EA043544B1 - AEROSOL GENERATING SYSTEM AND DEVICE HAVING A WAVEGUIDE LAYOUT FOR AUTHENTICATION OF AEROSOL GENERATING PRODUCTS - Google Patents

AEROSOL GENERATING SYSTEM AND DEVICE HAVING A WAVEGUIDE LAYOUT FOR AUTHENTICATION OF AEROSOL GENERATING PRODUCTS Download PDF

Info

Publication number
EA043544B1
EA043544B1 EA202291282 EA043544B1 EA 043544 B1 EA043544 B1 EA 043544B1 EA 202291282 EA202291282 EA 202291282 EA 043544 B1 EA043544 B1 EA 043544B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
waveguide
input
aerosol generating
optical
output
Prior art date
Application number
EA202291282
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Патрик Деберг
Маттео Бруна
Original Assignee
ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А. filed Critical ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А.
Publication of EA043544B1 publication Critical patent/EA043544B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к области продуктов, генерирующих аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, которая содержит устройства с электрическим питанием, выполненные с возможностью генерирования аэрозоля из твердого и/или жидкого субстрата, способного образовывать аэрозоль, который выполнен с возможностью вставки в указанные устройства, особенно к электрически нагреваемой системе жидкости для электронных сигарет или электрически нагреваемой системе, генерирующей аэрозоль.The invention relates to the field of aerosol generating products. In particular, the present invention relates to an aerosol generating system that contains electrically powered devices configured to generate an aerosol from a solid and/or liquid substrate capable of forming an aerosol, which is configured to be inserted into said devices, especially an electrically heated system e-liquid or an electrically heated aerosol generating system.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention

В последние годы приобрели популярность электронные сигареты на основе расходных изделий, генерирующих аэрозоль. Существуют в основном два типа: испарители жидкости и устройства для вдыхания нагретого табака. Устройства для вдыхания нагретого табака называются системами нагрева без горения (HNB). Они обеспечивают более аутентичный вкус табака по сравнению с электронными сигаретами, которые доставляют вдыхаемый аэрозоль при нагревании дозы жидкости, содержащей вещества для образования аэрозоля, ароматизаторы и часто никотин. Принцип работы систем HNB заключается в нагревании по существу твердого табакосодержащего материала, содержащего вещество, образующее аэрозоль (такое как глицерин и/или пропиленгликоль), которое испаряется при нагревании до 200-400°С, что ниже обычных температур горения традиционной сигареты, и образует пар, который извлекает никотин и вкусоароматические компоненты из табакосодержащего материала. Устройство для вдыхания обычно представляет собой удерживаемое в руке нагревательное устройство, выполненное с возможностью вмещения расходных изделий, в частности стержнеобразных изделий.In recent years, electronic cigarettes based on consumable products that generate aerosol have gained popularity. There are mainly two types: liquid vaporizers and heated tobacco inhalation devices. Devices for inhaling heated tobacco are called heated non-burning (HNB) systems. They provide a more authentic tobacco flavor than e-cigarettes, which deliver an inhaled aerosol by heating a dose of liquid containing aerosol-forming agents, flavorings and often nicotine. The principle of operation of HNB systems is to heat an essentially solid tobacco-containing material containing an aerosol-forming substance (such as glycerin and/or propylene glycol), which evaporates when heated to 200-400°C, which is below the normal combustion temperatures of a traditional cigarette, and produces vapor , which extracts nicotine and flavor components from tobacco-containing material. The inhalation device is typically a hand-held heating device configured to receive consumable items, particularly rod-shaped items.

Незаконная торговля изделиями, генерирующими аэрозоль, будь то стандартные сигареты, жидкости для электронных сигарет или изделия HNB, является проблемой, поскольку поддельные изделия, в частности, могут быть низкого качества или в случае жидкостей для электронных сигарет или расходных изделий HNB могут не подходить для определенной системы курения. Чтобы определить, является ли расходное изделие, генерирующее аэрозоль, подлинным, на внешней поверхности изделия может быть нанесен код или эквивалентная маркировка, содержащая информацию об изделии, для его обнаружения при использовании или перед использованием с определенным устройством. Это позволяет проверить подлинность расходного изделия и в случае отрицательного результата проверки отключить систему нагрева, с которой он используется. Чтобы обеспечить точную аутентификацию кода на расходном изделии, таком как изделие HNB, вероятность распознавания должна быть очень высокой, чтобы подходящие изделия не были отклонены. Однако существующие знаки ограничены низкой плотностью информации, которая может содержаться в них, и большинство известных знаков основаны на классических кодах, таких как одномерные или двумерные штрих-коды, которые можно легко скопировать без использования специальных оптических инструментов, например, просто визуализируя код человеческим глазом.Illegal trade in aerosol generating products, be they standard cigarettes, e-liquids or HNB products, is a problem as counterfeit products in particular may be of poor quality or, in the case of e-liquids or HNB consumables, may not be suitable for a particular application. smoking systems. To determine whether a consumable aerosol-generating product is genuine, a code or equivalent marking containing product information may be applied to the external surface of the product for identification during use or prior to use with a particular device. This allows you to verify the authenticity of the consumable product and, if the test result is negative, turn off the heating system with which it is used. To ensure accurate code authentication on a consumable item such as an HNB item, the probability of recognition must be very high so that eligible items are not rejected. However, existing signs are limited by the low density of information that can be contained in them, and most known signs are based on classical codes, such as one-dimensional or two-dimensional barcodes, which can be easily copied without the use of special optical tools, for example, simply by visualizing the code with the human eye.

В предшествующем уровне техники уже были предложены различные попытки предоставления изделий, генерирующих аэрозоль, которые выполнены с возможностью аутентификации. Например, в документе US 20190008206 A1 раскрыто курительное изделие, содержащее на внешней поверхности курительного изделия знак, представляющий тип курительного изделия, который может иметь форму рисунка или одномерного/двумерного штрих-кода. Знак содержит различные уровни серого, которые могут быть созданы путем печати точками меньшего размера. Такой знак является легко обнаруживаемым и воспроизводимым и может содержать лишь небольшую плотность информации или должен иметь неприемлемо большой размер. Из-за нехватки места система, описанная в документе US 20190008206 A1, ограничена простыми оптическими считывателями, имеющими детектор вблизи знака. Также оптический считыватель по документу US 20190008206 A1 не может быть использован вблизи нагревателя устройства из-за возможного повреждения детектора считывателя, что ограничивает места на курительном изделии для размещения знака.Various attempts have already been made in the prior art to provide aerosol generating products that are capable of authentication. For example, US 20190008206 A1 discloses a smoking article comprising on an outer surface of the smoking article an indicia representing the type of smoking article, which may be in the form of a pattern or a one-dimensional/two-dimensional bar code. The sign contains varying levels of gray that can be created by printing with smaller dots. Such a sign is easily detectable and reproducible and may contain only a small density of information or must be unacceptably large in size. Due to space constraints, the system described in US 20190008206 A1 is limited to simple optical readers having a detector close to the sign. Also, the optical reader according to document US 20190008206 A1 cannot be used near the device heater due to possible damage to the reader detector, which limits the space on the smoking product for placing the sign.

В документе US 20160302488 A1 описано курительное изделие, которое содержит знак на внешней поверхности курительного изделия. Знак может быть в виде одномерных/двумерных штрих-кодов. Код содержит идентифицируемую спектроскопическую сигнатуру слоя знака, который наносится распылением. Спектроскопическая сигнатура обнаруживается оптическим считывателем, который представляет собой простой оптический считыватель, расположенный в очень ограниченном пространстве и близко к полости курительного устройства. Из-за нехватки места можно использовать только простые оптические фильтры, поэтому система, описанная в документе US 20160302488 А1, ограничена обнаружением только простых спектров или цветов или ограничена использованием одного или нескольких узкополосных фильтров. Поэтому спектральные эффекты, предоставляемые системой согласно документу US 20160302488 А1, легко копировать или воспроизводить.US 20160302488 A1 describes a smoking article that includes a mark on the outer surface of the smoking article. The sign can be in the form of one-dimensional/two-dimensional barcodes. The code contains an identifiable spectroscopic signature of the mark layer that is sprayed. The spectroscopic signature is detected by an optical reader, which is a simple optical reader located in a very confined space and close to the cavity of the smoking device. Due to space constraints, only simple optical filters can be used, so the system described in US 20160302488 A1 is limited to detecting only simple spectra or colors, or is limited to using one or more narrow-band filters. Therefore, the spectral effects provided by the system according to US 20160302488 A1 are easy to copy or reproduce.

В документе WO 2019129378A1 описано расходное изделие, генерирующее аэрозоль, для устройства для вдыхания, которое содержит знак, содержащий информацию о расходном изделии. Эта информация считывается оптическим считывателем, который по причине нехватки места представляет собой простую детекторную систему. Кроме того, устройство в документе WO 2019129378 А1 относится к системам, в которых нагреватель выполнен на центральной оси полости для введения расходного изделия. Также описано устройство для вдыхания, содержащее систему оптического считывателя, которая считы- 1 043544 вает знаки на расходном изделии. Знаки имеют форму простого одномерного или двумерного штрихкода. Эта система не подходит для нагревателей, расположенных на стенке или в стенке полости, так как оптические детекторы могут повреждаться при высоких температурах. Также из-за конфигурации устройства в документе WO 2019129378 А1 знак может представлять собой только простой код, который можно легко скопировать, так как он является видимым невооруженным человеческим глазом.WO 2019129378A1 describes an aerosol-generating consumable product for an inhalation device that includes a sign containing information about the consumable product. This information is read by an optical reader, which, due to space constraints, is a simple detector system. In addition, the device in the document WO 2019129378 A1 refers to systems in which the heater is located on the central axis of the cavity for introducing the consumable product. Also described is an inhalation device comprising an optical reader system that reads characters on the disposable product. The characters take the form of a simple one-dimensional or two-dimensional barcode. This system is not suitable for heaters located on the wall or in the cavity wall, as the optical detectors may be damaged at high temperatures. Also, due to the configuration of the device in WO 2019129378 A1, the mark may only be a simple code that can be easily copied since it is visible to the naked human eye.

Таким образом, существует потребность в усовершенствованном методе, позволяющем аутентифицировать изделия, генерирующие аэрозоль, такие как изделия HNB, изделия для парения и курения. В частности, аутентификация на основе кодов или знаков, содержащих гораздо более высокую плотность информации, является предпочтительной для улучшения качества аутентификации и затруднения подделки изделий. Также дополнительно желательно, чтобы по меньшей мере детекторная часть оптических считывателей поддерживалась при температуре ниже 50°С, обычно при комнатной температуре. Системы предшествующего уровня техники ограничены простыми кодами, поскольку могут использоваться только простые оптические считыватели, и требуют знака, который не может находиться в непосредственной близости от нагревателя курительного устройства.Thus, there is a need for an improved method that allows the authentication of aerosol generating products such as HNB products, vaping and smoking products. In particular, authentication based on codes or characters containing a much higher density of information is preferred to improve the quality of authentication and make products more difficult to counterfeit. It is also further desirable that at least the detector portion of the optical readers be maintained at a temperature below 50° C., typically at room temperature. Prior art systems are limited to simple codes, since only simple optical readers can be used, and require a sign that cannot be in close proximity to the heater of the smoking device.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Авторы настоящего изобретения нашли решения обсужденных выше проблем путем предоставления системы, генерирующей аэрозоль, которая содержит устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее улучшенную компоновку оптического считывателя в очень ограниченном пространстве, имеющемся в таком устройстве, генерирующем аэрозоль. Кроме того, в вариантах осуществления настоящее изобретение позволяет предоставить знаки, которые могут быть расположены вблизи нагревателя курительного устройства. Устройство согласно настоящему изобретению дополнительно позволяет предоставить решение для обнаружения и идентификации содержащейся в знаке информации, которая может содержать информацию, закодированную с высокой плотностью, и не может быть считана простым оптическим считывателем, который не может быть помещен вблизи или в контакте с полостью курительного устройства, выполненной с возможностью вмещения изделия, содержащего такой знак.The inventors of the present invention have found solutions to the problems discussed above by providing an aerosol generating system that includes an aerosol generating device comprising an improved optical reader arrangement in a very limited space available in such an aerosol generating device. Additionally, in embodiments, the present invention provides signs that can be located near the heater of the smoking device. The device according to the present invention further allows to provide a solution for detecting and identifying information contained in a sign, which may contain information encoded with high density and cannot be read by a simple optical reader that cannot be placed near or in contact with the cavity of the smoking device, designed to accommodate a product containing such a sign.

Таким образом, настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, которая определена в независимом п. 1 формулы изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, являющаяся предметом настоящего изобретения, содержит изделие, генерирующее аэрозоль, также называемое в дальнейшем расходным изделием, которое проходит вдоль продольной оси и содержит по меньшей мере один знак, содержащий информацию об этом изделии и расположенный на его поверхности. Система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит устройство, генерирующее аэрозоль, которое содержит расположенную во внешней части корпуса секцию источника питания, полость, нагреватель, систему оптического считывателя и содержит по меньшей мере один оптический детектор, а также блок управления, выполненный с возможностью подачи команд по меньшей мере нагревателю и системе оптического считывателя. Полость содержит отверстие, выполненное с возможностью доступа во внешней части корпуса и выполненное с возможностью вмещения расходного изделия, которое содержит знак, расположенный на поверхности указанного изделия, при вставке указанного изделия, и нагреватель выполнен с возможностью нагревания указанного расходного изделия.Thus, the present invention relates to an aerosol generating system, which is defined in independent claim 1 of the claims. The aerosol generating system of the present invention comprises an aerosol generating article, also referred to hereinafter as a consumable article, which extends along a longitudinal axis and has at least one indicia containing information about the article located on its surface. The aerosol generating system further comprises an aerosol generating device, which contains a power supply section located in the outer part of the housing, a cavity, a heater, an optical reader system and contains at least one optical detector, as well as a control unit configured to issue commands via at least the heater and the optical reader system. The cavity contains an opening accessible in the outer portion of the housing and configured to receive a consumable article that includes a mark located on the surface of the said article upon insertion of the said article, and a heater configured to heat the said consumable article.

Согласно настоящему изобретению система оптического считывателя содержит по меньшей мере один волновод, содержащий вводную поверхность и выводную поверхность. Устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью освещения указанного знака на изделии, генерирующем аэрозоль, освещающим световым лучом так, что знак взаимодействует с падающим светом и отражает по меньшей мере часть освещающего света на указанную вводную поверхность и путем направления вводимого света передает направленный свет к выводной поверхности, приспособленной для вывода светового луча в указанный по меньшей мере один детектор. Блок управления выполнен с возможностью подачи системе оптического считывателя команды на аутентификацию указанного расходного изделия на основании информации, содержащейся в отраженном световом луче.According to the present invention, an optical reader system includes at least one waveguide comprising an input surface and an output surface. The aerosol generating device is configured to illuminate said sign on the aerosol generating article with an illuminating light beam such that the sign interacts with the incident light and reflects at least a portion of the illuminating light onto said input surface and by directing the input light transmits the directional light to the output surface a surface adapted to output a light beam into said at least one detector. The control unit is configured to send a command to the optical reader system to authenticate said consumable item based on information contained in the reflected light beam.

В вариантах осуществления на вводной поверхности волновода может быть расположена вводная структура. Аналогично на выводной поверхности волновода может быть дополнительно расположена выводная структура.In embodiments, a lead-in structure may be located on the lead-in surface of the waveguide. Similarly, a lead structure can be additionally located on the lead-out surface of the waveguide.

В таких случаях по меньшей мере часть указанной вводной структуры и/или выводной структуры может быть выбрана из: дифракционной структуры, плоской или криволинейной клиновидной части волновода, массива микропризм, голограммного слоя, метаповерхности, электростатического адресуемого микрозеркала или массива микрозатворов, линзы, зеркала. В предпочтительных вариантах осуществления для вводных и выводных компонентов используются дифракционные структуры, так как они могут быть встроены на часть поверхности волновода в ходе одного и того же процесса изготовления волновода. Дифракционные вводные и выводные компоненты могут быть рассчитаны на ввод света в волновод или вывод света из волновода с относительно низким коэффициентом полезного действия, т. е. не более 60 или не более 80%. Более предпочтительно дифракционные вводные или выводные компоненты рассчитаны на наличие у них такой оптической функции, как функция фокусировки, для того, чтобы изображение можно было получить в отсутствие линз. Кроме того, дифракционные вводные компоненты могут вводить свет в волновод так, что центральная оптическая ось вводимого светового луча образуетIn such cases, at least a portion of said input structure and/or output structure may be selected from: a diffractive structure, a planar or curved waveguide wedge, a microprism array, a hologram layer, a metasurface, an electrostatic addressable micromirror or a microgate array, a lens, a mirror. In preferred embodiments, diffractive structures are used for the input and output components since they can be incorporated onto a portion of the waveguide surface during the same waveguide fabrication process. The diffractive input and output components may be designed to introduce light into the waveguide or output light from the waveguide at a relatively low efficiency, i.e., no more than 60% or no more than 80%. More preferably, the diffractive input or output components are designed to have an optical function, such as a focusing function, so that an image can be obtained in the absence of lenses. In addition, diffractive input components can introduce light into the waveguide such that the central optical axis of the input light beam forms

- 2 043544 угол относительно направления нормали к дифракционному вводному компоненту. В вариантах свет может вводиться в соответствии с разными порядками дифракции, т.е. с порядками дифракции +1 или -1, или +2 или -2. В дополнительных вариантах один дифракционный вводной компонент может направлять свет в волновод так, что он распространяется в соответствии с двумя противоположно направленными лучами, каждый из которых выводится двумя отдельными выводными компонентами. Это можно использовать для идентификации знаков, которые предоставляют информацию в соответствии с противоположными направлениями поляризации, и тогда каждый из поляризованных оптических лучей может выводиться по меньшей мере двумя дифракционными выводными элементами и обнаруживаться по меньшей мере двумя отдельными детекторами, за счет чего обеспечивается крайне надежная аутентификация.- 2 043544 angle relative to the direction of the normal to the diffraction input component. In embodiments, light may be introduced according to different diffraction orders, i.e. with diffraction orders +1 or -1, or +2 or -2. In further embodiments, a single diffractive input component may direct light into the waveguide such that it propagates in accordance with two opposing beams, each output by two separate output components. This can be used to identify characters that provide information according to opposite directions of polarization, and each of the polarized optical beams can then be output by at least two diffractive output elements and detected by at least two separate detectors, thereby providing extremely reliable authentication.

Дополнительно такие вводная структура и/или выводная структура могут быть выполнены с возможностью фокусировки и/или отклонения светового луча, падающего на указанные вводную структуру и/или выводную структуру, в по меньшей мере одной плоскости (X-Y, X-Z, Y-Z).Additionally, such input structure and/or output structure can be configured to focus and/or deflect a light beam incident on said input structure and/or output structure in at least one plane (X-Y, X-Z, Y-Z).

В варианте осуществления указанная вводная структура и/или указанная выводная структура представляют собой ахроматическую структуру, которая обеспечивает соответственно одинаковые коэффициент полезного действия ввода и вывода и/или фокусировку в спектральной полосе по меньшей мере 50, предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200 нм.In an embodiment, said input structure and/or said output structure is an achromatic structure that provides respectively equal input and output efficiencies and/or focusing in a spectral band of at least 50, preferably at least 100, more preferably at least 200 nm.

В некоторых вариантах осуществления указанная вводная структура и/или указанная выводная структура имеют фокусную длину, равную или превышающую длину L волновода. Предпочтительно длина L волновода составляет менее 100 мм, предпочтительно менее 60 мм, еще более предпочтительно менее 30 нм. Толщина волновода составляет менее 500, предпочтительно менее 100, еще более предпочтительно менее 50 или менее 20 мкм. В вариантах осуществления указанная вводная структура и/или указанная выводная структура имеют фокусную длину, меньшую, чем длина L волновода. В этом случае в преимущественных вариантах осуществления предоставляются волноводы, которые имеют поглощающие или рассеивающие стенки так, что на тонких стенках волновода возникает полное внутреннее отражение, и это полное внутреннее отражение возникает только на стенках, имеющих самую большую ширину. В вариантах осуществления толщина волноводов составляет менее 1/10, предпочтительно менее 1/50, ширины волноводов, измеренной перпендикулярно их длине L.In some embodiments, said input structure and/or said output structure have a focal length equal to or greater than the length L of the waveguide. Preferably, the waveguide length L is less than 100 mm, preferably less than 60 mm, even more preferably less than 30 nm. The thickness of the waveguide is less than 500, preferably less than 100, even more preferably less than 50 or less than 20 µm. In embodiments, said input structure and/or said output structure have a focal length less than the length L of the waveguide. In this case, advantageous embodiments provide waveguides that have absorbing or scattering walls such that total internal reflection occurs at the thin walls of the waveguide, and this total internal reflection occurs only at the walls having the largest width. In embodiments, the thickness of the waveguides is less than 1/10, preferably less than 1/50, the width of the waveguides measured perpendicular to their length L.

В вариантах осуществления волноводы имеют параболический профиль показателя преломления, чтобы изображения можно было передавать более эффективно или с меньшим искажением изображения.In embodiments, the waveguides have a parabolic refractive index profile so that images can be transmitted more efficiently or with less image distortion.

В вариантах осуществления волноводы могут иметь Y-образную форму и иметь одну вводную ветвь и по меньшей мере две выводные ветви. Это обеспечивает обнаружение сложной информации, такой как информация, обеспечиваемая от знака двумя по-разному поляризованными световыми лучами.In embodiments, the waveguides may be Y-shaped and have one input branch and at least two output branches. This enables detection of complex information, such as information provided from a sign by two differently polarized light beams.

В вариантах осуществления вводные и/или выводные компоненты могут быть выполнены с возможностью обеспечения такой оптической функции, как оптическая функция цилиндрической линзы. Вводные и/или выводные компоненты, имеющие фокус только в одной плоскости, предоставляют решение для обнаружения одномерных кодов и позволяют не беспокоиться о полном внутреннем отражении на боковых тонких стенках волноводов.In embodiments, the input and/or output components may be configured to provide an optical function such as the optical function of a cylindrical lens. Input and/or output components that focus on only one plane provide a solution for detecting 1D codes without having to worry about total internal reflection at the thin side walls of waveguides.

В преимущественных вариантах осуществления волноводы представляют собой жесткие или гибкие полые волноводы. Это позволяет направлять свет на расстояния обычно менее 1 м так, что может быть направлен свет, имеющий широкое спектральное распределение, такой как видимый и инфракрасный свет, поскольку показатель преломления по существу равен 1, если полая сердцевина представляет собой вакуум или такой газ, как воздух.In preferred embodiments, the waveguides are rigid or flexible hollow waveguides. This allows light to be directed over distances typically less than 1 m so that light having a wide spectral distribution such as visible and infrared light can be directed since the refractive index is essentially 1 if the hollow core is a vacuum or a gas such as air .

В вариантах сердцевины и/или оболочки полых волноводов могут состоять из по меньшей мере двух слоев. Механические и оптические свойства волновода могут быть неоднородными вдоль длины волновода. В вариантах волновод может быть расположен в твердой или гибкой трубке.In embodiments, the core and/or cladding of the hollow waveguides may consist of at least two layers. The mechanical and optical properties of a waveguide may be non-uniform along the length of the waveguide. In embodiments, the waveguide may be located in a rigid or flexible tube.

В других вариантах осуществления указанная вводная структура и/или указанная выводная структура имеют фокусную длину, меньшую, чем длина L волновода, при этом фокусирующие структуры расположены с по меньшей мере одной стороны волновода, причем указанные фокусирующие структуры выполнены в качестве передающих структур для передачи изображения от по меньшей мере части указанного знака до выводной поверхности или вовне из волновода на некоторое расстояние от выводной поверхности.In other embodiments, said input structure and/or said output structure have a focal length less than the length L of the waveguide, wherein focusing structures are located on at least one side of the waveguide, wherein said focusing structures are configured as transmission structures for transmitting an image from at least part of said sign to the output surface or outward from the waveguide to a certain distance from the output surface.

В варианте осуществления указанный волновод представляет собой оптическое волокно или пучок оптических волокон. Применение волоконной оптики позволяет предоставить чрезвычайно дешевые и доступные для приобретения волноводы, которые могут быть легко свернуты и расположены в узких местах или отверстиях или через них.In an embodiment, said waveguide is an optical fiber or a bundle of optical fibers. The use of fiber optics makes it possible to provide extremely low-cost and commercially available waveguides that can be easily coiled and positioned in or through narrow spaces or openings.

В варианте осуществления указанный волновод представляет собой плоский оптический волновод и может представлять собой гибкий волновод. Применение плоского оптического волновода позволяет передавать изображение от выводной поверхности к выводной поверхности.In an embodiment, said waveguide is a planar optical waveguide and may be a flexible waveguide. The use of a flat optical waveguide allows the image to be transmitted from output surface to output surface.

Волновод устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению может быть выполнен из разных материалов в зависимости от потребностей конструирования и эксплуатационных показателей устройства, а также характеристик знака, который подлежит считыванию, на изделии, генерирующем аэрозоль. Например, волновод может быть выполнен по меньшей мере частично из: полиси- 3 043544 локсана, полимера, содержащего имидные группы, полиамидимиды или полиимиды.The waveguide of the aerosol generating device according to the present invention can be made of different materials depending on the design and performance needs of the device, as well as the characteristics of the mark to be read on the aerosol generating product. For example, the waveguide may be made at least in part from: polysiloxane, a polymer containing imide groups, polyamidimides or polyimides.

В варианте осуществления между указанной полостью и указанной вводной поверхностью расположен оптический фокусирующий элемент. Применение фокусирующих элементов, расположенных между знаком и вводной поверхностью волновода, позволяет проецировать по меньшей мере частичное изображение знака на указанную вводную поверхность.In an embodiment, an optical focusing element is located between said cavity and said input surface. The use of focusing elements located between the sign and the input surface of the waveguide makes it possible to project at least a partial image of the sign onto said input surface.

В варианте осуществления указанный оптический фокусирующий элемент является частью указанного волновода. Встраивание фокусирующих элементов на волновод или в него позволяет предоставить монолитный компонент, который фокусирует и направляет свет в волновод. Такая монолитная компоновка уменьшает необходимое место и издержки оптического считывателя и повышает устойчивость и надежность оптического считывателя.In an embodiment, said optical focusing element is part of said waveguide. By embedding focusing elements on or into a waveguide, it is possible to provide a monolithic component that focuses and directs light into the waveguide. This monolithic arrangement reduces the required space and cost of the optical reader and improves the robustness and reliability of the optical reader.

В варианте осуществления указанный волновод приспособлен для передачи увеличенного изображения по меньшей мере части указанного знака на указанную выводную поверхность или вовне из волновода. Использование волновода, который обеспечивает увеличение направленного светового луча, позволяет избежать использования дополнительных оптических элементов для реализации увеличения. Такая компоновка уменьшает необходимое место и издержки оптического считывателя и повышает устойчивость и надежность оптического считывателя.In an embodiment, said waveguide is adapted to transmit an enlarged image of at least a portion of said indicia onto said output surface or outward from the waveguide. The use of a waveguide, which provides magnification of the directional light beam, avoids the need for additional optical elements to implement the magnification. This arrangement reduces the required space and cost of the optical reader and improves the robustness and reliability of the optical reader.

В варианте осуществления указанный волновод по меньшей мере частично свернут вокруг длины указанной полости. Свернутый волновод позволяет предоставлять решения, в которых требуется большая длина направленного света. Свернутый волновод позволяет обеспечить возможность содержания более одной вводной поверхности и/или выводной поверхности волновода, а также обеспечивает возможность приспособления такого волновода к нескольким знакам.In an embodiment, said waveguide is at least partially folded around the length of said cavity. The folded waveguide can provide solutions that require a longer directional light length. The folded waveguide allows for the possibility of containing more than one input surface and/or output surface of the waveguide, and also allows such a waveguide to be adapted to multiple characters.

В варианте осуществления по меньшей мере часть указанного волновода выполнена с возможностью передачи света, предоставляемого излучателем, к указанному знаку. Выполнение волновода или пучка волноводов так, что он может также передавать свет к знаку, позволяет избежать освещения оптических элементов, расположенных между источником света и знаком. Это также позволяет предоставить источник света, который не требует расположения вблизи знака.In an embodiment, at least a portion of said waveguide is configured to transmit light provided by the emitter to said sign. Constructing the waveguide or bundle of waveguides so that it can also transmit light to the sign avoids illuminating the optical elements located between the light source and the sign. This also allows for the provision of a light source that does not require location close to the sign.

В варианте осуществления по меньшей мере часть указанного волновода реализована на по меньшей мере одной из поверхностей нагревателя нагревательной системы.In an embodiment, at least a portion of said waveguide is implemented on at least one of the heater surfaces of the heating system.

В варианте осуществления указанный детектор представляет собой детекторную матрицу. Применение детекторной матрицы обеспечивает возможность обнаружения множества предоставляемых знаком эффектов интенсивности или цвета.In an embodiment, said detector is a detector array. The use of a detector array makes it possible to detect a variety of intensity or color effects provided by the sign.

В варианте осуществления между указанной выводной поверхностью и указанным детектором расположен по меньшей мере один оптический фильтр. Применение оптического фильтра позволяет обнаруживать предоставляемые знаком цветовые или спектральные эффекты.In an embodiment, at least one optical filter is located between said output surface and said detector. The use of an optical filter allows the color or spectral effects provided by the sign to be detected.

В варианте осуществления между указанной выводной поверхностью и указанным детектором расположен оптический спектрометр. Применение оптического спектрометра позволяет обнаруживать предоставляемые знаком узкоспектральные эффекты.In an embodiment, an optical spectrometer is located between said output surface and said detector. The use of an optical spectrometer makes it possible to detect the narrow-spectral effects provided by the sign.

В варианте осуществления указанный детектор содержит процессор изображений. Применение детектора, содержащего процессор изображений, позволяет предоставлять изображения по меньшей мере части знака.In an embodiment, said detector comprises an image processor. The use of a detector comprising an image processor makes it possible to provide images of at least part of the sign.

Второй аспект настоящего изобретения дополнительно относится к способу аутентификации расходного изделия, который включает этапы:A second aspect of the present invention further relates to a method for authenticating a consumable item, which includes the steps of:

предоставления вышеописанного устройства, генерирующего аэрозоль, и расходного изделия, которое содержит знак, расположенный на внешней поверхности, вставки по меньшей мере части расходного изделия, содержащего знак, в полость устройства, генерирующего аэрозоль, освещения знака на внешней поверхности расходного изделия, сбора света, отраженного от знака, через волновод и направления указанного отраженного света в детектор системы оптического считывателя, аутентификации расходного изделия путем вычисления информации, которая содержится в отраженном свете, падающем на детектор, в блоке управления.providing the above-described aerosol generating device and a consumable article that includes an indicia located on an outer surface, inserting at least a portion of the consumable article containing the insignia into a cavity of the aerosol generating device, illuminating the indicia on the outer surface of the consumable article, collecting light reflected from the sign, through the waveguide and directing said reflected light to a detector of the optical reader system, authenticating the consumable item by calculating the information contained in the reflected light incident on the detector in the control unit.

В варианте осуществления способ дополнительно включает этап подачи блоком управления команды нагревателю на основании информации, вычисленной на этапе аутентификации.In an embodiment, the method further includes the step of the control unit issuing a command to the heater based on the information calculated in the authentication step.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 показан схематический поперечный разрез волновода, содержащего дифракционную вводную структуру и дифракционную выводную структуру.In fig. 1 shows a schematic cross-section of a waveguide containing a diffractive input structure and a diffractive output structure.

На фиг. 2 показан схематический поперечный разрез волновода, содержащего голографическую вводную структуру и голографическую выводную структуру.In fig. 2 shows a schematic cross-section of a waveguide containing a holographic input structure and a holographic output structure.

На фиг. 3 показан схематический поперечный разрез волновода, содержащего вводную поверхность клиновидной формы.In fig. 3 shows a schematic cross-section of a waveguide containing a wedge-shaped input surface.

На фиг. 4 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие,In fig. 4 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article.

- 4 043544 вставленное в указанное устройство.- 4 043544 inserted into the specified device.

На фиг. 5 показано схематическое представление варианта осуществления изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство.In fig. 5 is a schematic diagram of an embodiment of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device.

На фиг. 6 показано схематическое представление варианта осуществления изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. В этом варианте осуществления волновод содержит оптический фокусирующий элемент, являющийся частью волновода.In fig. 6 is a schematic diagram of an embodiment of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. In this embodiment, the waveguide includes an optical focusing element that is part of the waveguide.

На фиг. 7 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. В этом варианте осуществления волновод выполнен в спирально свернутой компоновке.In fig. 7 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. In this embodiment, the waveguide is formed in a helical coiled arrangement.

На фиг. 8 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. Этот вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, содержит отражающее зеркало, приспособленное для направления света, предоставляемого частью курительного изделия, на входную лицевую сторону волновода.In fig. 8 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. This embodiment of the aerosol generating device includes a reflective mirror adapted to direct light provided by a portion of the smoking article onto the entrance face of the waveguide.

На фиг. 9 показано схематическое представление бокового поперечного разреза изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. Этот вариант осуществления содержит волновод, который расположен вдоль по меньшей мере части окружности изделия, когда оно вставлено в устройство.In fig. 9 is a schematic side cross-sectional view of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. This embodiment includes a waveguide that is located along at least a portion of the circumference of the article when it is inserted into the device.

На фиг. 10 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. Этот вариант осуществления содержит волновод, который содержит боковую вводную поверхность, обращенную к знаку изделия.In fig. 10 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. This embodiment includes a waveguide that includes a side lead-in surface facing the product sign.

На фиг. 11 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. Этот вариант осуществления содержит волновод, который содержит торцевую вводную поверхность, обращенную к знаку изделия.In fig. 11 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. This embodiment includes a waveguide that includes an end lead-in surface facing the product sign.

На фиг. 12 изображено устройство, генерирующее аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In fig. 12 illustrates an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention.

На фиг. 13-16 изображены варианты осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.In fig. 13-16 depict embodiments of an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.

На фиг. 17 изображена примерная реализация.In fig. 17 shows an example implementation.

На фиг. 18 и 19 показаны увеличенные разрезы устройства, представленного на фиг. 17.In fig. 18 and 19 show enlarged sections of the device shown in FIG. 17.

На фиг. 20 показаны поперечные разрезы бинарной дифракционной структуры.In fig. 20 shows cross sections of a binary diffraction structure.

На фиг. 21 показаны поперечные разрезы четырехуровневой дифракционной структуры.In fig. Figure 21 shows cross sections of a four-level diffraction structure.

На фиг. 22 показаны поперечные разрезы концентрирующей дифракционной структуры.In fig. 22 shows cross sections of a concentrating diffraction structure.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Настоящее изобретение относится к изделию 1, генерирующему аэрозоль, устройству 2, генерирующему аэрозоль, и системе, содержащей изделие 1 и устройство 2.The present invention relates to an aerosol-generating article 1, an aerosol-generating device 2, and a system comprising the article 1 and the device 2.

Настоящее изобретение будет описано в отношении частных вариантов осуществления и со ссылкой на приложенные графические материалы, но настоящее изобретение ими не ограничивается. Описанные графические материалы являются только схематическими и являются неограничивающими. На графических материалах размер некоторых элементов может быть увеличен и не вычерчен в масштабе в иллюстративных целях. Размеры и относительные размеры не соответствуют фактическим сокращениям, применяемым на практике в соответствии с изобретением.The present invention will be described with respect to particular embodiments and with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. The graphics described are schematic only and are non-limiting. In graphics, some elements may be exaggerated in size and not drawn to scale for illustrative purposes. The dimensions and relative sizes do not correspond to the actual reductions used in practice in accordance with the invention.

Изобретение будет описано в следующих примерах в отношении расходных изделий 1 на основе табака, но объем изобретения не должен толковаться как ограниченный расходными изделиями на основе табака, а должен охватывать любые расходные изделия, генерирующие аэрозоль, такие как курительные изделия, изделия с нагревом без горения, картриджи для жидкостей для электронных сигарет и картомайзеры, которые содержат субстрат, генерирующий аэрозоль, способный генерировать вдыхаемый аэрозоль при нагревании. Расходные изделия на основе табака не обязательно имеют ось симметрии и могут иметь любую форму, такую как удлиненная форма, как, например, цилиндрическая форма, или сферическая форма, или форма луча. Расходные изделия 1 на основе табака согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере одну часть 1b, на которой расположен знак 4, и часть 1а со стороны курильщика. Изделие 1 содержит дополнительную часть 1с, которая не содержит знак 4. Знак 4 может быть расположен на по меньшей одной из сторон указанной дополнительной части 1с.The invention will be described in the following examples with respect to tobacco-based consumable products 1, but the scope of the invention should not be construed as limited to tobacco-based consumable products, but should cover any aerosol-generating consumable products, such as smoking products, non-heating products, e-liquid cartridges and cartomizers that contain an aerosol generating substrate capable of generating an inhalable aerosol when heated. Tobacco-based consumable products do not necessarily have an axis of symmetry and may have any shape, such as an elongated shape, such as a cylindrical shape, or a spherical shape, or a beam shape. The tobacco-based consumable products 1 according to the present invention comprise at least one part 1b on which the sign 4 is located and a smoker's side part 1a. Product 1 contains an additional part 1c, which does not contain a sign 4. The sign 4 can be located on at least one of the sides of the specified additional part 1c.

В контексте данного документа термин материал, генерирующий аэрозоль относится к материалу, который способен высвобождать поток аэрозоля, содержащий летучие соединения, при нагревании. Аэрозоль, генерируемый из материала, генерирующего аэрозоль, изделий, генерирующих аэрозоль, опи- 5 043544 санных в настоящем изобретении, может быть видимым или невидимым и может включать пары (например, мелкие частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии, которые обычно являются жидкими или твердыми при комнатной температуре), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.As used herein, the term aerosol generating material refers to a material that is capable of releasing an aerosol stream containing volatile compounds when heated. The aerosol generated from the aerosol generating material, aerosol generating articles described in the present invention may be visible or invisible and may include vapors (for example, small particles of substances that are in a gaseous state, which are usually liquid or solid at room temperature), as well as gases and liquid droplets of condensed vapor.

В контексте данного документа термин дифракционная структура относится к структуре, содержащей дифракционные элементы или дифракционные структуры. Дифракционные структуры определяются в широком смысле и охватывают метаповерхности.As used herein, the term diffractive structure refers to a structure containing diffractive elements or diffractive structures. Diffraction structures are defined broadly and include metasurfaces.

В контексте данного документа термин голографический относится к элементам или слоям, которые при освещении светом ведут себя как голограмма.As used herein, the term holographic refers to elements or layers that behave like a hologram when illuminated by light.

В контексте данного документа термины ввод и вывод относятся к вводу света в волновод или выводу из волновода соответственно. Ввод реализуется вводным компонентом 11. Вывод реализуется выводным компонентом 13. В контексте данного документа вводные и выводные компоненты являются частью волновода 10. Предпочтительно вводной компонент 11 и выводной компонент 13 являются структурными частями волновода 10. Например, указанная структурная часть может представлять собой клиновидную часть или может быть дифракционной или любой преломляющей, отражающей или пропускающей структурой. Понятно, что ввод и/или вывод света могут выполняться при помощи неструктурированной области 12, 14 волновода, что является более простым решением, но обладает менее высоким коэффициентом полезного действия ввода и вывода по сравнению со случаем, в котором предусмотрен вводной компонент 11 или выводной компонент 13, например в случае дифракционного вводного компонента 11 или выводного компонента 13. Вводной компонент 11 и/или выводной компонент 13 могут представлять собой неструктурированную область 12, 14 волновода. Кроме того, вводная поверхность, или область, 12, 14 может представлять собой торец (фиг. 3) волновода 10 или любую криволинейную или некриволинейную часть боковой поверхности волновода 10. Указанный ввод предоставляет по меньшей мере один направленный световой луч 100, который может представлять собой одномодовый или многомодовый световой луч, распространяющийся внутри волновода 10 к выводной поверхности 14 или выводному компоненту 13 волновода 10. Вводные элементы 20 и выводные элементы определяются как элементы, которые не являются частью волновода 10, но представляют собой элементы вне волновода 10, приспособленные для улучшения ввода света в волновод 10 и вывода света из него. Вводные элементы и выводные элементы могут быть идентичными элементами и могут представлять собой, без ограничения, оптические линзы, призмы или зеркала, или их комбинацию. Вводные элементы и выводные элементы могут представлять собой массивы оптических элементов, такие как массив микропризм. Вводные элементы 20 и выводные элементы могут представлять собой электрические адресуемые элементы. Вводные и выводные элементы могут представлять собой адресуемые элементы, такие как, например, зеркало MEMS, приспособленное для сканирования или переключения, или электрооптический элемент.As used herein, the terms input and output refer to the input of light into the waveguide or output from the waveguide, respectively. The input is implemented by an input component 11. The output is implemented by an output component 13. As used herein, the input and output components are part of the waveguide 10. Preferably, the input component 11 and the output component 13 are structural portions of the waveguide 10. For example, said structural portion may be a wedge-shaped portion or can be diffractive or any refractive, reflective or transmitting structure. It is understood that the input and/or output of light can be performed using the unstructured waveguide region 12, 14, which is a simpler solution, but has a lower input and output efficiency compared to the case in which the input component 11 or the output component is provided 13, for example in the case of a diffractive input component 11 or an output component 13. The input component 11 and/or output component 13 may be an unstructured waveguide region 12, 14. In addition, the input surface, or area, 12, 14 may be the end (Fig. 3) of the waveguide 10 or any curved or non-curvilinear portion of the side surface of the waveguide 10. This input provides at least one directional light beam 100, which may be a single-mode or multimode light beam propagating within the waveguide 10 to an output surface 14 or an output component 13 of the waveguide 10. Input elements 20 and output elements are defined as elements that are not part of the waveguide 10, but are elements outside the waveguide 10 adapted to enhance the input light into the waveguide 10 and light output from it. The input elements and output elements may be identical elements and may be, without limitation, optical lenses, prisms or mirrors, or a combination thereof. The input elements and output elements may be arrays of optical elements, such as an array of microprisms. The input elements 20 and output elements may be electrically addressable elements. The input and output elements may be addressable elements, such as, for example, a scanning or switching MEMS mirror, or an electro-optical element.

В контексте данного документа термин волноводная система, также определяемый как система оптического считывателя, относится к подсистеме устройства 2, генерирующего аэрозоль, которая содержит оптический детектор и по меньшей мере один волновод, приспособленный для сбора оптической информации, предоставляемой курительным изделием, и выполненный с возможностью передачи этой оптической информации в указанный детектор. Волноводная система может содержать оптические вводные элементы и/или оптические выводные элементы, которые являются отдельными от волновода 10 или встроенными на волновод 10 или в него.As used herein, the term waveguide system, also defined as an optical reader system, refers to a subsystem of the aerosol generating device 2 that includes an optical detector and at least one waveguide adapted to collect optical information provided by the smoking article and configured to transmit this optical information to the specified detector. The waveguide system may include optical input elements and/or optical output elements that are separate from the waveguide 10 or integrated on or into the waveguide 10.

Термин продольная ось волновода 10 определяется как воображаемая центральная ось волновода 10, определенная в направлении направления оптического светового луча 100 в волноводе 10. Оптическое направление может выполняться при помощи полного внутреннего отражения (TIR) или применения отражающих или дифракционных слоев или структур.The term longitudinal axis of the waveguide 10 is defined as the imaginary central axis of the waveguide 10 defined in the direction of the optical light beam 100 in the waveguide 10. Optical guidance can be accomplished by total internal reflection (TIR) or the use of reflective or diffractive layers or structures.

Термин знак 4 определяется как элемент или структура, содержащая информацию о курительном изделии и обычно расположенная на внешней поверхности изделия. Знак 4 может быть встроен внутрь изделия 1. Знак 4 может быть различных типов, некоторые из которых описаны более подробно ниже. Обычные классы знаков 4, применимых к изделиям 1, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения: отражающий знак 4; дифракционный знак 4; отражающий и дифракционный знак 4; знак 4, который содержит по меньшей мере один волновод знака; термин волновод знака означает волновод, такой как резонансная волноводная решетка, которая расположена на знаке 4 изделия или в знаке и отличается от описанного в данном документе волновода 10 устройства, генерирующего аэрозоль; знак 4, содержащий по меньшей мере один резонансный волновод 10 знака; частично прозрачный знак 4; знаки, которые представляют собой упорядоченные или распределенные химические вещества, встроенные в изделие; комбинацию разных типов указанных обычных классов знаков 4.The term mark 4 is defined as an element or structure containing information about a smoking product and typically located on the outer surface of the product. The sign 4 may be embedded within the product 1. The sign 4 can be of various types, some of which are described in more detail below. Common classes of indicia 4 applicable to aerosol generating articles 1 according to the present invention include, but are not limited to: reflective indicia 4; diffraction sign 4; reflective and diffraction sign 4; sign 4, which contains at least one sign waveguide; the term sign waveguide means a waveguide, such as a resonant waveguide array, that is located on or in the product sign 4 and is different from the aerosol generating device waveguide 10 described herein; sign 4 containing at least one resonant waveguide 10 sign; partially transparent sign 4; marks that represent ordered or distributed chemicals embedded in a product; combination of different types of specified ordinary classes of characters 4.

Знак 4, описанный в данном изобретении, может быть приспособлен для обеспечения заданных эффектов направленного отражения, таких как предоставление при освещении световым лучом 400 множества световых лучей, которые могут иметь разные спектры и/или разные углы отражения. Из соображений ясности фигур, обеспечивающие освещение световой луч 400 или световые лучи не представлены наThe sign 4 described in this invention may be adapted to provide desired directional reflection effects, such as providing multiple light beams that may have different spectra and/or different reflection angles when illuminated by light beam 400. For reasons of clarity of figures, the illuminating light beam 400 or light beams are not shown in

- 6 043544 всех фигурах. Отраженные световые лучи могут представлять собой дифрагированные световые лучи, проецируемые в любом порядке дифракции. Знак 4 может содержать структуры на по меньшей мере одной из его поверхностей или сторон и может содержать структуры, встроенные в слой знака 4. Например, дифракционные структуры могут быть предусмотрены на внешней поверхности знака 4. Световые лучи, описанные в данном документе, могут представлять собой коллимированные световые лучи или световые лучи с большой апертурой и могут представлять собой расходящиеся или сходящиеся световые лучи. Свет, описанный в данном документе, может представлять собой высокоэнергетический свет, имеющий длину волны менее 180 нм, или УФ-свет (т.е. диапазоны UVA, UVB, UVC УФ-света, имеющего длины волн более 180 нм), видимый свет, инфракрасный свет или терагерцовые волны, или даже микроволны. Волноводы могут представлять собой полые волноводы для направления высокоэнергетического света или микроволн.- 6 043544 all figures. The reflected light rays may be diffracted light rays projected in any order of diffraction. The sign 4 may include structures on at least one of its surfaces or sides and may include structures embedded in a layer of the sign 4. For example, diffractive structures may be provided on the outer surface of the sign 4. The light beams described herein may be collimated light beams or large aperture light beams and can be diverging or converging light beams. The light described herein may be high energy light having a wavelength less than 180 nm, or UV light (i.e., the UVA, UVB, UVC bands of UV light having wavelengths greater than 180 nm), visible light, infrared light or terahertz waves, or even microwaves. The waveguides may be hollow waveguides for guiding high-energy light or microwaves.

Знаки не обязательно должны представлять собой коды в форме физических структур, такие как штрих-коды, но могут представлять собой химические вещества, которые при освещении световым лучом 400 предоставляют спектральную сигнатуру. В этих случаях волновод 10 устройства 2 может использоваться для передачи только спектральной информации света, отраженного или преломленного от химического вещества знака 4, т.е. без необходимости в передаче изображения знака 4.The indicia need not be codes in the form of physical structures, such as bar codes, but may be chemical substances that, when illuminated by the light beam 400, provide a spectral signature. In these cases, the waveguide 10 of the device 2 can be used to transmit only the spectral information of the light reflected or refracted from the chemical substance 4, i.e. without the need to transmit the image of the sign 4.

Предпочтительно, но не обязательно, кодовые элементы или структуры знака 4 трудно или невозможно обнаружить человеческим глазом по отдельности, чтобы знак не мог быть легко считан или скопирован без использования оптической системы. Знак 4 может располагаться в соответствии с двумерным или трехмерным расположением структур и может иметь любую форму, такую как квадрат или полоса прямоугольной формы, которая может быть расположена на полной окружности внешней поверхности 5 изделия 1. Помимо свойств защиты от подделки желательно, чтобы знак 4 мог также содержать информацию о конкретных параметрах, которые должны использоваться устройствами для вдыхания, таких как идеальный температурный диапазон, или профиль нагрева в зависимости от времени, или параметрах, которые позволяют обеспечить курильщику различные вкусы или интенсивность курения.Preferably, but not necessarily, the code elements or structures of the sign 4 are difficult or impossible to detect individually by the human eye so that the sign cannot be easily read or copied without the use of an optical system. The mark 4 may be arranged according to a two-dimensional or three-dimensional arrangement of structures and may have any shape, such as a square or a rectangular strip, which may be located on the full circumference of the outer surface 5 of the product 1. In addition to the anti-counterfeiting properties, it is desirable that the mark 4 can also contain information about the specific parameters that inhalation devices should use, such as the ideal temperature range, or heating profile over time, or parameters that provide different flavors or smoking intensities to the smoker.

Применение волноводов 10 позволяет предоставить устройства 2, генерирующие аэрозоль, которые могут быть приспособлены в соответствии с описанными разными типами знаков 4. Это дополнительно позволяет предоставить большую гибкость конструкционных решений таких устройств 2, генерирующих аэрозоль, которые преодолевают такие проблемы, как крайне ограниченное доступное место и проблемы нагревания компонентов необходимой системы оптического считывателя.The use of waveguides 10 makes it possible to provide aerosol generating devices 2 that can be adapted according to the different types of signs 4 described. This further allows for greater design flexibility of such aerosol generating devices 2 that overcome problems such as extremely limited available space and heating problems of the components of the required optical reader system.

В контексте данного документа под термином вводная поверхность 12 следует понимать область, через которую свет попадает в волновод через некоторую область волновода 10. Эта область может представлять собой воображаемую поверхность, на которой расположен такой вводной компонент 11, как, без ограничения: преломляющая, дифракционная, голографическая или металлическая структура, или массив структур. Также вводной компонент 11 определяется как структура, т. е. вводная структура, которая позволяет направлять свет в волновод 10 так, что он распространяется в виде направленного светового луча 100. В частных случаях для действия в качестве вводного компонента 11 может быть приспособлена вводная поверхность. В других случаях (фиг. 1 и 2) вводной компонент 11 может быть обращен к вводной поверхности 12.As used herein, the term lead-in surface 12 is understood to mean the region through which light enters the waveguide through some region of the waveguide 10. This region may be an imaginary surface on which the lead-in component 11 is located, such as, but not limited to, refractive, diffractive, a holographic or metallic structure, or an array of structures. Also, the lead-in component 11 is defined as a structure, i.e., a lead-in structure, that allows light to be directed into the waveguide 10 so that it propagates as a directional light beam 100. In particular cases, a lead-in surface may be adapted to act as the lead-in component 11. In other cases (FIGS. 1 and 2), the input component 11 may face the input surface 12.

Кроме того, термин выводная поверхность 14 следует понимать как выводную область, через которую свет покидает волновод 10, т. е. по меньшей мере часть направленного света 100 направляется в среду вне волновода 10. Выводная область может представлять собой воображаемую поверхность, на которой расположен такой выводной компонент 13, как, без ограничения: преломляющая, дифракционная, голографическая или металлическая структура, или массив структур. Выводной компонент 13 определяется как структура, которая позволяет направлять направленный свет 100 в волноводе 10 вовне из него. В частных случаях для действия в качестве выводного компонента 13 может быть приспособлена выводная поверхность 14. В других случаях (фиг. 1 и 2) выводной компонент 13 может быть обращен к выводной поверхности 14. Как описано в дальнейшем, вводные компоненты 11 и выводные компоненты 13 могут представлять собой области на стороне волновода 10 или могут представлять собой часть поверхности волновода 10, которая имеет покрытие или имеет форму клина относительно боковой поверхности волновода 10. Вводные компоненты 11 и выводные компоненты 13 также определяются соответственно как вводные и выводные структуры или как вводные и выводные слои, так как они могут представлять собой микро- или наноструктурированные части волновода или специализированные вводные и выводные слои. Вводные компоненты 11 и выводные компоненты 13 могут представлять собой статические структуры или слои, но также могут представлять собой динамические слои в том смысле, что они могут иметь свойства направления света, которые могут изменяться под действием таких сил, как электрические силы, например, в случае микрозатворов или микрозеркал с электростатическим приводом.In addition, the term lead surface 14 should be understood as the lead area through which light leaves the waveguide 10, i.e., at least a portion of the directional light 100 is directed into a medium outside the waveguide 10. The lead area may be an imaginary surface on which such light is located. output component 13, such as, without limitation: a refractive, diffractive, holographic or metallic structure, or an array of structures. The output component 13 is defined as a structure that allows directional light 100 in the waveguide 10 to be directed outward therefrom. In particular cases, a lead surface 14 may be adapted to act as lead component 13. In other cases (FIGS. 1 and 2), lead component 13 may face lead surface 14. As described hereinafter, lead components 11 and lead components 13 may be regions on the side of the waveguide 10, or may be a portion of the surface of the waveguide 10 that is coated or wedge-shaped relative to the side surface of the waveguide 10. The input components 11 and output components 13 are also defined as input and output structures or as input and output structures, respectively. layers, since they can be micro- or nanostructured parts of the waveguide or specialized input and output layers. The input components 11 and output components 13 may be static structures or layers, but may also be dynamic layers in the sense that they may have light direction properties that may change under the influence of forces such as electrical forces, e.g. microshutters or electrostatically driven micromirrors.

Термин детекторная система включает средства для преобразования оптической информации, предоставляемой знаком 4 курительного изделия 1, в электрический сигнал или данные, которые могут быть использованы для идентификации курительного изделия 1, и/или информации в отношении параметров устройства 2, генерирующего аэрозоль, которое должно использоваться для указанного изделия 1. Оптическая информация в отношении изделия 1, генерирующего аэрозоль, может предоставлятьсяThe term detector system includes means for converting the optical information provided by the sign 4 of the smoking article 1 into an electrical signal or data that can be used to identify the smoking article 1 and/or information regarding the parameters of the aerosol generating device 2 to be used for specified article 1. Optical information regarding the aerosol-generating article 1 may be provided

- 7 043544 знаком 4, расположенным на курительной изделии 1, но также может предоставляться по меньшей мере частью курительного изделия, например предоставляться поверхностной структурой указанной части или любой информацией, встроенной в указанное изделие, генерирующее аэрозоль, или на него. Эта информация может быть встроена в указанное изделие 1, генерирующее аэрозоль, или на него при помощи любых физических или химических средств до тех пор, пока они могут обеспечивать оптический эффект, который может представлять собой спектральный и/или цветовой эффект, и/или эффект интенсивности. В ходе эксплуатации указанного устройства указанный волновод обеспечивает возможность передачи указанного оптического эффекта в указанную детекторную подсистему. Волноводы 10- 7 043544 sign 4 located on the smoking article 1, but may also be provided by at least a part of the smoking article, for example provided by the surface structure of said part or any information embedded in or on said aerosol generating article. This information may be incorporated into or onto said aerosol generating article 1 by any physical or chemical means as long as they can provide an optical effect, which may be a spectral and/or color effect and/or an intensity effect . During operation of said device, said waveguide provides the ability to transmit said optical effect to said detector subsystem. Waveguides 10

Волноводы 10, описанные в данном документе, выполнены с возможностью направления электромагнитных излучений, обычно излучений, имеющих длины волн, включающие УФ, видимый и весь инфракрасный (ИК) диапазон.The waveguides 10 described herein are configured to guide electromagnetic radiation, typically radiation having wavelengths including UV, visible, and the entire infrared (IR) range.

Волноводы 10 могут относиться к следующим типам, но без исключения: одномодовые или многомодовые волноводы 10; пучок волноводов 10; волноводы 10, имеющие поперечное сечение некруглой формы, определенное ортогонально к продольной оси волновода 10; волноводы 10, имеющие прямоугольное поперечное сечение. Плоские волноводы предпочтительно имеют тонкие стенки 10', имеющие высоту t1, и имеют две лицевые стороны 10', 10, имеющие ширину t2, которая предпочтительно больше указанной высоты t1. Волноводы 10 могут быть выполнены из негибких или гибких материалов, или из комбинации таких материалов; волноводы 10, приспособленные для направления по меньшей мере одного освещающего светового луча и по меньшей мере одного направленного светового луча 100, предоставляемого знаком 4; волноводы 10 согласно настоящему изобретению могут представлять собой волноводы Y-образной формы и могут содержать оптические компоненты 11, 13, а также могут содержать более 2 ветвей волновода либо для сбора света от знака 4, либо для предоставления света знаку 4; волновод 10 может быть гибридным и содержать разные типы волноводов, например, плоский волновод, поверх которого расположено многомодовое волокно; волноводы могут представлять собой полые волноводы, которые подробнее разъяснены в дальнейшем.The waveguides 10 may be of the following types, but are not limited to: single-mode or multimode waveguides 10; bundle of waveguides 10; waveguides 10 having a non-circular cross-section defined orthogonal to the longitudinal axis of the waveguide 10; waveguides 10 having a rectangular cross section. The planar waveguides preferably have thin walls 10' having a height t1 and have two faces 10', 10 having a width t2 which is preferably greater than said height t1. The waveguides 10 may be made of inflexible or flexible materials, or a combination of such materials; waveguides 10 adapted to direct at least one illuminating light beam and at least one directional light beam 100 provided by the sign 4; The waveguides 10 according to the present invention may be Y-shaped waveguides and may contain optical components 11, 13, and may also contain more than 2 waveguide branches for either collecting light from the sign 4 or providing light to the sign 4; waveguide 10 may be hybrid and contain different types of waveguides, for example, a planar waveguide on top of which is a multimode fiber; the waveguides may be hollow waveguides, which are explained in more detail below.

Плоские волноводы, также определяемые как планарные волноводы, особенно хорошо подходят для образования одномерных изображений знака вследствие полного внутреннего отражения между параллельными плоскостями плоского волновода. Например, плоский волновод может использоваться для предоставления одномерного изображения ряда параллельных кодированных линий, которые расположены на окружности изделия. Оптическая система, в которой используется плоский волновод, расположенный так, что его длина ортогональна кодированным линиям, может предоставлять изображение, которое состоит из разных удлиненных точек вдоль воображаемой линии.Planar waveguides, also defined as planar waveguides, are particularly well suited for producing one-dimensional sign images due to total internal reflection between parallel planes of the planar waveguide. For example, a planar waveguide can be used to provide a one-dimensional image of a series of parallel coded lines that are located on the circumference of the product. An optical system that uses a planar waveguide positioned so that its length is orthogonal to the coded lines can provide an image that consists of different elongated points along an imaginary line.

За счет использования волноводов, которые имеют прямоугольное и квадратное поперечные сечения, могут быть предоставлены двумерные изображения. Для достижения этого необходимо опираться на так называемый эффект самоотображения. Изображение фактически не «передается» через волновод, оно представляет собой лишь его распределение фаз, которое периодически повторяется вдоль длины волновода, будь то плоский волновод или любое многомодовое волокно. При использовании плоского волновода заданной длины можно выбрать его ширину и длину волны для удовлетворения условий самофокусировки. Эффект самоотображения в волноводах разъяснен в следующей публикации: О. Bryngdale, Journal of Optical Society of America, том 63, № 4, 1973 г.By using waveguides that have rectangular and square cross-sections, two-dimensional images can be provided. To achieve this, it is necessary to rely on the so-called self-reflection effect. The image is not actually "transmitted" through the waveguide, it is merely its phase distribution that repeats periodically along the length of the waveguide, be it a planar waveguide or any multimode fiber. When using a planar waveguide of a given length, its width and wavelength can be selected to satisfy self-focusing conditions. The self-imaging effect in waveguides is explained in the following publication: O. Bryngdale, Journal of Optical Society of America, Vol. 63, No. 4, 1973.

В вариантах осуществления по меньшей мере два волновода могут быть расположены поверх друг друга, и по меньшей мере один волновод такой гибридной компоновки может быть выполнен с возможностью направления освещающего светового луча для по меньшей мере частичного освещения знака. Это обеспечивает конфигурацию, в которой источник освещающего света и детектор располагаются на удалении от указанного знака, например в той области устройства, где температура в ходе эксплуатации составляет менее 100°С, возможно, менее 50°С. Типы, размеры и материалы волновода 10 будут выбираться в соответствии с типом знака 4 и требованиями к геометрии и рабочей температуры устройства, генерирующего аэрозоль, в которых оно реализовано, и обычно представляют собой, но без ограничения, следующие варианты выбора: одиночные волокна 10: для передачи информации об интенсивности, поляризации и спектральной информации; пучки волокон 10: для передачи изображений и освещающих световых лучей; плоские волноводы 10: для передачи информации об интенсивности, поляризации и спектральной информации, а также для передачи изображений и освещающих световых лучей.In embodiments, at least two waveguides may be arranged on top of each other, and at least one waveguide of such a hybrid arrangement may be configured to direct an illuminating light beam to at least partially illuminate the sign. This provides a configuration in which the illumination light source and the detector are located at a distance from the indicated mark, for example in an area of the device where the temperature during operation is less than 100°C, possibly less than 50°C. The types, sizes and materials of the waveguide 10 will be selected in accordance with the type of sign 4 and the geometry and operating temperature requirements of the aerosol generating device in which it is implemented, and are typically, but not limited to, the following selections: single fibers 10: for transmitting information about intensity, polarization and spectral information; fiber bundles 10: for transmitting images and illuminating light beams; Planar waveguides 10: for transmitting intensity, polarization and spectral information, and for transmitting images and illuminating light beams.

Все варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть также приспособлены для направления освещающего луча, предоставляемого источником света, приспособленным для волновода 10, к стороне на удалении от знака 4. Это может быть реализовано внутри волновода 10 или путем расположения дополнительного волновода 13, который может быть расположен на волноводе 11 или может представлять собой отдельный освещающий волновод.All embodiments described herein may also be adapted to direct the illumination beam provided by the light source adapted to the waveguide 10 to a side away from the sign 4. This may be implemented within the waveguide 10 or by positioning an additional waveguide 13 that may be located on the waveguide 11 or may be a separate illuminating waveguide.

Оптические волокна 10 и пучки 10 волокон, такие как используемые, например, в эндоскопах, хорошо известны специалисту в области направленной оптики и дополнительно не описаны в данном документе. Также известно, как конфигурировать компоновку оптических волокон, подходящую для освещения объекта и сбора света, отраженного или переданного таким объектом. Это также описано в предшествующем уровне техники и дополнительно не комментируется. В принципе, частичные изображенияOptical fibers 10 and fiber bundles 10, such as those used, for example, in endoscopes, are well known to one skilled in the art of directional optics and are not further described herein. It is also known how to configure an arrangement of optical fibers suitable for illuminating an object and collecting light reflected or transmitted by such object. This is also described in the prior art and is not further commented on. Basically, partial images

- 8 043544 можно также передавать при помощи одного оптического волокна, поскольку информация содержится в функции преобразования Фурье. Это решение является более сложным, чем использование плоских волноводов, так как оно требует более сложных оптических считывателей, выполненных с возможностью обеспечения, например, требований калибровки и/или поляризации, но оно также может быть реализовано в варианте осуществления. Передача по меньшей мере частичных изображений при помощи одиночных многомодовых волокон представляет большой интерес для разных применений формирования изображений, в которых доступное место является очень ограниченным, и была недавно описана в литературе, например:- 8 043544 can also be transmitted using a single optical fiber, since the information is contained in the Fourier transform function. This solution is more complex than the use of planar waveguides, as it requires more complex optical readers capable of meeting, for example, calibration and/or polarization requirements, but it can also be implemented in the embodiment. Transmission of at least partial images using single multimode fibers is of great interest for various imaging applications where available space is very limited, and has been recently described in the literature, for example:

A. Fertman, D. Yerlin, «Image transmission through an optical fiber using realtime modal phase restoration», Journal of the Optical Society of America В, том 39, стр. 149-157(2013 г.);A. Fertman, D. Yerlin, “Image transmission through an optical fiber using realtime modal phase restoration,” Journal of the Optical Society of America B, volume 39, pp. 149-157 (2013);

P. Caramazza и соавт., «Transmission of natural scene images through a multimode fiber», Nature communications, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, (2019) 10:2029; https:// dol.org/10.1038/s41467-01910057-8/www.nature.com/naturecommunications;P. Caramazza et al., “Transmission of natural scene images through a multimode fiber,” Nature communications, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, (2019) 10:2029; https:// dol.org/10.1038/s41467-01910057-8/www.nature.com/naturecommunications;

V.S. Feschenko и соавт., «Optical imaging system with a waveguide», Physical and Quantum Optics, Optics and spectroscopy, том 97, № 3, 2004 г., стр. 468471.V.S. Feschenko et al., “Optical imaging system with a waveguide,” Physical and Quantum Optics, Optics and spectroscopy, vol. 97, no. 3, 2004, pp. 468471.

Плоские оптические волноводы 10 в устройстве 2, генерирующем аэрозоль, имеют геометрические и функциональные преимущества перед простыми оптическими волокнами или пучками волокон, что станет очевидно из следующего описания различных вариантов осуществления настоящего изобретения.The planar optical waveguides 10 in the aerosol generating device 2 have geometric and functional advantages over simple optical fibers or bundles of fibers, as will become apparent from the following description of various embodiments of the present invention.

На фиг. 1 показан схематический поперечный разрез части плоского волновода 10, содержащего дифракционную вводную структуру 12 и дифракционную выводную структуру 14. Как вводная, так и выводная структуры 12, 14 могут представлять собой структурированные отражательные решетки SRG1, SRG2. В вариантах осуществления в волноводе 10 может быть расположено более одной вводной структуры 12 или выводной структуры 14, и одна из вводной структуры 12 или выводной структуры может представлять собой пропускающую решетку. Во всех вариантах осуществления настоящего изобретения вводные и/или выводные структуры могут быть расположены на любой стороне или любом торце волновода 10.In fig. 1 shows a schematic cross-section of a portion of a planar waveguide 10 containing a diffractive input structure 12 and a diffractive output structure 14. Both the input and output structures 12, 14 may be structured reflection gratings SRG1, SRG2. In embodiments, more than one input structure 12 or output structure 14 may be located in the waveguide 10, and one of the input structure 12 or output structure may be a transmission grating. In all embodiments of the present invention, the input and/or output structures may be located on any side or end of the waveguide 10.

На фиг. 2 показан схематический поперечный разрез части плоского волновода 10, содержащего голографическую вводную структуру 12 и голографическую выводную структуру 14.In fig. 2 shows a schematic cross-section of a portion of a planar waveguide 10 containing a holographic input structure 12 and a holographic output structure 14.

На фиг. 3 показан схематический поперечный разрез части плоского волновода, содержащего клиновидную вводную поверхность 12. В варианте осуществления, представленном на фиг. 3, как изображено, могут быть предусмотрены внутренние по меньшей мере частично отклоняющие структуры.In fig. 3 shows a schematic cross-section of a portion of a planar waveguide comprising a wedge-shaped lead-in surface 12. In the embodiment shown in FIG. 3, as shown, internal at least partially deflecting structures may be provided.

Пределы выбора материалов, используемых для волноводов 10 согласно настоящему изобретению, отсутствуют. Материалы могут быть предпочтительно выполнены из материала, выбранного из группы диэлектриков, содержащей общеизвестные или специальные стекла или TiO2, или HfO2, или Ta2O5, или ZrO2, или AlN, или Al2O3, или ZnO, или SiO2, или Si3N4, или CaF2 или MgO, или их комбинации. Указанный материал может быть выбран из по существу прозрачного полимера, включая полиэтилентерефталат (PET), поликарбонат (PC), полиэтиленнафталат (PEN), полиметилметакрилат (РММА), сложные полиэфиры, полиэтилен (РЕ), полипропилен (РР), полиэтиленфураноат, полиметилметакрилат (РММА), полимеры на основе конденсатов поли(бис-циклопентадиена), бесцветный полиимид (СР), целлюлозу, полимеры PEEK и их комбинацию. Полимеры или композиционные материалы на основе полимерной матрицы обладают преимуществом упругости и, таким образом, обеспечивают гибкость тонких волноводов 10. Полимер или диэлектрики могут также содержать такие добавки, как химикаты или наночастицы. В качестве материалов для волновода 1, в частности тогда, когда для освещения и формирования изображения используется инфракрасный свет, могут также быть выбраны полупроводники, такие как Si и Ge, или их комбинация. Широкий диапазон возможных материалов обеспечивает возможность конструирования очень большого разнообразия волноводов 10 разной длины, которые могут быть подходящими для направления света в УФ, видимой и инфракрасной частях электромагнитного спектра. Волноводы 10 согласно настоящему изобретению могут представлять собой по меньшей мере частично легированные волноводы 10 и могут быть выполнены в виде волноводов 10 с градиентным и/или ступенчатым показателем преломления. Волноводы 10 могут содержать слой оболочки и могут содержать защитный слой.There are no limits on the choice of materials used for the waveguides 10 according to the present invention. The materials may preferably be made from a material selected from the group of dielectrics containing well-known or special glasses or TiO 2 or HfO 2 or Ta 2 O 5 or ZrO 2 or AlN or Al 2 O 3 or ZnO or SiO 2 , or Si 3 N 4 , or CaF 2 or MgO, or combinations thereof. The material may be selected from a substantially transparent polymer, including polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), polymethyl methacrylate (PMMA), polyesters, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene furanoate, polymethyl methacrylate (PMMA). ), polymers based on poly(bis-cyclopentadiene) condensates, colorless polyimide (CP), cellulose, PEEK polymers and combinations thereof. Polymers or polymer matrix composites have the advantage of elasticity and thus provide flexibility to the thin waveguides 10. The polymer or dielectrics may also contain additives such as chemicals or nanoparticles. Semiconductors such as Si and Ge or a combination thereof can also be selected as materials for the waveguide 1, in particular when infrared light is used for illumination and imaging. The wide range of possible materials makes it possible to design a very large variety of waveguides 10 of different lengths that can be suitable for guiding light in the UV, visible and infrared portions of the electromagnetic spectrum. The waveguides 10 of the present invention may be at least partially doped waveguides 10 and may be configured as graded and/or step index waveguides 10. The waveguides 10 may include a cladding layer and may include a protective layer.

Преимущественно волноводы 10 выполнены из жаропрочных материалов, определяемых как материалы, которые могут без изменения их оптических свойств выдерживать температуры до 400°С. В вариантах волноводы 10 могут представлять собой отдельные волноводы 10 или могут представлять собой волноводы 10, реализованные на подложке, которая не обязательно обладает оптической функцией.Advantageously, the waveguides 10 are made of heat-resistant materials, defined as materials that can withstand temperatures up to 400° C. without changing their optical properties. In embodiments, the waveguides 10 may be individual waveguides 10 or may be waveguides 10 implemented on a substrate that does not necessarily have an optical function.

В предпочтительном варианте осуществления, более подробно описанном ниже, волновод выполнен из полисилоксана, который обладает устойчивыми оптическими свойствами до 290°С.In a preferred embodiment, described in more detail below, the waveguide is made of polysiloxane, which has stable optical properties up to 290°C.

- 9 043544- 9 043544

Другими подходящими кандидатами для материала волноводов 10 в настоящем изобретении являются полиимиды и полиамидимиды. Эти материалы, содержащие имидные группы, выдерживают температуры выше 300°С и обладают достаточным оптическим пропусканием так, что типичные потери составляют не более 0,2 дБ/см, что является в значительной степени достаточным для длин волноводов 20, обычно имеющих размер в сантиметрах, например от 1 до 5 см или от 5 до 10 см.Other suitable candidates for the material of the waveguides 10 in the present invention are polyimides and polyamidimides. These imide group-containing materials withstand temperatures above 300°C and have sufficient optical transmittance such that typical losses are no more than 0.2 dB/cm, which is largely sufficient for 20 waveguide lengths typically measured in centimeters. for example from 1 to 5 cm or from 5 to 10 cm.

Особый интерес для реализации волноводов 10 согласно настоящему изобретению представляют ароматические полиамидимидные полимеры (PAI), представляющие собой термопласты. Причиной является то, что они являются оптически прозрачными, обладают высокой термической устойчивостью даже при температурах выше 300°С, они обладают превосходной химической стойкостью и обладают механическими свойствами прочности, так что их можно легко скручивать и/или приспосабливать рядом с нагревателем 3 или любым нагретым местом в устройстве 2. Кроме того, они имеют потери до 0,2-0,3 дБ/см на длине волны 830 нм, что означает практически полное отсутствие потерь интенсивности при распространении на длину 20-50 мм. Возможна реализация волноводов, которые имеют боковые поверхности, имеющие шероховатость порядка 1/10й длины волны в видимом диапазоне спектра.Of particular interest for the implementation of waveguides 10 according to the present invention are aromatic polyamide imide polymers (PAI), which are thermoplastics. The reason is that they are optically transparent, have high thermal stability even at temperatures above 300°C, they have excellent chemical resistance and have mechanical strength properties so that they can be easily twisted and/or fitted next to the heater 3 or any heated place in device 2. In addition, they have losses of up to 0.2-0.3 dB/cm at a wavelength of 830 nm, which means almost complete absence of intensity losses when propagating over a length of 20-50 mm. It is possible to implement waveguides that have side surfaces with a roughness of the order of 1/ 10th wavelength in the visible range of the spectrum.

Хотя гибкие волноводы 10 предоставляют значительные преимущества в ограниченных пространствах, эти волноводы могут также быть выполнены из жесткого прозрачного материала, которые может быть образован механически или при помощи травления, или может являться формованным, как, например, золь-гель или любой пригодный к литью материал, прозрачный в выбранной спектральной полосе пропускания через волновод. По причине того, что волноводы 10 в применениях согласно настоящему изобретению обладают малыми длинами L, обычно менее 20 см или менее 10 см, или даже менее 50 мм, свойства пропускания не являются столь важными, и, например, по-прежнему могут легко использоваться потери интенсивности в 2 или 3 раза.Although flexible waveguides 10 provide significant advantages in confined spaces, these waveguides can also be made of a rigid transparent material that can be formed mechanically or by etching, or can be molded, such as sol-gel or any moldable material. , transparent in the selected spectral passband through the waveguide. Because the waveguides 10 in applications according to the present invention have small lengths L, typically less than 20 cm or less than 10 cm, or even less than 50 mm, the transmission properties are not so important and, for example, losses can still be easily used intensity 2 or 3 times.

В преимущественном варианте осуществления волноводы представляют собой жесткие или гибкие полые волноводы. Хотя волокна с полой сердцевиной обычно известны как обладающие более высокими потерями на поглощение по сравнению с твердотельными волокнами, что является пагубным для обычных телекоммуникационных применений, они хорошо подходят в качестве волноводов в настоящем изобретении, в котором суммарная длина волноводов обычно составляет менее 10 мм, так как их необходимо вместить в устройство, генерирующее аэрозоль, где доступное место является очень ограниченным. Действительно, на столь малой длине полого волновода потери интенсивности более 30 и до 50% не оказывают отрицательного влияния на эксплуатационные характеристики волноводов для их назначения передавать в детектор свет, отраженный или преломленный от знака на устройстве, генерирующем аэрозоль. Волокна с полой сердцевиной, проявляющие потери интенсивности менее 10 % на 100 м, позволяют направлять свет на расстояния обычно менее 1 м с потерями менее 10 % независимо от длины волны направленного света. Таким образом, свет с широким спектральным распределением, такой как УФ, видимый и инфракрасный свет, в то же время может направляться в волноводах с полой сердцевиной благодаря внутреннему показателю преломления волновода, по существу равному 1, если полая сердцевина представляет собой вакуум или такой газ, как воздух.In an advantageous embodiment, the waveguides are rigid or flexible hollow waveguides. Although hollow core fibers are generally known to have higher absorption losses compared to solid fibers, which is detrimental to conventional telecommunications applications, they are well suited as waveguides in the present invention, in which the total length of the waveguides is typically less than 10 mm, so how they need to be accommodated in an aerosol generating device where available space is very limited. Indeed, at such a short length of a hollow waveguide, intensity losses of more than 30 and up to 50% do not have a negative impact on the performance characteristics of the waveguides for their purpose of transmitting to the detector light reflected or refracted from the sign on the aerosol-generating device. Hollow core fibers exhibiting less than 10% intensity loss at 100 m allow light to be directed over distances typically less than 1 m with less than 10% loss regardless of the wavelength of the light being directed. Thus, light with a wide spectral distribution such as UV, visible and infrared light can at the same time be guided in hollow core waveguides due to the intrinsic refractive index of the waveguide being substantially equal to 1 if the hollow core is a vacuum or such a gas, like air.

В контексте настоящего изобретения волноводы с полой сердцевиной могут представлять собой волокна с полой сердцевиной, имеющие цилиндрическую или нецилиндрическую сердцевину с самым малым размером поперечного сечения сердцевины по меньшей мере 500, предпочтительно по меньшей мере 50, еще более предпочтительно по меньшей мере 5 мкм.In the context of the present invention, hollow core waveguides may be hollow core fibers having a cylindrical or non-cylindrical core with a smallest core cross-sectional size of at least 500, preferably at least 50, even more preferably at least 5 μm.

Понятно, что волноводы с полой сердцевиной не должны быть основаны на полностью полых сердцевинах, но могут содержать преимущественные структуры внутри полой сердцевины на стенке оболочки. В ходе изготовления волноводов с полой сердцевиной могут быть встроены структуры для повышения оптического пропускания.It is understood that hollow core waveguides do not need to be based on completely hollow cores, but may comprise advantageous structures within the hollow core on the cladding wall. During the fabrication of hollow core waveguides, structures can be incorporated to enhance optical transmittance.

В вариантах осуществления для защиты волновода, например для теплозащиты, могут использоваться капилляры. В этом случае волновод 10 расположен в центральном отверстии капиллярной трубки. Капилляр может содержать по меньшей мере два волновода.In embodiments, capillaries may be used to protect the waveguide, such as for thermal protection. In this case, the waveguide 10 is located in the central hole of the capillary tube. The capillary may contain at least two waveguides.

В вариантах сердцевины и/или оболочки волноводов могут состоять из по меньшей мере двух слоев. Механические и оптические свойства волновода могут быть неоднородными вдоль длины волновода.In embodiments, the core and/or cladding of the waveguides may consist of at least two layers. The mechanical and optical properties of a waveguide may be non-uniform along the length of the waveguide.

В вариантах осуществления волновод 10 может быть образован непосредственно на поверхности нагревателя 3, если он изготовлен из материала, который не изменяет свои механические или оптические свойства до 200, или до 250, или до 300°С. Например, снаружи или внутри нагревателя может быть реализован слой синтетического алмаза, выполненный в качестве волновода.In embodiments, the waveguide 10 can be formed directly on the surface of the heater 3 if it is made of a material that does not change its mechanical or optical properties up to 200, or up to 250, or up to 300°C. For example, a synthetic diamond layer made as a waveguide can be implemented outside or inside the heater.

В вариантах осуществления может быть расположено по меньшей мере два разных волновода, как, например, твердотельный волновод из SiO2, примыкающий к полимерному плоскому волноводу 10, при этом твердотельный волновод приспособлен для нагретого места в устройстве 2, а полимерный плоский волновод 10 приспособлен для передачи оптической информации в отношении знака, такой как изображение, в детектор, расположенный на удалении от нагретого места. Вводные компоненты 11 и выводные компоненты 13.In embodiments, at least two different waveguides may be located, such as a SiO 2 solid-state waveguide adjacent to a polymer planar waveguide 10, wherein the solid-state waveguide is adapted to a heated location in the device 2, and the polymer planar waveguide 10 is adapted to transmit optical information regarding the sign, such as an image, into a detector located away from the heated location. There are 11 input components and 13 output components.

В преимущественных вариантах осуществления по меньшей мере часть указанного волновода 10In advantageous embodiments, at least a portion of said waveguide 10

- 10 043544 расположена в соответствии с резонансной волноводной решеткой (RWG). Резонансные волноводы представляют собой предпочтительные варианты выбора в качестве вводных и выводных компонентов.- 10 043544 is located in accordance with the resonant waveguide grating (RWG). Resonant waveguides are the preferred choice for input and output components.

RWG описаны, например, в:RWGs are described, for example, in:

A. Sharon и соавт., «Resonating grating-waveguide structures for visible and nearinfrared radiation», J.Opt.Soc.Am, том 14, № И, стр. 2985-2993, 1997 г.A. Sharon et al., “Resonating grating-waveguide structures for visible and nearinfrared radiation,” J.Opt.Soc.Am, vol. 14, no. I, pp. 2985-2993, 1997.

RWG изготавливают путем использования многослойной конфигурации и комбинирования субволновых решеток и тонкого волновода. Резонанс возникает тогда, когда падающий свет подвергается дифракции на решетке и совпадает с модой волновода. Так как большая часть спектра вводимого света не попадает в волновод, при отражении и/или пропускании обеспечиваются сильные спектральные эффекты. Это вызвано тем, что RWG представляют собой гофрированные волноводы и ведут себя как волноводная решетка. Применение RWG в знаках позволяет обеспечивать уникальные оптические эффекты, которые крайне трудно идентифицировать и воспроизвести. RWG обычно рассчитаны на наличие у них более короткой пространственной периодичности, чем длина волны, на которой они работают, и поэтому называются субволновыми структурами или субволновыми устройствами. В конечном итоге они имеют периодичность, близкую к длине волны, на которой они работают, и чуть выше ее. Довольно часто периоды являются значительно меньшими, чем длина волны, на которой они работают, в свободном пространстве, например, составляют одну треть от нее. Вследствие их малой периодичности они не допускают различные порядки дифракции, что отличает их от гораздо более простых дифракционных оптических элементов (DOE), которые изображены на фиг. 20-22.RWGs are fabricated by using a multilayer configuration and combining subwavelength gratings and a thin waveguide. Resonance occurs when incident light is subject to diffraction by the grating and matches the mode of the waveguide. Since most of the input light spectrum does not enter the waveguide, strong spectral effects are produced by reflection and/or transmission. This is because RWGs are corrugated waveguides and behave like a waveguide grating. The use of RWG in signs allows for unique optical effects that are extremely difficult to identify and reproduce. RWGs are typically designed to have a spatial periodicity shorter than the wavelength at which they operate and are therefore called subwavelength structures or subwavelength devices. They end up having a periodicity close to and slightly above the wavelength at which they operate. Quite often the periods are significantly shorter than the wavelength at which they operate, in free space, for example one third of it. Due to their low periodicity, they do not allow different diffraction orders, which distinguishes them from the much simpler diffractive optical elements (DOEs) that are depicted in FIG. 20-22.

Применение RWG позволяет обеспечить уникальные оптические эффекты ввода и вывода, например, за счет обеспечения высокого коэффициента полезного действия ввода и/или вывода, или вводить и выводить поляризованные световые лучи с большей эффективностью или с заданными углами, что было бы невозможно при использовании обычных дифракционных решеток, таких как бинарные дифракционные решетки. RWG может быть реализована при помощи методов тиснения, позволяющих получить дешевый волновод, которые имеют очень эффективные коэффициенты полезного действия при вводе света, которые в соответствии с их конструкцией могут зависеть, в частности, от конкретных заданных длин волн. В вариантах, которые не изображены на фигурах, по меньшей мере одна из боковых поверхностей волновода 10 расположена непрерывно или прерывисто на по меньшей мере 50 % всей его длины в качестве вводной поверхности 12 и/или выводной поверхности 14. Указанная вводная поверхность 12 и/или выводная поверхность 14 могут быть выполнены в виде RWG.The use of RWG allows for unique optical input and output effects, for example by providing high input and/or output efficiency, or introducing and outputting polarized light beams with greater efficiency or at specified angles, which would not be possible using conventional diffraction gratings , such as binary diffraction gratings. RWG can be realized using embossing techniques to produce low-cost waveguides that have very efficient light input efficiencies which, by design, may depend in particular on specific wavelengths specified. In embodiments not shown in the figures, at least one of the side surfaces of the waveguide 10 is located continuously or discontinuously over at least 50% of its entire length as a lead-in surface 12 and/or a lead-out surface 14. Said lead-in surface 12 and/or the output surface 14 can be made in the form of RWG.

Другие предпочтительные варианты выбора для вводных компонентов 11 и выводных компонентов 13 являются, без ограничения, следующими: бинарные решетки (фиг. 20); скошенные решетки; многоуровневые дифракционные структуры (фиг. 21); структуры в виде концентрирующих решеток (фиг. 22); преломляющие и/или отражающие микропризмы: голограммы, такие как объемные голограммные слои, например, фотополимерные голограммы; встроенные микроматрицы; решетки с поверхностным рельефом; метаповерхности.Other preferred choices for input components 11 and output components 13 are, without limitation, the following: binary arrays (FIG. 20); beveled gratings; multi-level diffraction structures (Fig. 21); structures in the form of concentrating lattices (Fig. 22); refractive and/or reflective microprisms: holograms, such as volumetric hologram layers, for example, photopolymer holograms; built-in microarrays; gratings with surface relief; metasurfaces.

Бинарные и многоуровневые дифракционные структуры изображены на фиг. 20-22. Дифракционные структуры представляют шаг Δ, выбранный в зависимости от используемых длин волн. Бинарные структуры обеспечивают возможность направления дифрагированного света в по меньшей мере двух порядках дифракции. На фиг. 20 изображена двухуровневая решетка, обеспечивающая возможность ввода света в волноводе в двух направлениях. При использовании многоуровневого подхода эффективность дифракции является более высокой в одном направлении (например, в порядке m=-1), а при образовании восьмиуровневых решеток рабочие характеристики представляют собой рабочие характеристики концентрирующей решетки, изображенной на фиг. 22. Такие структуры в виде решеток могут быть образованы при помощи разных процессов, таких как горячее тиснение или способы фотолитографии и воспроизведения. Дифракционные структуры могут быть выполнены с возможностью реализации оптических функций, которые требуют сложных оптических компонентов. Например, дифракционная структура может быть выполнена с возможностью ввода светового луча в волновод и в то же время отклонения и фокусировки светового луча, что является особенно полезным для эффективного ввода света в планарные волноводы. Дифракционные структуры могут быть расположены вдоль волновода для модификации формы и апертуры направленного светового луча или могут использоваться для ввода, направления и вывода только ТЕ или ТМ поляризованного света, что является особенно полезным при обнаружении знаков, трудных для воспроизведения, в которых оптические эффекты основаны на применении поляризованного света. В вариантах волновод может содержать дифракционные решетки на его поверхности для вывода части направленного светового луча 100, например, в целях сопоставления интенсивности или, возможно, освещения и/или обнаружения второго знака.Binary and multilevel diffraction structures are shown in Fig. 20-22. The diffraction structures represent a Δ step chosen depending on the wavelengths used. Binary structures provide the ability to direct diffracted light into at least two diffraction orders. In fig. 20 shows a two-level grating that allows light to enter the waveguide in two directions. When using a multi-level approach, the diffraction efficiency is higher in one direction (eg, in the m=-1 order), and when forming eight-level gratings, the performance is the performance of the concentrating grating shown in FIG. 22. Such lattice structures can be formed by various processes such as hot stamping or photolithography and reproduction techniques. Diffractive structures can be configured to implement optical functions that require complex optical components. For example, the diffraction structure may be configured to introduce a light beam into a waveguide and at the same time deflect and focus the light beam, which is particularly useful for efficiently introducing light into planar waveguides. Diffraction structures can be positioned along the waveguide to modify the shape and aperture of the directional light beam, or can be used to input, direct and output only TE or TM polarized light, which is especially useful in detecting difficult-to-reproduce characters in which optical effects are based on the application polarized light. In embodiments, the waveguide may include diffraction gratings on its surface to output a portion of the directional light beam 100, for example, for purposes of intensity matching or possibly illumination and/or second sign detection.

Преломляющие и отражающие микропризмы представляют собой простейший способ реализации вводных и выводных компонентов и могут быть реализованы с помощью той же литьевой формы, что и литьевая форма, используемая для изготовления волновода 10, но они не являются поверхностными структурами и представляют волноводы, содержащие выступ или заостренную поверхность для ввода и/или вывода. Применение метаповерхностей в качестве вводных и/или выводных структур 11, 13 имеетRefractive and reflective microprisms are the simplest way to implement input and output components and can be implemented using the same injection mold as the injection mold used to make the waveguide 10, but they are not surface structures and represent waveguides containing a protrusion or pointed surface for input and/or output. The use of metasurfaces as input and/or output structures 11, 13 has

- 11 043544 некоторые конкретные преимущества. Метаповерхности могут быть выполнены с возможностью обеспечения истинного ахроматического поведения в очень тонкой поверхности с использованием только бинарных наноструктур. Истинный ахроматический ввод и/или вывод обеспечивает возможность предоставления решений, в которых знак 4 предоставляет световую информацию с широкополосным спектром. Бинарные наноструктуры проще изготавливать, чем сложные аналоговые дифракционные структуры с поверхностным рельефом, а также проще воспроизводить их, например, с использованием наноимпринтной литографии или легкой литографии. Метаповерхности могут быть созданы путем прямого отпечатка на волноводной подложке или слое на волноводе 10, например, в неорганических слоях с высоким показателем преломления или при помощи процессов взрывной литографии с использованием резиста.- 11 043544 some specific advantages. Metasurfaces can be designed to achieve true achromatic behavior in a very thin surface using only binary nanostructures. True achromatic input and/or output makes it possible to provide solutions in which sign 4 provides light information with a broadband spectrum. Binary nanostructures are easier to fabricate than complex analog diffraction structures with surface relief, and are also easier to reproduce, for example, using nanoimprint lithography or lightweight lithography. Metasurfaces can be created by directly imprinting a waveguide substrate or layer on the waveguide 10, such as high refractive index inorganic layers or using resist explosion lithography processes.

На фиг. 4 изображен вариант осуществления, в котором свет, предоставляемый знаком 4, вводится при помощи вводного элемента 20, который может представлять собой любой светофокусирующий элемент, такой как линза. Светофокусирующий элемент 20 может представлять собой искривленное зеркало, как изображено в варианте осуществления, представленном на фиг. 8. Указанная линза или зеркало может иметь цилиндрическую форму. Вводные оптические элементы 20 и выводные оптические элементы могут включать разные оптические элементы или несколько оптических элементов. Освещение знака 4 может обеспечиваться разными типами источников 40 света, предпочтительно широкополосным и дешевым источником 40 света, таким как белый LED. Источник 40 света может также представлять собой VCSEL или массив VCSEL, или любой другой тип полупроводникового лазера, например полупроводникового лазера в видимой или инфракрасной области. В вариантах осуществления источник 40 света может включать разные типы источников света или источники света, имеющие разные интенсивности излучения и/или формы излучаемого луча, и/или направления излучаемого луча света. В вариантах осуществления источник света, используемый для освещения знака 4, может представлять собой инфракрасный свет, который излучается нагревателем 3 во время его работы.In fig. 4 shows an embodiment in which the light provided by the sign 4 is introduced by an input element 20, which may be any light focusing element such as a lens. The light focusing element 20 may be a curved mirror, as shown in the embodiment shown in FIG. 8. Said lens or mirror may be cylindrical in shape. The input optical elements 20 and output optical elements may include different optical elements or multiple optical elements. Illumination of the sign 4 can be provided by different types of light sources 40, preferably a broadband and low cost light source 40 such as a white LED. The light source 40 may also be a VCSEL or an array of VCSELs, or any other type of semiconductor laser, such as a visible or infrared semiconductor laser. In embodiments, the light source 40 may include different types of light sources or light sources having different emission intensities and/or emitted beam shapes and/or emitted light beam directions. In embodiments, the light source used to illuminate the sign 4 may be infrared light that is emitted by the heater 3 during its operation.

В вариантах осуществления с целью получения возможности обнаружения интенсивностей света низкого уровня источник света может представлять собой импульсный источник света. Система оптического считывателя может содержать электронную систему обратной связи, например систему синхронного обнаружения, такую как синхронизирующий усилитель, который позволяет детектору обнаруживать сигналы с крайне низкой интенсивностью, что можно использовать для снижения энергопотребления устройства 2. Отраженные и/или дифрагированные световые лучи 102 вводятся и направляются волноводом 10 и по меньшей мере частично обнаруживаются детектором 30. Детектор 30 может представлять собой один детектор или детекторную матрицу или может представлять собой камеру малого размера. В вариантах осуществления детектор 30 приспособлен для обнаружения спектрального или цветового распределения света, предоставляемого освещенным знаком 4, и преобразования этой оптической информации в электрический сигнал и данные, которые содержат информацию в отношении изделия. В вариантах всех вариантов осуществления, описанных в данном документе, детектор 30 может представлять собой детекторную систему, содержащую электронные схемы обработки и/или CPU для обработки и преобразования данных так, что устройство, генерирующее аэрозоль, может идентифицировать курительное изделие и/или адаптировать параметры использования для курительного изделия, например параметры, связанные с требуемым диапазоном температур или максимальной температурой. Компоновки волноводов 10 и устройства 2In embodiments, in order to be able to detect low level light intensities, the light source may be a pulsed light source. The optical reader system may include an electronic feedback system, such as a synchronous detection system such as a locking amplifier, which allows the detector to detect extremely low intensity signals, which can be used to reduce the power consumption of the device 2. Reflected and/or diffracted light beams 102 are introduced and directed waveguide 10 and are at least partially detected by detector 30. Detector 30 may be a single detector or detector array, or may be a small chamber. In embodiments, the detector 30 is adapted to detect a spectral or color distribution of light provided by the illuminated sign 4 and convert this optical information into an electrical signal and data that contains information regarding the product. In all embodiments described herein, detector 30 may be a detection system comprising electronic processing circuitry and/or a CPU for processing and converting data so that the aerosol generating device can identify the smoking article and/or adapt usage parameters for a smoking article, for example parameters related to the required temperature range or maximum temperature. Layouts of waveguides 10 and devices 2

Из соображений ясности фигур, не все компоненты изображены на всех фигурах, например блок 250 управления изображен только на фиг. 12, 14, 16, 17, а полость 2а устройства 2 изображена только на фиг. 14, 17, 18.For reasons of clarity of the figures, not all components are shown in all figures, for example, control unit 250 is shown only in FIG. 12, 14, 16, 17, and the cavity 2a of the device 2 is shown only in FIG. 14, 17, 18.

На фиг. 4 и дополнительно на фиг. 5-16 описаны альтернативные компоновки волноводов в устройствах, генерирующих аэрозоль, совместимых с системой, являющейся предметом настоящего изобретения. Знак 4, предусмотренный на внешней поверхности изделия 1, генерирующего аэрозоль, такого как стик 1 для нагрева без горения, может быть расположен в устройстве 2, генерирующем аэрозоль, вблизи нагретой поверхности. Таким образом, вследствие использования волноводной системы согласно настоящему изобретению детектор 30 может быть расположен на удалении от нагретой поверхности, что позволяет избежать нагревания детектора 30. В вариантах всех вариантов осуществления настоящего изобретения, в которых вводная поверхность 12 или вводной компонент 11 волновода 10 расположен вблизи нагретой поверхности, волновод 10 должен быть выполнен из жаропрочного материала. Конкретные ограничения длины или любого размера волноводов 10 отсутствуют. Длина L определяется как размер волновода, измеренный вдоль направления распространения света в волноводе от его вводной поверхности до выводной поверхности. Например, волновод 10 может представлять собой короткий волновод, имеющий расстояние, определенное как длина L, которое составляет от 5 мм до 30 мм, от указанной вводной поверхности 12 до указанной выводной поверхности 14. Указанная длина L может составлять более 30 мм. Волновод 10 предпочтительно имеет длину, которая больше его ширины, но может иметь длину, равную ширине. Также ширина может быть больше длины L. Волновод может иметь форму квадрата и содержать расположенную в одном углу вводную поверхность и расположенную в другом углу выводную поверхность. Волновод 10 может содержать по меньшей мере два вводных компонентаIn fig. 4 and additionally in FIG. 5-16 describe alternative waveguide arrangements in aerosol generating devices compatible with the system of the present invention. The mark 4 provided on the outer surface of the aerosol generating article 1, such as the non-burning heating stick 1, may be located in the aerosol generating device 2 near the heated surface. Thus, due to the use of the waveguide system according to the present invention, the detector 30 can be located away from the heated surface, thereby avoiding heating of the detector 30. In all embodiments of the present invention, in which the lead-in surface 12 or the lead-in component 11 of the waveguide 10 is located near the heated surface, the waveguide 10 must be made of heat-resistant material. There are no specific restrictions on the length or any size of the waveguides 10. The length L is defined as the size of the waveguide measured along the direction of light propagation in the waveguide from its input surface to its output surface. For example, the waveguide 10 may be a short waveguide having a distance, defined as a length L, that is from 5 mm to 30 mm, from said input surface 12 to said output surface 14. Said length L may be greater than 30 mm. The waveguide 10 preferably has a length that is greater than its width, but may have a length equal to its width. Also, the width may be greater than the length L. The waveguide may have a square shape and contain an input surface located in one corner and an output surface located in the other corner. Waveguide 10 may include at least two input components

- 12 043544 и/или по меньшей мере два выводных компонента, которые могут использоваться в компоновке волновода 10, которая является изогнутой вокруг поверхности обертки с целью обнаружения знаков, расположенных в разных местах на обертке и размещенных в двух разных поперечных сечениях изделия. В вариантах осуществления волновод 10 может иметь Y-образную форму, содержащую вводную ветвь и по меньшей мере две выводные ветви. В вариантах волновод 10 может иметь форму креста. В вариантах осуществления свет может вводиться в любую часть и/или выводиться из любой части поверхности волновода 10, например из части тонкой стенки 10'. Это главным образом представляет интерес в случае обнаружения интенсивности или поляризации. В случае пропускания изображения знака 4 вводные компоненты и выводные компоненты предпочтительно расположены в плоскости волновода 10, т. е. перпендикулярно его тонким стенкам 10'.- 12 043544 and/or at least two lead components that can be used in a waveguide arrangement 10 that is curved around the surface of the wrapper for the purpose of detecting indicia located at different locations on the wrapper and located in two different cross sections of the product. In embodiments, waveguide 10 may be Y-shaped, comprising an input branch and at least two output branches. In embodiments, the waveguide 10 may be in the shape of a cross. In embodiments, light may be introduced into and/or output from any portion of the surface of the waveguide 10, such as a portion of the thin wall 10'. This is mainly of interest in the case of intensity or polarization detection. In the case of transmission of the image of the sign 4, the input components and output components are preferably located in the plane of the waveguide 10, i.e., perpendicular to its thin walls 10'.

На фиг. 5 изображена конфигурация волноводной системы, в которой вводная поверхность 12 обращена к знаку 4 и выполнена с возможностью сбора света, предоставляемого знаком 4, без использования вводных элементов. На фиг. 2 изображена волноводная система, в которой детекторная система, содержащая детектор 30, расположена на стороне изделия 1, отличной от стороны, на которой расположена вводная поверхность 12 волновода 10.In fig. 5 illustrates a waveguide system configuration in which the lead-in surface 12 faces the sign 4 and is configured to collect light provided by the sign 4 without the use of lead-in elements. In fig. 2 shows a waveguide system in which a detector system including a detector 30 is located on a side of the product 1 different from the side on which the lead-in surface 12 of the waveguide 10 is located.

На фиг. 6 изображен поперечный разрез плоского оптического волновода 10, содержащего встроенную вводную и формирующую изображение линзу 20. Такая линза 20 может представлять собой преломляющую линзу или может представлять собой дифракционную оптическую структуру, выполненную с возможностью наличия у нее функции фокусировки. Волновод 10 выполнен с возможностью передачи изображения по меньшей мере части знака 4 в детектор 30. В варианте осуществления, представленном на фиг. 6, изображена увеличительная волноводная система, в которой указанная часть имеет самую большую ширину W1 проецируется на выводную поверхность 14 волновода 10 как изображение 120, имеющее самую большую ширину W2, которая в F раз больше, чем ширина W1 указанной части. В вариантах указанный коэффициент F может составлять по меньшей мере 2, предпочтительно более 5, еще более предпочтительно более 10. Когда оптический элемент 20 встроен на волновод 10 или в него, местная толщина t3 может быть больше или меньше толщины t1 поперечных сечений волновода. В вариантах встроенный оптический элемент 20, изображенный на фиг. 6, может быть расположен в отверстии, предусмотренном в нагревателе, или может быть приспособлен к механическому элементу, который является частью нагревателя 3.In fig. 6 is a cross-sectional view of a planar optical waveguide 10 containing an integrated input and imaging lens 20. Such lens 20 may be a refractive lens or may be a diffractive optical structure configured to have a focusing function. The waveguide 10 is configured to transmit an image of at least a portion of the character 4 to the detector 30. In the embodiment shown in FIG. 6, a magnifying waveguide system is shown in which the portion having the largest width W1 is projected onto the lead-out surface 14 of the waveguide 10 as an image 120 having the largest width W2 that is F times larger than the width W1 of the portion. In embodiments, said F factor may be at least 2, preferably greater than 5, even more preferably greater than 10. When the optical element 20 is integrated on or into the waveguide 10, the local thickness t3 may be greater or less than the thickness t1 of the waveguide cross sections. In embodiments, the integrated optical element 20 shown in FIGS. 6 may be located in an opening provided in the heater, or may be adapted to a mechanical element that is part of the heater 3.

Волновод 10 согласно настоящему изобретению может иметь обычную самую большую толщину t1 от 0,3 мм до 0,5 мм, более предпочтительно от 0,5 мм до 2 мм. Волноводы согласно настоящему изобретению могут представлять собой неравномерные волноводы и, например, могут представлять собой конические волноводы 10. В некоторых вариантах осуществления волновод 10 может иметь толщину более 2 мм. Указанный встроенный фокусирующий элемент может иметь типичную толщину t2 от 0,05 мм до 1 мм. Волновод 10 может содержать на его выводной поверхности 14 встроенный фокусирующий элемент для фокусировки проекции, не изображенный на фигурах. Встроенный фокусирующий элемент для фокусировки проекции может иметь форму и геометрию, подобные форме и геометрии указанного встроенного фокусирующего элемента 20.The waveguide 10 according to the present invention may have a typical largest thickness t1 of 0.3 mm to 0.5 mm, more preferably 0.5 mm to 2 mm. The waveguides of the present invention may be non-uniform waveguides and, for example, may be tapered waveguides 10. In some embodiments, the waveguide 10 may have a thickness greater than 2 mm. Said built-in focusing element may have a typical thickness t2 of 0.05 mm to 1 mm. The waveguide 10 may include on its lead-out surface 14 a built-in focusing element for focusing the projection, not shown in the figures. The built-in focusing element for focusing the projection may have a shape and geometry similar to the shape and geometry of the said built-in focusing element 20.

В вариантах осуществления волновод 10 (оптическое волокно или плоский волновод) может содержать слой сердцевины и слой оболочки, при этом слой сердцевины имеет более высокий показатель преломления, чем слой оболочки. В вариантах на по меньшей мере одной стороне волновода 20 может быть расположен диэлектрический или металлический слой.In embodiments, the waveguide 10 (optical fiber or planar waveguide) may comprise a core layer and a cladding layer, wherein the core layer has a higher refractive index than the cladding layer. In embodiments, a dielectric or metal layer may be located on at least one side of the waveguide 20.

На фиг. 7 показано схематическое представление изготовленного устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а также показано расходное изделие, вставленное в указанное устройство. В этом варианте осуществления волновод выполнен в спиральной компоновке. В вариантах варианта осуществления, представленного на фиг. 7, указанный волновод 10 может содержать множество вводных поверхностей и/или может содержать множество выводных поверхностей. Предоставление множества вводных и выводных поверхностей позволяет реализовать компоновки волноводных систем, которые могут собирать свет, предоставляемый множеством знаков, расположенных на курительном изделии. Например, в варианте варианта осуществления, представленного на фиг. 7, который не показан на фигурах, волновод 10 может содержать массив знаков 4 так, что каждая вводная поверхность 12 обращена к по меньшей мере части знака 4 из указанного массива. Это позволяет обнаружить знак 4 независимо от осевой ориентации изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего такой знак, после его вставки в полость 2а.In fig. 7 is a schematic diagram of a fabricated aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and also shows a consumable article inserted into the device. In this embodiment, the waveguide is configured in a helical arrangement. In embodiments of the embodiment shown in FIG. 7, said waveguide 10 may include a plurality of input surfaces and/or may include a plurality of output surfaces. Providing multiple input and output surfaces allows waveguide system arrangements to be implemented that can collect light provided by a plurality of indicia located on a smoking article. For example, in the embodiment shown in FIG. 7, which is not shown in the figures, waveguide 10 may comprise an array of characters 4 such that each lead-in surface 12 faces at least a portion of the character 4 of said array. This makes it possible to detect the mark 4 regardless of the axial orientation of the aerosol generating article containing such mark after its insertion into the cavity 2a.

На фиг. 8 изображен вариант осуществления, в котором знак 4 расположен на торце курительного изделия 1 и освещается световым лучом 400, предоставляемым LED 4. В ходе эксплуатации широкоугольный световой луч 400 освещает знак 4, расположенный на полной окружности изделия 4. Это позволяет предоставить решение, не являющееся чувствительным к осевой ориентации курительного изделия 1 относительно неподвижной волноводной системы устройства 2. На фиг. 8 изображен вариант осуществления, в котором отраженный свет, предоставляемый знаком 4, направляется в вогнутое зеркало 202, обеспечивающее возможность отклонения и фокусировки света на вводной поверхности 12 волновода 10. Вводимый свет направляется волноводом и направляется в детектор 30 или детекторную систе- 13 043544 му, расположенную на другой стороне устройства 2. Кривизна волновода 10, как изображено на фиг. 8 и во всех вариантах осуществления в данном документе, представляют собой лишь примерные конфигурации.In fig. 8 depicts an embodiment in which the sign 4 is located at the end of the smoking article 1 and is illuminated by a light beam 400 provided by the LED 4. During operation, the wide-angle light beam 400 illuminates the sign 4 located on the full circumference of the article 4. This allows for a solution that is not sensitive to the axial orientation of the smoking article 1 relative to the stationary waveguide system of the device 2. In FIG. 8 depicts an embodiment in which the reflected light provided by the sign 4 is directed into a concave mirror 202 allowing the light to be deflected and focused onto the input surface 12 of the waveguide 10. The input light is guided by the waveguide and directed to a detector 30 or detector system. located on the other side of the device 2. The curvature of the waveguide 10, as shown in FIG. 8 and all embodiments herein are exemplary configurations only.

На фиг. 9 показан вариант осуществления, в котором знак расположен на полной окружности курительного изделия 10, и при этом волновод 10 расположен так, что вводная поверхность 12 всегда обращена к по меньшей мере части знака 4. Это предоставляет решение, в котором обнаруженный оптический сигнал не зависит от осевой ориентации изделия 1.In fig. 9 shows an embodiment in which the sign is located on the full circumference of the smoking article 10, and wherein the waveguide 10 is positioned such that the input surface 12 always faces at least a portion of the sign 4. This provides a solution in which the detected optical signal is independent of axial orientation of the product 1.

На фиг. 10 показан другой вариант осуществления, в котором знак 4 расположен на полной окружности курительного изделия 10, и при этом волновод 10 расположен так, что вводная поверхность 12 всегда обращена к по меньшей мере части знака 4. Это предоставляет решение, в котором обнаруженный оптический сигнал не зависит от осевой ориентации изделия 1. На фиг. 10 показан пример волновода 10, который предпочтительно представляет собой плоский волновод, передающий спектральную информацию знака в детектор 30. В вариантах может использоваться плоский кабель, содержащий множество многомодовых волокон.In fig. 10 shows another embodiment in which the mark 4 is located on the full circumference of the smoking article 10, and wherein the waveguide 10 is positioned such that the input surface 12 always faces at least a portion of the mark 4. This provides a solution in which the detected optical signal is not depends on the axial orientation of product 1. In FIG. 10 shows an example of waveguide 10, which is preferably a planar waveguide that transfers spectral sign information to detector 30. In embodiments, a flat cable containing a plurality of multimode fibers may be used.

На фиг. 11 изображен вариант осуществления, в котором освещающая часть 13' волновода 10 выполнена с возможностью направления света 400, предоставляемого источником света. Другая часть 11 приспособлена для сбора и направления света 100, предоставляемого знаком 4. В преимущественных вариантах указанная освещающая часть 10' может представлять собой другой волновод, такой как многомодовое волокно, приспособленное для плоского оптического волновода 10'.In fig. 11 shows an embodiment in which the illumination portion 13' of the waveguide 10 is configured to direct light 400 provided by the light source. Another portion 11 is adapted to collect and direct the light 100 provided by the sign 4. In advantageous embodiments, said illuminating portion 10' may be another waveguide, such as a multimode fiber adapted to the planar optical waveguide 10'.

На фиг. 12 изображен вариант, в котором в устройстве 2, генерирующем аэрозоль, расположены по меньшей мере 2 волновода 10, 10'. Каждый из указанных волноводов 10, 10' может быть приспособлен для разных знаков 4, 4', и оптическая информация может предоставляться в по меньшей мере два отдельных детектора 30, 30' или детекторные системы. Указанные по меньшей мере два отдельных детектора 30, 30' или детекторные системы могут отличаться, и по меньшей мере одна из них может содержать оптические фильтры и/или миниатюризированный спектрометр, и/или небольшую камеру.In fig. 12 shows an embodiment in which at least 2 waveguides 10, 10' are located in the aerosol generating device 2. Each of these waveguides 10, 10' can be adapted to different signs 4, 4', and optical information can be provided to at least two separate detectors 30, 30' or detector systems. These at least two separate detectors 30, 30' or detector systems may be different, and at least one of them may contain optical filters and/or a miniaturized spectrometer and/or a small camera.

На фиг. 13 изображен вариант осуществления, в котором знак 4 содержит слой, цвет или спектр отражения которого изменяется при помощи по меньшей мере одного поглощающего или дифракционного слоя. Широкополосный источник 40 света, такой как белый LED, направляет на указанный знак 4 световой луч 400, имеющий широкий спектр. Волновод 10 приспособлен для передачи спектра отражения знака 4 в спектрометр 50, расположенный на удалении от указанного знака 4.In fig. 13 shows an embodiment in which the sign 4 contains a layer whose color or reflectance spectrum is changed by at least one absorption or diffraction layer. A broadband light source 40, such as a white LED, directs a light beam 400 having a broad spectrum to said sign 4. The waveguide 10 is adapted to transmit the reflection spectrum of sign 4 to a spectrometer 50 located at a distance from said sign 4.

Понятно, что волноводы 10 согласно настоящему изобретению могут быть расположены в широком выборе форм и геометрий или могут быть расположены в любой конфигурации в устройстве 2, генерирующем аэрозоль. На фиг. 14 изображена обычная конфигурация, в которой по меньшей мере один волновод 10 расположен так, что детектор 30 или спектрометр 50 может быть расположен в области 2, которая отделена от указанной полости 112 стенкой 2' или любой другой структурой устройства 2, генерирующего аэрозоль. На фиг. 15 показана примерная конфигурация, содержащая по меньшей мере два отдельных волновода 10, 10'.It will be appreciated that the waveguides 10 of the present invention may be arranged in a wide variety of shapes and geometries, or may be arranged in any configuration within the aerosol generating device 2. In fig. 14 depicts a conventional configuration in which at least one waveguide 10 is positioned such that a detector 30 or spectrometer 50 may be located in a region 2 that is separated from said cavity 112 by a wall 2' or any other structure of the aerosol generating device 2. In fig. 15 shows an exemplary configuration comprising at least two separate waveguides 10, 10'.

На фиг. 15 и 16 изображены другие варианты осуществления, которые иллюстрируют применение волноводов 10 в устройстве, генерирующем аэрозоль.In fig. 15 and 16 depict other embodiments that illustrate the use of waveguides 10 in an aerosol generating device.

Изобретение также относится к способу аутентификации расходного изделия 1, который включает этапы:The invention also relates to a method for authenticating a consumable item 1, which includes the steps:

предоставления описанного устройства 2, генерирующего аэрозоль, и описанного расходного изделия 1, которое содержит знак, расположенный на внешней поверхности, вставки по меньшей мере части расходного изделия 1, содержащего знак 4, в полость 112 устройства 2, генерирующего аэрозоль, освещения знака 4 на внешней поверхности расходного изделия 1, сбора света, отраженного от знака 4, через волновод 10 и направления указанного отраженного света в детектор 30, 50 системы оптического считывателя, аутентификации расходного изделия 1 путем вычисления информации, которая содержится в отраженном свете, падающем на детектор 30, в блоке управления.providing a described aerosol generating device 2 and a described consumable article 1 that includes a sign located on the outer surface, inserting at least a portion of the consumable product 1 containing the sign 4 into a cavity 112 of the aerosol generating device 2, illuminating the sign 4 on the outer surface surface of the consumable article 1, collecting light reflected from the sign 4 through the waveguide 10 and directing said reflected light to the detector 30, 50 of the optical reader system, authenticating the consumable article 1 by calculating information that is contained in the reflected light incident on the detector 30, at control unit.

В варианте осуществления детектор 30 представляет собой детекторную систему и может представлять собой или содержать спектрометр 50.In an embodiment, detector 30 is a detector system and may be or include a spectrometer 50.

В варианте осуществления способ дополнительно включает этап подачи блоком управления команды нагревателю на основании информации, вычисленной на этапе аутентификации.In an embodiment, the method further includes the step of the control unit issuing a command to the heater based on the information calculated in the authentication step.

Примерные реализации (примеры 1, 2)Example implementations (examples 1, 2)

Пример 1. Обособленный волновод 10.Example 1. Isolated waveguide 10.

На фиг. 17-19 изображена примерная реализация устройства 2, содержащего нагреватель 3 для нагревания изделия 1. Обособленный волновод 10 расположен на обратной стороне трубчатого нагревателя 3, который может достигать температуры по меньшей мере 250°С и до от приблизительно 300°С до 350°С. Обособленный волновод определяется как волновод, который может доставляться и располагаться в устройстве, например при помощи приклеивания, сварки или механического закрепления по мень- 14 043544 шей мере одной части волновода в отличие от осаждаемых волноводов, описанных ниже во втором примере реализации.In fig. 17-19 show an exemplary implementation of a device 2 comprising a heater 3 for heating an article 1. A discrete waveguide 10 is located on the reverse side of a tubular heater 3, which can reach a temperature of at least 250°C and up to about 300°C to 350°C. A detached waveguide is defined as a waveguide that can be delivered and positioned in a device, such as by gluing, welding, or mechanically securing at least one portion of the waveguide, as opposed to the deposited waveguides described below in the second embodiment.

Указанный трубчатый нагреватель 3 может быть образован из электро- и/или теплопроводной трубки, такой как металлическая трубка, определяющая внутреннюю трубчатую полость для вмещения изделия 1, генерирующего аэрозоль. Трубка может быть электрически соединена с источником питания и блоком управления устройства 2, генерирующего аэрозоль, для резистивного нагревания расходного изделия 1, когда оно вставлено. Альтернативно трубчатый нагреватель 3 может находиться в контакте с резистивными электрическими средствами, такими как резистивные провода или дорожки, расположенные на гибком материале-основе, обернутом вокруг трубки, и соединенные с источником питания устройства 2. Во избежание конвективного нагрева снаружи устройства 2 для поддержания внешней температуры корпуса, совместимой с удерживанием устройства в руке (обычно не более 30-50°С), вокруг нагревателя 3 в корпусе может быть предусмотрен изолирующий узел, не представленный на фигурах для ясности.Said tubular heater 3 may be formed from an electrically and/or thermally conductive tube, such as a metal tube, defining an internal tubular cavity for housing the aerosol generating article 1. The tube may be electrically coupled to a power supply and control unit of the aerosol generating device 2 to resistively heat the consumable article 1 when it is inserted. Alternatively, the tubular heater 3 may be in contact with resistive electrical means, such as resistive wires or tracks located on a flexible support material wrapped around the tube and connected to a power source of the device 2. To avoid convective heating outside the device 2 to maintain an external temperature housing compatible with holding the device in the hand (usually no more than 30-50°C), an insulating assembly may be provided around the heater 3 in the housing, not shown in the figures for the sake of clarity.

Волновод 10 содержит вводной компонент 11 и выводной компонент 13. Вводной компонент 11 выполнен с возможностью ввода света, предоставляемого знаком 4, и предоставляет направленный световой луч 100, который распространяется к концу, на котором выводной компонент выводит по меньшей мере часть направленного светового луча 100. Вводной компонент 11 и выводной компонент 13 в данной примерной реализации представляют собой дифракционную решетку. Выводимый свет направляется в детектор 30, который может представлять собой формирующий изображения формирователь изображений CMOS. Выводной компонент может иметь круглую или прямоугольную форму, имеющую, например, ширину 13а выводного компонента и длину 13b выводного компонента, которые выбраны в зависимости от размера сечения направленного светового луча на уровне выводного компонента 13. Выводной компонент 13 и/или вводной компонент 11 могут быть выполнены с возможностью фокусировки в одной плоскости подобно цилиндрической линзе или в двух ортогональных плоскостях подобно симметричной линзе. В вариантах осуществления выводной компонент 13 может быть выполнен с возможностью направления света в двух разных направлениях и в по меньшей мере два отдельных детектора.The waveguide 10 includes an input component 11 and an output component 13. The input component 11 is configured to input light provided by the sign 4 and provides a directional light beam 100 that extends to an end at which the output component outputs at least a portion of the directional light beam 100. The input component 11 and the output component 13 in this exemplary implementation are a diffraction grating. The output light is directed to a detector 30, which may be a CMOS imager. The lead-out component may have a circular or rectangular shape, having, for example, a lead-out component width 13a and a lead-out component length 13b, which are selected depending on the cross-sectional size of the directional light beam at the level of the lead-out component 13. The lead-out component 13 and/or the lead-in component 11 may be made with the ability to focus in one plane like a cylindrical lens or in two orthogonal planes like a symmetrical lens. In embodiments, the output component 13 may be configured to direct light in two different directions and into at least two separate detectors.

В устройстве 2, таком как устройство, относящееся к типу примерной реализации, представленной на фиг. 17, доступно очень ограниченное пространство для расположения в корпусе оптической системы, такой как система оптического увеличения, с оптическим доступом к изделию 1, генерирующему аэрозоль, когда оно вставлено в полость 2а для считывания знака 4, напечатанного на его внешней поверхности. В частности, внутреннее пространство обычно ограничено небольшим объемом, имеющим величину менее 30 мм3 и поперечное сечение 1x2, или 1x3, или 2x2, или 2x3, или 2x4 мм. В вариантах форма ограниченного пространства может отличаться и иметь непрямоугольное поперечное сечение.In device 2, such as a device of the type of the exemplary implementation shown in FIG. 17, a very limited space is available in the housing to accommodate an optical system, such as an optical magnification system, with optical access to the aerosol generating article 1 when it is inserted into the cavity 2a for reading the character 4 printed on its outer surface. In particular, the internal space is usually limited to a small volume having a size of less than 30 mm 3 and a cross-section of 1x2, or 1x3, or 2x2, or 2x3, or 2x4 mm. In variants, the shape of the confined space may differ and have a non-rectangular cross-section.

Примерный волновод 10 имеет по существу прямоугольное поперечное сечение и тонкие стенки, имеющие малую высоту t1 и большую ширину t2. Обычные размеры t1xt2 составляют 1x3, 1x5 мм или, например, 2x6 мм, или 0,5x3 мм, или 0,1x2 мм, или 50 mkmx3 мм. Высота t1 волновода 10 может составлять менее 50 мкм. Волновод 10 предпочтительно выполнен из жаропрочного полимера, стойкого при температурах выше 100°С, предпочтительно выше 200°С, такого как полиимиды, каптон или полиимидамиды. Такие волноводы, стойкие к высоким температурам, делают возможным нахождение волновода 10 в контакте с нагревателем 3 или близко к нему, обычно на расстоянии менее 0,5 мм. Вводной компонент 11 изображен на фиг. 18 в виде увеличенной части I, представленной на фиг. 17. Вводной компонент 11 предпочтительно представляет собой фокусирующую и отклоняющую дифракционную структуру 11, которая обеспечивает возможность ввода света и, соответственно, изображения по меньшей мере части знака в волновод. Фокусирующий вводной компонент 11 имеет фокусную длину, выбранную так, что на конце волновода 10 образуется прямое изображение. Так как волновод 10 тоньше, чем шире (т. е. t1<<t2), полное внутреннее отражение может возникать только между большими сторонами 10', 10 волновода 10 в зависимости от угловой апертуры направленного луча 100. В вариантах на тонкие стенки может быть нанесено по меньшей мере одно диэлектрическое или поглощающее покрытие. В вариантах вводной компонент 11 и/или выводной компонент 13 могут обеспечивать фокусировку только в вертикальной плоскости.The exemplary waveguide 10 has a substantially rectangular cross-section and thin walls having a small height t1 and a large width t2. Common t1xt2 sizes are 1x3, 1x5 mm or for example 2x6 mm, or 0.5x3 mm, or 0.1x2 mm, or 50 mkmx3 mm. The height t1 of the waveguide 10 may be less than 50 μm. The waveguide 10 is preferably made of a heat-resistant polymer that is stable at temperatures above 100°C, preferably above 200°C, such as polyimides, Kapton or polyimimides. Such high temperature resistant waveguides make it possible for the waveguide 10 to be in contact with or close to the heater 3, typically less than 0.5 mm. The input component 11 is shown in FIG. 18 as an enlarged view of part I shown in FIG. 17. The input component 11 is preferably a focusing and deflecting diffraction structure 11 that allows light, and thus an image of at least a portion of the sign, to be introduced into the waveguide. The focusing input component 11 has a focal length selected such that a straight image is formed at the end of the waveguide 10. Since the waveguide 10 is thinner than it is wider (i.e., t1<<t2), total internal reflection can only occur between the larger sides 10', 10 of the waveguide 10 depending on the angular aperture of the directional beam 100. In thin-wall versions, there may be at least one dielectric or absorbent coating is applied. In embodiments, the input component 11 and/or the output component 13 may provide focusing only in the vertical plane.

Выводная часть О системы, представленной на фиг. 17, изображена на фиг. 19. Выводной компонент 13 может представлять собой выводной компонент 13 прямоугольной формы, имеющий боковые размеры 13 а, 13b. Боковые размеры 13а, 13b обычно могут составлять 1x3 мм, 1x3 мм, 2x3, 3x3, 3x4 мм.The output part O of the system shown in FIG. 17 is shown in FIG. 19. The lead-out component 13 may be a rectangular-shaped lead-out component 13 having side dimensions 13a, 13b. The side dimensions 13a, 13b can typically be 1x3 mm, 1x3 mm, 2x3, 3x3, 3x4 mm.

Предоставление системы оптического увеличения в таком тонком пространстве невозможно, если она не имеет крайне малый размер, т. е. размер менее 1 мм, что однако в таком случае не допускает формирование изображений таких кодированных знаков макроскопического размера, как знаки, выполненные из штрих-кодов шириной 0,2-0,5 мм. Как изображено в увеличенном виде, представленном на фиг. 18, использование гибкого волновода, предложенного в настоящем изобретении, позволяет изгибать один или оба конца волновода 10 так, что вводной компонент 11 и/или выводной компонент 13 расположены в заданном положении, таком как выравнивание вводного компонента 11 параллельно или в контакте со стенкой 2а' или отверстием полости 2а.Providing an optical magnification system in such a thin space is not possible unless it has an extremely small size, i.e. a size of less than 1 mm, which, however, does not allow the formation of images of macroscopic sized coded characters such as characters made from bar codes width 0.2-0.5 mm. As shown in the enlarged view of FIG. 18, use of the flexible waveguide of the present invention allows one or both ends of the waveguide 10 to be bent so that the input component 11 and/or the output component 13 are located in a predetermined position, such as aligning the input component 11 parallel to or in contact with the wall 2a' or the opening of cavity 2a.

--

Claims (8)

Для выдерживания высоких температур волновод 10 предпочтительно выполнен из полисилоксана с высокой температурой отверждения, что позволяет получить низкие оптические потери менее 0,02 дБ/см при 850 нм. Полисилоксановые волноводы обладают высокой гибкостью и устойчивыми оптическими свойствами до температуры 290°С, и потери при 290°С обычно составляют менее 0,6 дБ/см. Альтернативой, как описано, является использование для изготовления волновода 10 полиамидимидных полимеров.To withstand high temperatures, the waveguide 10 is preferably made of high-temperature curing polysiloxane, resulting in low optical loss of less than 0.02 dB/cm at 850 nm. Polysiloxane waveguides have high flexibility and stable optical properties up to 290°C, and loss at 290°C is typically less than 0.6 dB/cm. An alternative, as described, is to use 10 polyamideimide polymers to make the waveguide. В вариантах нагреватель 3 может быть вытравлен по длине для получения канала, и в этом канале может быть закреплен жаропрочный материал, такой как плавленый кремний Al2O2 или стекло, или зольгель, или любой жаропрочный полимер, описанный в данном документе, и использоваться в качестве волновода 10 для передачи оптической информации от одной стороны нагревателя к другой стороне нагревателя.In embodiments, the heater 3 may be etched along its length to form a channel, and a heat resistant material such as fused silicon Al 2 O 2 or glass or solgel or any heat resistant polymer described herein may be secured in this channel and used in as a waveguide 10 for transmitting optical information from one side of the heater to the other side of the heater. Пример 2. Осажденные волноводы 10.Example 2. Deposited waveguides 10. В другой примерной реализации, не изображенной на фигурах, волновод 10 может быть осажден на поверхность элемента устройства при помощи подходящего процесса осаждения. Например, волновод 10 может быть напечатан при помощи струйной печати на кольце, которое по меньшей мере частично окружает часть полости. В других примерах нагреватель 3 может содержать осажденный волновод 10. Волновод 10 может быть осажден, например, по длине травления нагревателя 3 или длине травления любого компонента устройства 2.In another exemplary implementation not shown in the figures, waveguide 10 may be deposited onto the surface of a device element using a suitable deposition process. For example, waveguide 10 may be inkjet printed on a ring that at least partially surrounds a portion of the cavity. In other examples, heater 3 may include a deposited waveguide 10. Waveguide 10 may be deposited, for example, along an etch length of heater 3 or an etch length of any component of device 2. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:1. An aerosol generating system containing: расходное изделие (1), генерирующее аэрозоль, которое проходит вдоль продольной оси и содержит по меньшей мере один знак (4), содержащий информацию об изделии (1) и расположенный на поверхности изделия (1), и устройство (2), генерирующее аэрозоль, содержащее:a consumable product (1) generating an aerosol, which runs along the longitudinal axis and contains at least one sign (4) containing information about the product (1) and located on the surface of the product (1), and a device (2) generating an aerosol, containing: полость (2а), имеющую отверстие, выполненное с возможностью вмещения изделия (1), генерирующего аэрозоль, нагреватель (3), расположенный вокруг полости (2а), для нагревания указанного расходного изделия (1) после его вставки в полость (2а), систему оптического считывателя, содержащую по меньшей мере один оптический детектор (30), блок источника питания, и блок (250) управления, выполненный с возможностью управления по меньшей мере нагревателем и системой оптического считывателя, при этом указанная система оптического считывателя выполнена с возможностью освещения указанного знака в указанной полости (2а) световым лучом и содержит по меньшей мере один волновод (10), содержащий вводную поверхность (12) и выводную поверхность (14), при этом указанный волновод (10) выполнен с возможностью передачи по меньшей мере светового луча, отраженного от указанного знака (4), к указанной выводной поверхности (14) для вывода указанного отраженного светового луча в указанный по меньшей мере один детектор (30).a cavity (2a) having an opening configured to receive an aerosol generating article (1), a heater (3) located around the cavity (2a) for heating said consumable article (1) after its insertion into the cavity (2a), the system optical reader, containing at least one optical detector (30), a power supply unit, and a control unit (250), configured to control at least a heater and an optical reader system, wherein said optical reader system is configured to illuminate said sign in said cavity (2a) with a light beam and contains at least one waveguide (10) containing an input surface (12) and an output surface (14), wherein said waveguide (10) is configured to transmit at least a light beam reflected from said sign (4), to said output surface (14) for outputting said reflected light beam to said at least one detector (30). 2. Система, генерирующая аэрозоль, по п.1, отличающаяся тем, что на вводной поверхности (12) расположена вводная структура (11).2. An aerosol generating system according to claim 1, characterized in that an input structure (11) is located on the input surface (12). 3. Система, генерирующая аэрозоль, по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на выводной поверхности (14) расположена выводная структура (13).3. An aerosol generating system according to claim 1 or 2, characterized in that a lead structure (13) is located on the outlet surface (14). 4. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.2 или 3, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть указанной вводной структуры (11) и/или выводной структуры (13) выбрана из: дифракционной структуры, плоской или криволинейной клиновидной части волновода (10), массива микропризм, голограммного слоя, метаповерхности, электростатического адресуемого микрозеркала или массива микрозатворов, линзы, зеркала.4. An aerosol generating system according to any one of claims 2 or 3, characterized in that at least part of said input structure (11) and/or output structure (13) is selected from: a diffractive structure, a flat or a curved wedge-shaped part of a waveguide (10), microprism array, hologram layer, metasurface, electrostatic addressable micromirror or microshutter array, lens, mirror. 5. Система, генерирующая аэрозоль, по п.4, отличающаяся тем, что указанная вводная структура (11) и/или выводная структура (13) выполнены с возможностью фокусировки и/или отклонения светового луча, падающего на указанную вводную структуру (11) и/или выводную структуру (13), в по меньшей мере одной плоскости (X-Y, X-Z, Y-Z).5. The aerosol generating system according to claim 4, characterized in that said input structure (11) and/or output structure (13) is configured to focus and/or deflect a light beam incident on said input structure (11) and /or lead structure (13), in at least one plane (X-Y, X-Z, Y-Z). 6. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.2-5, отличающаяся тем, что указанная вводная структура (11) и/или указанная выводная структура (13) представляют собой ахроматическую структуру, которая обеспечивает соответственно одинаковые коэффициент полезного действия ввода и вывода и/или фокусировку в спектральной полосе по меньшей мере 50, предпочтительно по меньшей мере 100, более предпочтительно по меньшей мере 200 нм.6. An aerosol generating system according to any one of claims 2 to 5, characterized in that said input structure (11) and/or said output structure (13) is an achromatic structure that provides respectively the same input and output efficiencies and/or focusing in a spectral band of at least 50, preferably at least 100, more preferably at least 200 nm. 7. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что указанная вводная структура (11) и/или указанная выводная структура (13) имеют фокусную длину, равную или превышающую длину L волновода 10.7. An aerosol generating system according to any one of claims 2 to 6, characterized in that said input structure (11) and/or said output structure (13) have a focal length equal to or greater than the length L of waveguide 10. 8. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп.2-7, отличающаяся тем, что указанная ввод-8. An aerosol generating system according to any one of claims 2 to 7, characterized in that said input --
EA202291282 2019-12-20 2020-12-15 AEROSOL GENERATING SYSTEM AND DEVICE HAVING A WAVEGUIDE LAYOUT FOR AUTHENTICATION OF AEROSOL GENERATING PRODUCTS EA043544B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19218946.2 2019-12-20
EP20154684.3 2020-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043544B1 true EA043544B1 (en) 2023-05-31

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230079458A1 (en) Aerosol-Generating System and Device Having a Waveguide Arrangement for Authenticating Aerosol-Generating Articles
TWI770728B (en) An electrically operated smoking device including an optical projection system for identifying smoking articles comprising an indicium
US5982962A (en) Fiber-integrated microlenses and optical fiber FBG couplers, spectrometers, and multiplexers comprised thereof
CN105899983B (en) Guided mode resonance device
US9939628B2 (en) Imaging system
JP3111991B2 (en) Side emission optical fiber
WO2021122524A1 (en) An electrically operated smoking device including a system for identifying smoking articles comprising an indicium
US20060193550A1 (en) Methods for using resonant waveguide-grating filters and sensors
US10162107B2 (en) Multicore optical fiber for multipoint distributed sensing and probing
WO2004027493A1 (en) Spectrometer using diffraction lattice
US20200150347A1 (en) Optical fiber with cladding-embedded light-converging structure for lateral optical coupling
JPH04234704A (en) Diffraction grating with plurality of output end face, on which optical guide is arranged in parallel
Rahnama et al. Ultracompact Lens‐Less “Spectrometer in Fiber” Based on Chirped Filament‐Array Gratings
EA043544B1 (en) AEROSOL GENERATING SYSTEM AND DEVICE HAVING A WAVEGUIDE LAYOUT FOR AUTHENTICATION OF AEROSOL GENERATING PRODUCTS
US10408995B1 (en) Optical sensing fiber
WO2013073524A1 (en) Optical sensor
EA044825B1 (en) ELECTRICALLY CONTROLLED SMOKING DEVICE CONTAINING AN OPTICAL PROJECTION SYSTEM FOR IDENTIFYING SMOKING PRODUCTS CONTAINING A SIGN
RU2005133274A (en) OPTICAL FIBER MULTISENSOR SYSTEM TEMPERATURE / DEFORMATION SENSOR FOR FIBER OPTICAL MULTISENSOR SYSTEM, SENSOR RECORDING METHOD (OPTIONS)
EP4110108A1 (en) Heat-not-burn aerosol-generating device comprising means for authenticating an aerosol-generating article by internal illumination thereof
Wolf et al. Direct core-selective inscription of Bragg grating structures in seven-core optical fibers by femtosecond laser pulses
US7130045B2 (en) Monochromator and method of use
Rahnama et al. Visible-light, All-fiber Spectrometer Based on Radiative Emission From a Chirped Filament Grating Array
CA3023878C (en) Optical fiber with cladding-embedded light-converging structure for lateral optical coupling
US6975791B2 (en) Fiber laser pumping device
WO2022090728A1 (en) Photonic chip spectrometer