СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КОМПОНЕНТА ИЗДЕЛИЯ, ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2024 года по МПК G01N21/952 A24C5/34 

Настоящее изобретение относится к способу и системе для оптического анализа компонента изделия, генерирующего аэрозоль. В частности, способ и система приспособлены для обнаружения местоположения токоприемника, содержащегося в компоненте изделия, генерирующего аэрозоль.

Известны устройства, генерирующие аэрозоль, которые содержат субстрат, образующий аэрозоль, и устройство индукционного нагрева. Индукционное нагревательное устройство содержит индукционный источник, который создает переменное электромагнитное поле, которое вызывает вихревые токи, генерирующие тепло, и потери на гистерезис в токоприемнике. Токоприемник находится в тепловой близости от субстрата, образующего аэрозоль, например, субстрата табака. Нагретый токоприемник в свою очередь нагревает субстрат, образующий аэрозоль, который содержит материал, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль.

В некоторых компонентах токоприемник расположен внутри изделия, генерирующего аэрозоль, которое также содержит субстрат, образующий аэрозоль.

Из-за производственных допусков может случиться так, что токоприемник в компоненте не находится в нужном положении или не имеет правильной ориентации.

Если токоприемник остается в неправильном положении или ориентации, может быть получено несоответствие продукта с точки зрения доставок аэрозоля, когда компонент используется в устройстве, генерирующем аэрозоль.

Поэтому желательно обнаруживать такие дефекты как можно раньше, чтобы обеспечить производство только соответствующих компонентов и избежать ненужных затрат и отходов.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу оптического анализа компонента изделия, генерирующего аэрозоль. Способ включает обеспечение компонента изделия, генерирующего аэрозоль, определяющего первый и второй конец, при этом компонент содержит: субстрат, образующий аэрозоль; и токоприемник, находящийся в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Способ предпочтительно дополнительно включает обеспечение первой поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения. Способ может включать освещение компонента электромагнитным излучением. Способ может включать обнаружение переданного, преломленного или отраженного электромагнитного излучения от компонента с помощью первой поляризованной камеры. Способ может включать создание первого изображения первого конца компонента с помощью первой поляризованной камеры, причем первое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения. Кроме того, способ включает обнаружение на первом изображении положения токоприемника.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, при этом компонент содержит: продольную ось; первый конец и второй конец; субстрат, образующий аэрозоль; и токоприемник, находящийся в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Система также содержит первый источник электромагнитного излучения, приспособленный для освещения компонента. Система может также содержать первую поляризованную камеру, содержащую датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, причем первая поляризованная камера определяет первое поле зрения, причем первая поляризованная камера расположена таким образом, что первый конец компонента находится в первом поле зрения, причем первая поляризованная камера приспособлена для создания первого изображения первого конца компонента, причем первое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации электромагнитного излучения, обнаруженного камерой. Система может также содержать блок управления, приспособленный для обработки первого изображения и обнаружения на первом изображении положения токоприемника.

Было обнаружено, что получение изображения поляризованной камерой конца компонента изделия, генерирующего аэрозоль, компонента, который содержит токоприемник, улучшает видимость положения токоприемника на изображении по сравнению с изображениями, полученными с помощью любой другой камеры. Проверка правильного положения токоприемника при изготовлении компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, позволяет как можно быстрее удалить дефектные компоненты, ограничивая отходы материала. Поляризованная камера является достаточно быстрой, чтобы обеспечить обработку изображений во время производства.

В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который при нагреве высвобождает летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой изделие, генерирующее аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, предназначенный для нагрева, а не для сжигания, с целью высвобождения летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой расходный материал, в частности, расходный материал, подлежащий выбрасыванию после однократного использования. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой изделие, в частности, табачное изделие, имеющее сходство с обычными сигаретами.

В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» обозначает субстрат, образованный из материала, образующего аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля, или содержащий его. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табачный материал или может содержать нетабачный материал или комбинацию как табачного материала, так и нетабачного материала. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой целлюлозный материал, пропитанный никотином, предпочтительно содержащий один или более вкусоароматических веществ. Преимущественно субстрат, образующий аэрозоль, содержит табачный материал, предпочтительно гомогенизированный табачный материал, предпочтительно содержащий одно или более веществ для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «гомогенизированный табачный материал» обозначает материал, образованный посредством агломерации сыпучего табака.

Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать наполнитель из резаного смешанного табака или состоять из него, или может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать материал, не содержащий табак, например, гомогенизированный материал на растительной основе, отличный от табака.

Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой табачный лист, предпочтительно гофрированный, содержащий табачный материал, волокна, связующее и вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно табачный лист представляет собой формованный лист. Формованный лист выполнен в виде восстановленного табака, который образован из суспензии, содержащей табачные частицы, волоконные частицы, вещество для образования аэрозоля, связующее, а также, например, ароматизаторы.

Частицы табака могут иметь форму табачной пыли, имеющей частицы размером порядка от 30 микрометров до 250 микрометров, предпочтительно размером порядка от 30 микрометров до 80 микрометров или от 100 микрометров до 250 микрометров, в зависимости от желаемой толщины листа и промежутка формования, где промежуток формования, как правило, определяет толщину листа. Размер частиц табака относится к их размеру Dv95 в объемном распределении.

Частицы волокна могут включать материалы ствола табака, стебли или другой табачный растительный материал и другие волокна на основе целлюлозы, такие как древесные волокна, имеющие низкое содержание лигнина. Частицы волокна могут быть выбраны, исходя из необходимости получить достаточную прочность на разрыв для формованного листа по отношению к низкой доле включения, например, доле включения, составляющей приблизительно от 2 процентов до 15 процентов. В качестве альтернативы волокна, такие как растительные волокна, в том числе пенька и бамбук, могут быть использованы либо вместе с вышеуказанными частицами волокна, либо в качестве их альтернативы.

Вещества для образования аэрозоля, включенные в суспензию, образующую формованный лист, или используемые в других табачных субстратах, образующих аэрозоль, могут быть выбраны на основе одной или более характеристик. С функциональной точки зрения вещество для образования аэрозоля предусматривает механизм, который обеспечивает возможность его испарения и доставки никотина или ароматизатора или их обоих в аэрозоль при нагреве до температуры, превышающей конкретную температуру испарения вещества для образования аэрозоля. Разные вещества для образования аэрозоля, как правило, испаряются при разных температурах. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые по существу обладают стойкостью к термической деградации при рабочей температуре индукционного нагревательного устройства, с которым будут использовать индукционно нагреваемый субстрат табака. Вещество для образования аэрозоля может быть выбрано на основе его способности, например, сохранять стабильность при комнатной температуре или около нее, но быть способным к испарению при более высокой температуре, например, от 40 градусов по Цельсию до 450 градусов по Цельсию.

Вещество для образования аэрозоля также может иметь свойства типа увлажнителя, которые помогают поддерживать необходимый уровень влажности в субстрате, образующем аэрозоль, когда субстрат состоит из продукта на основе табака, в частности, содержащего частицы табака. В частности, некоторые вещества для образования аэрозоля представляют собой гигроскопический материал, который функционирует как увлажнитель, другими словами, материал, который помогает поддерживать табачный субстрат, содержащий увлажнитель, влажным.

Одно или более веществ для образования аэрозоля могут быть соединены для получения преимущества, обусловленного одним или более свойствами объединенных веществ для образования аэрозоля. Например, триацетин может быть соединен с глицерином и водой, чтобы получить преимущество, обусловленное способностью триацетина передавать активные компоненты и увлажняющие свойства глицерина.

Вещества для образования аэрозоля могут быть выбраны из: полиолов, гликолевых простых эфиров, эфиров полиола, сложных эфиров и жирных кислот, и могут содержать одно или более из следующих соединений: глицерин, эритрит, 1,3-бутиленгликоль, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль, триэтилцитрат, пропиленкарбонат, этиллаурат, триацетин, мезо-эритрит, смесь на основе диацетина, диэтилсуберат, триэтилцитрат, бензилбензоат, бензилфенилацетат, этилванилат, трибутирин, лаурилацетат, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту и пропиленгликоль.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля.

Гофрированный табачный лист, например, формованный лист, может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров, предпочтительно от приблизительно 0,8 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, например, 1 миллиметр. Отклонения в толщине вплоть до 30 процентов могут возникать вследствие допусков производства.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гель. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать пористую среду, заполненную гелем. Пористая среда образует субстрат, который адсорбирует гель. Гель вводят в компонент для изделия, генерирующего аэрозоль.

В комбинации с конкретными вариантами осуществления гель представляет собой смесь материалов, способных высвобождать летучие соединения в аэрозоль, проходящий через изделие, генерирующее аэрозоль, предпочтительно при нагреве геля. Преимущественно гель является твердым при комнатной температуре. «Твердый» в этом контексте означает, что гель имеет стабильные размер и форму и не течет. Комнатная температура в этом контексте означает 25 градусов Цельсия.

Гель может содержать вещество для образования аэрозоля. В идеале вещество для образования аэрозоля по существу устойчиво к термической деградации при рабочей температуре компонента. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Многоатомные спирты или их смеси могут представлять собой одно или более из триэтиленгликоля, 1,3-бутандиола и глицерина или полиэтиленгликоля.

Преимущественно гель, например, содержит термообратимый гель. Это означает, что гель будет становиться текучей средой при нагреве до температуры плавления и будет схватываться с превращением снова в гель при температуре гелеобразования. Температура гелеобразования может возникать при комнатной температуре и атмосферном давлении или при их более высоких показателях. Атмосферное давление означает давление, равное 1 атмосфере. Температура плавления может превышать температуру гелеобразования. Температура плавления геля может превышать 50 градусов Цельсия, или 60 градусов Цельсия, или 70 градусов Цельсия и может превышать 80 градусов Цельсия. Температура плавления в этом контексте означает температуру, при которой гель больше не является твердым и начинает течь.

Альтернативно в конкретных вариантах осуществления гель представляет собой неплавкий гель, который не плавится во время использования компонента. В этих вариантах осуществления гель может высвобождать активное вещество по меньшей мере частично при температуре, которая равняется рабочей температуре трубчатого элемента при использовании или превышает ее, но которая ниже температуры плавления геля.

В комбинации с конкретными вариантами осуществления гель содержит гелеобразующее вещество. В конкретных вариантах осуществления гель содержит агар, или агарозу, или альгинат натрия, или геллановую камедь, или их смесь.

В конкретных вариантах осуществления гель содержит воду, например, гель представляет собой гидрогель.

Альтернативно в конкретных вариантах осуществления гель является неводным.

Предпочтительно гель содержит активное вещество. В комбинации с конкретными вариантами осуществления активное вещество содержит никотин (например, в порошкообразной форме или в жидкой форме), или табачный продукт, или другое целевое соединение, например, для высвобождения в аэрозоль. В конкретных вариантах осуществления никотин включен в гель вместе с веществом для образования аэрозоля.

В конкретных вариантах осуществления гель содержит твердый табачный материал, который высвобождает вкусоароматические соединения при нагреве. В зависимости от конкретных вариантов осуществления твердый табачный материал представляет собой, например, одно или более из: порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубок, полосок или листов, содержащих одно или более из: растительного материала, например, травяных листьев, табачных листьев, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, гомогенизированного табака, экструдированного табака и расширенного табака.

Имеются варианты осуществления, в которых дополнительно или альтернативно, например, гель содержит другие вкусоароматические вещества, например, ментол. Ментол может быть добавлен либо в воду, либо в вещество для образования аэрозоля перед образованием геля.

Гель предпочтительно содержит гелеобразующее вещество. Гелеобразующее вещество может образовывать твердую среду, в которой вещество для образования аэрозоля может быть распределено.

Гель может содержать любое подходящее гелеобразующее вещество. Например, гелеобразующее вещество может содержать один или более биополимеров, например, два или три биополимера. Предпочтительно, если гель содержит более одного биополимера, биополимеры присутствуют в по существу равных значениях веса.

Биополимеры могут быть образованы из полисахаридов. Биополимеры, подходящие в качестве гелеобразующих веществ, включают, например, геллановые камеди (природную, геллановую камедь с низким содержанием ацила, геллановые камеди с высоким содержанием ацила, причем предпочтительной является геллановая камедь с низким содержанием ацила), ксантановую камедь, альгинаты (альгиновую кислоту), агар, гуаровую камедь и т. п. Предпочтительно гель содержит агар.

Гель может содержать двухвалентный катион. Предпочтительно двухвалентный катион содержит ионы кальция, такие как лактат кальция в растворе. Двухвалентные катионы (такие как ионы кальция) могут оказывать содействие в образовании геля композиций, которые включают биополимеры (полисахариды), такие как геллановые камеди (природная, геллановая камедь с низким содержанием ацила, геллановые камеди с высоким содержанием ацила), ксантановая камедь, альгинаты (альгиновая кислота), агар, гуаровая камедь и т. п. Ионный эффект может оказывать содействие в образовании геля. Двухвалентный катион может присутствовать в гелеобразной композиции в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 1 процента по весу или в количестве приблизительно 0,5 процента по весу. В некоторых вариантах осуществления гель не содержит двухвалентный катион.

Гель может содержать карбоновую кислоту. Карбоновая кислота может содержать кетоновую группу. Предпочтительно карбоновая кислота содержит кетоновую группу, которая имеет менее 10 атомов углерода. Предпочтительно эта карбоновая кислота имеет пять атомов углерода (как, например, левулиновая кислота). Левулиновую кислоту можно добавлять для нейтрализации pH геля. Это может также оказывать содействие в образовании геля, который включает биополимеры (полисахариды), такие как геллановые камеди (геллановая камедь с низким содержанием ацила, геллановые камеди с высоким содержанием ацила), ксантановая камедь, особенно альгинаты (альгиновая кислота), агар, гуаровая камедь и т. п. Левулиновая кислота также может улучшать органолептический профиль гелевого состава. В некоторых вариантах осуществления гель не содержит карбоновую кислоту.

Предпочтительно гель дополнительно содержит от 0,1 до 2 процентов по весу никотина. Предпочтительно гель дополнительно содержит от 30 процентов до 90 процентов по весу (или от 70 до 90 процентов по весу) глицерина. В конкретных вариантах осуществления оставшаяся часть геля содержит воду и вкусоароматические добавки.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конкретных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит пористую среду, заполненную гелем. Гель адсорбируется пористой средой, которая выполняет функцию субстрата для геля.

В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» используется для описания устройства, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой устройство для затяжки, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который непосредственно вдыхается пользователем через рот пользователя.

Под «компонентом» изделия, генерирующего аэрозоль, подразумевается элемент, используемый для образования изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно компонент является стержнеобразным. Предпочтительно компонент является по существу цилиндрическим. В конкретных вариантах осуществления компонент имеет наружный диаметр, составляющий от 5 миллиметров до 12 миллиметров, например, от 5 миллиметров до 10 миллиметров или от 6 миллиметров до 8 миллиметров. Как правило, компонент имеет наружный диаметр, составляющий 7,2 миллиметра плюс или минус 10 процентов. Предпочтительно компонент окружен оберточной бумагой. Как правило, компонент имеет длину, составляющую от 5 миллиметров до 15 миллиметров. Предпочтительно компонент имеет длину, составляющую от 6 миллиметров до 12 миллиметров, предпочтительно компонент имеет длину, составляющую от 7 миллиметров до 10 миллиметров, предпочтительно компонент имеет длину, составляющую 8 миллиметров.

В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда токоприемник помещен в переменное электромагнитное поле, в нем обычно наводятся вихревые токи и могут происходить потери на гистерезис, что приводит к нагреву токоприемника. Поскольку токоприемник расположен в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль, или в непосредственной тепловой близости от него, субстрат, образующий аэрозоль, нагревается посредством токоприемника так, что образуется аэрозоль. Предпочтительно токоприемник расположен в непосредственном физическом контакте с субстратом, образующим аэрозоль, например, внутри субстрата табака, образующего аэрозоль.

Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать ферромагнитный материал, например, ферромагнитный сплав, ферритное железо или ферромагнитную сталь, или нержавеющую сталь, или состоять из него. Подходящий токоприемник может представлять собой или содержать алюминий. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры, превышающей 250 градусов Цельсия. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например, с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника. Токоприемник может иметь защитный внешний слой, например, защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, охватывающий токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, выполненное из стекла, керамики или инертного металла, образованное поверх сердечника материала токоприемника.

Токоприемник может представлять собой токоприемник, состоящий из нескольких материалов, и может содержать первый материал токоприемника и второй материал токоприемника. Первый материал токоприемника расположен в непосредственном физическом контакте со вторым материалом токоприемника. Второй материал токоприемника предпочтительно имеет температуру Кюри менее 500 °C. Первый материал токоприемника предпочтительно используется главным образом для нагрева токоприемника при размещении токоприемника в переменном электромагнитном поле. Может быть использован любой подходящий материал. Например, первым материалом токоприемника может быть алюминий или может быть черный металл, такой как нержавеющая сталь. Второй материал токоприемника предпочтительно используется, главным образом, для указания на то, что токоприемник достиг конкретной температуры, и эта температура представляет собой температуру Кюри второго материала токоприемника. Температура Кюри второго материала токоприемника может быть использована для регулирования температуры всего токоприемника во время работы. Таким образом, температура Кюри второго материала токоприемника должна быть ниже точки воспламенения субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие материалы для второго материала токоприемника могут включать никель и определенные сплавы никеля.

Предпочтительно токоприемник имеет форму волокна, стержня, листа или ленты. Если профиль токоприемника имеет постоянное поперечное сечение, например, круглое поперечное сечение, его предпочтительная ширина или диаметр составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 5 миллиметров. Если профиль токоприемника имеет форму листа или ленты, лист или лента предпочтительно имеет прямоугольную форму с шириной предпочтительно от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 5 миллиметров, например, 4 миллиметра, и толщиной предпочтительно от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,15 миллиметра, более предпочтительно от приблизительно 0,05 миллиметра до приблизительно 0,09 миллиметра, например, приблизительно 0,07 миллиметра.

Согласно способу настоящего изобретения обеспечивается изделие, генерирующее аэрозоль. Компонент предпочтительно имеет форму стержня. Предпочтительно компонент определяет продольную ось. Компонент определяет первый конец и второй конец. Продольная ось соединяет первый конец и второй конец.

Предпочтительно поперечное сечение компонента вдоль плоскости, перпендикулярной его продольной оси, представляет собой круг или овал. Однако компонент также может иметь поперечное сечение в виде прямоугольника или многоугольника.

Кроме того, компонент содержит субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гель. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать субстрат, адсорбирующий гель. Предпочтительно большая часть компонента образована субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно полностью заполняет компонент, другими словами, пустоты, полость и отверстия в компоненте являются нежелательными.

Компонент дополнительно содержит токоприемник. Предпочтительно токоприемник изготовлен из металла. Токоприемник находится в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Тепловой контакт создается с целью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. При нагреве субстрат, образующий аэрозоль, высвобождает аэрозоль. Предпочтительно токоприемник окружен субстратом, образующим аэрозоль. Предпочтительно токоприемник определяет продольную ось. Предпочтительно токоприемник полностью содержится в компоненте. Предпочтительно токоприемник расположен вблизи первого конца компонента. Предпочтительно токоприемник проходит от первого конца до второго конца компонента. Предпочтительно продольная ось токоприемника параллельна или образует угол менее 20 градусов с продольной осью компонента. Предпочтительно токоприемник вставлен в компонент. Предпочтительно токоприемник расположен в заданном положении внутри компонента. Предпочтительно токоприемник имеет форму пластины.

Предпочтительно компонент заворачивают в оберточный лист.

Также обеспечена первая поляризованная камера, содержащая датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения. Датчик предпочтительно содержит матрицу поляризаторов. Предпочтительно матрица поляризаторов содержит множество поляризационных фильтров под множеством различных углов поляризации. Предпочтительно датчик предусматривает датчик CMOS. Датчик может содержать слой поляризационных фильтров над фотодиодами. Слой матрицы поляризаторов может быть размещен на кристалле и может содержать нанопроволочную решетку с воздушным зазором, покрытую противоотражающим материалом, который подавляет блики и посторонние изображения. Такое размещение на кристалле снижает поляризационные перекрестные помехи и улучшает коэффициент затухания.

Матрица поляризаторов может содержать четыре различных направленных поляризационных фильтра. На каждый пиксель может быть помещен поляризационный фильтр. Каждый поляризационный фильтр поляризует свет вдоль направления поляризации. Предпочтительно четыре разных направления поляризации составляют 90 градусов, 45 градусов, 135 градусов и 0 градусов. Каждый блок из четырех пикселей определяет расчетную единицу. Датчик, использующий различные направленные поляризаторы в конструкции блока из четырех пикселей, предпочтительно позволяет вычислять как степень, так и направление поляризации электромагнитного излучения.

Первая поляризованная камера предпочтительно чувствительна к электромагнитному излучению, имеющему диапазон длин волн в диапазоне от приблизительно 200 нанометров до приблизительно 2500 нанометров, более предпочтительно от 400 нанометров до 1000 нанометров.

Предпочтительно первая поляризованная камера представляет собой поляризованную камеру машинного зрения серии XCG-CP производства Sony. Предпочтительно первая поляризованная камера использует комплект разработки ПО для поляризационной камеры XPL-SDKW.

Компонент освещается, например, источником электромагнитного излучения, испускающим электромагнитное излучение. Предпочтительно освещается весь компонент или только часть компонента. Предпочтительно первый конец компонента освещается электромагнитным излучением. Электромагнитное излучение может представлять собой сфокусированный пучок электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение может представлять собой диффузное электромагнитное излучение. Источник электромагнитного излучения предпочтительно испускает электромагнитное излучение, имеющее диапазон длин волн в диапазоне от приблизительно 200 нанометров до приблизительно 2500 нанометров, более предпочтительно от 400 нанометров до 1000 нанометров. Предпочтительно электромагнитное излучение имеет длину волны в видимом диапазоне. Предпочтительно источник электромагнитного излучения содержит LED. LED может представлять собой белый LED. Предпочтительно может содержаться подходящая оптика для фокусировки электромагнитного излучения на первом конце компонента. Источник электромагнитного излучения предпочтительно расположен так, чтобы он был способен освещать первый конец компонента.

Первая поляризованная камера определяет поле зрения и компонент расположен так, что он находится или приспособлен для вхождения в поле зрения первой поляризованной камеры. Предпочтительно компонент расположен так, что он расположен или приспособлен для вхождения в поле зрения первой поляризованной камеры полностью или только частично. Предпочтительно компонент расположен так, что его первый конец расположен так, что он находится или приспособлен для вхождения в поле зрения первой поляризованной камеры.

Поле зрения поляризованной камеры имеет центральную ось, которая представляет собой оптическую ось оптики, содержащейся в первой поляризованной камере.

Электромагнитное излучение может отражаться, преломляться или передаваться компонентом, например, частью компонента. Часть компонента, которая может отражать, преломлять или передавать электромагнитное излучение, предпочтительно содержит первый конец компонента. Некоторое количество этого электромагнитного излучения, исходящего от компонента, воздействует на датчик первой поляризованной камеры, так что оно обнаруживается первой поляризованной камерой. Далее под «электромагнитным излучением, исходящим от компонента» подразумевается то электромагнитное излучение, которое было отражено, преломлено или передано частью компонента. Первая поляризованная камера приспособлена к созданию первого изображения, имеющего множество пикселей. Каждый пиксель первого изображения содержит информацию о поляризации обнаруженного электромагнитного излучения. Следовательно, первое изображение содержит информацию о поляризации электромагнитного излучения, исходящего от компонента.

Например, каждый пиксель изображения может содержать информацию о поляризации вдоль заданного направления. Например, направление представляет собой направление, определяемое одним из поляризационных фильтров, содержащихся в датчике камеры. Например, первое изображение разделено на кластеры по четыре пикселя, причем каждый пиксель кластера содержит информацию о поляризации, например, значение поляризации, вдоль одного из четырех направлений, определяемых поляризационными фильтрами. Таким образом, кластер из четырех пикселей может содержать значения поляризации вдоль четырех направлений.

Первое изображение может содержать подробную информацию о поляризации. Из значений поляризации вдоль одного или более направлений могут быть рассчитаны различные количества.

Первое изображение может содержать для каждого пикселя степень поляризации (DOP). Степень поляризации может быть рассчитана для каждого пикселя и в целом отображена как степень поляризации изображения. Степень поляризации (DOP) представляет собой величину, используемую для описания поляризованной части электромагнитного излучения. Идеально поляризованное излучение имеет DOP, составляющее 100 процентов, тогда как неполяризованное излучение имеет DOP, составляющее 0 процентов. Частично поляризованное излучение, и которое, следовательно, может быть представлено наложением поляризованного и неполяризованного компонента, имеет DOP от 0 процентов до 100 процентов. DOP в целом рассчитывается как доля общей мощности, которую несет поляризованный компонент электромагнитного излучения.

Первое изображение может содержать для каждого пикселя информацию о значении поляризации вдоль одного направления, одного и того же направления для всех пикселей. Это направление может представлять собой одно из направлений поляризации фильтра. Первая поляризованная камера может создавать четыре разных изображения, по одному для каждого направления поляризации, как определено поляризационными фильтрами, содержащимися в датчике камеры.

Первое изображение может содержать для каждого пикселя информацию о значении поляризации вдоль одного направления, одного и того же направления для всех пикселей, которое отличается от всех направлений, определяемых поляризационными фильтрами. Это первое изображение получено путем уточнения значений поляризации вдоль различных направлений, определяемых поляризационными фильтрами, полученными датчиком.

Первое изображение может содержать для каждого пикселя информацию о поляризации, содержащую среднее из значений поляризации вдоль нескольких направлений. Например, в случае четырех различных направлений, определяемых четырьмя поляризационными фильтрами, первое изображение может содержать для каждого пикселя значение, которое является средним из четырех поляризаций вдоль четырех различных направлений.

Первое изображение может содержать для каждого пикселя информацию о поляризации, содержащую направление поляризации. Эта информация может быть обработана и использована для отображения изображения нормали к поверхности. Изображение нормали к поверхности показывает в каждом пикселе направление нормали к поверхности компонента.

На основе информации о поляризации, представленной на первом изображении, можно определить положение токоприемника. Положение токоприемника нелегко определить с помощью стандартных камер. Используя информацию о поляризации, отображаемую на первом изображении, можно легко определить положение токоприемника в компоненте. Положение токоприемника внутри компонента может быть легко определено. Предпочтительно идентификация положения токоприемника выполняется автоматически с использованием известного программного обеспечения для обработки изображений или алгоритмов.

Положение токоприемника определяется с помощью, например, блока управления, такого как компьютер. Блок управления может содержать подходящее программное обеспечение для анализа цифровых изображений.

В случае, если токоприемник покрыт другими материалами, такими как гель, можно использовать другую информацию, полученную при обработке первого изображения, для определения положения токоприемника. Кроме того, информация о размерах токоприемника может быть использована для определения положения токоприемника.

Дополнительную информацию о компоненте можно получить при обработке первого изображения. Например, может быть измерен размер диаметра компонента на первом конце.

Предпочтительно способ включает определение того, является ли правильным расположение токоприемника. Определение того, является ли правильным расположение, предпочтительно предусматривает сравнение обнаруженного положения токоприемника с ожидаемым положением токоприемника. Определение того, является ли правильным расположение, предпочтительно предусматривает сравнение обнаруженного положения токоприемника с диапазоном ожидаемых положений токоприемника. Токоприемник предпочтительно размещают в компоненте таким образом, чтобы он был полностью окружен субстратом, образующим аэрозоль. Кроме того, токоприемник определяет ось токоприемника. Предпочтительно ось токоприемника по существу параллельна продольной оси компонента. Следовательно, токоприемник считается неправильно расположенным, если ось токоприемника не параллельна продольной оси. Токоприемник считается неправильно расположенным, если ось токоприемника и продольная ось образуют угол более 20 градусов.

Предпочтительно способ включает выдачу предупреждения. Если токоприемник находится не на своем месте или не выровнен должным образом, то есть когда расположение токоприемника неверно, способ предпочтительно включает стадию выдачи предупреждения, например, оператору. Альтернативно предупреждение или сигнал тревоги отправляется на устройство контура обратной связи. Устройство контура обратной связи может изменить положение токоприемника в компоненте на основе предупреждения.

Предпочтительно способ включает оценку на основе информации о поляризации, представленной на первом изображении, одного из степени поляризации или угла поляризации. Более предпочтительно для каждого пикселя первого изображения вычисляется одна из степени поляризации или угла поляризации. Более предпочтительно вычисляют как степень поляризации, так и угол поляризации. Таким образом, первое изображение может содержать для каждого пикселя значение DOP или значение угла поляризации. Предпочтительно первое изображение содержит для каждого пикселя значение DOP и значение угла поляризации. Токоприемник может быть выполнен в металле. Степень поляризации изображения усиливает контраст между объектами, изготовленными из металла, по сравнению с другими материалами, поскольку электромагнитное излучение относительно сильно поляризовано металлом. Определить местонахождение токоприемника и определить, правильно ли он расположен, относительно просто.

Предпочтительно первая поляризованная камера определяет первое поле зрения, имеющее первую центральную ось; и способ включает: обеспечение второй поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, причем вторая поляризованная камера определяет второе поле зрения, имеющее вторую центральную ось, причем вторая центральная ось образует угол, отличный от нуля, с первой центральной осью; обнаружение переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от компонента второй поляризованной камерой; создание второго изображения первого конца компонента второй поляризованной камерой, причем второе изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения; и объединение информации о поляризации, содержащейся на первом изображении, с информацией о поляризации, содержащейся на втором изображении, для получения единого объединенного изображения первого конца компонента. Более предпочтительно этап обнаружения переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от компонента второй поляризованной камерой предусматривает обнаружение переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от первого конца компонента второй поляризованной камерой. Предпочтительно обеспечена вторая поляризованная камера. Вторая поляризованная камера получает второе изображение первого конца компонента. Предпочтительно вторая поляризованная камера по существу идентична первой поляризованной камере. Вторая поляризованная камера определяет второе поле зрения, имеющее вторую центральную ось. Угол, образованный между первой осью первого поля зрения первой поляризованной камеры и второй осью второго поля зрения второй поляризованной камеры, отличен от нуля или 180 градусов. Предпочтительно информация о поляризации, содержащаяся на первом изображении, имеет тот же тип, что и информация о поляризации, содержащаяся на втором изображении. Например, если первое изображение содержит информацию о DOP для каждого пикселя, то второе изображение также содержит информацию о DOP. Предпочтительно первое изображение и второе изображение получают по существу одновременно. Тот факт, что первая ось первого поля зрения первой поляризованной камеры и вторая ось второго поля зрения второй поляризованной камеры образуют между собой угол, позволяет объединить первое изображение и второе изображение и получить по существу трехмерное изображение. Предпочтительно угол, образованный между первой осью и второй осью, находится в диапазоне от приблизительно 5 градусов до приблизительно 60 градусов. Для объединения первого изображения и второго изображения может использоваться алгоритм стереоскопического зрения. Сравнивая информацию о компоненте под двумя углами, можно извлечь трехмерную информацию путем изучения относительных положений элементов на первом изображении и на втором изображении. Трехмерное изображение может позволить лучше идентифицировать положение токоприемника в субстрате, образующем аэрозоль. Трехмерное изображение улучшает узнаваемость структур внутри субстрата, образующего аэрозоль, поэтому токоприемник становится более заметным.

Предпочтительно способ включает: обеспечение датчика рентгеновского излучения; облучение компонента между первым концом и вторым концом полем рентгеновского излучения; создание рентгеновского изображения; и объединение информации, содержащейся на рентгеновском изображении, с информацией, содержащейся на первом изображении. Первая поляризованная камера создает изображение первого конца компонента. Поляризованная камера может не быть способной к созданию изображений внутренней части компонента, а только его поверхности. Поэтому дефекты, присутствующие внутри компонентов, которые не проявляются на поверхности компонента, невозможно обнаружить с помощью поляризованной камеры. Для создания изображений внутренней части компонента может быть обеспечен датчик рентгеновского излучения. Датчик рентгеновского излучения обнаруживает переданное или отраженное поле рентгеновского излучения, падающее на компонент между первым концом и вторым концом. Датчик рентгеновского излучения приспособлен к созданию рентгеновского изображения. Это может позволить обнаруживать дефекты, расположенные внутри компонента, но которые не видны на поверхности компонента.

Предпочтительно способ включает: обеспечение третьей поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения; обнаружение переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от компонента третьей поляризованной камерой; и создание третьего изображения второго конца компонента третьей поляризованной камерой, причем третье изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения; и обнаружение на третьем изображении положения токоприемника. Более предпочтительно первое изображение и третье изображение создаются по существу одновременно. Кроме того, предпочтительно, чтобы этап освещения компонента электромагнитным излучением предусматривал освещение первого конца и второго конца компонента электромагнитным излучением. Более предпочтительно этап обнаружения переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от компонента третьей поляризованной камерой предусматривает обнаружение переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от первого конца компонента третьей поляризованной камерой. Следовательно, положение токоприемника может быть определено как на первом конце, так и на втором конце компонента. Смещения токоприемника могут быть обнаружены на обоих концах компонента. Наличие двух поляризованных камер (первой поляризованной камеры и третьей поляризованной камеры) обеспечивает возможность проверки первого конца и второго конца одновременно, сокращая время изготовления. Это также может быть полезно, когда присутствуют два разных токоприемника на двух противоположных концах компонента.

Предпочтительно способ включает: освещение компонента первым электромагнитным излучением; обнаружение переданного, отраженного или преломленного первого электромагнитного излучения от компонента первой поляризованной камерой; создание первого изображения первого конца компонента, причем первое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного первого электромагнитного излучения; освещение компонента вторым электромагнитным излучением, отличным от первого электромагнитного излучения; обнаружение переданного, отраженного или преломленного второго электромагнитного излучения от компонента первой поляризованной камерой; создание четвертого изображения первого конца компонента первой поляризованной камерой, причем четвертое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного второго электромагнитного излучения; объединение информации о поляризации, содержащейся на первом изображении, с информацией о поляризации, содержащейся на четвертом изображении, для получения единого объединенного изображения первого конца компонента.

Первое электромагнитное излучение может отличаться от второго электромагнитного излучения любой характеристикой. Например, второе электромагнитное излучение является диффузным, в то время как первое электромагнитное излучение является сфокусированным. Длина волны первого электромагнитного излучения может отличаться от длины волны второго электромагнитного излучения. Угол, под которым первое электромагнитное излучение падает на первый конец компонента, может отличаться от угла, под которым второе электромагнитное излучение падает на первый конец компонента. Наличие двух разных настроек освещения, таких как первое электромагнитное излучение и второе электромагнитное излучение, позволяет использовать оптимальное электромагнитное излучение для данного анализа. Например, первое электромагнитное излучение выбирают таким образом, чтобы положение токоприемника можно было легко обнаружить на первом изображении, четвертом изображении или комбинированном изображении, в то время как второе электромагнитное излучение выбирают таким образом, чтобы другую характеристику на первом изображении, четвертом изображении или комбинированном изображении можно было легко обнаружить.

Предпочтительно третья поляризованная камера определяет третье поле зрения, имеющее третью центральную ось; и способ включает: обеспечение пятой поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, причем пятая поляризованная камера определяет пятое поле зрения, имеющее пятую центральную ось, причем пятая центральная ось образует угол, отличный от нуля, с третьей центральной осью; обнаружение переданного, отраженного или преломленного электромагнитного излучения от компонента пятой поляризованной камерой; создание пятого изображения второго конца компонента пятой поляризованной камерой, причем пятое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации обнаруженного электромагнитного излучения; и объединение информации о поляризации, содержащейся на третьем изображении, с информацией о поляризации, содержащейся на пятом изображении, для получения единого объединенного изображения второго конца компонента. Как и в случае первого конца, по существу трехмерное изображение второго конца компонента может быть получено путем объединения третьего изображения и пятого изображения, полученных под разными углами.

Предпочтительно компонент определяет продольную ось, и первая поляризованная камера имеет первое поле зрения, и способ включает: обеспечение подвижного средства передвижения; размещение нескольких компонентов на подвижном средстве передвижения с их продольными осями, по существу параллельными друг другу; создание первого изображения первого конца для некоторых из нескольких компонентов, которые входят в первое поле зрения первой камеры посредством перемещения подвижной опоры. Предпочтительно компонент перемещается. Во время производства изделий, генерирующих аэрозоль, компоненты перемещаются с одной машины на другую с целью производства. Для изготовления компонентов за ограниченное время определение положения токоприемника производится во время перемещения компонентов, например, во время обработки. Прерывания производства можно избежать или свести к минимуму. Для этой цели обеспечен подвижный элемент, приспособленный для перемещения нескольких компонентов, расположенных так, что их продольные оси параллельны друг другу. Компоненты перемещаются параллельно продольной оси так, что их первые концы легко освещаются и могут попасть в поле зрения первой поляризованной камеры. Первая поляризованная камера может последовательно делать первые изображения компонентов. Первая поляризованная камера создает первое изображение, как только компонент попадает в ее поле зрения.

Предпочтительно система также содержит пусковой элемент, приспособленный к определению приближения компонента и подачи сигнала на источник электромагнитного излучения для включения источника электромагнитного излучения и освещения компонента. При рассмотрении нескольких компонентов пусковой элемент запускает включение источника электромагнитного излучения каждый раз, когда в поле зрения первой поляризованной камеры попадает новый компонент. Источник электромагнитного излучения может быть стробоскопическим.

Предпочтительно компонент определяет продольную ось, и первая поляризованная камера имеет первое поле зрения, и способ включает: обеспечение барабана; размещение нескольких компонентов на барабане так, чтобы их продольные оси были по существу параллельны друг другу; вращение барабана; и создание первого изображения первого конца для некоторых из нескольких компонентов, которое входит в первое поле зрения первой камеры посредством вращения барабана. Подвижный элемент может быть любого типа. Поляризованная камера может быть размещена в нескольких местах внутри системы для образования компонентов для изделий, генерирующих аэрозоль.

Предпочтительно способ включает отбраковку компонента на основании положения токоприемника. Если токоприемник неправильно расположен внутри компонента, компонент, содержащий неправильно расположенный токоприемник, предпочтительно выбрасывается. Например, можно использовать сжатый воздух, чтобы оттолкнуть нежелательный компонент.

Предпочтительно система содержит: подвижный элемент, приспособленный для перемещения нескольких компонентов, расположенных так, что их продольные оси параллельны друг другу.

Предпочтительно система содержит блок отбраковки, приспособленный для отбраковки компонента на основании положения токоприемника. Более предпочтительно подвижный элемент содержит барабан или конвейерную ленту.

Предпочтительно первый источник электромагнитного излучения содержит стробоскопический источник света, приспособленный для освещения компонента на заданной частоте. Более предпочтительно стробоскопический источник света содержит оптику для фокусировки электромагнитного излучения на компоненте.

Предпочтительно система содержит второй источник электромагнитного излучения, предназначенный для освещения компонента, причем второй источник отличается от первого источника.

Далее настоящее изобретение будет описано подробно с не ограничивающими ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 представлен схематический вид в перспективе первого варианта осуществления системы для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 2 представлен схематический вид сбоку второго варианта осуществления системы для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 3 представлен схематический вид в перспективе третьего варианта осуществления системы для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 4 представлен схематический вид в перспективе четвертого варианта осуществления системы для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 5 представлен схематический вид в перспективе пятого варианта осуществления системы для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 6 представлен схематический вид спереди компонента для изделия, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 7 представлен схематический вид сбоку компонента по фиг. 6;

на фиг. 8 представлено изображение компонента, полученного с помощью поляризованной камеры;

на фиг. 9 представлена обработка изображения по фиг. 8, согласно способу настоящего изобретения;

на фиг. 10 представлена обработка изображения по фиг. 9, согласно способу настоящего изобретения;

на фиг. 11 представлено изображение компонента, полученного с помощью поляризованной камеры;

на фиг. 12 представлена обработка изображения по фиг. 11, согласно способу настоящего изобретения;

на фиг. 13 представлена обработка изображения по фиг. 12, согласно способу настоящего изобретения;

на фиг. 14 представлена обработка изображения по фиг. 13, согласно способу настоящего изобретения;

на фиг. 15 представлено изображение компонента, полученного с помощью обычной камеры; и

на фиг. 16 представлен вид спереди детали системы по фиг. 2;

на фиг. 17 представлена блок-схема способа согласно настоящему изобретению.

Общая система для производства компонентов 50 для изделий, генерирующих аэрозоль, в целом обозначена с помощью 20.

Компонент 50 схематически представлен на фиг. 6 и 7. Компонент 50 имеет форму стержня и определяет продольную ось 51. Компонент 50 содержит первый конец 52 и второй конец 53, один напротив другого. Первый конец 52 показан на фиг. 6 на виде спереди.

Компонент 50 содержит субстрат 54, образующий аэрозоль, изображенный точками на компонентах 50. В субстрат 54, образующий аэрозоль, вставлен токоприемник 55.

Как показано на изображении на виде спереди первого конца 52 компонента, изображенного на фиг. 15, в настоящем варианте осуществления субстрат 54, образующий аэрозоль, содержит среду, заполненную гелем. Среда может представлять собой хлопок. На фиг. 15 показаны среда 56, часть геля 57, отделенная от среды 56, отверстие 58 (другими словами, объем, свободный от какого-либо элемента) и токоприемник 55. Как видно на основе этого изображения по фиг. 15, полученного обычной камерой, токоприемник 55 едва виден, и его можно спутать с другими элементами, такими как отверстие.

Система 20 содержит первую поляризованную камеру 4. Первая поляризованная камера 4 определяет первое поле зрения и приспособлена для создания первых изображений, содержащих информацию о поляризации электромагнитного излучения, которое обнаруживается камерой. Первая поляризованная камера 4 расположена так, что первые концы 52 компонентов, транспортируемых конвейерной лентой 2, могут попасть в поле зрения первой поляризованной камеры 4. Например, первая поляризованная камера размещается перед первым концом 52 компонента 50. Кроме того, система 20 содержит источник электромагнитного излучения 6 для освещения первого конца 52 компонента 50.

На фиг. 1 показан первый вариант осуществления общей системы 20, обозначенный ссылочной позицией 1. Теми же ссылочными позициями обозначены те же самые элементы, описанные со ссылкой на систему 20.

Система 1 по фиг. 1 содержит подвижный элемент, такой как конвейерная лента 2, приспособленный для транспортировки компонентов 50. Компоненты 50 расположены на конвейерной ленте 2 так, что их продольные оси 51 по существу параллельны друг другу. Система 1 дополнительно содержит первую поляризованную камеру 4. Первая поляризованная камера 4 определяет первое поле зрения и приспособлена для создания первых изображений, содержащих информацию о поляризации электромагнитного излучения, которое обнаруживается камерой.

Первая поляризованная камера 4 расположена так, что первые концы 52 компонентов, транспортируемых конвейерной лентой 2, могут попасть в поле зрения первой поляризованной камеры 4 во время перемещения конвейерной ленты 2. В изображенном варианте осуществления компоненты 50 выровнены таким образом, что первая поляризованная камера 4 образует угол зрения приблизительно 0 градусов, другими словами, параллельно поверхности первого конца 52 компонентов 50. Система 1 также содержит зеркало 5 для разделения оптического пути электромагнитного излучения, исходящего от компонентов 50, на два компонента. Следовательно, первая поляризованная камера 4 может быть установлена ортогонально к продольной оси 51 (другими словами, центральная оптическая ось первой поляризованной камеры и продольная ось 51 компонента 50 являются перпендикулярными) компонентов 50, обеспечивая компактное решение. Зеркало 5 может быть подвижным, так что возможные неточности относительного положения компонентов 50 можно исправить без необходимости перемещения первой поляризованной камеры 4. Система 1 также содержит первый источник электромагнитного излучения 6, приспособленный для освещения первых концов 52 компонентов 50. Первый источник 6 может излучать только одну конкретную длину волны. Первый источник предпочтительно излучает белый свет. В качестве примера первого источника 6 можно использовать прожекторный LED, излучающий яркий белый свет. Первый источник 6 может состоять из одного, предпочтительно двух или более прожекторов, или кольцевого светильника LED, расположенных так, чтобы получить однородный свет и конкретный угол освещения.

Система 1 содержит блок 30 управления, приспособленный для управления первой поляризованной камерой 4 и детализации первых изображений, создаваемых первой поляризованной камерой 4.

На фиг. 2 и 16 показан второй вариант осуществления общей системы 20, обозначенный ссылочной позицией 40. Теми же ссылочными позициями обозначены те же самые элементы, описанные со ссылкой на систему 1 по фиг. 1. Отличие системы 1 от системы 40 заключается в подвижном элементе. Вместо конвейерной ленты компоненты 50 расположены в барабане 8, вращающемся в направлении, указанном стрелкой 9. Первая поляризованная камера 4 расположена с одной стороны барабана 8, так что первые концы 52 компонентов 50 входят в поле зрения первой поляризованной камеры 4 при вращении барабана 8. Барабан 8 может быть частью объединителя. Как показано на фиг. 16, предпочтительно система 40 включает также зеркало 5, которое используется для направления электромагнитного излучения, исходящего от компонента 50, на первую поляризованную камеру 4. Первый источник 6 может также присутствовать в системе 40 (не показан на фиг. 2 и 16).

На фиг. 3 показан третий вариант осуществления общей системы 20, обозначенный ссылочной позицией 60. Теми же ссылочными позициями обозначены те же самые элементы, описанные со ссылкой на систему 1 по фиг. 1. Система 60 содержит первую поляризованную камеру 4 и вторую поляризованную камеру 7, предпочтительно идентичную первой поляризованной камере 4. Вторая поляризованная камера 7 приспособлена к созданию вторых изображений первого конца 52 компонента 50, включая информацию о поляризации для каждого пикселя. Вторая поляризованная камера 7 определяет поле зрения. На фиг. 3 показаны центральная ось 14 поля зрения первой поляризованной камеры 4 и центральная ось 17 поля зрения второй поляризованной камеры 7. Как показано, первая поляризованная камера и вторая поляризованная камера расположены с небольшим горизонтальным смещением друг относительно друга, другими словами, центральные оси их соответствующих полей зрения образуют между собой угол. Следовательно, первое изображение и второе изображение первого конца 52 компонента 50, созданные первой поляризованной камерой и второй поляризованной камерой, соответственно, получают под разными углами. Путем наложения первого изображения и второго изображения может быть создано «стерео» комбинированное изображение, которое включает гораздо больше трехмерных характеристик, чем единое первое изображение или второе изображение. Следовательно, можно сделать узнаваемыми трехмерные структуры, расположенные на первом конце 52 компонента 50.

Вторая поляризованная камера 7 также управляется блоком 30 управления, и вторые изображения могут обрабатываться блоком 30 управления.

На фиг. 4 показан четвертый вариант осуществления общей системы 20, обозначенный ссылочной позицией 70. Теми же ссылочными позициями обозначены те же самые элементы, описанные со ссылкой на систему 1 по фиг. 1. Система 70 содержит третью поляризованную камеру 11, приспособленную для создания третьих изображений второго конца 53 компонентов 50. Поэтому во время движения конвейерной ленты 2 первая поляризованная камера 4 создает первое изображение первого конца 52 компонента, а третья поляризованная камера 11 создает третье изображение второго конца 53 компонента. Предпочтительно первое изображение и третье изображение получают одновременно. Таким образом, можно обнаружить смещение токоприемника 55 на первом конце 52 и на втором конце 53.

Третья поляризованная камера 11 также управляется блоком 30 управления, и третьи изображения могут обрабатываться блоком 30 управления.

На фиг. 5 показан пятый вариант осуществления общей системы 20, обозначенный ссылочной позицией 80. Система 80 содержит те же элементы, что и система 70 по фиг. 4, и, в дополнение, содержит дополнительный блок 12 создания рентгеновских изображений. Блок 12 создания рентгеновских изображений подходит для получения неразрушающего изображения компонентов 50 по всей длине компонента 50, между первым концом 52 и вторым концом 53. Блок 12 создания рентгеновских изображений приспособлен для создания рентгеновских изображений. Рентгеновское изображение может визуально отображать различные плотности и, таким образом, можно получить разрешение и градацию отдельных элементов, таких как бумага, хлопок, гель, отверстия, табак и токоприемник внутри компонентов 50.

Блок 12 создания рентгеновских изображений также управляется блоком 30 управления, и рентгеновские изображения могут обрабатываться блоком 30 управления. Блок 12 создания рентгеновских изображений также может применяться в системах 1, 40, 60, 70.

Система 1, 40, 60, 70 или 80 работает согласно способу настоящего изобретения, схематично изображенному на фиг. 17.

Несколько компонентов 50 размещают на подвижном элементе на этапе 100, таком как конвейерная лента 2 или барабан 8, с их продольными осями 51, параллельными друг другу. Пока подвижный элемент 2 или 8 движется, каждый первый конец 52 компонентов 50 последовательно входит в поле зрения первой поляризованной камеры 4 на этапе 101. На том же этапе 101 второй конец 53 компонента может попасть в поле зрения третьей поляризованной камеры 11. На этапе 102 первый конец 52 освещается первым источником 6 света. Первый источник 6 света может включаться при приближении компонента. На этапе 103 первое изображение первого конца 52 создается первой поляризованной камерой 4. На том же этапе третье изображение второго конца 53 может быть создано третьей поляризованной камерой 11. Первое изображение 90 сформировано множеством пикселей. Каждый пиксель содержит информацию о поляризации электромагнитного излучения, поступающего с первого конца компонента. Пример первого изображения 90 приведен на фиг. 8. На этом изображении каждый пиксель показывает значение поляризации вдоль заданного направления. Существует 4 направления поляризации, поэтому каждый пиксель дает значение поляризации вдоль одного из этих четырех направлений. Третье изображение (не показано), имеющее ту же характеристику, что и первое изображение 90, может быть создано для второго конца 53. Другой пример первого изображения 90 приведен на фиг. 11.

На этапе 104 блок 30 управления обрабатывает первое изображение 90, создавая детальное изображение 91. Детальное изображение изображено на фиг. 9. Детальное изображение 91 для каждого пикселя может показывать DOP обнаруженного электромагнитного излучения первой поляризованной камерой 4. Такая же обработка может иметь место для третьего изображения. На фиг. 9 понятно, что токоприемник 55 более заметен на детальном изображении 91, чем на первом изображении 90. Детальное изображение 91 может быть дополнительно обработано на этапе 105 с использованием обычных алгоритмов машинного зрения, чтобы получить дополнительно детальное изображение 92, как изображено на фиг. 10. Эти алгоритмы могут включать один или более из обнаружения пятна, обнаружения края, наращивания областей. Из дополнительного детального изображения на этапе 106 можно определить положение токоприемника 55.

Другой пример обработки первого изображения 900, полученного первой поляризованной камерой 4, изображен со ссылкой на фиг. 11-14. На фиг. 11 представлено первое изображение 900, на котором каждый пиксель показывает значение поляризации вдоль заданного направления. Существует 4 направления поляризации, поэтому каждый пиксель дает значение поляризации вдоль одного из этих четырех направлений. Детальное изображение 901 по фиг. 12 для каждого пикселя может показывать DOP обнаруженного электромагнитного излучения первой поляризованной камерой 4. Прямоугольник используется для подсвечивания положения токоприемника 55. Изображение 901 по фиг. 12 может быть дополнительно обработано в дополнительном детальном изображении 902 по фиг. 13, чтобы дополнительно улучшить определение токоприемника. На фиг. 14 показано сегментированное изображение 903 первого конца 52 компонента. Токоприемник 55 идентифицирован и расположен на первом конце 52.

Группа изобретений относится к способу оптического анализа компонента изделия, генерирующего аэрозоль. Предлагается система для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, при этом компонент содержит: продольную ось; первый конец и второй конец; субстрат, образующий аэрозоль; и токоприемник, находящийся в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Система также содержит первый источник электромагнитного излучения, приспособленный для освещения компонента. Система может также содержать первую поляризованную камеру, содержащую датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, причем первая поляризованная камера определяет первое поле зрения, причем первая поляризованная камера расположена таким образом, что первый конец компонента находится в первом поле зрения, причем первая поляризованная камера приспособлена для создания первого изображения первого конца компонента, причем первое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации электромагнитного излучения, обнаруженного камерой. Система может также содержать блок управления, приспособленный для обработки первого изображения и обнаружения на первом изображении положения токоприемника. Технический результат – определение точного положения токоприемника. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Способ оптического анализа компонента изделия, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает:

обеспечение компонента изделия, генерирующего аэрозоль, определяющего первый и второй концы, причем компонент содержит:

- субстрат, образующий аэрозоль;

- токоприемник, находящийся в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль;

обеспечение первой поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения;

освещение компонента электромагнитным излучением;

обнаружение переданного, преломленного или отраженного электромагнитного излучения от компонента с помощью первой поляризованной камеры;

создание первого изображения первого конца компонента с помощью первой поляризованной камеры, причем первое изображение формируется множеством пикселей, при этом каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения; и

обнаружение на первом изображении положения токоприемника.

2. Способ по п. 1, включающий:

оценку на основе информации о поляризации, представленной на первом изображении, одного из:

- степени поляризации или

- угла поляризации.

3. Способ по п. 1 или 2, при котором первая поляризованная камера определяет первое поле зрения, имеющее первую центральную ось; при этом способ включает:

обеспечение второй поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, причем вторая поляризованная камера определяет второе поле зрения, имеющее вторую центральную ось, при этом вторая центральная ось образует угол, отличный от нуля, с первой центральная осью;

обнаружение переданного, преломленного или отраженного электромагнитного излучения от компонента с помощью второй поляризованной камеры;

создание второго изображения первого конца компонента с помощью второй поляризованной камеры, причем второе изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения;

объединение информации о поляризации, содержащейся на первом изображении, с информацией о поляризации, содержащейся на втором изображении, для получения единого объединенного изображения первого конца компонента.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий:

обеспечение третьей поляризованной камеры, содержащей датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения;

обнаружение переданного, преломленного или отраженного электромагнитного излучения от компонента с помощью третьей поляризованной камеры;

создание третьего изображения второго конца компонента с помощью третьей поляризованной камеры, причем второе изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного электромагнитного излучения;

обнаружение на третьем изображении положения токоприемника.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий:

освещение компонента с помощью первого электромагнитного излучения;

обнаружение переданного, преломленного или отраженного первого электромагнитного излучения от компонента с помощью первой поляризованной камеры;

создание первого изображения первого конца компонента, причем первое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного первого электромагнитного излучения;

освещение компонента с помощью второго электромагнитного излучения, отличного от первого электромагнитного излучения;

обнаружение переданного, отраженного или преломленного второго электромагнитного излучения от компонента с помощью первой поляризованной камеры;

создание четвертого изображения первого конца компонента с помощью первой поляризованной камеры, причем четвертое изображение формируется множеством пикселей, причем каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации относительно обнаруженного второго электромагнитного излучения;

объединение информации о поляризации, содержащейся на первом изображении, с информацией о поляризации, содержащейся на четвертом изображении, для получения единого объединенного изображения первого конца компонента.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором компонент определяет продольную ось, и первая поляризованная камера имеет первое поле зрения, причем способ включает:

обеспечение подвижного средства передвижения;

размещение нескольких компонентов на подвижном средстве передвижения с их продольными осями, по существу параллельными друг другу;

создание первого изображения первого конца для некоторых из компонентов множества, которое входит в первое поле зрения первой камеры посредством перемещения подвижной опоры.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором компонент определяет продольную ось, и первая поляризованная камера имеет первое поле зрения, при этом способ включает:

обеспечение барабана;

размещение нескольких компонентов на барабане с их продольными осями, по существу параллельными друг другу;

вращение барабана;

создание первого изображения первого конца для некоторых из компонентов множества, которое входит в первое поле зрения первой камеры посредством вращения барабана.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий отбраковку компонента на основании положения токоприемника.

9. Система для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, при этом компонент содержит:

продольную ось;

первый конец и второй конец;

субстрат, образующий аэрозоль;

токоприемник, находящийся в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль;

причем система содержит:

первый источник электромагнитного излучения, выполненный с возможностью освещения компонента;

первую поляризованную камеру, содержащую датчик для обнаружения информации о поляризации электромагнитного излучения, при этом первая поляризованная камера определяет первое поле зрения, причем первая поляризованная камера расположена таким образом, что первый конец компонентов находится в первом поле зрения, при этом первая поляризованная камера приспособлена для создания первого изображения первого конца компонента, причем первое изображение формируется множеством пикселей, при этом каждый пиксель из множества пикселей содержит информацию о поляризации электромагнитного излучения, обнаруженного камерой;

блок управления, выполненный с возможностью обработки первого изображения и определения на первом изображении положения токоприемника.

10. Система по п. 9, содержащая подвижный элемент, выполненный с возможностью перемещения нескольких компонентов, расположенных так, что их продольные оси параллельны друг другу.

11. Система по п. 9 или 10, содержащая блок отбраковки, выполненный с возможностью отбраковки компонента на основании положения токоприемника.

12. Система по любому из пп. 9-11, в которой подвижный элемент содержит барабан или конвейерную ленту.

13. Система по любому из пп. 9-12, в которой источник электромагнитного излучения содержит стробоскопический источник света, выполненный с возможностью освещения компонента на заданной частоте.

14. Система по п. 13, в которой стробоскопический источник света содержит оптику для фокусировки электромагнитного излучения на компоненте.

15. Система по любому из пп. 9-14, содержащая второй источник электромагнитного излучения, выполненный с возможностью освещения компонента, причем второй источник отличается от первого источника.