长度上延伸，并且天线108包围包覆元件102的全部或几乎全部面积，借此增大有效的天线面积。

在该上下文中，元件401、402、403、404的典型的长度L1、L2、L3、L4也能够是重要的，以便借助于适宜地选择一个或多个要包覆的元件401、402、403、404来实现尽可能大的天线面积。通常，具有约18mm的长度L3的冷却元件403明显长于相邻的过滤元件404(L4约为7.5mm)和中空元件402(L2约为7.5mm)。过滤元件401的典型的长度L1约为12mm。

最大可能的天线面积大约对应于被包覆元件102包覆的一个或多个元件的长度与周长的乘积，所述周长在直径约7mm时对应于约21mm。

包覆元件102能够柱形地(或柱体侧表面状地)形成。

在不同的实施例中，天线108能够直接施加到包覆元件102上，使得天线108能够连同包覆元件102一起置于柱体(侧表面)状的形状中。

在不同的实施例中，天线108能够安置在卷起的包覆元件102的外侧上。这种实施例在图4中示出。

在完整图中，天线108仅为了图解说明位置在设备300上在外部可见。因为即使这种实施方式是可行的，典型地提供柱形壳体405，所述壳体包围包覆元件102和认证设备104、108，以便保护认证设备104、108，例如以便防止(例如芯片的)认证逻辑电路104脱离。

在不同的实施例中，认证设备104、108能够安置在卷起的包覆元件102的内侧上，例如安置在(例如柱形地)包围冷却元件403、过滤元件404等的包覆元件102的内侧上。在不同的实施例中，包覆元件102能够形成壳体405，所述壳体能够形成设备100、200、300的最靠外的外壳。在这种情况下，认证设备104、108能够设置在柱形壳体405/包覆元件102的内侧上。

在不同的实施例中，天线108能够是印刷(例如，银膏或铜膏)或刻蚀(例如铝)的，这是低成本且符合目的的方法。尽管如此，也能够使用其它已知的方法来形成天线108，例如铺设。

在不同的实施例中，天线108直接施加到包覆元件102上，例如施加到PET基板、纸(例如电子烟包覆纸)等上，这例如能够引起约50μm的总厚度(基板和天线108)。在不同的实施例中，天线108能够设置在附加的基板上。

认证逻辑电路104例如能够作为薄的芯片(例如具有在30μm和50μm之间的厚度)借助于倒装芯片技术安置、例如压紧在基板和天线绕组108上，其中所述芯片具有压焊点作为接触接口。在此，具有约在30μm和50μm之间的厚度的芯片必要时甚至能够是可弯曲的，使得芯片在卷起时能够适应天线108，意即跟随弯曲。在不同的实施例中，对于机械固定芯片104和在芯片接触部与天线108之间的电接触可以使用至少一种粘附剂106。例如能够使用各向异性的导电粘胶(ACA)。替选地，例如能够将非导电粘胶(NCA)用于机械固定，并且附加的导电粘胶、焊料等能够用于电接触，或者在不具有导电粘胶的情况下在借助于非导电粘胶粘合时将压焊点压到天线108中。

粘附剂106例如能够作为膏或以片/层形式提供。如果在(例如包覆元件102的)基板的两侧上设置有金属化部(例如用于以电绝缘的方式跨接天线绕组，以使(例如芯片的)认证逻辑电路104与天线108的两个端部接触，所述天线那么具有前侧区域108F和后侧区域108B)，必要时能够提供或提供有过孔110(例如作为所谓的“电镀过孔”PTH或借助于压接接触部，所述压接接触部典型地在PET上使用铝时使用)。

在不同的实施例中，在(例如芯片的)认证逻辑电路104的区域中能够设置有增强元件，所述增强元件避免在基板卷起时(例如芯片的)认证逻辑电路104弯曲，或者替选地，如上文详述的，能够将非常薄的芯片用于允许芯片的弯曲的认证逻辑电路104(对此例如也必须确保：在弯曲时不会由于压电效应产生错误)。

具有天线108的包覆元件102能够例如借助于热粘胶或粘合膜来粘接，以形成柱体和/或固定在所述元件401、402、403、404中的一个或多个上。

在不同的实施例中，包覆元件102能够首先形成为柱体(侧表面)，并且然后推到一个或多个元件(401)、402、403、404上，或者能够产生包覆元件102(和天线108)的柱体(侧表面)形状，其方式为：将包覆元件102围绕所述一个元件或多个元件(401)、402、403、404卷起或者在卷起期间固定在其处。

在不同的实施例中，天线108能够形成为环形天线。这示例性地在图1A至1C、图3和图4中示出。

这一方面能够是如下有利的：整个天线108平面地制成并且能够与认证逻辑电路104导电连接，使得在三维构型(卷成卷)期间或之后不需要产生电连接。

能够通过如下方式确保环形天线用于与能够是基座元件332的一部分的读取天线340的感应耦合的功能：环形天线的耦合区域位于柱形(或柱体侧表面状)成形的环形天线的朝向读取天线340的端部处或附近(间距D1)，并且借助于场F1，所述场由在耦合区域中的沿方向R1被穿流的天线绕组形成并且与读取天线340有效地耦合，并且在柱形(或柱体侧表面状)成形的环形天线的另一端部处的相反的区域远离读取天线340(间距D1+D2)，使得在该处由在耦合区域中沿方向R2被穿流的天线绕组形成的电磁场F2对于在读取天线340和环形天线之间的感应耦合是不那么重要的。

此外，环形天线能够在平面天线108的两个相反的区域中具有传导部段，所述传导部段沿卷起的环形天线的纵向方向伸展，意即在柱体侧表面上平行于柱体轴线伸展。两个相反的区域的传导部段能够沿相反的方向被穿流，进而产生彼此相反的场，所述场至少部分地相互抵消，这减小对与读取天线340的感应耦合的干扰作用。为了更进一步减小干扰作用，能够将相反的区域的传导部段设置为，使得所述传导部段相互重叠。这在图1D中示例性地示出。图1D中的最下方的视图示出在图4的上部和中部的设备100、101的示意立体图的示意性横截面视图。图1D中的设备100与图1C中的设备基本上通过重叠区域142来区分。

横截面视图示出重叠区域142，其中相反的区域的传导部段上下相叠地(在垂直于在其中形成平面天线108的平面的方向上)设置。

彼此相反的区域对耦合强度的影响在图3中示例性地示出。

根据一个实例，天线108能够在包覆元件102上形成为，使得各个天线部段必须在卷起基板之后相互连接(例如在成对地相关联的接触部位220处，例如借助于压接或激光焊接)，以便形成连贯的(例如螺旋形的)天线108。这种实例在图2A至2C中示出。为此能够足够的是，仅在包覆元件102的一侧上形成天线108。

在不同的实施例中，电子烟330能够具有基座元件332，所述基座元件具有上述读取天线340和容纳空间。

容纳空间能够设立为用于容纳所述设备100、200、300的下述区域，所述区域设立为用于引入到容纳空间中，以运行电子烟330。所述区域例如能够至少具有烟草元件401。

在常规地确定基座元件332、容纳空间和设备100、200、300的尺寸时，冷却元件403例如能够设置在容纳空间之外。在包覆元件102仅包覆冷却元件403的情况下，在不同的实施例中，天线108能够在电子烟330运行期间同样位于容纳空间之外。

在天线108朝向烟草元件401的方向进一步延伸和/或容纳空间更深并且容纳更多的设备100、200、300的不同的实施例中，天线108能够至少部分地、例如以耦合区域位于容纳空间内。在不同的实施例中，耦合区域能够位于通过读取天线340限定的内部区域之内。

在不同的实施例中，基座元件332能够具有读取电路334，所述读取电路能够设立为用于相对于基座元件332的控制元件338认证设备100、200、300，并且能够实现以借助于控制元件338控制的方式借助于基座元件332使用设备100、200、300。读取电路334能够与读取天线340导电连接，以便接收、处理从读取天线340接收的认证信息，并且相应地能够实现或阻止电子烟330的使用(例如加热烟草元件401)。

在不同的实施例中，在认证逻辑电路104和读取电路334之间的通信能够根据用于近场通信(NFC)的协议或其它适宜的无线数据传输方法进行。

基座元件332能够具有附加的操作元件，例如用于控制加热元件336的加热功能的控制元件338(例如电路)、能量供应装置(例如电池)、一个或多个用于显示运行准备就绪和/或蓄电池状态的LED、开/关-开关等。

在不同的实施例中因此提供一种方法，所述方法能够实现：使用具有高的生产量的基本上已知的天线(或天线嵌体)制造方法，以便低成本地提供三维天线108。

图5示出用于形成根据不同的实施例的用于电子烟的设备的方法的流程图500。

所述方法包括：形成平面天线(在510处)；将平面天线与认证逻辑电路耦合，所述认证逻辑电路设立为用于相对于电子烟的控制元件338提供所述设备的认证(在520处)；将认证设备设置在限定内部空间的包覆元件上或包覆元件中(在530处)；和卷起平面天线，使得卷起的天线设置在包覆元件的内部空间中或者设置在包覆元件的外侧上(在540处)。

下面总结地提出一些实施例。

实施例1是一种用于电子烟的设备。所述设备具有限定内部空间的包覆元件和设置在包覆元件中或包覆元件上的认证设备，其中认证设备具有平面天线和与平面天线耦合的认证逻辑电路，所述认证逻辑电路设立为用于相对于电子烟的控制元件提供所述设备的认证，并且其中平面天线以卷起的方式设置在包覆元件的内部空间中或者设置在包覆元件的外侧上。

实施例2是根据实施例1所述的设备，其中天线形成为环形天线。

实施例3是根据实施例2所述的设备，其中所述环形天线在平面天线的两个相反的区域中具有传导部段，所述传导部段沿着卷起的天线的纵向方向伸展。

实施例4是根据实施例3所述的设备，其中相反的区域的传导部段设置为，使得所述传导部段是相邻的或彼此重叠，使得所述传导部段的相应的场至少部分地相互补偿。

实施例5是根据实施例1至4之一所述的设备，其中所述包覆元件形成柔性基板。

实施例6是根据实施例1至5之一所述的设备，其中所述包覆元件具有纸和/或塑料。

实施例7是根据实施例1至6之一所述的设备，其中所述天线是印刷的。

实施例8是根据实施例1至7之一所述的设备，其中所述包覆元件柱形地形成。

实施例9是根据实施例1至8之一所述的设备，所述设备还具有包围包覆元件和认证设备的柱形壳体。

实施例10是根据实施例1至9之一所述的设备，其中认证逻辑电路设置在包覆元件上。

实施例11是根据实施例1至10之一所述的设备，其中认证逻辑电路设置在如下区域中，当在电子烟中使用所述设备时所述区域不超过约100℃的温度。

实施例12是电子烟。所述电子烟具有带有容纳空间的基座元件，以及根据实施例1至11之一所述的设备，其中所述设备还具有如下区域，所述区域设立为用于引入到容纳空间中，以运行电子烟。

实施例13是根据实施例12所述的电子烟，其中所述基座元件还具有读取电路，所述读取电路设立为用于相对于所述基座元件的控制元件认证所述设备，并且能够实现借助于基座元件使用所述设备。

实施例14是根据实施例12或13所述的电子烟，所述电子烟还具有功能元件组中的至少一个功能元件，其中所述组具有中空元件、冷却元件和过滤元件，并且其中至少一个功能元件至少部分地设置在包覆元件中。

实施例15是一种用于形成用于电子烟的设备的方法，其中所述方法包括：形成平面天线；将平面天线与认证逻辑电路耦合，所述认证逻辑电路设立为用于相对于电子烟的控制元件提供所述设备的认证；将认证设备设置在限定内部空间的包覆元件上或包覆元件中；以及卷起平面天线，使得卷起的天线设置在包覆元件的内部空间中或设置在包覆元件的外侧上。

实施例16是一种用于形成电子烟的方法，其中所述方法包括：根据实施例15形成用于电子烟的设备；和将所述设备的为此设立的区域容纳在所述电子烟的基座元件的容纳空间中。

所述设备的其它有利的设计方案从对所述方法的描述中得出，并且反之亦然。