JP2023515657A - エアロゾル生成装置 - Google Patents

Abstract

エアロゾル生成装置が開示される。本開示のエアロゾル生成装置は、スティックが挿入される挿入空間を定義する内壁を含み、前記内壁と外壁の間にエアロゾル生成物質が貯蔵されるチャンバーを含むカートリッジと、中空が形成されるように長く延び、前記チャンバーに連結され、前記挿入空間の一端に隣接して配置される芯と、前記芯を加熱するヒーターと、長く延び、少なくとも一部が前記挿入空間に配置される探針部材とを含み、前記スティックが前記挿入空間に挿入される場合、前記探針部材の少なくとも一部が前記スティックの内部に挿入されることができる。【選択図】 図1

Description

本開示はエアロゾル生成装置に関する。

エアロゾル生成装置はエアロゾルを介して媒質または物質から所定の成分を抽出するためのものである。媒質は多様な成分の物質を含むことができる。媒質に含まれる物質は多様な成分の香味物質であることができる。例えば、媒質に含まれる物質は、ニコチン成分、ハーブ成分及び／またはコーヒー成分などを含むことができる。近年、このようなエアロゾル生成装置に対する多くの研究が遂行されている。

本開示は前述した問題及び他の問題を解決することを目的とする。

本開示の他の目的は、スティックの既使用有無を正確に判断することができるエアロゾル生成装置を提供することである。

本開示のさらに他の目的は、スティックに対するエアロゾルの流動距離を減らしてエアロゾルの熱伝逹効率を向上させたエアロゾル生成装置を提供することである。

上述した目的を達成するための本開示の一側面によるエアロゾル生成装置は、スティックが挿入される挿入空間を定義する内壁を含み、前記内壁と外壁との間にエアロゾル生成物質を貯蔵するチャンバーを有するカートリッジと、中空が形成されるように長く延び、前記チャンバーに連結され、前記挿入空間の一端に隣接して配置される芯と、前記芯を加熱するヒーターと、長く延び、少なくとも一部が前記挿入空間に配置される探針部材とを含み、前記スティックが前記挿入空間に挿入される場合、前記探針部材の少なくとも一部が前記スティックの内部に挿入されることができる。

本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、スティック挿入の際、スティックの内部に挿入される探針部材を介してスティック内部の静電容量を検出することで、スティックの既使用有無をより正確に判断することができる。

本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、スティックの内部に挿入される探針部材が芯の中空内に配置されることにより、エアロゾル生成装置が小型化及び集積化することができる。

本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、液状のエアロゾル生成物質が貯蔵されるチャンバーと連結された芯と芯を加熱するヒーターとがスティックにより近くに配置されることができるので、エアロゾルの流動距離が減少し、エアロゾルの熱伝逹効率が向上することができる。

本開示の適用可能な追加的な範囲は以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、本開示の思想及び範囲内で多様な変更及び修正は当業者に明らかに理解可能であるので、詳細な説明及び本開示の好適な実施例のような特定の実施例はただ例示として与えられたものと理解されなければならない。

本開示の前記及び他の目的、特徴及び他の特徴は添付図面を参照する以降の詳細な説明から明らかに理解可能であろう。
本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の実施例によるエアロゾル生成装置についての説明に参照される図である。 本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置のブロック図である。 本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照してこの明細書に開示する実施例を詳細に説明する。図面を参照する説明の簡潔さのために、同一または類似の構成要素は同じ参照番号を付与し、それについての重複説明は省略する。

以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は明細書の説明の容易性のみのためのものであり、特別な意味または役割を有するものではない。

本開示において、当業者によく知られているものは簡潔さのために省略する。添付図面は多様な技術的特徴を容易に理解することができるようにするためのものであり、ここで開示する実施例は添付図面に限定されないことを理解しなければならない。したがって、本開示は、添付図面に具体的に開示したものに加えて、すべての変更、均等物及び代替物を含むものと解釈されなければならない。

第１、第２などのような序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使われることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されないことを理解しなければならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで使われる。

ある構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及するときには、中間に他の構成要素が存在することもできると理解可能であろう。一方で、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」されていると言及するときには、中間に他の構成要素が存在しないと理解可能であろう。

単数の表現は、文脈上明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。

以下、図１～図７に示す直交座標系を基準にエアロゾル生成装置の方向を定義することができる。直交座標系で、ｘ軸方向はエアロゾル生成装置の左右方向と定義することができる。ここで、原点を基準に、＋ｘに向かう方向は右側方向、－ｘに向かう方向は左側方向を意味することができる。ｙ軸方向はエアロゾル生成装置の上下方向と定義することができる。ここで、原点を基準に＋ｙに向かう方向は上側方向を意味し、－ｙに向かう方向は下側方向を意味することができる。ｚ軸方向はエアロゾル生成装置の前後方向と定義することができる。原点を基準に＋ｚに向かう方向は前側方向を意味し、－ｚに向かう方向は後側方向を意味することができる。

図１及び図２を参照すると、カートリッジ１０は上下に延びる形状を有することができる。カートリッジ１０は中空形状を有することができる。カートリッジ１０は上下に延びるシリンダー形状を有することができる。

カートリッジ１０は外壁１１及び内壁１２を含むことができる。外壁１１は上下に延びることができる。外壁１１はカートリッジ１０の外縁に沿って延びることができる。外壁１１は円周方向に延びてシリンダー形状を形成することができる。カートリッジ１０は長く延びることができる。カートリッジ１０の長手方向は、カートリッジ１０が長く延びる方向を意味することができる。カートリッジ１０の長手方向は上下方向であることができる。

内壁１２は上下に延びることができる。内壁１２はカートリッジ１０の内縁に沿って延びることができる。内壁１２は円周方向に延びてシリンダー形状を形成することができる。

内壁１２は外壁１１から内側に離隔していることができる。内壁１２は外壁１１から半径内側方向に離隔していることができる。外壁１１と内壁１２とはカートリッジ１０の上部１５を介して互いに連結されることができる。

内壁１２は上下方向に沿って円周方向に延びて内側に挿入空間１０２を形成することができる。挿入空間１０２は内壁１２の内側が上下に開放して形成されることができる。スティック４０は挿入空間１０２に挿入されることができる。内壁１２はチャンバー１０１と挿入空間１０２との間に配置されることができる。

底１３は内壁１２の一領域からカートリッジ１０の内側に突出して形成されることができる。底１３は円周方向に延設されることができる。

挿入空間１０２はスティック４０が挿入される部分に対応する形状を有することができる。挿入空間１０２は上下に長く延びることができる。挿入空間１０２は円筒形を有することができる。スティック４０が挿入空間１０２に挿入されれば、スティック４０は内壁１２及び底１３によって取り囲まれ、内壁１２及び底１３に密着することができる。

チャンバー１０１は外壁１１と内壁１２との間に形成されることができる。チャンバー１０１は上下方向に延びることができる。チャンバー１０１は外壁１１及び内壁１２に沿って円周方向に延びることができる。チャンバー１０１はシリンダー形状を有することができる。エアロゾル生成物質はチャンバー１０１内に貯蔵されることができる。エアロゾル生成物質は液体であってもよい。

チャンバー１０１は、カートリッジ１０の外壁１１、内壁１２、上部１５、及び下部１６によって規定されることができる。

流路部２０は内壁１２の内側下部に形成されることができる。吸入される空気は流路部２０を通過することができる。

芯３１はチャンバー１０１と連結されることができる。芯３１はチャンバー１０１内に貯蔵されたエアロゾル生成物質を吸収することができる。

芯３１は挿入空間１０２の下側に配置されることができる。芯３１は底１３とカートリッジ１０の下部１６との間に挿入されることができる。芯３１は上下方向に延設されることができる。芯３１は内壁１２に沿って円周方向に延びることができる。芯３１はシリンダー形状を有することができる。

芯３１はセラミックから形成されることができる。芯３１は多孔質であることができる。芯３１は多孔性のセラミックから形成されることができる。

芯３１には中空が形成されることができる。中空は、芯３１の長手方向に芯３１を貫くことができる。中空は芯３１の中央に配置されることができる。中空は挿入空間１０２と連通することができる。中空は流路部２０に含まれることができる。

ヒーター３２はエアロゾル生成物質を加熱することができる。ヒーター３２はエアロゾル生成物質を蒸発させることができる。ヒーター３２は芯３１に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱することができる。例えば、ヒーター３２は電気抵抗加熱によって芯３１を加熱することで、芯３１に吸収されたエアロゾル生成物質を蒸発させてエアロゾルを生成させることができる。

ヒーター３２は芯３１に挿入されることができる。例えば、ヒーター３２は芯３１が延びる方向に巻線されながら芯３１に埋め込まれることができる。ヒーター３２は中空を取り囲む螺旋形状を有することができる。

探針部材３３は上下方向に延びることができる。探針部材３３は、一端が円柱と円錐とが組み合わせられた棒針形状に形成されることができるが、探針部材３３の形状はこれに限定されない。

探針部材３３は芯３１を貫くように配置されることができる。探針部材３３は芯３１の中空内に配置されることができる。

スティック４０が挿入空間１０２に挿入されれば、探針部材３３の少なくとも一部は、スティック４０の内部に挿入されることができる。例えば、底１３に対応する面から挿入空間１０２に向かって突出した探針部材３３の一部はスティック４０の内部に挿入されることができる。

探針部材３３は導電性物質を含むことができる。探針部材３３は導電性物質から形成された少なくとも一つの電極を含むことができる。探針部材３３の少なくとも一部は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導率の金属物質から形成されることができる。例えば、底１３に対応する面から挿入空間１０２に向かって突出した探針部材３３の一部は、導電性物質が外部に露出されることができる。例えば、底１３に対応する面から挿入空間１０２に向かって突出した探針部材３３の一部を除いた残りの部分は、導電性物質が外部に露出されないように、絶縁体（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）でコーティングされることができる。

スティック４０は上下に長く延びることができる。スティック４０は円筒形を有することができる。スティック４０はカートリッジ１０の内側に形成された挿入空間１０２に挿入されることができる。スティック４０はカートリッジ１０の内壁１２及び底１３に密着することができる。

芯３１で生成されたエアロゾルは流路部２０を通して挿入空間１０２に向かって流動することができる。スティック４０が挿入空間１０２に挿入されれば、芯３１から生成されたエアロゾルは流路部２０を通してスティック４０に伝達されることができ、スティック４０に伝達されたエアロゾルはスティック４０を通過することができる。エアロゾルの流動方向は上側方向であることができる。

本体５０は上下に延びる形状を有することができる。本体５０は中空形状を有することができる。本体５０は上下に延びるシリンダー形状を有することができる。

カートリッジ１０と本体５０とは互いに連結されることができる。カートリッジ１０は本体５０の上側に配置されることができる。カートリッジ１０は本体５０に着脱可能に結合されることができる。カートリッジ１０と本体５０とは連続した面を形成することができる。

制御部１７０は本体５０の内側に配置されることができる。制御部１７０は装置のオン／オフを制御することができる。制御部１７０は、ヒーター３２が芯３１を加熱するように、ヒーター３２に対する電力の供給を制御することができる。

制御部１７０はヒーター３２の下側に配置されることができる。制御部１７０はヒーター３２に隣接して配置されることができる。

制御部１７０は、探針部材３３に所定の電流が流れるように制御することができる。制御部１７０は、探針部材３３に接触した物体に対する静電容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を演算することができる。ここで、探針部材３３に接触した物体の状態によって、静電容量を演算した結果が変わることができる。例えば、探針部材３３に接触した物体に含まれた水分量が増加するほど静電容量も増加することができる。

バッテリー１６０は本体５０の内側に配置されることができる。バッテリー１６０は装置に電力を供給することができる。バッテリー１６０は制御部１７０及び／または端子１１５と電気的に連結されることができる。バッテリー１６０は制御部１７０の下側に配置されることができる。バッテリー１６０は上下方向に延びることができる。

端子１１５は、本体２００の下端部に配置されることができる。端子１１５は、外部電源と電気的に連結され、電力を受けてバッテリー１６０に伝達することができる。端子１１５は、バッテリー１６０の下側に配置されることができる。

図３ａ及び図３ｂを参照すると、芯３１は中空の円筒形を有することができる。芯３１は多孔性のセラミックから形成されることができる。

芯３１の中空２０は、芯３１の内面３１２によって取り囲まれて形成されることができる。芯３１の内面３１２は上下方向に延びることができる。

探針部材３３は、芯３１を貫くように、芯３１の中空２０に配置されることができる。探針部材３３は、芯３１の内面３１２から所定距離離隔して配置されることができる。

ヒーター３２は芯３１の外面３１１と内面３１２との間に位置することができる。ヒーター３２は、芯３１の内面３１２に燐接して配置されることができる。ヒーター３２は、芯３１の内面３１２に隣接して、上下方向に沿って円周方向に延びる芯３１内の領域３１５に配置されることができる。

ヒーター３２は、芯３１の中空２０を取り囲む螺旋形状を有することができる。ヒーター３２は螺旋形に延び、芯３１の長手方向に延びることができる。

ヒーター３２は、流路部２０の出口側に隣接して配置されることができる。ヒーター３２は、チャンバー１０１に接する芯３１の下端部よりは、挿入空間１０２に隣接した芯３１の上端部に隣接して配置されることができる。よって、エアロゾルが高温で挿入空間１０２に流入することができる。

一方、ヒーター３２は、流路部２０の芯３１の上端部から下端部まで均一に配置されることもできる。よって、芯３１の加熱面積を増大させることができ、エアロゾルが生成される量を増加させることができる。

図４ａ及び図４ｂを参照すると、芯３１の中空２０には隔離部材３４がさらに配置されることができる。隔離部材３４は中空円筒形を有することができる。

隔離部材３４は上下方向に延びることができる。隔離部材３４が上下方向に延びる長さは、芯３１が上下方向に延びる長さ以上であってもよい。

隔離部材３４の外面３４１に対応する直径は、芯３１の内面３１２に対応する直径より小さくてもよい。

ヒーター３２によって生成されたエアロゾルは、芯３１の内面３１２と隔離部材３４の外面３４１とによって取り囲まれた空間を介して流動することができる。

探針部材３３は、芯３１を貫くように、隔離部材３４の内面３４２によって取り囲まれて形成される空間に配置されることができる。探針部材３３は、隔離部材３４の内面３４２から所定距離離隔して配置されることができる。

図５を参照すると、カートリッジ１０の上部１５は外壁１１及び内壁１２の上側に形成され、外壁１１と内壁１２とを連結することができる。カートリッジ１０の上部１５はチャンバー１０１の上側をカバーすることができる。カートリッジ１０の上部１５は円周方向に延びて挿入空間１０２を取り囲むことができる。

カートリッジ１０の内面１２１は、内壁１２及び上部１５の内側面を構成することができる。カートリッジ１０の内面１２１は上下方向に延びることができる。

傾斜面１５２はカートリッジ１０の上端面１５１と内面１２１との間に形成され、上端面１５１と内面１２１とを連結することができる。傾斜面１５２はカートリッジ１０の上端面１５１から内面１２１まで緩やかに延設されることができる。傾斜面１５２は内面１２１から上端面１５１に向かって半径外側方向に徐々に拡がるように延びることができる。傾斜面１５２は外側方向に傾斜を有することにより、下側に行くほど徐々に狭くなる形状を形成することができる。内面１２１、上端面１５１、及び傾斜面１５２は連続した面を構成することができる。

傾斜面１５２の下端が形成する幅Ｗ０は傾斜面１５２の上端が形成する幅Ｗ１より小さくてもよい。傾斜面１５２の下端が形成する幅Ｗ１と内面１２１が形成する幅Ｗ０とは実質的に同一であってもよい。よって、スティック４０を挿入空間１０２に容易に挿入することができる。

図６を参照すると、プラグ４１はスティック４０の下部に配置されることができる。フィルター部４３はスティック４０の上部に配置されることができる。顆粒部４２はスティック４０の内部においてプラグ４１とフィルター部４３との間に配置されることができる。媒質は顆粒部４２に含まれることができる。

使用者はカートリッジ１０に挿入されたスティック４０のフィルター部４３を口でくわえた状態で空気を吸入することができる。使用者がスティック４０を通して空気を吸入すれば、芯３１で生成されたエアロゾルは流路部２０を通過した後、プラグ４１を通して顆粒部４２に流入することができる。顆粒部４２に流入したエアロゾルは媒質の成分を含んでフィルター部４３に流入した後、フィルタリングされて使用者に提供されることができる。

図面では探針部材３３がスティック４０のプラグ４１に挿入されるものとして示されているが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、スティック４０が挿入空間１０２に挿入される場合、探針部材３３はプラグ４１を貫いて顆粒部４２まで挿入されることもできる。

図７を参照すると、本体５０は左右方向に延びることができる。カートリッジ１０は本体５０の左側または右側に結合されることができる。カートリッジ１０は本体５０の内側に結合されることができる。

制御部１７０は本体５０の内側に配置されることができる。制御部１７０はヒーター３２の下側に配置されることができる。制御部１７０はヒーター３２に隣接して配置されることができる。

バッテリー１６０は本体５０の内側に配置されることができる。バッテリー１６０はカートリッジ１０の一側面に配置されることができる。バッテリー１６０はカートリッジ１０に沿って上下方向に延びることができる。

端子１１５は本体５０の内側に配置されることができる。端子１１５は制御部１７０及びバッテリー１６０に隣接して配置されることができる。

図８は本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置のブロック図である。

図８を参照すると、エアロゾル生成装置１００は、通信インターフェース１１０、入出力インターフェース１２０、エアロゾル生成モジュール１３０、メモリ１４０、センサーモジュール１５０、バッテリー１６０、及び／または制御部１７０を含むことができる。

一実施例で、エアロゾル生成装置１００はカートリッジ１０と本体５０とから構成されることができ、エアロゾル生成装置１００に含まれた構成要素はカートリッジ１０及び本体５０のうちの少なくとも一つに位置することができる。

通信インターフェース１１０は、外部装置及び／またはネットワークとの通信のための少なくとも一つの通信モジュールを含むことができる。例えば、通信インターフェース１１０は、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）などの有線通信のための通信モジュールを含むことができる。例えば、通信インターフェース１１０は、ＷｉＦｉ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ブルートゥース低電力（ＢＬＥ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）、ＮＦＣ（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの無線通信のための通信モジュールを含むことができる。

入出力インターフェース１２０は、使用者から命令を受信する入力装置及び／または使用者に情報を出力する出力装置を含むことができる。例えば、入力装置は、タッチパネル、物理的ボタン、マイクなどを含むことができる。例えば、出力装置は、ディスプレイ、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）などの視覚情報を出力する表示装置、スピーカー、ブザーなどの聴覚情報を出力するオーディオ装置、触覚効果などの触覚情報を出力するモーターなどを含むことができる。

入出力インターフェース１２０は、入力装置を介して使用者から入力された命令に対応するデータをエアロゾル生成装置１００の他の構成要素（等）に伝達することができ、エアロゾル生成装置１００の他の構成要素（等）から受信されたデータに対応する情報を出力装置を介して出力することができる。

エアロゾル生成モジュール１３０は、エアロゾル生成物質からエアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させることができる。ここで、エアロゾル生成物質は、エアロゾルを発生させることができる液体状態、固体状態、ゲル（ｇｅｌ）状態などの多様な状態のうちのいずれか１種の物質または２種以上の物質の組合せを意味することができる。

液体状態のエアロゾル生成物質は、一実施例によって、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であることができ、他の実施例によって、非タバコ物質を含む液体であることができる。例えば、液体状態のエアロゾル生成物質は、水、ソルベント、ニコチン、植物抽出物、香料、香味剤、ビタミン混合物などを含むことができる。

固体状態のエアロゾル生成物質は、再構成タバコシート、細断タバコ、顆粒タバコなどのタバコ原料を基にする固体物質を含むことができる。固体状態のエアロゾル生成物質は、味調節剤、調味料などが含まれた固体物質を含むことができる。例えば、味調節剤は、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、酸化カルシウムなどを含むことができる。例えば、調味料は、ハーブ顆粒などの天然物質、香成分を含むシリカ（ｓｉｌｉｃａ）、ゼオライト（ｚｅｏｌｉｔｅ）、デキストリン（ｄｅｘｔｒｉｎ）などを含むことができる。

エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤をさらに含むことができる。

エアロゾル生成モジュール１３０は、少なくとも一つのヒーター（例えば、図１のヒーター３２）を含むことができる。

エアロゾル生成モジュール１３０は、電気抵抗性ヒーターを含むことができる。例えば、電気抵抗性ヒーターは、少なくとも一つの電気伝導性トラック（ｔｒａｃｋ）を含むことができ、電気伝導性トラックに流れる電流によって加熱されることができる。ここで、加熱された電気抵抗性ヒーターによってエアロゾル生成物質が加熱されることができる。

電気伝導性トラックは、電気抵抗性物質を含むことができる。一例として、電気伝導性トラックは、金属物質から形成されることができる。他の一例として、電気伝導性トラックは、セラミック物質、炭素、金属合金、またはセラミック物質と金属との合成物質から形成されることができる。

電気抵抗性ヒーターは、多様な形状に形成された電気伝導性トラックを含むことができる。例えば、電気伝導性トラックはコイル状に形成されることができる。

エアロゾル生成モジュール１３０は、誘導加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｈｅａｔｉｎｇ）方式を用いるヒーターを含むことができる。例えば、誘導加熱式ヒーターは、電気伝導性コイルを含むことができ、電気伝導性コイルに流れる電流を調節することで、周期的に方向が変わる交番磁場（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）を発生させることができる。ここで、交番磁場が磁性体に印加される場合、磁性体で渦電流損（ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ）及びヒステリシス損（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｓｓ）によるエネルギー損失が発生することがあり、損失されるエネルギーが熱エネルギーとして放出されることにより、磁性体に隣接したエアロゾル生成物質が加熱されることができる。ここで、磁場によって発熱する客体はサセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）と言える。

一方、エアロゾル生成モジュール１３０は、超音波振動を発生させることで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成することもできる。

エアロゾル生成モジュール１３０は、カートマイザー（ｃａｒｔｏｍｉｚｅｒ）、噴霧器（ａｔｏｍｉｚｅｒ）、気化器（ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）などと言える。

メモリ１４０は、制御部１７０内の各信号処理及び制御のためのプログラムを保存することができ、処理されたデータ及び処理対象のデータを保存することができる。

例えば、メモリ１４０は、制御部１７０によって処理可能な多様な作業を遂行するための目的で設計された応用プログラムを保存し、制御部１７０の要請の際、保存された応用プログラムのうちの一部を選択的に提供することができる。

例えば、メモリ１４０は、エアロゾル生成装置１００の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも一つの温度プロファイルなどが保存されることができる。ここで、パフは使用者の吸入を意味することができ、吸入は使用者が口や鼻を通して使用者の口腔内、鼻腔内または肺内に引き込む状況を意味することができる。

メモリ１４０は、揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭなど）、非揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリー（Ｆｌａｓｈｍｅ ｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ；ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ；ＳＳＤ）など）のうちの少なくとも一つを含むことができる。

センサーモジュール１５０は、少なくとも一つのセンサーを含むことができる。

例えば、センサーモジュール１５０は、パフを感知するセンサー（以下、パフセンサー）を含むことができる。ここで、パフセンサーは、圧力センサー、ジャイロセンサー、加速度センサー、磁場センサーなどによって具現されることができる。

例えば、センサーモジュール１５０は、エアロゾル生成モジュール１３０に含まれたヒーターの温度、エアロゾル生成物質の温度などを感知するセンサー（以下、温度センサー）を含むことができる。ここで、エアロゾル生成モジュール１３０に含まれたヒーターが温度センサーの役割を果たすこともできる。例えば。ヒーターの電気抵抗性物質は抵抗温度係数（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する物質であってもよい。センサーモジュール１５０は、温度によって変わるヒーターの抵抗を測定してヒーターの温度をセンシングすることができる。

例えば、センサーモジュール１５０は、本体５０に対するカートリッジ１０の装着／分離、位置などを感知するセンサー（以下、カートリッジ感知センサー）を含むことができる。

ここで、カートリッジ感知センサーは、インダクタンス基盤のセンサー、静電容量型センサー、抵抗センサー、ホール効果（ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ）を用いたホールセンサー（ｈａｌｌ ＩＣ）などによって具現されることができる。

例えば、センサーモジュール１５０は、エアロゾル生成装置１００に備えられた構成（例えば、バッテリー１６０）に印加される電圧を感知する電圧センサー及び／または電流を感知する電流センサーを含むことができる。

バッテリー１６０は、制御部１７０の制御によって、エアロゾル生成装置１００の動作に用いられる電力を供給することができる。バッテリー１６０は、エアロゾル生成装置１００に備えられた他の構成、例えば、通信インターフェース１１０に含まれた通信モジュール、入出力インターフェース１２０に含まれた出力装置、エアロゾル生成モジュール１３０に含まれたヒーターなどに電力を供給することができる。

バッテリー１６０は、充電が可能なバッテリーであるか使い捨てバッテリーであることができる。例えば、バッテリー１６０は、リチウムイオンバッテリー、またはリチウムポリマー（Ｌｉ－Ｐｏｌｙｍｅｒ）バッテリーであることができるが、これに限定されない。例えば、バッテリー１６０が充電可能な場合、バッテリー１６０の充電率（Ｃ－ｒａｔｅ）は１０Ｃ、放電率（Ｃ－ｒａｔｅ）は１０Ｃ～２０Ｃであることができるが、これに限定されない。また、安定した使用のために、バッテリー１６０は、充電／放電が２０００回遂行された場合にも総容量の８０％以上を確保することができるように製作されることができる。

エアロゾル生成装置１００は、バッテリー１６０を保護するための回路であるバッテリー保護モジュール（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｕｌｅ、ＰＣＭ）をさらに含むことができる。バッテリー保護モジュール（ＰＣＭ）はバッテリー１６０の上面に隣接して配置されることができる。例えば、バッテリー保護モジュール（ＰＣＭ）は、バッテリー１６０の過充電及び過放電を防止するために、バッテリー１６０と連結された回路で短絡が発生する場合、バッテリー１６０に過電圧が印加される場合、バッテリー１６０に過電流が流れる場合などにおいて、バッテリー１６０に対する電路を遮断することができる。

エアロゾル生成装置１００は、外部から供給される電力が入力される充電端子（例えば、図１の端子１１５）をさらに含むことができる。例えば、エアロゾル生成装置１００の本体５０の一側に充電端子が形成されることができ、エアロゾル生成装置１００は、充電端子を介して供給される電力を用いてバッテリー１６０を充電することができる。ここで、充電端子は、ＵＳＢ通信のための有線端子、ポゴピン（ｐｏｇｏ ｐｉｎ）などから構成されることができる。

エアロゾル生成装置１００は、通信インターフェース１１０を介して外部から供給される電力を無線で受信することもできる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、無線通信のための通信モジュールに含まれたアンテナを用いて無線で電力を受けることができ、無線で供給される電力を用いてバッテリー１６０を充電することができる。

制御部１７０は、エアロゾル生成装置１００の全般的な動作を制御することができる。制御部１７０は、エアロゾル生成装置１００に備えられた各構成と連結されることができ、各構成との間に信号を送信及び／または受信して各構成の全般的な動作を制御することができる。

制御部１７０は、少なくとも一つのプロセッサを含むことができ、これに含まれたプロセッサを用いてエアロゾル生成装置１００の動作全般を制御することができる。ここで、プロセッサはＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）のような一般的なプロセッサであってもよい。もちろん、プロセッサはＡＳＩＣのような専用装置（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）であるかまたは他のハードウェア基盤のプロセッサであることができる。

制御部１７０は、エアロゾル生成装置１００の複数の機能のうちのいずれか一つを果たすことができる。例えば、制御部１７０は、エアロゾル生成装置１００に備えられた各構成の状態、入出力インターフェース１２０を介して受信される使用者の命令などに応じて、エアロゾル生成装置１００の複数の機能（例えば、予熱機能、加熱機能、充電機能、掃除機能など）のうちのいずれか一つを遂行することができる。

制御部１７０は、メモリ１４０に保存されたデータに基づいて、エアロゾル生成装置１００に備えられた各構成の動作を制御することができる。例えば、制御部１７０は、メモリ１４０に保存された温度プロファイルに基づいて、バッテリー１６０からエアロゾル生成モジュール１３０に所定の電力を所定の時間供給するように制御することができる。

制御部１７０は、センサーモジュール１５０に含まれたパフセンサーを介してパフの発生を判断することができる。例えば、制御部１７０は、パフセンサーのセンシング値に基づいてエアロゾル生成装置１００内の温度変化、流量（ｆｌｏｗ）変化、圧力変化、電圧変化などを確認することができ、確認した結果によってパフの発生を判断することができる。

制御部１７０は、パフ有無及び／またはパフ回数によって、エアロゾル生成装置１００に備えられた各構成の動作を制御することができる。例えば、制御部１７０は、パフが発生したと判断された場合、バッテリー１６０からエアロゾル生成モジュール１３０に所定の電力を供給するように制御することができる。

制御部１７０は、パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）方式及び比例－積分－微分（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、ＰＩＤ）方式のうちの少なくとも一方式を用いてヒーターに電力を供給するように制御することができる。

例えば、制御部１７０は、ＰＷＭ方式を用いて、所定の周波数及びデューティ比を有する電流パルスがヒーターに供給されるように制御することができる。ここで、制御部１７０は、電流パルスの周波数及びデューティ比を調節することで、ヒーターに供給される電力を制御することができる。

例えば、制御部１７０は、温度プロファイルに基づいて、制御の目標になる目標温度を決定することができる。ここで、制御部１７０は、ヒーターの温度と目標温度との差分値、差分値を時間が経つにつれて積分した値及び差分値を時間が経つにつれて微分した値によるフィードバック制御方式であるＰＩＤ方式を用いて、ヒーターに供給される電力を制御することができる。

一方、ヒーターに電力を供給する制御方式として、ＰＷＭ方式と、ＰＩＤ方式とを例示として説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、比例－積分（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ、ＰＩ）方式、比例－微分（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、ＰＤ）方式などの多様な制御方式を使うことができる。

制御部１７０は、所定条件の下で、ヒーターに対する電力供給を遮断するように制御することができる。例えば、スティック４０が除去された場合、カートリッジ１０が分離された場合、パフ回数が既設定の最大パフ回数に到逹した場合、既設定の時間以上にパフが感知されない場合、バッテリー１６０の残量が所定値未満の場合などにおいて、制御部１７０はエアロゾル生成モジュール１３０に対する電力供給を遮断するように制御することができる。

制御部１７０はバッテリー１６０に貯蔵された電力の残量を算出することができる。例えば、制御部１７０は、センサーモジュール１５０に含まれた電圧センサー及び／または電流センサーのセンシング値に基づいて、バッテリー１６０の残量を算出することができる。

図９は、本開示の他の一実施例によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。

図９を参照すると、エアロゾル生成装置１００は、Ｓ９１０動作で、カートリッジ１０に含まれた探針部材３３を介して探針部材３３周辺の静電容量を確認することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、探針部材３３に所定の電流が流れるように制御することで、挿入空間１０２内に露出された探針部材３３周辺の静電容量をモニタリングすることができる。

エアロゾル生成装置１００は、Ｓ９２０動作で、探針部材３３周辺の静電容量に基づいて、挿入空間１０２に対するスティック４０の挿入有無を判断することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、探針部材３３周辺の静電容量が既設定の第１基準値を超える場合、挿入空間１０２にスティック４０が挿入されたと判断することができる。

ここで、第１基準値は、探針部材３３が挿入空間１０２で空気中に露出された状態に対応する静電容量値であることができる。すなわち、探針部材３３がスティック４０の内部と接触する場合、探針部材３３が空気中に露出された場合に比べて、探針部材３３周辺の静電容量がスティック４０の内部の誘電率によって大きくなることができる。

エアロゾル生成装置１００は、Ｓ９３０動作で、挿入空間１０２にスティック４０が挿入されたと判断された場合、挿入されたスティック４０の期使用有無を判断することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、探針部材３３周辺の静電容量が第１基準値より大きい第２基準値を超える場合、既に使用されたスティック４０が挿入空間１０２に挿入されたと判断することができる。

ここで、第２基準値は、スティック４０の内部が乾燥した状態に対応する静電容量値であることができる。すなわち、ヒーター３２の加熱によって生成されたエアロゾルはスティック４０の内部を通過して使用者に提供されるので、既に使用されたスティック４０の内部には水分、グリセリンなどが液状として残存することがある。ここで、スティック４０の内部に残存する液状の水分、グリセリンなどにより、探針部材３３周辺の静電容量は、スティック４０の内部が乾燥した状態より大きくなることができる。

エアロゾル生成装置１００は、Ｓ９４０動作で、挿入空間１０２に挿入されたスティック４０が既に使用されたスティックではない場合、エアロゾルの生成に係わる動作を遂行することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、メモリ１４０に保存された温度プロファイルに基づいて、バッテリー１６０からヒーター３２に供給される電力を調節することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、センサーモジュール１５０に含まれたパフセンサーを介してパフが感知されるかによって、バッテリー１６０からヒーター３２に供給される電力を調節することができる。

一方、エアロゾル生成装置１００は、Ｓ９５０動作で、既に使用されたスティック４０が挿入空間１０２に挿入された場合、出力装置を介して、既に使用されたスティック４０についてのメッセージを出力することができる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、発光ダイオードなどの表示装置を介して、既に使用されたスティック４０についてのメッセージを出力することができる。

また、エアロゾル生成装置１００は、既に使用されたスティック４０が挿入空間１０２に挿入された場合、ヒーター３２に対する電力の供給を遮断することができる。

前述したように、本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、スティック４０の挿入の際、スティック４０の内部に挿入される探針部材３３を介してスティック４０の内部の静電容量を検出することにより、スティック４０の期使用有無をより正確に判断することができる。

本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、スティック４０の内部に挿入される探針部材３３が芯３１の中空内に配置されることにより、エアロゾル生成装置１００が小型化及び集積化することができる。

本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、液状のエアロゾル生成物質が貯蔵されるチャンバー１０１と連結された芯３１と芯３１を加熱するヒーター３２とがスティック４０に一層近くに配置されることができるので、エアロゾルの流動距離が減少し、エアロゾルの熱伝逹効率が向上することができる。

図１～図９を参照すると、本開示の一側面によるエアロゾル生成装置１００は、スティック４０が挿入される挿入空間１０２を定義する内壁１２を含み、前記内壁１２と外壁１１との間にエアロゾル生成物質を貯蔵するチャンバー１０１を含むカートリッジ１０と、中空が形成されるように長く延び、前記チャンバー１０１に連結され、前記挿入空間１０２の一端に隣接して配置される芯３１と、前記芯３１を加熱するヒーター３２と、長く延び、少なくとも一部が前記挿入空間１０２に配置される探針部材３３とを含み、前記スティック４０が前記挿入空間１０２に挿入される場合、前記探針部材３３の少なくとも一部が前記スティック４０の内部に挿入されることができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記芯３１は中空円筒状形状を有することができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記探針部材３３は前記芯３１の中空内に配置されることができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記探針部材３３は前記芯３１の内面から所定距離だけ離隔して配置されることができる。

また、本開示の他の側面によれば、中空が形成されるように長く延び、前記芯３１の中空内に配置される隔離部材３４をさらに含み、前記隔離部材３４の外面３４１に対応する直径は前記芯３１の内面３１２に対応する直径より小さく、前記探針部材３３は前記隔離部材３４の中空内に配置されることができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記芯３１は多孔性セラミックを含むことができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記ヒーター３２は前記芯３１の内面３１２と外面３１１との間に挿入されることができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記ヒーター３２は、前記中空を取り囲む出た形状を有し、前記芯３１の長手方向に延びるコイルを含むことができる。

また、本開示の他の側面によれば、制御部１７０をさらに含み、前記制御部１７０は、前記探針部材３３に流れる電流に基づいて、前記探針部材３３周辺の静電容量を検出し、前記検出された静電容量に基づいて前記スティック４０の状態を判断することができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記制御部１７０は、前記検出された静電容量が既設定の第１基準値を超える場合、前記挿入空間１０２に前記スティック４０が挿入されたと判断し、前記検出された静電容量が前記第１基準値より大きい第２基準値を超える場合、前記挿入空間１０２に挿入された前記スティック４０が既に使用されたスティック４０であると判断することができる。

また、本開示の他の側面によれば、前記制御部１７０は、前記挿入空間１０２に挿入された前記スティック４０が既に使用されたスティック４０であると判断された場合、前記ヒーター３２に対する電力の供給を遮断するように制御することができる。

前述した本開示の特定の実施例または他の実施例は互いに排他的であるか区別されるものではない。前述した本開示の実施例の特定の要素または全ての要素は構成または機能が他の要素と組み合わせられるか互いに組み合わせられることができる。

例えば、本開示及び図面の一実施例で説明したＡ構成と本開示及び図面の他の実施例で説明したＢ構成は互いに組み合わせられることができる。すなわち、構成間の組合せについて直接的に説明しない場合であっても、前記組合せが不可であると説明した場合を除き、前記組合せは可能である。

以上で実施例を多数の例示的実施例に応じて説明したが、本開示の原理の範囲に属する技術分野の当業者であれば多くの他の変形例及び実施例が可能であることを理解しなければならない。より具体的には、本開示、図面及び添付の特許請求の範囲の範囲内の対象組合せの構成部及び／または配置において多様な修正例及び変形例が可能である。前記構成部及び／または配置の修正例及び変形例に加えて、別の用途も当業者に明らかになるであろう。

Claims (12)

1. スティックが挿入される挿入空間を定義する内壁及び外壁を含み、前記内壁と前記外壁との間にエアロゾル生成物質を貯蔵するチャンバーが形成されるカートリッジと、
   中空を有し、前記挿入空間の一端に配置される芯と、
   前記芯を加熱するヒーターと、
   少なくとも一部が前記挿入空間に突出する長い探針部材と、を含み、
   前記スティックが前記挿入空間に挿入される場合、前記探針部材の少なくとも一部が前記スティックの内部に挿入されることを特徴とする、エアロゾル生成装置。
2. 前記探針部材の一端は棒針形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記芯は中空円筒状形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記探針部材は前記芯の中空内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記探針部材は、前記芯の中空の内面から離隔していることを特徴とする、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記芯の中空内に配置され、中空を有する長い隔離部材をさらに含み、
   前記隔離部材の外面に対応する直径は前記芯の中空の内面に対応する直径より小さく、
   前記探針部材は前記隔離部材の中空内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記芯は多孔性セラミックを含むことを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記ヒーターは、前記芯の中空の内面と前記芯の外面との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記ヒーターは、前記芯の中空を取り囲む螺旋形状を有し、前記芯の長手方向に延びるコイルを含むことを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記探針部材に流れる電流によって前記探針部材周辺で感知された静電容量に基づいて前記スティックの状態を判断する制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
11. 前記制御部は、
    前記検出された静電容量が第１基準値を超える場合、前記挿入空間に前記スティックが挿入されたと判断し、
    前記検出された静電容量が前記第１基準値より大きい第２基準値を超える場合、前記挿入空間に挿入された前記スティックが既に使用されたスティックであると判断することを特徴とする、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
12. 前記制御部は、前記スティックが既に使用されたスティックであると判断された場合、前記ヒーターに対する電力の供給を遮断するように制御することを特徴とする、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。

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