DE102021102609A1

DE102021102609A1 - Vorrichtung für eine elektronische Zigarette, elektronische Zigarette, Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette und Verfahren zum Bilden einer elektronischen Zigarette

Info

Publication number: DE102021102609A1
Application number: DE102021102609.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Pueschner; Josef Gruber; Bala Nagendra Raja Munjuluri; Walther Pachler; Jens Pohl; Thomas Spoettl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-08-04
Also published as: CN114847530A; US20220240593A1

Abstract

Eine Vorrichtung (100, 200, 300) für eine elektronische Zigarette (330) wird bereitgestellt. Die Vorrichtung (100, 200, 300) weist ein Einhüllungselement (102) auf, das einen Innenraum (120) definiert, und eine in oder auf dem Einhüllungselement (102) angeordnete Authentifikationsvorrichtung, wobei die Authentifikationsvorrichtung eine planare Antenne (108) und eine mit der planaren Antenne (108) gekoppelte Authentifikationslogik (104) aufweist, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung (100, 200, 300) gegenüber einem Steuerungselement (338) der elektronischen Zigarette (330) bereitzustellen, und wobei die planare Antenne (108) gerollt in dem Innenraum (120) des Einhüllungselements (102) oder auf der Außenseite des Einhüllungselements (102) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine elektronische Zigarette, eine elektronische Zigarette, ein Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette und ein Verfahren zum Bilden einer elektronischen Zigarette.
Bei manchen Arten von elektronischen Zigaretten kann eine Vorrichtung mit zigarettenähnlicher Gestaltung und einem Tabakelement in einen Aufnahmeraum einer Basiseinheit aufgenommen werden.
Das Basiselement kann mit einem Heizelement ausgestattet und eingerichtet sein, elektronisch gesteuert mittels des Heizelements das Tabakelement zu erhitzen und so im Tabakelement enthaltene Stoffe (Tabak, Wasser, usw.) zu verdampfen.
Für einen Hersteller kann es wünschenswert sein, eine Nutzung von Vorrichtungen, die von Dritten hergestellt wurden, mit dem eigenen Basiselement zu unterbinden, beispielsweise indem eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement der Basiseinheit, welches zum Steuern einer Nutzung der Vorrichtungen in der Basiseinheit eingerichtet sein kann, eingefordert wird.
Dabei stellt sich allerdings das Problem, dass die Vorrichtungen Verbrauchsmaterial sind, so dass ein Authentifikationselement zusammen mit der Vorrichtung nach Gebrauch entsorgt wird.
Dementsprechend sollte die Authentifikation möglichst kostengünstig sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine einfach und kostengünstig herstellbare Vorrichtung für eine elektronische Zigarette (E-Zigarette) bereitgestellt, die eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement des Basiselements der elektronischen Zigarette ermöglicht.
Die Vorrichtung kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen insbesondere für eine Nutzung in mehr oder weniger zylinderförmigen elektronischen Zigaretten vorgesehen sein.
Die Authentifikation kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mittels einer Nahfeldkommunikation (NFC) erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Antenne mit einer damit verbundenen Authentifikationslogik zunächst planar gebildet und anschließend gerollt werden, beispielsweise zu einem Zylinder, um in die Vorrichtung (welche als Verbrauchsprodukt den Tabak enthält) integriert zu werden. Die Antenne kann mittels einer induktiven Kopplung mit einem im Basiselement angeordneten Lesegerät die Authentifizierung der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement im Basiselement ermöglichen. Anschließend kann das Basiselement die Nutzung der Vorrichtung als Teil der elektronischen Zigarette ermöglichen, beispielsweise ein elektronisch gesteuertes Verdampfen des Tabaks ermöglichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A bis 1C eine Veranschaulichung einer Herstellung einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
1D eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
2A bis 2C eine Veranschaulichung einer Herstellung einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3 eine schematische Teildarstellung einer elektronischen Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4 eine (teils schematische) Komplettansicht und eine Explosionsansicht einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Die Authentifikationslogik kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen so weit entfernt von einem im Betrieb heißen Bereich der Vorrichtung angeordnet sein bzw. werden, dass sichergestellt ist, dass die Authentifikationslogik während des Betriebes der elektronischen Zigarette nicht überhitzt.
1A bis 1C zeigen eine Veranschaulichung einer Herstellung einer Vorrichtung 100 für eine elektronische Zigarette 330 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, 1D eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, 2A bis 2C eine Veranschaulichung einer Herstellung einer Vorrichtung 200 für eine elektronische Zigarette 330 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, 3 eine schematische Teildarstellung einer elektronischen Zigarette 330 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, und 4 eine (teils schematische) Komplettansicht und eine Explosionsansicht einer Vorrichtung 300 für eine elektronische Zigarette 330 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Die Vorrichtung 100, 200, 300 kann ein Einhüllungselement 102 aufweisen, das einen Innenraum 120 definiert, und eine in oder auf dem Einhüllungselement 102 angeordnete Authentifikationsvorrichtung 104, 108, wobei die Authentifikationsvorrichtung 104, 108 eine planare Antenne 108 und eine mit der planaren Antenne 108 gekoppelte Authentifikationslogik 104 aufweist, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung 100, 300 gegenüber einem Steuerungselement 338 des Basiselements 332 der elektronischen Zigarette 330 bereitzustellen, und wobei die planare Antenne 108 gerollt (z.B. aufgerollt, so dass die gerollte Antenne 108 beispielsweise eine Form hat, die einer Zylindermantelfläche folgt) in dem Innenraum 120 des Einhüllungselements 102 oder auf der Außenseite des Einhüllungselements 102 angeordnet ist.
Das Einhüllungselement 102 kann ein flexibles (z.B. zumindest aufrollbares) Substrat aufweisen oder daraus bestehen.
Das Einhüllungselement 102 kann beispielsweise Papier und/oder Kunststoff aufweisen. Insbesondere in einem Fall, dass das Einhüllungselement 102 Papier aufweist, kann das Einhüllungselement 102 ein für die Vorrichtung 100, 200, 300 ohnehin bereitgestelltes Einhüllungselement 102 aufweisen oder sein, welches eine Zusatzfunktion als Substrat für die Antenne 108 erhalten kann.
Siehe dazu beispielhaft die Vorrichtung 300 aus 4, bei welcher die Vorrichtung 100 das Einhüllungselement 102 aufweist, das dazu eingerichtet ist, ein Abkühlelement 403 der Vorrichtung 300 einzuhüllen.
Das Abkühlelement 403 kann beispielsweise dazu dienen, tabakangereicherte Aerosole, die gebildet werden mittels Erhitzens eines Tabakelements 401, das eine Tabakzubereitung aufweist, und die dem Abkühlelement 403 durch das Hohlelement 402 zugeführt werden, abzukühlen. Das Abkühlelement 403 kann beispielsweise als Polymerfilm-Filter gebildet sein.
Die Vorrichtung 300 kann ferner ein Filterelement 404 aufweisen, welches ähnlich einem Filter einer herkömmlichen Zigarette gestaltet sein kann und damit beim Nutzer ein typisches Zigarettenfilter-Gefühl an den Lippen erzeugen kann.
Das Einhüllungselement 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen alternativ oder zusätzlich das Hohlelement 402, das Filterelement 404 und möglicherweise sogar das Tabakelement 401 und ggf. zusätzliche Elemente, ganz oder teilweise einhüllen, solange sichergestellt ist, dass die Authentifikationslogik 104 sich in einem Bereich der Vorrichtung 100, 200, 300 befindet, deren Temperatur während eines Betriebs der elektronischen Zigarette 330, d.h. während eines Erhitzens des Tabakelements 401 (das typischerweise auf eine Temperatur von ungefähr 350°C erhitzt wird zum Verdampfen des Tabaks bzw. von Bestandteilen des Tabakelements 401), einen Temperatur-Toleranzbereich der Authentifikationslogik 104 nicht überschreitet.
Die Authentifikationslogik 104 kann beispielsweise als ein Chip oder Chipmodul bereitgestellt sein. Typischerweise kann eine solche Authentifikationslogik 104 bis zu einer Temperatur von etwa 100°C zuverlässig funktionieren.
Im Bereich des Abkühlelements 403 kann eine Betriebstemperatur typischerweise etwa 80°C betragen, so dass dieser Bereich für eine Positionierung der Authentifikationslogik 104 geeignet sein kann.
Bei einer Nutzung einer Authentifikationslogik 104 mit höherer Temperaturempfindlichkeit (z.B. aus Kostengründen) kann zumindest die Authentifikationslogik 104 weiter entfernt vom Tabakelement 401 positioniert werden.
Für eine Positionierung näher am Tabakelement 401, beispielsweise für eine erhöhte induktive Kopplung zwischen der Antenne 108 und einer Leseantenne 340, die mit einem Leseschaltkreis 334 verbunden ist, kann eine Authentifikationslogik 104 mit erhöhter Temperaturstabilität genutzt werden.
Eine Positionierung von Teilen der Antenne 108 in Bereichen mit Temperaturen über etwa 100°C ist typischerweise unkritisch. Dementsprechend kann sich in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Einhüllungselement 102 über eine komplette oder fast komplette Länge der Vorrichtung 300 erstrecken und die Antenne 108 die gesamte oder fast gesamte Fläche des Einhüllungselements 102 umgeben, womit die effektive Antennenfläche vergrößert wird.
In diesem Zusammenhang kann auch eine typische Länge L1, L2, L3, L4 der Elemente 401, 402, 403, 404 relevant sein, um mittels einer geeigneten Auswahl eines oder mehrerer der zu umhüllenden Elemente 401, 402, 403, 404 eine möglichst große Antennenfläche zu erzielen. Typischerweise hat das Abkühlelement 403 mit einer Länge L3 von etwa 18 mm deutlich länger als das benachbarte Filterelement 404 (L4 etwa 7,5 mm) und das Hohlelement 402 (L2 etwa 7,5 mm). Eine typische Länge L1 des Filterelements 401 beträgt etwa 12 mm.
Die maximal mögliche Antennenfläche entspricht etwa dem Produkt aus der Länge des vom Einhüllungselement 102 eingehüllten Elements bzw. der Elemente und dem Umfang, der bei einem Durchmesser von etwa 7 mm etwa 21 mm entspricht.
Das Einhüllungselement 102 kann zylinderförmig (bzw. zylindermantelförmig) gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 108 direkt auf das Einhüllungselement 102 aufgebracht sein, so dass die Antenne 108 zusammen mit dem Einhüllungselement 102 in die zylinder-(mantel-)förmige Form gebracht werden kann.
Die Antenne 108 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf der Außenseite des gerollten Einhüllungselements 102 angebracht sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt.
In der Komplettdarstellung ist die Antenne 108 nur zur Veranschaulichung der Position sichtbar außen auf der Vorrichtung 300 angeordnet. Denn auch wenn eine solche Ausführungsform möglich ist, wird typischerweise ein zylinderförmiges Gehäuse 405 bereitgestellt, welches das Einhüllungselement 102 und die Authentifikationsvorrichtung 104, 108 umgibt, um die Authentifikationsvorrichtung 104, 108 zu schützen, z.B. um ein Ablösen der Authentifizierungslogik 104 (z.B. des Chips) zu verhindern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Authentifikationsvorrichtung 104, 108 auf einer Innenseite des gerollten Einhüllungselements 102 angebracht sein, beispielsweise auf einer Innenseite eines Einhüllungselements 102, welches das Abkühlelement 403, das Filterelement 404 oder ähnliches (z.B. zylinderförmig) umgibt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Einhüllungselement 102 das Gehäuse 405 bilden, welches eine äußerste Hülle der Vorrichtung 100, 200, 300 bilden kann. Die Authentifikationsvorrichtung 104, 108 kann in dem Fall auf einer Innenseite des zylinderförmigen Gehäuses 405/Einhüllungselements 102 angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 108 gedruckt (z.B. Silber- oder Kupferpaste) oder geätzt sein (z.B. Aluminium), was kostengünstige und zweckdienliche Verfahren darstellt. Trotzdem können andere bekannte Verfahren zum Bilden einer Antenne 108 genutzt werden, beispielsweise Verlegen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Antenne 108 direkt auf das Einhüllungselement 102, z.B. auf ein PET-Substrat, Papier (z.B. E-Zigaretten-Hüllenpapier) oder ähnliches, was beispielsweise zu einer Gesamtdicke (Substrat und Antenne 108) von etwa 50 µm führen kann, aufgebracht. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 108 auf einem zusätzlichen Substrat angeordnet sein bzw. werden.
Die Authentifikationslogik 104 kann beispielsweise als ein dünner Chip (z.B. mit einer Dicke zwischen 30 µm und 300 µm, der Bumps als Kontaktinterfaces aufweisen kann, mittels Flip-Chip-Technologie am Substrat und den Antennenwindungen 108 angebracht, z.B. angepresst werden. Dabei können die Chips mit einer Dicke von etwa zwischen 30 µm und 50 µm gegebenenfalls sogar biegbar sein, so dass sich der Chip beim Rollen der Antenne 108 anpassen, d.h. der Biegung folgen kann. Für eine mechanische Fixierung des Chips 104 und eine elektrische Kontaktierung zwischen den Chipkontakten und der Antenne 108 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mindestens ein Haftmittel 106 genutzt werden. Beispielsweise kann ein anisotroper leitfähiger Kleber (ACA) verwendet werden. Alternativ kann beispielsweise ein nichtleitender Kleber (NCA) für die mechanische Fixierung und ein zusätzlicher leitfähiger Kleber, ein Lot oder ähnliches für die elektrische Kontaktierung genutzt werden, oder ohne einen leitenden Kleber die Bumps beim Verkleben mittels des nichtleitenden Klebers in die Antenne 108 gepresst werden.
Das Haftmittel 106 kann beispielsweise als Paste oder in Blatt-/Lagenform bereitgestellt werden. Sofern auf zwei Seiten des Substrats (z.B. des Einhüllungselements 102) eine Metallisierung angeordnet ist (z.B. zum elektrisch isolierten Überbrücken der Antennenwindungen zum Kontaktieren der Authentifizierungslogik 104 (z.B. des Chips) mit beiden Enden der Antenne 108, die dann einen Vorderseitenbereich 108F und einen Rückseitenbereich 108B aufweist), können gegebenenfalls Durchkontaktierungen 110 (z.B. als so genannte „plated through holes“ PTH oder mittels Crimpkontakten, welche typischerweise bei Anwendungen von Aluminium auf PET genutzt werden) bereitgestellt sein bzw. werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können im Bereich der Authentifizierungslogik 104 (z.B. des Chips) Verstärkungselemente angeordnet sein, die ein Verbiegen der Authentifizierungslogik 104 (z.B. des Chips) beim Rollen des Substrats vermeiden, oder alternativ können, wie oben ausgeführt, sehr dünne Chips für die Authentifizierungslogik 104 genutzt werden, die eine Verbiegung des Chips erlauben (dafür muss z.B. auch sichergestellt sein, dass beim Biegen keine Fehler durch Piezo-Effekte erzeugt werden).
Das Einhüllungselement 102 mit der Antenne 108 kann zum Bilden des Zylinders und/oder zum Befestigen an einem oder mehreren der Elemente 401, 402, 403, 404 angeklebt sein, beispielsweise mittels eines Heißklebers oder eines Klebefilms.
Das Einhüllungselement 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen zunächst als Zylinder(-mantel) gebildet und dann auf eines oder mehrere der Elemente (401), 402, 403, 404 aufgeschoben werden, oder die Zylinder(-mantel)form des Einhüllungselements 102 (und der Antenne 108) kann erzeugt werden, indem das Einhüllungselement 102 um das Element bzw. die Elemente (401), 402, 403, 404 gerollt bzw. daran während des Rollens befestigt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 108 als Schleifenantenne gebildet sein. Das ist beispielhaft in 1A bis 1C, 3 und 4 dargestellt.
Das kann zum einen dahingehend vorteilhaft sein, dass die gesamte Antenne 108 planar gefertigt und mit der Authentifizierungslogik 104 elektrisch leitend verbunden werden kann, so dass während oder nach der dreidimensionalen Gestaltung (dem Aufrollen) keine elektrischen Verbindungen erzeugt zu werden brauchen.
Eine Funktionalität der Schleifenantenne für eine induktive Kopplung mit einer Leseantenne 340, die Teil eines Basiselements 332 sein kann, kann dadurch gewährleistet sein, dass ein Kopplungsbereich der Schleifenantenne sich an bzw. nahe einem der Leseantenne 340 zugewandten Ende der zylinderförmig (bzw. zylindermantelförmig) geformten Schleifenantenne befindet (Abstand D1) und mittels des Felds F1, das von den in Richtung R1 durchströmten Antennenwindungen im Kopplungsbereich gebildet wird und effektiv mit der Leseantenne 340 koppelt, und ein entgegengesetzter Bereich am anderen Ende der zylinderförmig (bzw. zylindermantelförmig) geformten Schleifenantenne so weit von der Leseantenne 340 entfernt ist (Abstand D1+D2), dass das dort von den in Richtung R2 durchströmten Antennenwindungen im Kopplungsbereich gebildete elektromagnetische Feld F2 für die induktive Kopplung zwischen der Leseantenne 340 und der Schleifenantenne von geringer Bedeutung ist.
Außerdem kann die Schleifenantenne Leitungsabschnitte in zwei entgegengesetzten Bereichen der planaren Antenne 108 aufweisen, die in Längsrichtung der gerollten Schleifenantenne verlaufen, d.h. auf dem Zylindermantel parallel zur Zylinderachse. Die Leitungsabschnitte der zwei entgegengesetzten Bereiche können in entgegengesetzten Richtungen durchflossen werden und somit einander entgegengesetzte Felder erzeugen, die einander zumindest teilweise aufheben, was eine Störwirkung für die induktive Kopplung mit der Leseantenne 340 verringert. Um die Störwirkung noch weiter zu verringern, können die Leitungsabschnitte der entgegengesetzten Bereiche so angeordnet sein, dass sie einander überlappen. Das ist in 1D beispielhaft dargestellt. Die unterste Ansicht in 1D zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der schematischen perspektivischen Ansichten der Vorrichtung 100, 101 oben und in der Mitte von 4. Die Vorrichtung 100 aus 1D unterscheidet sich von der Vorrichtung aus 1C im Wesentlichen durch den Überlappungsbereich 142.
Die Querschnittsdarstellung zeigt den Überlappungsbereich 142, in welchem die Leitungsabschnitte der entgegengesetzten Bereiche übereinander (in einer zu einer Ebene, in welcher die planare Antenne 108 gebildet ist, senkrechten Richtung) angeordnet sind.
Die Wirkungen der einander entgegengesetzten Bereiche auf die Kopplungsintensität ist in 3 beispielhaft dargestellt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 108 so auf dem Einhüllungselement 102 gebildet sein, dass einzelne Antennenabschnitte nach einem Rollen des Substrats miteinander verbunden werden müssen (beispielsweise an paarweise zugeordneten Kontaktstellen 220, z.B. mittels Crimpens oder Laserschweißens), um eine durchgehende (z.B. wendelförmige) Antenne 108 zu bilden. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in 2A bis 2C dargestellt. Hierfür kann es ausreichend sein, die Antenne 108 nur auf einer Seite des Einhüllungselements 102 zu bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die elektronische Zigarette 330 ein Basiselement 332 mit der oben beschriebenen Leseantenne 340 und mit einem Aufnahmeraum aufweisen.
Der Aufnahmeraum kann eingerichtet sein, einen Bereich der Vorrichtung 100, 200, 300 aufzunehmen, der eingerichtet ist, zum Betrieb der elektronischen Zigarette 330 in den Aufnahmeraum eingebracht zu werden. Der Bereich kann beispielsweise zumindest das Tabakelement 401 aufweisen.
Bei einer üblichen Dimensionierung von Basiselement 332, Aufnahmeraum und Vorrichtung 100, 200, 300 kann beispielsweise das Abkühlelement 403 außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet sein. In einem Fall, in dem das Einhüllungselement 102 nur das Abkühlelement 403 einhüllt, kann sich die Antenne 108 in verschiedenen Ausführungsbeispielen während eines Betriebs der E-Zigarette 330 ebenfalls außerhalb des Aufnahmeraums befinden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, in welchen die Antenne 108 sich weiter in Richtung des Tabakelements 401 erstreckt und/oder der Aufnahmeraum tiefer ist und mehr von der Vorrichtung 100, 200, 300 aufnimmt, kann die Antenne 108 sich zumindest teilweise, beispielsweise mit dem Kopplungsbereich, innerhalb des Aufnahmeraums befinden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann sich der Kopplungsbereich innerhalb eines durch die Leseantenne 340 definierten Innenbereichs befinden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Basiselement 332 einen Leseschaltkreis 334 aufweisen, der eingerichtet sein kann, eine Authentifikation der Vorrichtung 100, 200, 300 gegenüber dem Steuerungselement 338 des Basiselements 332 vorzunehmen und eine mittels des Steuerungselements 338 gesteuerte Nutzung der Vorrichtung 100, 200, 300 mittels des Basiselements 332 zu ermöglichen. Der Leseschaltkreis 334 kann mit der Leseantenne 340 elektrisch leitend verbunden sein, um von der Leseantenne 340 empfangene Authentifizierungsinformationen zu empfangen, zu verarbeiten und entsprechend die Nutzung der E-Zigarette 330 zu ermöglichen (z.B. das Tabakelement 401 aufzuheizen) oder zu verwehren.
Eine Kommunikation zwischen der Authentifizierungslogik 104 und dem Leseschaltkreis 334 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen gemäß einem Protokoll für Nahfeldkommunikation (NFC) oder anderer geeigneter Kabellos-Datenübertragungsverfahren erfolgen.
Das Basiselement 332 kann zusätzliche Bedienelemente aufweisen, wie beispielsweise ein Steuerungselement 338 (z.B. einen Schaltkreis) zum Steuern der Heizfunktion des Heizelements 336, eine Energieversorgung (z.B. eine Batterie), eine oder mehrere LED zum Anzeigen einer Betriebsbereitschaft und/oder eines Akkuzustands, einen An-/Aus-Schalter, usw.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird somit ein Verfahren bereitgestellt, welches es ermöglicht, ein im Wesentlichen bekanntes Antennen- (bzw. Antennen-Inlay-)Herstellungsverfahren mit hohem Fertigungsvolumen zu nutzen, um kostengünstig eine dreidimensionale Antenne 108 bereitzustellen.
5 zeigt ein Flussdiagramm 500 eines Verfahrens zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren weist ein Bilden einer planaren Antenne (bei 510), ein Koppeln der planaren Antenne mit einer Authentifikationslogik, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement 338 der elektronischen Zigarette bereitzustellen (bei 520), ein Anordnen der Authentifikationsvorrichtung auf oder in einem Einhüllungselement, das einen Innenraum definiert (bei 530), und ein Rollen der planaren Antenne, so dass die gerollte Antenne in dem Innenraum des Einhüllungselements oder auf der Außenseite des Einhüllungselements angeordnet ist (bei 540), aufweist.
Im Folgenden werden zusammenfassend einige Ausführungsbeispiele angegeben.
Ausführungsbeispiel 1 ist eine Vorrichtung für eine elektronische Zigarette. Die Vorrichtung weist ein Einhüllungselement auf, das einen Innenraum definiert, und eine in oder auf dem Einhüllungselement angeordnete Authentifikationsvorrichtung, wobei die Authentifikationsvorrichtung eine planare Antenne und eine mit der planaren Antenne gekoppelte Authentifikationslogik aufweist, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement der elektronischen Zigarette bereitzustellen, und wobei die planare Antenne gerollt in dem Innenraum des Einhüllungselements oder auf der Außenseite des Einhüllungselements angeordnet ist.
Ausführungsbeispiel 2 ist eine Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei die Antenne als Schleifenantenne gebildet ist.
Ausführungsbeispiel 3 ist eine Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2, wobei die Schleifenantenne Leitungsabschnitte in zwei entgegengesetzten Bereichen der planaren Antenne aufweist, die in Längsrichtung der gerollten Antenne verlaufen.
Ausführungsbeispiel 4 ist eine Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3, wobei die Leitungsabschnitte der entgegengesetzten Bereiche so angeordnet sind, dass sie benachbart sind oder einander überlappen, so dass ihre jeweiligen Felder sich gegenseitig zumindest teilweise kompensieren
Ausführungsbeispiel 5 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, wobei das Einhüllungselement ein flexibles Substrat bildet.
Ausführungsbeispiel 6 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, wobei das Einhüllungselement Papier und/oder Kunststoff aufweist.
Ausführungsbeispiel 7 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, wobei die Antenne gedruckt ist.
Ausführungsbeispiel 8 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, wobei das Einhüllungselement zylinderförmig gebildet ist.
Ausführungsbeispiel 9 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8, welche ferner ein zylinderförmiges Gehäuse aufweist, welches das Einhüllungselement und die Authentifikationsvorrichtung umgibt.
Ausführungsbeispiel 10 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, wobei die Authentifikationslogik auf dem Einhüllungselement angeordnet ist.
Ausführungsbeispiel 11 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 10, wobei die Authentifikationslogik in einem Bereich angeordnet ist, der bei einer Nutzung der Vorrichtung in der elektronischen Zigarette eine Temperatur von etwa 100°C nicht überschreitet.
Ausführungsbeispiel 12 ist eine elektronische Zigarette. Die elektronische Zigarette weist ein Basiselement mit einem Aufnahmeraum auf, und eine Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, wobei die Vorrichtung ferner einen Bereich aufweist, der eingerichtet ist, zum Betrieb der elektronischen Zigarette in den Aufnahmeraum eingebracht zu werden.
Ausführungsbeispiel 13 ist eine elektronische Zigarette gemäß Ausführungsbeispiel 12, wobei das Basiselement ferner einen Leseschaltkreis aufweist, der eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement des Basiselements vorzunehmen und eine Nutzung der Vorrichtung mittels des Basiselements zu ermöglichen.
Ausführungsbeispiel 14 ist eine elektronische Zigarette gemäß Ausführungsbeispiel 12 oder 13, welche ferner mindestens ein Funktionselement aus einer Gruppe von Funktionselementen aufweist, wobei die Gruppe ein Hohlelement, ein Abkühlelement und ein Filterelement aufweist, und wobei das mindestens eine Funktionselement zumindest teilweise in dem Einhüllungselement angeordnet ist.
Ausführungsbeispiel 15 ist ein Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette, wobei das Verfahren ein Bilden einer planaren Antenne, ein Koppeln der planaren Antenne mit einer Authentifikationslogik, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement der elektronischen Zigarette bereitzustellen, ein Anordnen der Authentifikationsvorrichtung auf oder in einem Einhüllungselement, das einen Innenraum definiert, und ein Rollen der planaren Antenne, so dass die gerollte Antenne in dem Innenraum des Einhüllungselements oder auf der Außenseite des Einhüllungselements angeordnet ist, aufweist.
Ausführungsbeispiel 16 ist ein Verfahren zum Bilden einer elektronischen Zigarette, wobei das Verfahren ein Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß Ausführungsbeispiel 15 aufweist, und ein Aufnehmen eines dafür eingerichteten Bereichs der Vorrichtung in einen Aufnahmeraum eines Basiselements der elektronischen Zigarette.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung des Verfahrens und umgekehrt.

Claims

Vorrichtung (100, 200, 300) für eine elektronische Zigarette (330), die Vorrichtung (100, 200, 300) aufweisend: ein Einhüllungselement (102), das einen Innenraum (120) definiert; eine in oder auf dem Einhüllungselement (102) angeordnete Authentifikationsvorrichtung, wobei die Authentifikationsvorrichtung aufweist: • eine planare Antenne (108); und • eine mit der planaren Antenne (108) gekoppelte Authentifikationslogik (104), die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement (338) der elektronischen Zigarette (100, 200, 300) bereitzustellen; wobei die planare Antenne (108) gerollt in dem Innenraum (120) des Einhüllungselements (102) oder auf der Außenseite des Einhüllungselements (102) angeordnet ist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß Anspruch 1, wobei die Antenne (108) als Schleifenantenne gebildet ist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß Anspruch 2, wobei die Schleifenantenne Leitungsabschnitte in zwei entgegengesetzten Bereichen der planaren Antenne (108) aufweist, die in Längsrichtung der gerollten Antenne (108) verlaufen.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß Anspruch 3, wobei die Leitungsabschnitte der entgegengesetzten Bereiche so angeordnet sind, dass sie benachbart sind oder einander überlappen, so dass ihre jeweiligen Felder sich gegenseitig zumindest teilweise kompensieren
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Einhüllungselement (102) ein flexibles Substrat bildet.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Einhüllungselement (102) Papier und/oder Kunststoff aufweist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antenne (108) gedruckt ist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Einhüllungselement (102) zylinderförmig gebildet ist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: ein zylinderförmiges Gehäuse, welches das Einhüllungselement und die Authentifikationsvorrichtung umgibt.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Authentifikationslogik auf dem Einhüllungselement angeordnet ist.
Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Authentifikationslogik in einem Bereich angeordnet ist, der bei einer Nutzung der Vorrichtung (100, 200, 300) in der elektronischen Zigarette (330) eine Temperatur von etwa 100°C nicht überschreitet.
Elektronische Zigarette (330), aufweisend: ein Basiselement (332) mit einem Aufnahmeraum; und eine im Aufnahmeraum aufgenommene Vorrichtung (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Elektronische Zigarette (330) gemäß Anspruch 12, wobei das Basiselement (332) ferner einen Leseschaltkreis (334) aufweist, der eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement (338) des Basiselements (332) vorzunehmen und eine Nutzung der Vorrichtung (100, 200, 300) mittels der des Basiselements (332) zu ermöglichen.
Elektronische Zigarette (330) gemäß Anspruch 12 oder 13, ferner aufweisend: mindestens ein Element aus einer Gruppe von Elementen, die Gruppe aufweisend: ein Hohlelement (402); ein Abkühlelement (403); und ein Filterelement (404), wobei das mindestens eine Element zumindest teilweise in dem Einhüllungselement (102) angeordnet ist.
Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette, das Verfahren aufweisend: • Bilden einer planaren Antenne (510); • Koppeln der planaren Antenne mit einer Authentifikationslogik, die eingerichtet ist, eine Authentifikation der Vorrichtung gegenüber einem Steuerungselement der elektronischen Zigarette bereitzustellen (520); • Anordnen der Authentifikationsvorrichtung auf oder in einem Einhüllungselement, das einen Innenraum definiert (530); und • Rollen der planaren Antenne, so dass die gerollte Antenne in dem Innenraum des Einhüllungselements oder auf der Außenseite des Einhüllungselements angeordnet ist (540).
Verfahren zum Bilden einer elektronischen Zigarette, das Verfahren aufweisend: • Bilden einer Vorrichtung für eine elektronische Zigarette gemäß Anspruch 15; und • Aufnehmen eines dafür eingerichteten Bereichs der Vorrichtung in einen Aufnahmeraum eines Basiselements der elektronischen Zigarette.