KR20180016987A

KR20180016987A - 에어로졸 발생 물품에서의 감지

Info

Publication number: KR20180016987A
Application number: KR1020177032773A
Authority: KR
Inventors: 루이 바티스타
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2018-02-20
Also published as: JP2018523982A; US20180146708A1; PL3307098T3; MX2017015691A; CA2986845A1; IL255470A; RU2703102C2; JP6855391B2; CN107624040A; ES2744774T3; US10517329B2; EP3307098A1; RU2017134727A3; CN107624040B; WO2016199065A1; EP3307098B1; RU2017134727A; KR102600781B1

Abstract

흡연 물품은, 마우스피스를 갖고 에어로졸 발생 기재를 수용하도록 구성된 하우징을 포함한다. 흡연 물품은, 예를 들어 마우스피스에 위치하고 물품의 전향적 흡연자의 구비강 분자를 검출하도록 구성된 센서도 포함한다. 구비강 분자는 비 흡연자의 호흡이나 타액에는 존재하지 않지만 흡연자의 호흡이나 타액에 존재할 것으로 예상되는 분자일 수 있다. 센서는 흡연자의 호흡이나 타액 내 분자의 양이나 농도를 검출하도록 위치된다. 흡연 물품은 센서에 의해 변환된 이용해 흡연 물품으로부터의 에어로졸의 전달을 제어, 예컨대 에어로졸의 전달을 방지할 수 있다.

Description

에어로졸 발생 물품에서의 감지

본 개시는 전자 에어로졸 발생 장치에서의 감지에 관한 것이다.

전자 흡연 물품의 경우, 니코틴-함유 제품에 대한 허가되지 않은, 예를 들어 미성년자에 의한 액세스를 금지하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 무단 액세스를 방지하기 위한 여러가지 기술이 제안되었다. 예시적인 이러한 기술은 지문 식별, 및 휴대 전화와 같은 휴대 장치를 이용한 (휴대 장치에 설치된 RFID 판독기를 이용해 RFID를 확인한 후) 잠금 해제를 포함한다. 이러한 기술들은 전자 흡연 물품의 사용을 특정 개인, 예컨대 특유의 지문을 가진 개인이나 흡연 물품의 잠금 해제를 위한 키가 설정된 모바일 장치를 가진 개인 등으로 제한하거나, 최소한 이러한 개인의 존재가 필요하도록 의도된다. 이러한 기술들은 또한 전자 흡연 물품의 최초 사용 이전에 지문을 저장하거나 모바일 장치의 키를 입력하는 등의 셋업을 필요로 한다.

전자 흡연 물품의 최초 사용 이전에 추가적인 셋업 단계를 필요로 하지 않으면서 허가되지 않은 사용을 줄일 수 있는 흡연 물품을 제조하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 실시예의 장점은 후속하는 청구 범위와 첨부 도면을 포함하는 본 개시를 읽고 이해함으로써 당업자에게 명백해질 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 흡연 물품은, 마우스피스를 갖고 에어로졸 발생 기재를 수용하도록 구성된 하우징을 포함한다. 흡연 물품은, 예를 들어 마우스피스에 위치하고 물품의 전향적 흡연자의 구비강(oronasal) 분자를 검출하도록 구성된 센서도 포함한다. 바람직하게는, 구비강 분자는 비 흡연자의 호흡이나 타액에는 존재하지 않지만 흡연자의 호흡이나 타액에 존재할 것으로 예상되는 분자이다. 센서는, 흡연자가 본인의 입술을 마우스피스에 접촉시키기 전, 또는 흡연자의 입술이 마우스피스에 접촉된 동안 센서가 흡연자의 호흡이나 타액의 분자의 양이나 농도를 검출할 수 있도록 위치된다. 흡연 물품은 센서에 의해 검출된 구비강 분자의 양에 대한 데이터를 저장하거나, 가령 흡연자에게 알릴 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 흡연 물품은 센서에 의해 변환된 데이터를 이용해 흡연 물품으로부터의 에어로졸의 전달을 제어, 예컨대 에어로졸의 전달을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 구비강 분자, 예컨대 흡연자의 타액이나 호흡 중의 분자 등을 검출하도록 구성된 센서를 포함하는 전자 흡연 물품을 제공할 수 있다. 센서로부터의 데이터는 흡연 물품에 의해 수집되거나, 흡연 물품으로부터의 에어로졸의 전달을 제어하도록 사용될 수 있다.

도 1은 비구강 분자 전기 화학 센서 및 센서에 의해 검출된 비구강 분자의 양 또는 농도와 관련된 신호의 변환 체계를 도시하는 개략도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품의 일부 구성 요소를 도시하는 개략도이다.
도 4는 흡연자에 있어서 시간에 따른 니코틴의 혈중 농도에 대한 도시이다.
도 5는 본 발명의 다양한 양태에 따른 흡연 물품에 의해 수행될 수 있는 프로세스의 양태를 도시하는 흐름도이다.

본 발명의 다양한 양태들은 현재 이용 가능하거나 이전에 기술된 흡연 물품들에 비해 하나 이상의 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 전자 흡연 물품의 일부 구현예들은, 예기치 않은 액세스를 방지하기 위해 흡연 물품을 셋업 할 필요없이 흡연자가 해당 물품을 사용하도록 할 수 있다. 추가적인 실시예에 의하면, 본원에 기술된 전자 흡연 물품의 일부 구현예들은 특정 흡연자와 생리학적으로 연관될 수 있는 정보, 예컨대 흡연과 관련된 구비강 분자의 양이나 농도 등을 해당 흡연자에게 제공할 수 있다. 흡연자는 시간의 경과에 따른 구비강 분자의 양이나 농도의 변화를 추적할 수 있게 된다. 이러한 추적은, 예를 들어 금연 프로그램 중인 흡연자에게 도움이 될 수 있다. 이들 및 다른 장점들은 본 개시를 읽고 이해함으로써 당업자에게 명백해질 것이다.

본 발명은 임의의 적합한 흡연 물품에 적용 가능하다. 흡연자의 입술과 접촉되거나 흡연자의 입에 근접하게 놓여지도록 구성된 마우스피스를 포함하는 임의의 흡연 물품은 본 발명에 따라 사용되거나 변경될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, “흡연 물품”은 해당 물품을 이용해 흡연자에게 에어로졸을 전달하도록 구성된 물품이다. 본 발명의 목적에 따라, 흡연 물품은 마우스피스를 가지며 니코틴-함유 에어로졸 발생 기재와 같은 에어로졸 발생 기재를 수용하도록 구성된 단일 부품 하우징 또는 다중 부품 하우징을 포함한다. 기재는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 예를 들어, 기재는 담배를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 기재는 니코틴을 포함하는 액체 조성물을 포함한다. 일부 구현예들에서, 기재는 니코틴을 함유하는 건조 분말, 예컨대 니코틴염을 포함한다. “흡연 물품”은 직접 또는 간접적으로 에어로졸 발생 기재를 가열하여 에어로졸을 생성하는 물품 및 기재를 가열하기보다는 기류 또는 화학 반응을 이용해 에어로졸을 전달하는 물품을 포함한다.

본원에서 사용된 바와 같이, “전자 흡연 물품”은 하나 이상의 전기 구성 요소를 갖는 흡연 물품이다. 바림직하게는, 하나 이상의 전기 구성 요소 중 적어도 일부는 마우스피스를 통해 기재로부터 흡연자로의 에어로졸 전달을 제어한다. 전기 구성 요소는, 예를 들어 하나 이상의 전기 저항체를 포함할 수 있는 기재 히터를 포함할 수 있거나, 기재로부터 발생된 에어로졸이 사용자에게 통과되는 것을 마우스피스를 통해 허용하거나 방지하도록 위치되고 구성된 전기적으로 제어 가능한 밸브를 포함할 수 있다. 히터, 밸브 또는 기타 전기 구성 요소의 제어는 제어 전자장치에 의해 이뤄질 수 있다. 제어 전자장치는 임의의 적합한 형태로 제공될 수 있고, 예를 들어, 컨트롤러, 또는 메모리와 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 주문형 반도체(ASIC) 상태의 머신, 디지털 신호 처리기, 게이트 어레이, 마이크로프로세서, 또는 동등한 이산 또는 집적 논리 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 전자장치는 제어 전자장치의 하나 이상의 구성 요소가 제어 전자장치의 기능 또는 양태를 수행하게 하는 명령을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 본 개시의 제어 전자장치에 의해 작동되는 기능은 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 중 하나 이상으로서 구현될 수 있다.

제어 전자장치를 포함하지 않는 흡연 물품은 본 발명의 하나 이상의 구현예를 수행하기 위해 제어 가능한 밸브와 같은 제어 전자장치를 통합하도록 용이하게 변형될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

전자 흡연 물품의 유형에 상관없이, 구비강 분자 센서는 흡연자의 입술이 마우스피스에 놓임으로써 타액이 센서로 전송되어 센서가 타액 중의 분자를 검출할 수 있도록 마우스피스에 상대적으로 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 구비강 분자 센서는 마우스피스가 전향적 흡연자의 입에 근접하게 놓임으로써 해당 전향적 흡연자의 호흡이 센서로 전송되어 센서가 호흡 중의 분자를 검출할 수 있도록 마우스피스에 상대적으로 배치될 수 있다.

바람직하게는, 센서는 매우 낮은 농도의 구비강 분자를 검출할 수 있으며, 일부 경우에, 100 mm 내지 150 mm와 같은 연장된 거리에서 구비강 분자를 검출할 수 있다.

임의의 하나 이상의 센서는 마우스피스에 또는 이에 근접하게 위치되고, 타액, 호흡, 또는 타액과 호흡 중의 임의의 하나 이상의 구비강 분자를 검출하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 센서에 의해 검출된 적어도 하나의 구비강 분자는 사람의 호흡으로부터 검출될 수 있는 분자이다. 바람직하게는, 센서에 의해 검출된 적어도 하나의 구비강 분자는 비 흡연자보다는 흡연자에게 더 높은 농도로 존재할 것으로 예상되는 분자이다. 흡연자에게 더 높은 농도로 존재할 것으로 예상되는 예시적인 구비강 분자는 일산화탄소, 아세톤, 산화 질소, FeNO와 같은 산화 질소 인자, 산화 질소 합성효소, 엔도셀린-1 (ET-1), 프리프로엔도셀린-1 (PPET1), 포름알데히드, 아세트알데히드, 수소 시안화물, 메틸운데칸, 메틸펜타데칸, 및 메틸프로판을 포함한다. 위에 나열된 많은 화합물은 마지막 흡연 후 몇 주 또는 몇 달 동안, 비 흡연자의 호흡 중에 존재하는 것 보다 더 높은 레벨로 흡연자의 호흡 중에 남아 있을 수 있다. 성인과 미성년자를 구별하기 위해 검출될 수 있는 분자는 이소프렌 분자, 이소프렌 분자의 관련 유도체, 및 알칸과 메틸알칸의 특정 유도체를 포함한다.

바람직하게는, 센서는 관련 농도 범위 내의 구비강 분자량을 검출하도록 구성된다. 흡연자의 호흡이나 타액에는 존재하나 비 흡연자에게는 존재하지 않을 것으로 기대되는 분자를 검출하기만 하면 흡연자와 비 흡연자를 충분히 구별할 수 있다. 그러나, 일부 분자는 흡연자와 비 흡연자 모두의 호흡이나 타액에 존재할 수 있다. 이러한 경우, 흡연자와 비 흡연자를 구별하는 것과 관련된 범위 내의 분자 농도를 검출하는 센서 성능이 중요할 수 있다.

본 발명의 전자 흡연 물품은 구비강 분자를 검출하도록 구성된 임의의 적합한 센서를 사용할 수 있다. 구비강 분자 센서는 전기 화학 센서인 것이 바람직하다. 임의의 적합한 전기 화학 센서가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 센서는 변환기 상에 배치된 구비강 분자 감응성 코팅을 포함하며, 여기서 구비강 분자의 코팅에 대한 선택적 결합은 변환기에 의해 신호 또는 신호의 변화로 변환된다. 예를 들어, 구비강 분자의 결합은 주파수, 전류 또는 전압의 변화를 초래할 수 있으며, 이는 흡연자의 타액이나 호흡에 존재하는 구비강 분자의 양과 상관될 수 있다. 일부 구현예에서, 코팅의 질량 변화는 변환기의 공진 주파수의 변화를 초래하며, 이는 비례적인 전기 신호로 변환된다. 본 발명의 목적을 위해서, “코팅”은 센서와 관련하여 코팅, 층 또는 막이다.

바람직하게는, 본 발명의 흡연 물품에 사용하기 위한 구비강 센서는 RFID 태그 및 RFID 태그에 동작 가능하게 결합된 구비강 분자 감응성 코팅을 포함하는 RFID 태그 센서이다. RFID 센서는 센서가 배터리 전력을 소모하지 않는 수동 소자인 것이 유리할 수 있다. RFID 센서는 당업계에 공지된 전동식 RFID 판독기에 의해 인터로게이팅(interrogate)될 수 있다. 많은 구현예에서, RFID의 공진 주파수는 코팅에 결합된 비구강 분자의 양이 달라짐에 따라 변한다. RFID 판독기는 센서를 전체적으로 조사하여 존재하는 비구강 분자량에 상관될 수 있는 태그의 공진 주파수를 결정한다. 일부 구현예에서, RFID 판독기는 결합된 분석물이 없는 센서의 공진 주파수 또는 결합된 분석물을 가진 센서의 주파수와 같은 단 하나의 공진 주파수에서 센서의 RFID 태그를 인터로게이팅(interrogate)하도록 구성될 수 있다.

일부 구현예에서, 비구강 분자가 RFID의 코팅에 결합되면 RFID 센서의 안테나의 일부가 개방, 예컨대 절단 개방되거나 억제되도록 할 수 있으며, 이는 RFID 태그의 공진 주파수를 수정하여 비구강 분자의 존재를 나타낼 수 있다.

RFID 태그 또는 인쇄 회로 기판과 같은 임의의 적합한 코팅 또는 층이 관련 비구강 분자의 검출을 위해 변환기 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일산화 질소 분자(eNO) 및 인자(FE NO) 또는 합성 효소(NOS)의 선택적 검출은 반도체성 단층 탄소 나노튜브의 어레이에 흡수된, Ni²⁺, CO₂, Mg²⁺, 및 Mn²⁺를 포함하는 상이한 2가 양이온을 포함할 수 있는 올리고뉴클레오티드의 특정 서열을 이용해 수행될 수 있다. 일반적으로, 특정 물질 또는 분자로 함침 되거나 래핑 된 탄소 나노튜브는 표적 분자를 검출하여 탄소의 성질을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 탄소는 칼릭스아렌-치환(calixarene-substituted) 폴리티오펜으로 래핑된 탄소 나노튜브(CNTs)를 기반으로 하는 화학 저항성 물질일 수 있으며, 이는 전도도 변화에 의해 크실렌에 선택적이고 민감한 반응을 나타낸다. 유사한 수은 카드뮴 텔루르화합물(HgCdTe)의 호스트-게스트 화학 선택은 이소프렌 분자 또는 이소프렌 분자의 관련 유도체, 및 알칸 및 메틸알칸의 특정 유도체의 검출에 사용될 수 있다. 일산화탄소는 카본 나노 튜브 또는 그래핀 구조와 같은 탄소계 호스트 중의 포르피린 분자를 이용해 호스트-게스트 화학으로 검출할 수 있다. 흡연자의 호흡에 존재하는 포름알데히드, 아세트알데히드, 시안화 수소, 메틸운데칸, 메틸펜타데칸 및 메틸프로판과 같은 다른 분자를 검출하기 위해 도핑 된 이산화 주석(SnO₂) 또는 삼산화 텅스텐(WO₃) 센서(Ag, Pd, Cu, Pt, PtAg를 포함함)가 사용될 수 있다. CO₂ 검출의 경우, 코어의 표면에 코팅된 폴리알릴아민-아미노-탄소 CNT를 갖는 클래드-에칭된 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating)가 사용되어 약 75 ppm의 민감한 검출 레벨을 달성할 수 있다. 마우스피스가 재사용 가능한 경우, 본 발명의 비구강 검출 시스템은 재사용 가능한 것이 바람직하다. 마우스피스가 일회 사용 후 폐기되도록 구성된 경우, 비구강 검출 시스템 또한 일회용으로 구성될 수 있다.

검출된 비구강 분자에 관계없이, 본 발명의 흡연 용품에 의해 수득 된 니코틴 대사물질 데이터는 임의의 하나 이상의 적합한 목적으로 사용될 수 있으며, 그 중 몇 가지만이 본 발명에 상세하게 기재되어 있다.

바람직한 구현예에서, 흡연 물품은 센서로부터 수득 된 데이터를 저장하기 위한 RAM과 같은 메모리에 작동 가능하게 결합된 비구강 분자 센서를 포함한다. 메모리는 센서 데이터를 분석하여, 예를 들어 데이터가 비구강 분자의 존재 또는 특정 양을 나타내는지를 분석하기 위한 적절한 연산 장치에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 연산 장치는 센싱 된 데이터와 관련된 정보를 표시하기 위해 디스플레이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 흡연 물품은 디스플레이를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 흡연 물품은 저장된 센서 데이터를 표시용, 분석용, 또는 표시 및 분석용 다른 장치에 전송하기 위한 출력 장치를 포함할 수 있다. 출력 장치는 출력 통신 장치를 포함할 수 있다. 출력 통신 장치는 유선 또는 무선 통신 장치일 수 있다. 유선 출력 통신 장치는 흡연 물품을 스마트폰이나 컴퓨터와 같은 다른 연산 장치에 작동 가능하게 결합하기 위한 하나 이상의 포트, 예컨대 USB 포트 또는 파이어와이어(fire wire) 포트를 포함할 수 있다. 무선 통신 장치는 흡연 물품을 스마트폰이나 컴퓨터와 같은 다른 연산 장치에 작동 가능하게 결합시키기 위한 텔레메트리, 블루투스, 적외선 또는 기타 무선 송신기를 포함한다. 컴퓨터, 스마트폰, 또는 기타 연산 장치는 센서로부터 수득 된 데이터를 수신하는데 사용될 수 있다. 연산 장치는 이어서 센싱 된 데이터를 분석, 표시, 또는 분석 및 표시하는데 사용될 수 있다.

비구강 분자의 존재 또는 그 양에 관한 정보는 금연 프로그램 중인 흡연자나 궐련과 같은 가연성 흡연 물품을 흡연하다가 전자 담배를 흡연하는 것으로 전환 중인 흡연자에 의해 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 비구강 분자가 비 흡연자보다는 흡연자에게 보다 높은 농도로 존재할 것이 예상되는 분자인 경우, 상기 분자는 흡연자가 금연 프로그램의 진도를 추적할 수 있도록 하는 좋은 모니터링 대상일 수 있다. 비구강 분자가 비-가연성 흡연 물품의 흡연자보다는 가연성 흡연 물품의 흡연자에게 보다 높은 농도로 존재할 것이 예상되는 분자인 경우, 상기 분자는 흡연자가 가연성 흡연 물품 금연 프로그램의 진도를 추적할 수 있도록 하는 좋은 모니터링 대상일 수 있다.

바람직한 구현예에서, 흡연 물품은 흡연 물품으로부터의 에어로졸의 전달을 제어하도록 구성된 제어 전자장치에 작동 가능하게 결합된 비구강 센서를 포함한다. 바람직하게는, 제어 전자장치는 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여 에어로졸의 전달을 제어하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 제어 전자장치는 센서로부터 수신한 데이터에 기초하여 물품이 에어로졸을 물품으로부터 전달하는 것을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 센서에 의해 검출 가능한 비구강 분자가 비 흡연자보다 흡연자에게 더 높은 농도로 존재할 것이 예상되는 분자이고, 비구강 분자의 양 또는 농도가 소정의 최소 임계치 미만인 경우, 제어 전자장치는 장치로부터의 에어로졸의 전달을 적어도 부분적으로 방지할 수 있다. 이러한 구현예에서, 흡연 물품의 우발적인 또는 원하지 않는 사용이 방지될 수 있다. 실시예를 통해서, 장치는 비 흡연자가 흡연 물품을 효과적으로 사용하거나, 에어로졸의 적당량 또는 총 투여량을 투여하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 비 흡연자는 본인의 호흡이나 타액 중에 흡연을 나타내는 분자의 레벨을 더 낮게 가지기 때문에, 비 흡연자가 흡연 물품을 사용하려고 할 때 센서에 의해 검출된 분자의 양은 소정의 최소 임계치보다 낮을 수 밖에 없다. 최소 임계치가 충족되지 않는 경우, 장치의 제어 전자장치는 흡연 물품에 의해 에어로졸이 전달되는 것을 적어도 부분적으로 방지할 수 있다. 전달이 방지된 에어로졸의 양은 흡연 물품이 전달하도록 구성된 총 투여량의 임의의 일부일 수 있다. 전달이 방지되는 니코틴의 양은 총 투여량인 것이 바람직하다.

흡연 물품이 에어로졸의 전달을 방지하도록 구성된 일부 구현예에서, 흡연 물품은 비구강 분자 센서에 작동 가능하게 결합된 제어 가능한 밸브를 포함한다. 밸브는 에어로졸 발생 기재로부터 마우스피스의 입 단부로 연장되는 유동 경로를 따라 위치될 수 있다. 밸브는, 최소 임계치가 충족되지 않는 경우, 마우스피스를 통해 흡연자에게 에어로졸이 전달되지 않도록 ‘잠금’과 같은 기본 구성을 채택하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 밸브는 마우스피스를 통해 흡연자에게 에어로졸이 전달되도록 ‘열림’과 같은 기본 구성을 채택하도록 구성될 수 있고, 비구강 분자의 농도 또는 양이 최소 임계치 미만인 경우, 밸브는 에어로졸의 전달을 방지하는 구성을 채택할 수 있다.

흡연 물품이 에에로졸의 전달을 방지하도록 구성된 일부 구현예에서, 흡연 물품은 기재를 가열하여 흡연자에게 전달될 에어로졸을 생성하도록 구성된 히터를 포함한다. 히터는 비구강 분자 센서에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 히터는 니코틴 대사물질의 농도 또는 양이 센서에 의해 소정의 최소 임계치를 초과하는 것으로 검출되지 않으면 작동되지 않을 수 있다. 대안적으로, 히터는 작동되는 기본 구성을 채택하도록 구성될 수 있고, 비구강 분자의 농도 또는 양이 최소 임계치 미만인 경우, 히터는 비활성화될 수 있다. 이러한 경우, 기재의 사전 가열로 인해 에어로졸 일부가 흡연자에게 전달될 수 있다.

일부 구현예에서, 흡연 물품은 기재를 가열하여 흡연자에게 전달될 에어로졸을 생성하도록 구성된 히터를 포함하며, 상술한 밸브와 같은 제어 가능한 밸브를 포함한다.

흡연 물품으로부터 전달되는 에어로졸의 양을 방지하는 것에 대안적으로 또는 추가하여, 흡연 물품의 제어 전자장치는 최소 임계치가 충족되지 않았다는 경고를 전달하기 위한 알람 장치에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 알람 장치는, 예를 들어, 작동 시 흡연 물품을 진동시키는 장치, 가청음을 제공하는 스피커, 점멸할 수 있는 LED 등, 및 경고를 나타내기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 알람 장치는 흡연 장치의 외부에 있을 수 있고, 흡연 물품의 출력 장치에 결합될 수 있다. 알람 장치는, 예를 들어, 스마트폰을 포함할 수 있다.

본원에 기술된 바람직한 구현예들은 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 최소 임계치가 충족되지 않으면 에어로졸의 전달을 방지하도록 구성된 흡연 물품은 하나 이상의 스토어에 전시되어 니코틴 대사 물질 센서에 의해 수득 된 데이터에 관한 정보를 디스플레이하고 출력하도록 구성될 수도 있다.

일부 구현예에서, 본 발명에 따른 비구강 센서를 갖는 흡연 물품은 또한 비구강 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된 하나 이상의 구성 요소를 포함한다. 예를 들어, 센서가 RFID 태그를 포함하는 경우, 흡연 물품은 RFID 판독기를 포함할 수 있다. RFID 판독기는 흡연 물품의 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다. 바람직하게는, RFID 판독기는 흡연 물품의 재사용 가능한 부분 상에 또는 내에 위치한다. RFID 태그는 전자 흡연 물품의 구성에 따라 일회용 또는 재사용 가능한 마우스피스에 위치한다.

본 발명의 일부 바람직한 구현예에 따른 전자 흡연 물품은, 기재 또는 기재를 수용하는 용기가 RFID 태그를 포함하는 경우, 물품 내에 삽입된 기재의 식별 정보를 검출하도록 구성된 RFID 판독기를 포함할 수 있다. 태그에 관한 판독기로부터의 데이터는 제어 전자장치에 전송되어, 예를 들어 룩업 테이블에 대한 참조에 의해 태그에 기초한 기재의 식별 정보를 판단할 수 있도록 한다. 제어 전자장치는 기재의 식별 정보에 기초하여 기재로부터의 에어로졸의 전달을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기재가 니코틴을 함유하지 않은 것으로 판단되는 경우, 전술한 잠금 기능, 예컨대 임계치 미만의 레벨인 비구강 분자의 검출 등이 비활성화되어 사용자가 흡연자 또는 비 흡연자인지의 판단 여부와 상관없이 에어로졸을 흡연할 수 있도록 할 수 있다.

일부 구현예에서, 본 발명에 따른 전자 흡연 물품은 에어로졸 발생 기재 또는 기재를 수용하는 용기가 전자 흡연 물품의 하우징에 수용될 때 센서 검출 구성 요소가 작동되도록 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함한다. 예를 들어, 흡연 물품은 기재 또는 용기가 하우징에 수용될 때 위치되고 작동되는 스위치를 포함할 수 있다. 스위치가 작동하면 상기 하나 이상의 센서 검출 구성 요소가 작동된다. 검출 구성 요소의 이러한 작동은 필요하지 않을 때 전력이 검출 구성 요소로 전환되지 않도록 함으로써 배터리 전원과 같은 전력을 절감하는 역할을 할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 검출 구성 요소는 비록 기재 또는 용기가 하우징으로부터 제거되지 않더라도 일정 시간 후 비활성화된다.

일부 구현예에서, 본 발명의 전자 흡연 물품은, 비구강 분자가 검출될 때 센서 검출 구성 요소를 작동시켜, 흡연자의 입 또는 코의 근접 범위 내에서 특정 분자가 검출됨에 따라 자동적으로 전원이 켜지도록 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함한다. 장치는 퍼핑 검출 센서와 같은 장치내 다른 구성 요소의 대기 모드 전원을 자동적으로 켜도록 구성될 수도 있다.

비록 탑재된 전자장치를 이미 포함하고 있는 전자 흡연 물품이 본 개시에서 상세히 기술되었지만, 비 전자 흡연 물품은 본원에 기술된 센서를 포함될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, RFID 태그 센서는 비 전자 흡연 물품의 마우스피스에 또는 이에 근접하게 위치될 수 있고, RFID 판독기를 갖는 별도의 장치가 사용되어 RFID 태그 센서에 의해 검출된 비구강 분자의 존재 또는 그 농도를 판단할 수 있다.

본원에서 사용되는 모든 과학적 및 기술적 용어들은 달리 특정되지 않는 한 당업계에서 공통적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본원에서 제공되는 정의들은 본원에서 빈번하게 사용되는 특정 용어들의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들(“a”, “an”, 및 “the” )은 달리 그 내용을 명확하게 기술하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 구현예들을 포함하고 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, “또는”은 달리 그 내용을 명확하게 기술하지 않는 한 일반적으로 “및/또는”을 포함하는 의미로 사용된다. 용어 “및/또는”은 열거된 요소들 중 하나 또는 전부, 또는 열거된 요소들의 임의의 2개 이상의 조합을 의미한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, “갖다”, “갖는”, “포함하다”, “포함하는”, “이루어지다”, “이루어지는” 등은 개방형의 의미로 사용되며, 일반적으로 “포함하되, 이에 한정되지 않는” 것을 의미한다. “~로 필수적으로 이루어지는”, “~로 이루어지는” 등은 “이루어지는” 등에 포함되는 것임이 이해될 것이다.

단어 “바람직한” 및 “바람직하게”는 특정 환경 하에서 특정의 이익을 제공할 수 있는 본 발명의 구현예들을 지칭한다. 그러나, 다른 구현예들도 동일 또는 다른 환경 하에서 바람직할 수도 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 구현예의 설명은 다른 구현예들이 유용하지 않음을 암시하는 것이 아니며, 청구항들을 포함하는 본 발명의 범주로부터 다른 구현예들을 배제하도록 의도되지 않는다.

이제 도면을 참조하여, 본 발명의 일부 양태가 설명된다. 도면에 도시되지 않은 다른 양태들이 본 발명의 범주 및 사상 내에 들어 있음이 이해될 것이다. 도면은 개략적이며, 반드시 일정 비율로 도시되지 않는다. 도면에서 사용되는 유사한 부호는 유사한 구성요소, 단계 등을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면 내의 구성요소를 지칭하는 번호를 사용하는 것이 동일한 번호로 라벨링된 다른 도면 내의 구성요소를 한정하고자 하는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상이한 번호로 상이한 도면의 구성 요소를 지칭하는 것은 상이한 번호의 구성 요소가 다른 번호의 구성 요소와 동일하거나 유사할 수 없음을 나타내고자 하는 것은 아니다.

이제, 도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 구현예에 따른 전기 화학 비구강 센서(10)는 변환기(30) 및 변환기 상에 배치된 코팅(20) 또는 층을 포함할 수 있다. 코팅(20)은, 예를 들어, 생화학 반응을 통해 비구강 분자(40)와 특이적으로 또는 선택적으로 상호 작용한다. 변환기(30)는, 예를 들어, 코팅(20) 중에 존재하는 대사 물질(40)의 질량에 기초하여 신호를 출력한다. 구현예에서, 신호 출력은 인터로게이션에 반응하는 신호이다. 변환기(30)는 RFID 태그일 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품(100)은 마우스피스(120)를 가지며 에어로졸 발생 기재(150)를 수용하도록 구성된 하우징(110)을 포함한다. 마우스피스(120)는 입 단부(125)를 정의한다. 비구강 분자 센서(10)는, 흡연자가 본인의 입술을 마우스피스에 대거나 마우스피스가 흡연자의 입에 근접하게 위치될 때, 센서(10)가 흡연자의 타액이나 호흡 중의 니코틴 대사 물질의 양 또는 농도를 검출할 수 있도록, 마우스피스를 따라 위치된다. 하우징(110)은 단일 부품 또는 상호 연결된 다중 부품으로 형성될 수 있다. 하우징(110)은 기재(150)를 임의의 적합한 위치에 수용하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 전기 구성 요소(도 2에 미도시)가 하우징(110) 내에 배치될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품(100)은 마우스피스(120)를 가지며 에어로졸 발생 기재를 함유하는 용기(155)를 수용하도록 구성된 하우징(110)을 포함한다. 용기(155)는 다중 부품 하우징(110)의 일부를 형성한다. 마우스피스(120)는 단부(125)를 정의한다. 비구강 분자 센서(10)는, 흡연자가 본인의 입술을 마우스피스에 대거나 마우스피스가 흡연자의 입에 근접하게 위치될 때, 센서(10)가 흡연자의 타액이나 호흡 중의 니코틴 대사 물질의 양 또는 농도를 검출할 수 있도록, 마우스피스를 따라 위치된다. 용기(155)는 용기 내의 기재의 식별 정보를 제공하기 위한 RFID 태그(157)를 포함한다. 하나 이상의 전기 구성 요소(도 2에 미도시)가 하우징(110) 내에 배치될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품(100)은 에어로졸 발생 기재(150)를 수용하도록 구성된 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 입 단부(125)를 포함한다. 구현예에서 RFID 센서로 도시된 비구강 분자 센서(10)는 입 단부(125)에 근접하게 위치된다. 전기 구성 요소는 하우징(110)에 저장된다. 흡연 물품(100)은 제어 전자장치(200)에 작동 가능하게 결합된 전원(210)을 포함한다. 전원(210)은 배터리, 캐패시터 등과 같은 임의의 적합한 전원일 수 있다. 전원(210)은 재충전식 리튬 이온 배터리, 재충전식 니켈 카드뮴 배터리 등과 같은 재충전식 배터리인 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 구현예에서, 제어 전자장치(200)는 RFID 판독기(300)을 통해 센서(10)에 작동 가능하게 결합된다. 제어 전자장치(200)는 도시된 구현예의 밸브(220) 및 히터(240)에도 작동 가능하게 결합된다. 밸브(220)는 기재(150)로부터 입 단부(125)로 연장되는 경로(230)를 따라 위치되며, 이를 통해 기재에 의해 생성된 에어로졸이 이송될 수 있다. 밸브(220)는 에어로졸이 기재(150)로부터 입 단부(125)로 이동하는 것을 허용하거나 방지하는 열림 또는 닫힘 구성을 채택할 수 있다. 밸브(220)는 센서(10)로부터 수신한 데이터에 기초하여 열림 또는 닫힘 구성을 채택할 것인지 여부를 밸브에 지시할 수 있는 제어 전자장치(200)에 의해 제어될 수 있다.

히터(240)는 기재(150)와 접촉되거나 이에 근접하게 위치되며, 기재를 가열하여 기재(150)가 에어로졸을 생성하도록 구성된다. 히터(240)는 제어 전자장치(200)에 의해 제어될 수 있으며, 따라서 기재(150)의 가열 범위가 센서(10)로부터 수신된 데이터에 기초하여 제어될 수 있다.

도 4에 도시된 구현예에서, 흡연 물품(100)은 기재(150) 또는 기재를 수용하는 용기 상에 배치된 RFID 태그(157)의 공진 주파수를 인터로게이팅하고 결정하도록 구성된 제2 RFID 판독기(310)를 포함한다. 일부 구현예에서, 하나의 RFID 판독기(300, 310)는 센서(10)의 RFID 태그 및 기재(150)의 RFID 태그(157) 모두를 판독할 수 있다.

도시된 전자 흡연 물품(100)은 기재(150) 또는 하우징(110)에 의해 기재를 수용하는 용기를 수용함으로써 작동되는 스위치(320)도 포함한다. 스위치(320)가 작동되면 RFID 판독기(300)가 작동될 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 구현예에 따른 흡연 물품 또는 시스템에 의해 수행될 수 있는 프로세스를 도시하는 흐름도가 도시된다. 단계(400)에서, 기재가 흡연 물품에 삽입된 것인지의 여부가 판단된다. 이는, 예를 들어, 도 4에 도시된 스위치(320)가 작동되었는지 여부를 판단함으로써 판단될 수 있다. 기재가 삽입되지 않은 경우, 예를 들어 도 4에 도시된 RFID 판독기(300)와 같은 하나 이상의 센서 판독 구성 요소는 대기(410) 상태를 유지한다. 기재가 삽입된 경우, 상기 하나 이상의 센서 판독 구성 요소는 작동되어 도 4에 도시된 RFID 센서(10)와 같은 RFID 센서(420)를 판독한다. 이어서, RFID 센서에 의해 수득 된 값이 흡연 물품으로부터 에어로졸(440)을 전달하기에 적절한지(430) 여부가 판단된다. RFID 값이 적절하지 않는 경우, 에어로졸은 전달되지 않는다(450). 판단(430)은, 예를 들어, 도 4에 도시된 제어 전자장치(200)에 의해 이뤄질 수 있다. 해당되는 경우, 제어 전자장치는, 예를 들어, 히터(예컨대 도 4에 도시된 히터(240))를 작동시키거나, 밸브(예컨대 도 4에 도시된 밸브(220))를 작동시키거나, 히터 및 밸브를 작동시켜 기재(도 4에 도시된 기재(150)와 같은)로부터의 에어로졸이 흡연자에게 (예컨대 도 4에 도시된 경로(230)를 통해) 전달되도록 한다.

그리하여, 에어로졸 발생 물품에서의 센싱을 위한 방법, 시스템, 장치, 화합물 및 조성물이 기술된다. 본 발명의 다양한 변경 및 변형은 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고도 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 특정 바람직한 구현예와 관련하여 설명되었지만, 청구 범위에 의한 본 발명이 이러한 특정 구현예로 부당하게 한정되지 않아야 함을 이해해야 한다. 실제로, 전자 흡연 물품의 제조 또는 관련 분야의 당업자에게 명백한, 본 발명을 실시하기 위한 기술된 모드의 다양한 변경은 이하의 청구 범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

10: 전기 화학 비구강 센서
20: 배치된 코팅
30: 변환기
40: 비구강 분자
100: 흡연 물품
110: 하우징
120: 마우스피스
125: 입 단부
150: 에어로졸 발생 기재
155: 용기
157: RFID 태그
200: 제어 전자장치
210: 전원
220: 밸브
230: 경로
240: 히터
300: RFID 판독기
310: 제2 RFID 판독기
320: 스위치
400: 단계
410: 대기
420: RFID 센서
430: 판단
440: 에어로졸
450: 에어로졸은 전달되지 않는다

Claims

흡연 물품으로서:
마우스피스를 가지며 에어로졸 발생 기재를 수용하도록 구성된 하우징;
상기 마우스피스에 또는 이에 근접하게 위치되며 상기 흡연 물품의 전향적 흡연자의 구비강 분자를 검출하도록 구성된 센서; 및
마우스피스를 통해 상기 에어로졸 발생 기재로부터 생성된 에어로졸의 전달을 제어하도록 구성된 제어 전자장치를 포함하되, 상기 제어 전자장치는 상기 센서에 작동 가능하게 결합되고, 상기 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여 상기 에어로졸의 전달량을 제어하도록 구성된, 흡연 물품.
제1항에 있어서, 상기 센서에 작동 가능하게 결합되고 상기 센서로부터 수신된 데이터를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하는, 흡연 물품.
제1항에 있어서, 상기 제어 전자장치는 상기 하우징에 의해 수용된 상기 에어로졸 발생 기재를 식별하도록 더 구성되고, 상기 제어 전자장치는 상기 기재의 식별에 기초하여 상기 에어로졸의 전달을 제어하도록 더 구성된, 흡연 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 기재를 가열하여 상기 에어로졸을 생성하도록 위치되고 구성된 히터를 더 포함하는, 흡연 물품.
제4항에 있어서, 상기 히터는 상기 제어 전자장치에 작동 가능하게 결합되고, 상기 제어 전자장치는 상기 히터가 상기 기재를 가열하는 정도를 제어하여 생성된 에어로졸의 양을 제어하도록 구성된, 흡연 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 전자장치는 상기 마우스피스의 입 단부와 상기 에어로졸 발생 기재 사이의 유동 경로를 따라서 위치된 제어 가능한 밸브를 포함하되, 상기 밸브는 상기 에어로졸이 상기 기재로부터 상기 마우스피스의 상기 입 단부로 유동하도록 하는 구성에 맞도록, 및 상기 에어로졸이 상기 기재로부터 상기 마우스피스의 상기 입 단부로 유동하지 않도록 하는 구성에 맞도록 구성된, 흡연 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서로부터 수신된 데이터가 상기 전향적 흡연자가 비 흡연자임을 나타내는 경우, 상기 제어 전자장치는 상기 에어로졸의 전달을 적어도 부분적으로 방지하도록 구성된, 흡연 물품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징에 의해 상기 에어로졸 발생 기재가 수용됨으로써 상기 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된 상기 제어 전자장치의 하나 이상의 구성 요소가 작동되는, 흡연 물품.
제8항에 있어서, 상기 기재가 상기 하우징에 의해 수용될 때 작동되도록 위치되고 구성된 스위치를 더 포함하되, 상기 스위치가 작동됨으로써 상기 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된 상기 제어 전자장치의 상기 하나 이상의 구성 요소가 작동되는, 흡연 물품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 RFID 태그 및 상기 RFID 태그 상에 배치된 상기 구비강 분자에 반응하는 코팅을 포함하는, 흡연 물품.
제10항에 있어서, 상기 구비강 분자가 상기 코팅에 결합됨으로써 상기 ID 태그의 출력 주파수가 변위되는, 흡연 물품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 일산화탄소, 아세톤, 산화 질소, 산화 질소 인자, 산화 질소 합성효소, 엔도텔린-1, 프리프로엔도셀린-1, 포름알데히드, 아세트알데히드, 시안화 수소, 메틸유데칸, 메틸펜타데칸, 및 메틸프로판 중 하나 이상을 검출하도록 구성된, 흡연 물품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서의 흡연 물품 및 상기 니코틴-함유 에어로졸 발생 기재를 포함하는 흡연 시스템.
제13항에 있어서, 상기 기재는 니코틴-함유 액체 조성물 및 니코틴-함유 건조 분말 중 하나 이상을 포함하는, 흡연 시스템.