JP2023542781A - エアロゾル発生装置及びエアロゾル発生物品 - Google Patents

Abstract

本発明は、エアロゾル発生装置（２）とエアロゾル発生物品（１）とを含み、エアロゾル発生装置（２）は、装置（２）の空洞（２００）に光（３００）を放出し、エアロゾル発生物品（１）の少なくとも一部分を照明するための少なくとも１つの光源（２１０）を含む、エアロゾル発生システムに関する。エアロゾル発生物品（１）の少なくとも一部分は、光（４００、４００’、４０００）がエアロゾル発生装置（２）の外部に散乱及び／又は伝送及び／又は拡散及び／又は再放出されるように構成されている。本発明はまた、空洞（２００）に光（３００）を放出し、空洞（２００）を照明するための少なくとも１つの光源（２１０）を含むエアロゾル発生装置（２）に関する。光源（２１０）は、動作中に、光（４００）の少なくとも一部分が前記空洞（２００）からエアロゾル発生装置（２）の外部に散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出されるように構成されている。

Description

本発明は、タバコの分野に関し、特に再構成タバコ及びエアロゾル発生物品に関する。本発明は更に、喫煙装置、特に電気加熱式ｅリキッドシステム又は電気加熱式エアロゾル発生システムに関する。

近年、エアロゾル発生消耗物品をベースにした電子シガレットの人気が高まっている。主に、以下の２つのタイプ、すなわちリキッド気化器及び加熱式タバコ吸入装置が存在する。加熱式タバコ吸入装置は、「加熱非燃焼式」システム（ＨＮＢ）と称される。ＨＮＢシステムは、エアロゾル形成剤、香味料、及び多くの場合ニコチンを含む液体充填物を加熱して吸入可能なエアロゾルを提供する電子タバコと比較して、より本格的なタバコ香味を提供する。ＨＮＢシステムの作動原理は、加熱中に蒸発するとともに、タバコ材料からニコチン及びフレーバー成分を抽出する蒸気を作り出すエアロゾル形成物質（グリセリン及び／又はプロピレングリコール等）を含むタバコ材料を加熱することである。タバコ物質は、従来のシガレットの通常の燃焼温度よりも低い２００～３５０℃に加熱される。吸入装置は、典型的には、ロッド形状の消耗物品を受け入れるように構成された手持ち式の加熱器である。

電子シガレットは、異なってはいても非常に類似する形状及び色で実現される。ほとんどの加熱非燃焼式エアロゾル発生物品は白色又はわずかに黄色又は茶色の外観を有し、どれも非常に似ている。異なるブランドを区別するために又は魅力的な視覚的態様を提供するために色を使用することが製品のマーケティングにおいて重要であることは知られている。色は、魅力的な視覚的態様を提供するためのみならず、エアロゾル発生物品の静的情報又は動的情報を客に提供するためにも使用されることがある。現在のところ、例えば、物品の色は、通常、物品のラッパー及び／又はフィルタ上に印刷された色である。エアロゾル発生物品の使用中に放出されるものは、生成される白色又は青白色又は灰色の外観の煙に限られる。色付きの外観は、生成されるエアロゾル粒子による周囲光の散乱に限られる。したがって、物品が消費される際の色の変化の可能性は存在しない。エアロゾル粒子による光の散乱によって提供される色と異なる色を提供するためにはエアロゾル発生基材に化学物質を組み込む必要があるが、これは当然ながら望ましくなく、可能な色の範囲はいずれにせよ非常に限定される。

物品の消費中に生成されるエアロゾルの色とは別に、また、エアロゾル発生物品自体の色付きの外観を提供することによって物品をより魅力的にすることに対する更なる関心がある。

いくつかのエアロゾル発生装置は光源を組み込む場合があるが、それらは画面上に情報を表示するために限られ、使用者に魅力的な外観を提供するためのものではない。例えば、米国特許出願公開第２０１９／００００１４９（Ａ１）号明細書は、エアロゾル発生液体を含むカートリッジとともに使用するエアロゾル発生装置について記述している。この装置は、使用者が液体の残量を見ることを容易にすることができるのぞき窓を含む。装置内に配置された光源によって窓の視界を改善することができる。しかし、この光源は、液位の読取りを改善する以外の機能を有しない。

装置内に挿入されたエアロゾル発生物品及び／又は動作中に生成されるその煙の色付きの外観を提供することを可能にするエアロゾル発生装置を提供することが望ましい。エアロゾル発生物品の消費中に、場合により可変の色付きの外観を提供することを可能にする装置を提供することが更に望ましい。

したがって、ＨＮＢ、吸入及び喫煙物品などのエアロゾル発生物品のためのより魅力的で多機能な装置が必要とされている。

本発明の発明者は、エアロゾル発生物品及び装置の改善という上記の要求に対する解決策を、物品から消耗物の局所環境に放出光を提供することを可能にする装置及び物品を提供することにより見い出した。

提案される解決策は、エアロゾル発生物品によって散乱及び／又は反射される光を発生させる装置の提供に基づくものである。光の散乱又は反射は、ラッパー又は物品の専用反射領域などの物品の表面又は一部分の光再放出特性によって提供される。

第１の態様では、本発明は、エアロゾル発生装置と、消耗可能セグメントを含むエアロゾル発生物品とを含むエアロゾル発生システムに関する。エアロゾル発生装置は、外側本体部分内に配置された電源セクションと、空洞軸線を画定する空洞とを含む。空洞は、外側本体部分においてアクセス可能な、開口部中心を画定する開口部を有する。前記物品の消耗可能セグメントは空洞内に少なくとも部分的に挿入される。

エアロゾル発生装置は、空洞内に光を放出し、動作中に物品の少なくとも一部分を照明するように構成された少なくとも１つの光源を含み、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分は、前記エアロゾル発生装置の外部に光を散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出するように構成されている。これにより、その周囲に対して物品の色付きの外観を呈することが可能になる。色は、物品の消費中に変更される可変色であってもよい。ＣＩＥ色度図に定義されている任意の色が提供され得る。色付きの外観は、システムによって提供されるエアロゾルとともに、エアロゾル発生システムからの放射光の散乱によってもたらされることが好ましい。

一実施形態では、消耗可能セグメントはタバコ基材を含む。

一実施形態では、エアロゾル発生装置は、前記エアロゾル発生物品の少なくとも一部分によって散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出された光が、動作中に、前記装置の外部の、物品によってもたらされた煙雲を照明するように構成されている。

一実施形態では、前記システムの外部への全放出光は、少なくともπステラジアン（ｓｒ）、好ましくは少なくとも２πｓｒの立体角Ωを有する、前記開口部中心に対する空間的強度プロファイルＩＰを有する。

一実施形態では、前記全放出光は、４πｓｒの立体角Ωを有する、前記開口部中心に対する空間的強度プロファイルＩＰを有する。

一実施形態では、放出光の出力密度は、１μＷ／ｓｒよりも高い、好ましくは１ｍＷ／ｓｒよりも高い、より好ましくは１０ｍＷ／ｓｒよりも高い。

一実施形態では、エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置は、光源のアレイを含む。光源のアレイを使用することで、装置の設計の多大な柔軟性を提供することが可能になると同時に、冗長な光源を提供することが可能になる。

一実施形態では、前記光源のアレイは、前記空洞の壁の周囲に沿って配置されている。光源を空洞の壁の周囲に沿って配置することにより、物品を均一に照明することができるため、光が物品の周囲に均一な分布で放出又は反射される。

一実施形態では、前記光源のアレイは、前記空洞の長手方向に配置されている。複数の光源を空洞の軸方向軸線の方向に配置することで、エアロゾル発生物品からの放出光の強度を向上させることが可能になる。

一実施形態では、前記光源の少なくとも１つは、装置に挿入された物品のラッパーの表面部分を照明するために、空洞の内部に光ビームを放出するように構成されている。エアロゾル発生物品のほとんどのラッパーは紙などの高散乱材料で作られており、明るい放出色を提供することが可能である。

一実施形態では、エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置は光導波路を含む。導波路は、インカップリング表面と少なくとも１つのアウトカップリング表面とを有する。少なくとも１つの光源は前記インカップリング表面に光学的に接続されており、少なくとも１つのアウトカップリング表面は、光を前記空洞に導くために前記装置内に配置されている。物品を照明するために導波路を使用することで、光源を物品又はヒータ又は空洞から離して配置することが可能になる。

一実施形態では、エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置は、少なくとも１つの更なる光源と、前記少なくとも１つの更なる光源によって提供される少なくとも１つの光ビームを装置から伝送するための少なくとも１つの窓とを含む。１つより多い光源を設けることで、物品からより多くの色及び強度効果を提供することが可能になる。

一実施形態では、エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置は、少なくとも１つのセンサを含み、少なくとも１つのセンサは、前記少なくとも１つの光源に電気的に接続されており、前記少なくとも１つの光源の放出光の強度及び／又は色を前記センサの電気信号出力に応じて適応させるように構成されている。センサを使用することにより、物品及び装置による放出光の色及び／又は強度を装置の所定のパラメータに応じて適応させることができる。変形形態では、物品の消費中に色を変化させてもよい、又は客に情報、例えば消費終了の警告を提供するように色及び／若しくは強度を適応させてもよい。

一実施形態では、前記センサは圧力センサである。圧力センサを使用すると、エアフローセンサであってもよい圧力センサの決定された値に応じて強度及び／又は色変化を提供することが可能になる。

好ましくは、一実施形態では、前記装置の外部に光を散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出するように構成された物品の表面部分は、エアロゾル発生物質を含まない物品のセクションの一部である。エアロゾル発生物質のないセクションを含む物品は、例えば、そのようなセクションに光反射要素又は光反射粒子若しくは物質を導入することにより光を高度に再放出するように適応させてもよい。

一実施形態では、物品の表面部分は、光反射、拡散、又は散乱層を含む。高度の光反射、光拡散、又は光散乱表面若しくは層を物品に適応させることにより、反射効果、したがって、客が認識する色の見かけの明るさを向上させる。散乱効果の増強は、物品の表面の一部分の表面処理によって、又は物品の表面の一部分に追加的な層を配置することによって増強され得る。このような追加的な層は噴霧層であってもよい。

一実施形態では、表面部分は、物品の口側端部に向けて傾斜方向に光を反射するように構成された光反射性パターンを含む。このような構成により、明るい色及び／又は高強度を有するマウスピースを提供することが可能になる。

一実施形態では、物品の表面部分はその上に、光源による励起時に発光材料を含む。物品上に又は物品内に発光材料を組み込むことにより、紫外線エミッタであってもよい光エミッタの波長と異なる波長を有する光を放出することが可能になる。

一実施形態では、物品の表面部分は、光学プリズム又は回折格子を含んでもよい。物品上及び／又は物品内に配置された光偏向構造を使用することで、明るい色効果を提供することが可能になる。

一実施形態では、物品の表面部分は、物品の外側ラッパー及び／又は紙筒の一部である。このような表面部分は、このような層の高散乱特性に起因する高散乱効果を提供する。変形形態では、表面部分は、グルー層、シーム、結合層、接着層、又は分離層から選択される表面部分であってもよい。

変形形態では、散乱効果及び／又は反射効果は、複数のグルーバンド、好ましくはグルーバンドのアレイの存在によって増強されてもよい。グルーバンドは、物品の異なる構成要素（例えば、チッピング紙、プラグラップ、紙筒など）に属することができる、又は同一構成要素の異なる厚さレベルに配置され得る。

一変形形態では、複数のグルードット又はグルーラインが色効果を増強するように構成されてもよい。

変形形態では、エアロゾル発生物品の層の切断縁部が、光散乱効果又は反射効果を増強するために使用されてもよい。切断縁部は、その形態に関して異なり得る。例えば、切断縁部は、消耗物品の長手方向軸線に対する曲率及び／又は傾斜の変化を有し得る。切断縁部は、波状、凹凸状、又は歯状パターンによる変化を有し得る。パターンは、振幅、周期、幅、及びこれらの組み合わせにおいて変化し得る。

本発明はまた、外側本体部分内に配置された電源セクションと、空洞軸線を画定する空洞とを含み、空洞は、外側本体部分においてアクセス可能な開口部を有する、エアロゾル発生装置によって達成される。エアロゾル発生装置は、空洞に光を放出し、空洞を照明するための少なくとも１つの光源を含む。光源は、動作中に、光の少なくとも一部分が、前記空洞からエアロゾル発生装置の外部に散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出されるように構成されている。前記空洞からの散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出は、２πｓｒを超える空間的角度を有する。

エアロゾル発生物品上に光を導くための光エミッタを含む本発明のエアロゾル発生装置の一実施形態の概略図を示す。 エアロゾル発生物品上に光を導くための光エミッタのアレイを含む本発明のエアロゾル発生装置の一実施形態の概略図を示す。 物品上に光を導くための導波路を含む装置の一実施形態を示す。 インカップリング表面とアウトカップリング表面とを含む導波路及び前記インカップリング表面に光を導くように配置された光源の強調図（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｖｉｅｗ）を示す。 光源を含む回動可能セクションを含む装置の一実施形態を示す。 光源を含む回動可能セクションを含む装置の一実施形態を示す。 センサを含む装置の一実施形態を示す。 挿入された物品を照明すると同時に、装置の外に光を導くための装置の実施形態を示す。 挿入された物品を照明すると同時に、装置の外に光を導くための装置の実施形態を示す。 挿入された物品を照明すると同時に、装置の外に光を導くための装置の実施形態を示す。 挿入された物品を照明すると同時に、物品によって発生した煙を照明するために装置の外に光を導くための装置の一実施形態を示す。 光源に電気的に接続されたセンサを含む装置の一実施形態を示す。 喫煙物品のマウスピースによって放出され、エアロゾル発生装置内に配置された光源によって照明される光の強度プロファイルを示す。 両方ともがエアロゾル発生装置の少なくとも１つの光源によって提供される、喫煙物品のマウスピースによって再放出された光と直接光との組み合わせによって提供される光の強度プロファイルを示す。 両方ともがエアロゾル発生装置の少なくとも１つの光源によって提供される、喫煙物品のマウスピースによって再放出された光と直接光との組み合わせによって提供される光の別の強度プロファイルを示す。図１４の実施形態では、２つの光源は、エアロゾル発生装置の遠位端に配置されている。 エアロゾル発生システムから放出される光の可能性のある典型的な大域的強度プロファイルの例を示す。 エアロゾル発生システムから放出される光の可能性のある典型的な大域的強度プロファイルの例を示す。 エアロゾル発生システムから放出される光の可能性のある典型的な大域的強度プロファイルの例を示す。 エアロゾル発生システムから放出される光の可能性のある典型的な大域的強度プロファイルの例を示す。

本発明を、特定の実施形態に関して、添付図面を参照して説明するが、本発明は、それに限定されない。説明する図面は概略的なものにすぎず、且つ非限定的なものである。図面において、いくつかの要素のサイズは、例示目的のために誇張され、縮尺通りに描かれない場合がある。寸法及び相対寸法は、本発明の実施に合わせた実際の縮小に対応しない。

本発明について、タバコベースの消耗物品に関連して以下の例で説明するが、本発明の範囲は、タバコベースの消耗物品に限定されると解釈されるものではなく、加熱時に吸入可能なエアロゾルを発生させることが可能なエアロゾル発生基材を含む、喫煙物品、加熱非燃焼式物品、ｅリキッドカートリッジ、及びカトマイザなどの、任意のエアロゾル発生消耗物品を包含するものとする。本発明のエアロゾル発生物品又は物品は、本明細書において、消耗品１又は消耗物品とも定義される。

本明細書で使用される場合、用語「エアロゾル発生材料」は、加熱時に、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出することができる材料を指す。本明細書で記載されるエアロゾル発生物品のエアロゾル発生材料から発生するエアロゾルは、可視又は不可視であり得、蒸気（例えば、室温で通常液体又は固体である気体状態の物質の微粒子）並びに気体及び凝縮した蒸気の液滴を含み得る。エアロゾル発生材料は、ギャザー付きシート、細断されたスポンジ又は発泡体などの任意の適切な形態の再構成タバコなどのタバコベース材料であり得る。

用語「ラッパー」は、エアロゾル発生材料の装填物を保護及び収容し、それらを取り扱うことを可能にする任意の構造又は層と広く定義される。ラッパーは、エアロゾル発生材料と接触し得る内面を有し、エアロゾル発生材料から離れた外面を有する。ラッパーは、紙及び／又は酢酸セルロースなどのセルロースベース材料を好ましくは含み得る。ラッパーはまた、生分解性ポリマー製であってもよい、又はガラス若しくはセラミック製であってもよい。ラッパーは、多孔質材料であってもよく、滑らかな又は粗い外面を有してもよく、可撓性材料又は硬質材料であってもよい。ラッパーは、少なくとも１つの光反射層を含んでもよい、又は光反射層で作られていてもよい。

本明細書で使用する場合、用語「成分」は、エアロゾル発生物質の詳細な組成物、例えば、タバコ、エアロゾル形成剤、バインダ、香味剤、ニコチン、及びこれらの組み合わせを指す。エアロゾル形成基材は、安定した支持体内に提供され得る。そのような支持体は、粉末、顆粒、小片、シート又は発泡体の形態であり得る。

製造されたエアロゾル発生消耗物品は、任意の規則的な又は不規則な形状の断面を有し得、例えば、長手方向軸線に直交する平面内に画定される楕円形又は円形の断面を有し得る。物品は、仮想挿入軸線２０８に直交する横方向のＸＹ平面を画定する（図１）。

本明細書では、エアロゾル発生装置の近位端は、喫煙物品を導入する機能を果たす装置の開口部の側の装置の端部である。エアロゾル発生装置の遠位端は近位端の反対側である。

用語「物品による光放出」は広義な用語であり、本明細書では、光のあらゆる反射、拡散、散乱、又は再放出を包含する。光放出は、物品によるルミネセンス効果又は定義される効果の任意の組み合わせなどによって提供される回折又は直接若しくは間接放出によっても提供され得る。

典型的なエアロゾル発生物品１は、近位端１２と遠位端１４とを有し、以下の典型的な要素、すなわち、
消耗可能セクション１ｂ、
消耗品紙ラップ１２０、例えばタバコ紙ラップ、
剛化要素、好ましくは紙筒、
中空フィルタセグメント及び中央穴セグメント、
前記紙ラップ上に配置された組み合わせラップ、
フィルタセグメントを覆うプラグラップ、
中央空洞を取り囲むチッピング層、典型的には紙チッピング層
を含む。

実施形態では、消耗可能セクション１ｂはタバコ基材１１を含む。例えば、タバコ基材は再構成タバコであり得る。タバコ基材は、切片、細片、ギャザー付きシート、粉末、繊維、又はこれらの任意の組み合わせで形成され得る。タバコ基材は、タバコ粉末及び／又はタバコ繊維、バインダ、エアロゾル形成剤、非タバコ繊維（例えば、セルロースパルプ）、香味料、酸などの非タバコ成分、並びにこれらの組み合わせを包含し得る。

更に説明するように、言及した物品１の典型的な層は全て、光の放出に少なくとも部分的に寄与し得る。

本発明は、エアロゾル発生装置２と、前記エアロゾル発生装置２とエアロゾル発生物品１とを含むエアロゾル発生システムを提供することにより達成される。エアロゾル発生物品１は、エアロゾル発生物質を含まない物品のセクションの一部である表面部分を含む。エアロゾル発生物質のないセクションを含む物品１は、例えば、そのようなセクションに光反射要素を導入することにより光を高度に再放出するように適応させてもよい。

第１の態様では、本発明は、エアロゾル発生物品と、外側本体部分内に配置された電源セクションと空洞軸線２０８及び壁２０６を画定する空洞２００とを含むエアロゾル発生装置２を含むエアロゾル発生システムに関する。空洞２００は、外側本体部分においてアクセス可能であり、エアロゾル発生物品１を受け入れるように構成された、中心２０２ａを有する開口部２０２を有し、前記物品の消耗可能セグメント１ｂは空洞２００内に少なくとも部分的に導入される。

エアロゾル発生装置１は、前記空洞２００に光３００を放出し、前記空洞２００内に少なくとも部分的に挿入された物品１の少なくとも一部分を照明するための少なくとも１つの光源２１０を含み、そのため、光は、前記物品の少なくとも一部分によって前記装置の外部に伝送又は放出される。光源２１０は、好ましくは、空洞２００の壁２０６に配置されたＬＥＤである。光源２１０による放出光３００は物品１の一部分を照明し、光は、物品のラッパーの反射特性及び散乱特性により反射又は散乱する。ＬＥＤは、赤色光、緑色光、又は青色光などの限定された波長域を有する光ビームを提供するスペクトル放出帯域を有し得る。これにより、その周囲に対して物品の色付きの外観を呈することが可能になる。光源は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを含む光源などの複合光源であり得る。装置は、放出光の波長帯域を選択することを可能にするように構成され得る。物品による放出光の色は可変であり得る。例えば、物品による放出光４００の色は、物品の消費中に変更され得る。物品の一部分の照明では、ＣＩＥ色度図（参照：Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，ＣＩＥ １５：２００４；Ｃｏｌｏｒｏｍｅｔｒｙ ＩＳＢＮ ３－９０１９０６－３３－９）に定義されている任意の色が提供され得る。

図３は、光３００が導かれる物品の領域が、入射光３００を再放出又は反射又は散乱する領域から分離されている典型的な構成を示す。これは、エアロゾル発生物品のラッパーなどの層の大部分の高散乱特性によって可能となる。物品１の入射光は、物品の外層及び／又はいくつかの内層の内部の多重散乱によって高度に散乱し、伝搬する。ほとんどの物品は、物品の光収集領域の反対側の表面によって再放出光を提供するのには物品の側面照明で十分であるように、光高散乱層を含む。この効果は、例えば図２に示されるように物品１の両側に光源を配置することにより増強され得る。

本発明の任意の実施形態の変形形態では、エアロゾル発生スティック内に部分的に貫入する入射光の光散乱効果は、物品１の内層によって増強され得る。このような内層は、より多くの光が物品の周囲に反射及び／又は散乱するように、内部光反射及び／又は内部光散乱を増強するように構成され得る。

また、光散乱効果及び／又は反射効果は、物品１の表面処理によって、例えば、製造プロセスの最中又は後に表面の一部分をより滑らかに又はより粗くすることによって増強され得る。また、より高い散乱及び／又は反射及び／又は色効果を提供するために、追加的な層が物品上に配置されてもよい。このような追加的な層は、任意の手法によって物品１に追加されてもよく、例えば、物品１の表面上に接着、噴霧、又は射出（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ）される層であり得る。

例えば、グルー層は、導波特性及び／若しくは回折特性及び／若しくは反射特性を有し得る、又はグルー層は、導波特性及び／若しくは回折特性及び／若しくは反射特性を有するように構成され得る。

同様に、他の例では、剛化構成要素もまた、導波特性及び／又は回折特性及び／又は反射特性を有し得る。剛化構成要素は、ラッパーによって覆われた内側管状部材である。内側管状部材は、ラッパーの厚さを上回る厚さの紙又はポリマー管であり得る。管状部材は、消耗物品のエアロゾル発生部分とフィルタ部分との間に配置され得る。管状部材は、その中を循環する蒸気の温度を冷却する機能を有し得る。管状部材は、中空であり得る、又は例えば軽量メッシュの不織布材料、ハニカム材料若しくはオープンセル材料などの多孔質充填材料で充填され得る。充填材料の挿入により、管状部材内の接触面を増大させて冷却効果を高めることができる。

一実施形態では、システムのエアロゾル発生装置２は、図２に示されるような光源２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０のアレイを含む。実施形態では、光源２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０のアレイは、物品１の周りに配置され得る及び／又は前記空洞２００の長手方向軸線２０８の方向に配置され得る。空洞２００の壁の周囲に沿って光源を配置することにより、物品１を均一に照明することがでるため、物品の周囲に均一な分布で光が放出又は反射される。空洞の長手方向に複数の光源を配置することで、物品１からの放出光の強度を向上させることが可能になる。

一実施形態では、前記光源の少なくとも１つは、装置に挿入された物品のラッパーの表面部分を照明するために、空洞２００の内部に光ビームを放出するように構成されている。エアロゾル発生物品のほとんどのラッパーは紙などの高散乱材料で作られており、明るい放出色を提供することが可能である。少なくとも１つの光源は、装置２０２の開口部２０２又は開口部の反対側の閉端部２０４の近傍に配置されてもよい。変形形態では、装置２は、このような閉端部２０４を必ずしも含む必要はない。空洞の端部は、例えば光源が配置される孔（不図示）を含み得る、又は空洞２００の最大直径よりも小さい直径を有する孔を含み得る。

図３に示される一実施形態では、エアロゾル発生装置２は、被案内光ビーム２３４を案内するように構成された光導波路２３０を含む。導波路２３０は、インカップリング表面２４０と、少なくとも１つのアウトカップリング表面２５０、２５１、２５２、２５３、２５５、２５７とを有する。拡大図が図４に示されている一変形形態では、導波路２３０は湾曲し得るとともに、空洞２００の端２０４に面するインカップリング表面２４０’を有し得る。少なくとも１つの光源が前記インカップリング表面に光学的に接続されており、少なくとも１つのアウトカップリング表面は、少なくとも１つの光ビーム３５０、３５２、３５４、３５６を前記空洞２００に導くために前記装置内に配置されている。物品１を照明するために導波路２３０を使用することで、光ビーム３０２を放出する光源を物品２又はヒータ又は空洞２００から離して配置することが可能になる。

図５及び図６は、本体２ａと、光源２１０を含む回動可能セクション２ｂとを含む装置の一実施形態を示す。回動可能セクションは、物品１に少なくとも部分的に導入されるライトピンを含み得る。ライトピンは、物品内に光３００を案内又は伝送するように構成されており、光４００は、装置２の動作中に、内部多重反射及び／又は散乱若しくは光拡散効果により物品によって放出される。回動可能セクション２ｂが閉じているときに物品に部分的に貫入するライトピンを使用することには、空洞２００内に物品１を機械的に固定するという更なる利点がある。

図８に示される一実施形態では、エアロゾル発生装置２は、少なくとも１つの更なる光源２１５と、前記少なくとも１つの更なる光源２１５によって提供される少なくとも１つの光ビーム４００’を装置２の遠位端から伝送するための少なくとも１つの窓５００とを含む。

図９に示される一実施形態では。エアロゾル発生装置２は、少なくとも１つの光源２１０と、少なくとも１つの光ビーム３６０、３６０’を装置２の近位端の側面から伝送するための少なくとも１つの窓５０１、５０３とを含む。このような側方放出光ビーム３６０、３６０’は、物品の側面を照明するものと同じ光源又は別のスペクトルを放出するＬＥＤなどの異なる光源であってもよい少なくとも１つの他の光源のいずれかによって提供され得る。

例えば、図８の変形形態では、光源２１０は、挿入された物品１の一部分を照明するために配置されており、少なくとも別の光源２１５は、装置２の遠位側に配置されている。このような配置は、物品のマウスピースの照明を行うことを可能にすると同時に、装置２の端などの別の部分を色付きの外観にする可能性を提供することも可能とする。窓５００は、装置２の遠位端に配置されてもよく、光拡散窓であってもよい。

図１０に示される別の例では、光４００’を装置２の周囲及び少なくとも２方向に提供するために複数の第２光源２１１、２１３が装置２の遠位末端に配置され得る。図１０に示されるように、物品１によって放出される光に加えて、光ビームを装置２の周囲に提供するために、少なくとも３つの窓５０２、５０４、５０６が装置２に配置され得る。

図９に示される一実施形態では、物品１からの直接散乱光の一部分は装置２の外部に導かれ得る。図９は、光散乱により物品１によって放出される光４００と、エアロゾル物品１の照明された領域の直接散乱によって提供される少なくとも別の光ビーム３６０、３６０’とを示す。直接散乱光３５０、３６０’は、装置２の外側本体に配置された少なくとも１つの側面窓５０１、５０３を通して装置２の外部に導かれる。したがって、図９の実施形態では、エアロゾル発生システムの外部に放射される光は、物品１の近位部１ａによって提供される散乱光４００と装置２の本体の窓５０１、５０３を通して送られる直接散乱光及び／又は反射光とが重なった光である。このような配置は、図１７～図１９に示され、以下に述べるようなより広い３Ｄ強度プロファイルを提供し得る。

図１１に示される一実施形態では、エアロゾル発生装置２は、物品１を照明すると同時に、消費時に物品１によって発生する煙１０００も照明するように構成され得る。変形形態では、少なくとも第２の光源２１０’を使用することにより、装置２の動作中に発生するエアロゾルからの散乱光４３０によって明るい色及び／又は高強度効果が提供され得る。

図１２に示される一実施形態では、エアロゾル発生装置２は、前記少なくとも１つの光源２１０に電気的に接続された少なくとも１つのセンサ６００を含む。前記少なくとも１つのセンサ６００を含むセンサシステムは、前記少なくとも１つの光源の放出光４００の強度及び／又は色を前記センサの電気信号出力に応じて適応させるように構成されている。センサ６００を使用することにより、物品２による、及びまた場合により更に、装置２による放出光の色及び／又は強度４００を装置２の所定のパラメータに応じて適応させることができる。変形形態では、物品１の消費中に色を変化させてもよい、又は客に情報、例えば物品１の消費終了の警告を提供するように色及び／若しくは強度を適応させてもよい。

一実施形態では、前記センサ６００は圧力センサである。圧力センサを使用すると、エアフローセンサであってもよい圧力センサの決定された値に応じて強度及び／又は色変化を提供することが可能になる。

本発明の異なる実施形態は、エアロゾル発生システムから放出される光の異なる空間的強度プロファイルを提供することを可能にする。そのいくつかを以下で説明する。

例えば、図１３は、エアロゾル発生装置２内に配置された光源によって照明された喫煙物品のマウスピースによって放出される光の強度プロファイルＩＰを示す。図１３～図１９に示される強度プロファイルＩＰは、方向Ｒ１～Ｒ１０に沿った局所強度をそれぞれ示す仮想矢印Ｒ１～Ｒ１０を結合する、仮想基準中心、例えばエアロゾル発生装置２の孔２０２の中心２０２ａ又は装置の中心２’又は任意の他の選択した基準中心に対する曲線として示されている。図１３の実施形態の強度プロファイルは、少なくとも２πステラジアンの開口角Ω、すなわち、少なくとも、仮想中心２０２ａを中心として有する球体の半分の角度広がりを有する、前記中心２０２ａに対するステラジアン（ｓｒ）で表される３Ｄ立体角Ωにわたって延びる。

強度分布ＩＰは対称ではなく、局所的なドーム若しくはローブ又は強度スパイクを呈することがあり、任意の所定の基準中心に対して非対称となり得ることは理解されたい。物品１による光の散乱及び／又は反射による再放出によってもたらされる強度分布ＩＰは、物品のラッパー及び／又はフィルタ１ａの性質及び微視的テクスチャに強く依存する。散乱は、物品の構成物の微視的構造に依存する。例えば、微細構造化紙ラッパー部分は、フィルタの分離層などの滑らかな部分に比べてより効率的に光を散乱する。物品１による散乱効果の強度は、照明光源が装置２の孔２０２に近づくと高くなる。

エアロゾル発生システムによって放射される光が、喫煙物品１によって、すなわち喫煙物品１の一部分に導かれる入射光の再放出のみによって提供される場合、光放出は、図１３に示されるような、主に装置２及び／又は物品１の近位端の領域内の強度プロファイルＩＰに限定される。強度プロファイルＩＰの空間的範囲Ωを拡大するために、エアロゾル発生装置２は、少なくとも１つの光源が光ビームを装置２の側面に直接投射するように設計され得る。これは、図１４の設計変更形態に示されている。図１４は、両方ともがエアロゾル発生装置の少なくとも１つの光源によって提供される、喫煙物品１のマウスピース１ａによって再放出される光と直接光との組み合わせによって提供される光の拡大強度プロファイルＩＰを示す。図１４は、エアロゾル発生装置２の内部に配置された少なくとも１つの光源の前方に配置された窓５０１、５０３を含む一実施形態を示す。図１４の実施形態による配置は、図１３の実施形態と比較してより大きい空間的放出立体角Ωを提供することを可能にする。変形形態では、前記エアロゾル発生装置２の内部の喫煙物品１の表面を照明する光源２１０は、エアロゾル発生装置２の側面に直接光を提供する光源と異なる波長又は光スペクトルを有し得る。

図１５は、両方ともがエアロゾル発生装置の少なくとも１つの光源によって提供される、喫煙物品のマウスピースによって再放出された光と直接放出又は反射（すなわち物品１から散乱していない）光との組み合わせによって提供される光の別の強度プロファイルを示す。図１５の実施形態では、直接放出光は、エアロゾル発生装置２の遠位端に配置された２つの光源２１１、２１３によって放出される。図１５の例では、全放出光４０００の強度プロファイルＩＰは、２つの基準中心２０２ａ及び１４ａに対する２つのローブを呈し、且つ装置２に対する最小強度Ｒ６、Ｒ１０半径を呈する。２つのローブは、異なる空間的分布及び空間的角度範囲Ω１、Ω２を有し得る。

実施形態では、本明細書に記載される強度プロファイルＩＰを有する放出光ビーム４００、４００’、４００’’、３６０、３６０’、４０００の光出力密度は、１マイクロワット／ステラジアン（１μＷ／ｓｒ）よりも高くてもよい、又は１ｍＷ／ｓｒよりも高くてもよい、又は１０ｍＷ／ｓｒよりも高くてもよい。変形形態では、出力密度は、エアロゾル発生装置２の長手方向軸線２０８及び所定の基準点に対する所定の方向により高くなり得ることは理解されたい。このような基準点は、例えば、開口部２００の中心２０２ａ若しくは装置２の中心２’であり得る、又は図１６に示されるように、物品１の近位端１ａの中心であり得る。例えば、全放出光は、長手方向軸線２０８及び前記開口部中心２０２ａに対して４５°を向いたπステラジアンの立体角を有し得る。

図１６～図１９は、エアロゾル発生システムから放出される光の可能性のある典型的な大域的強度プロファイルＩＰの例を示す。エアロゾル発生システムは、システムからの全放出光４０００が、所定の方向、例えば、装置２の長手方向軸線２０４に対して所定の角度αを有する方向に最大強度を有し得る所定の光プロファイルを有するように構成され得る。例えば、図１７の実施形態では、物品１の近位端１ａの中心に対する最大強度は、装置の遠位端の方向に提供される。図１８は、装置２に直交する、装置の中心２’に対する最大強度を有する変形形態を示す。図１９に示される一実施形態では、３Ｄ強度プロファイルＩＰは、装置２の定義された中心２’に対する所定の方向αに最小値を呈し得る。

変形形態では、光効果は、パルシングによって、又はエアロゾル発生装置２の光源２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１７、２１８、２２０、３０２、２１０’の光強度をゆっくりと変化させることによって提供され得る。光強度のゆっくりとした変化は、５Ｈｚよりも遅い周波数で起こる変化と定義される。強度のゆっくりとした変化は、パルス状の光変化と組み合わされ、例えば、エアロゾル発生システムの動作中にエアロゾルの存在によって増強される明滅光効果が提供され得る。

一実施形態では、物品１の表面部分は、光反射、拡散、又は散乱表面を含む。高度の光反射、光拡散、又は光散乱表面若しくは層を物品１に適応させることにより、反射効果、したがって、消費者が認識する色及び光学効果の見かけの明るさを向上させる。

一実施形態では、表面部分は、物品の口側端部に向けて傾斜方向に光を反射するように構成された光反射性パターンを含む。このような構成により、明るい色及び／又は高強度を有するマウスピースを提供することが可能になる。

一実施形態では、物品の表面部分はその上に、光源による励起時に発光材料を含む。物品上に又は物品内に発光材料を組み込むことにより、紫外線エミッタであってもよい光エミッタの波長と異なる波長を有する光を放出することが可能になる。

一実施形態では、物品１の表面部分は、少なくとも１つの光学プリズム、好ましくは０．２～０．５ｍｍの最大寸法を有するマイクロプリズムを含み得る。物品１はまた、回折格子、又はゼロ次の光学フィルタとして構成される層、又は明るい色効果を提供する任意の他のナノ構造を含み得る。物品上及び／又は物品内に配置された光偏向構造を使用することで、明るい色効果を提供することが可能になる。

一実施形態では、物品１の表面部分は、物品１の外側ラッパー及び／又は紙筒の一部である。このような表面部分は、このような層の高散乱特性に起因する高散乱効果を提供する。変形形態では、表面部分は、グルー層、シーム、結合層、接着層、又は分離層から選択される表面部分であってもよい。

変形形態では、散乱効果又は反射効果は、複数のグルーバンド、好ましくはグルーバンドのアレイの存在によって増強されてもよい。グルーバンドは、物品の異なる構成要素（例えば、チッピング紙、プラグラップ、紙筒など）に属することができる、又は同一構成要素の異なる厚さレベルに配置され得る。

一変形形態では、複数のグルードット又はグルーラインが、色効果を増強するために使用されてもよい。

変形形態では、物品の層の切断縁部が、光散乱効果又は反射効果を増強するように構成され得る。切断縁部は、その形態に関して異なり得る。例えば、切断縁部は、消耗物品の長手方向軸線に対する曲率及び／又は傾斜の変化を有し得る。切断縁部は、波状、凹凸状、又は歯状パターンによる変化を有し得る。パターンは、振幅、周期、幅、及びこれらの組み合わせにおいて変化し得る。

本明細書中に記載される光効果は、物品１が装置２に完全に挿入されていなくてもこの両方は常に協働するエアロゾル発生システムによって提供され得ることは理解されたい。実際に、エアロゾル発生装置２は、例えば、エアロゾル発生物品１の導入前又は導入中に照明及び／又は色効果を提供することがある。実施形態では、例えば、エアロゾル発生装置２及び／又は物品１からの放出光は変化し得る。例えば、前記空洞２００内に物品１を導入する前に赤色光が放出されてもよく、この色は、物品１が空洞２００に完全に挿入されたときに緑色になるまで変化してもよい。

本発明はまた、外側本体部分内に配置された電源セクション１１０と、空洞軸線２０８を画定する空洞２００とを含み、空洞２００は、外側本体部分においてアクセス可能な開口部２０２を有するエアロゾル発生装置２に関する。エアロゾル発生装置２は、空洞２００に光３００を放出し、空洞２００を照明するための少なくとも１つの光源２１０を含み、光源２１０は、動作中に、光４０００の少なくとも一部分が前記空洞２００からエアロゾル発生装置２の外部に散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出されるように構成されている。実際に、光は空洞から及び／又は側方窓によってアウトカップルされ得るため、これは挿入された物品がなくても可能となり得る。

エアロゾル発生装置の一実施形態では、前記エアロゾル発生装置２から放出された散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出された光４０００は、２πｓｒを超える空間的角度を有する。

Claims (23)

1. エアロゾル発生装置（２）と、消耗可能セグメント（１ｂ）を含むエアロゾル発生物品（１）とを含み、前記エアロゾル発生装置（２）は、外側本体部分（１１０）内に配置された電源セクションと、空洞軸線（２０８）を画定する空洞（２００）とを含み、前記空洞（２００）は、前記外側本体部分においてアクセス可能な、開口部中心（２０２ａ）を画定する開口部（２０２）を有し、前記消耗可能セグメント（１ｂ）は前記空洞（２００）内に少なくとも部分的に挿入され、
   前記エアロゾル発生装置（２）は、前記空洞（２００）内に光（３００）を放出し、動作中に、前記物品（１）の少なくとも一部分を照明するように構成された少なくとも１つの光源（２１０）を含み、前記エアロゾル発生物品の少なくとも一部分は、前記エアロゾル発生装置（２）の外部に光（４００）を散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出するように構成されている、
   エアロゾル発生システム。
2. 前記消耗可能セグメント（１ｂ）はタバコ基材（１１）を含む、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
3. 前記エアロゾル発生装置は、前記エアロゾル発生物品（１）の少なくとも一部分によって散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出された光（４００）が、動作中に、前記装置（２）の外部の、前記物品（１）によってもたらされた煙雲（１０００）を照明するように構成されている、請求項１又は２に記載のエアロゾル発生システム。
4. 前記システムの前記外部への全放出光（４０００）は、少なくともπステラジアン（ｓｒ）、好ましくは少なくとも２πｓｒの立体角（Ω）を有する、前記開口部中心（２０２ａ）に対する空間的強度プロファイル（ＩＰ）を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
5. 前記全放出光（４０００）は、４πｓｒの立体角（Ω）を有する、前記開口部中心（２０２ａ）に対する空間的強度プロファイル（ＩＰ）を有する、請求項５に記載のエアロゾル発生システム。
6. 放出光（４００、４３０、４０００）の出力密度は、１μＷ／ｓｒよりも高い、好ましくは１ｍＷ／ｓｒよりも高い、より好ましくは１０ｍＷ／ｓｒよりも高い、請求項１～５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
7. 前記エアロゾル発生装置（２）は、光源（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０）のアレイを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
8. 前記光源（２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０）のアレイは、前記空洞（２００）の壁（２０６）の周囲に沿って配置されている、請求項７に記載のエアロゾル発生システム。
9. 前記光源（２１０～２２０）のアレイは、前記空洞（２００）の前記軸方向軸線（２０８）の方向に配置されている、請求項７に記載のエアロゾル発生システム。
10. 前記光源（２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１８、２２０、２５１、３０２、－２２０）の少なくとも１つは、前記エアロゾル発生装置（２）内の前記物品（１）の挿入された部分のラッパー（１００）の表面部分を照明するために、前記空洞（２００）の内部に光ビーム（３００、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３５０、３５２、３５４、３５６）を放出するように構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
11. インカップリング表面と少なくとも１つのアウトカップリング表面とを有する光導波路（２３０）を含み、前記少なくとも１つの光源（２１０）は前記インカップリング表面に光学的に接続されており、前記少なくとも１つのアウトカップリング表面（２５０、２５１、２５３、２５５、２５７）は、光ビーム（３５０、３５２、３５４、３５６）を前記空洞（２００）に導くために前記装置（２）内に配置されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
12. 前記エアロゾル発生装置（２）は、少なくとも１つの更なる光源（２１０’、２１１、２１３、２１５）と、前記少なくとも１つの更なる光源（２１１、２１３、２１５）によって提供される少なくとも１つの光ビーム（４００’）を前記装置（２）から伝送するための少なくとも１つの窓（５００、５０１、５０３、５０２、５０４、５０６）とを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
13. 前記エアロゾル発生装置（２）は少なくとも１つのセンサ（６００）を含み、前記少なくとも１つのセンサ（６００）は、前記少なくとも１つの光源（２１０）に電気的に接続されており、前記少なくとも１つの光源（２１０）の前記放出光（３１０～３２０）の強度及び／又は色を前記センサの電気信号出力に応じて適応させるように構成されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
14. 前記センサ（６００）は圧力センサである、請求項１３に記載のエアロゾル発生システム。
15. 前記エアロゾル発生物品（１）は、光を前記エアロゾル発生装置（２）の前記外部に散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出するように構成された表面部分を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
16. 前記表面部分は、エアロゾル発生物質（１１）を含まない前記物品（１）のセクション（１ｃ）の一部である、請求項１５に記載のエアロゾル発生システム。
17. 前記物品（１）の前記表面部分は、光反射、拡散、又は散乱層を含む、請求項１５又は１６に記載のエアロゾル発生システム。
18. 前記表面部分は、前記物品（１）の口側端部に向けて傾斜方向に光を反射するように構成された光反射性パターンを含む、請求項１５又は１６に記載のエアロゾル発生システム。
19. 前記物品（１）の前記表面部分は、前記光源による励起時に放出光を提供するための発光材料を含む、請求項１５に記載のエアロゾル発生システム。
20. 前記物品（１）の前記表面部分は光学プリズムを含む、請求項１５に記載のエアロゾル発生システム。
21. 前記物品の前記表面部分は、前記物品の前記外側ラッパー及び／又は紙筒の一部である、請求項１５～２０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
22. エアロゾル発生装置（２）であって、外側本体部分（１１０）内に配置された電源セクションと、空洞軸線（２０８）を画定する空洞（２００）とを含み、前記空洞（２００）は、前記外側本体部分においてアクセス可能な開口部（２０２）を有し、
    前記エアロゾル発生装置（２）は、前記空洞（２００）に光（３００）を放出し、前記空洞（２００）を照明するための少なくとも１つの光源（２１０）を含み、
    前記光源（２１０）は、動作中に、光（４０００）の少なくとも一部分が前記空洞（２００）から前記エアロゾル発生装置（２）の外部に散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出されるように構成されている、
    エアロゾル発生装置（２）。
23. エアロゾル発生装置（２）であって、前記エアロゾル発生装置（２）から前記散乱及び／又は拡散及び／又は伝送及び／又は再放出された光（４０００）は、２πｓｒを超える空間的角度を有する、エアロゾル発生装置（２）。

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