JP2023522566A - エアロゾル生成装置及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器、霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラ、及びコントローラと作動的に連結されて駆動電圧の電圧分配を調節することで、非パフ期間で霧化器が予熱される間に霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で霧化器が加熱される間に霧化器に霧化電圧が印加されるように霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器を含む。

Description

本発明は、エアロゾル生成装置及びその動作方法に係り、具体的に、霧化器の動作モードによる霧化器の入力電圧の制御に関する。

最近、一般的なシガレットの代替品に関する需要が増加している。例えば、燃焼せず、シガレットのエアロゾル生成物質を加熱し、エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置に関する需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル生成装置及び超音波振動式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に進められている。

超音波振動式エアロゾル生成装置は、超音波振動子で発生した熱によって超音波振動子に接触した液状エアロゾル生成物質の粘度を低め、エアロゾルに気化させる方式を活用することができる。この際、短時間内にエアロゾル生成物質を霧化させるためには、超音波振動子が液状エアロゾル生成物質の粘度を低く保持させるための適切な動作を遂行していることが望ましい。したがって、ユーザに一定の霧化量を提供するための方案として、そのような方式で超音波振動子を制御するための技術が要求される。

本発明が解決しようとする課題は、エアロゾル生成装置及びその動作方法を提供することである。本開示が解決しようとする課題は、前述したような技術的課題に限定されず、以下の実施例からさらに他の技術的課題が類推されうる。

一側面によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器；前記霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラ；及び前記コントローラと作動的に連結されて前記霧化器に対する前記駆動電圧の電圧分配を調節することで、非パフ期間で前記霧化器が予熱される間、前記霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で前記霧化器が前記エアロゾル生成物質を霧化する間に前記霧化器に霧化電圧が印加されるように前記霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器；を含む。

前述したところによれば、超音波方式の振動子を用いたエアロゾル生成装置において、ユーザがパフを遂行しない間にも、エアロゾル生成物質の粘度を低めるために振動子を予熱状態に保持させることで、ユーザのパフによる振動子の霧化動作への切り換え時に低い粘度のエアロゾル生成物質から迅速にエアロゾルを霧化させうるので、ユーザに均一な霧化量を提供することができる。

一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１のエアロゾル生成装置の構造を示す図面である。 一実施例によるエアロゾル生成装置の動作プロセスを説明するための図面である。 一実施例によるエアロゾル生成装置を用いた１回の喫煙中のパフパターンを説明するための図面である。 一実施例による予熱モード及び霧化モードにおける霧化器の電圧の変化を示す電圧プロファイルを説明するための図面である。 一実施例による霧化器の入力電圧を制御するためのエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示す図面である。 一実施例による霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器を説明するための図面である。 一実施例によって予熱モードまたは霧化モードを示すためにコントローラによって生成されたモード信号を説明するための図面である。 一実施例による電圧分配器の霧化電圧分配モードを説明するための図面である。 一実施例による電圧分配器の予熱電圧分配モードを説明するための図面である。 一実施例によるエアロゾル生成装置を制御する方法のフローチャートである。 一実施例によるエアロゾル生成装置を制御する方法のフローチャートである。

一側面によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器；前記霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラ；及び前記コントローラと作動的に連結されて前記駆動電圧の電圧分配を調節することで、非パフ期間で前記霧化器が予熱される間、前記霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で前記霧化器が前記エアロゾル生成物質を霧化する間に前記霧化器に霧化電圧が印加されるように前記霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器；を含む。

また、前記予熱電圧は、前記霧化電圧より低い定電圧でもある。

また、前記コントローラは、前記霧化器が予熱モードであるか、あるいは霧化モードであるかを示すモード信号を生成し、前記電圧分配器は、前記モード信号に基づいて前記電圧分配を遂行する。

また、前記電圧分配器は、前記予熱モードに対応する第１モード信号または前記霧化モードに対応する第２モード信号によって前記電圧分配器に含まれた負荷の連結を変更する。

また、前記電圧分配器は、前記コントローラの前記駆動電圧の電圧出力端と前記霧化器の電圧入力端との間のノードに連結された第１負荷；前記第１負荷に直列に連結された第２負荷；前記コントローラから基準電圧が印加される前記第１負荷と前記第２負荷との間の基準電圧ノード；一端は、前記第２負荷に連結され、他端は、接地に連結された第３負荷；及び前記コントローラから受信されたモード信号によって前記第２負荷と前記第３負荷との間の電流フローをスイッチングするスイッチ；を含む。

また、前記スイッチは、ゲート端子を通じて受信された前記モード信号のタイプによって、接地に連結されたソース端子と、前記第２負荷と前記第３負荷との間のノードに連結されたドレイン端子との間の電流フローをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）及びターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）する半導体スイッチを含む。

また、前記スイッチは、前記コントローラから受信された予熱モードに対応する第１モード信号に応答してターンオフ（ｔｕｒｎ－ｏｆｆ）され、前記電圧分配器は、前記スイッチのターンオフ状態によって前記ソース端子と前記ドレイン端子との間の前記電流フローを遮断し、前記第３負荷で前記駆動電圧を降下させることで、前記霧化器の前記電圧入力端に前記予熱電圧を印加する。

また、前記スイッチは、前記コントローラから受信された霧化モードに対応する第２モード信号に応答してターンオン（ｔｕｒｎ－ｏｎ）され、前記電圧分配器は、前記スイッチのターンオン状態によって前記第３負荷への電流フローを遮断し、前記ソース端子と前記ドレイン端子との間の前記電流フローを許容することで、前記霧化器の前記電圧入力端に前記霧化電圧を印加する。

また、前記第３負荷は、予熱モードでは、前記スイッチによって電流フローが許容され、霧化モードでは、前記スイッチによって前記電流フローが遮断される。

また、前記霧化器は、予熱モードで前記第３負荷による電圧降下によって、前記霧化電圧より低い前記予熱電圧が印加される。

また、前記霧化器は、超音波振動を発生させて前記エアロゾル生成物質を前記エアロゾルに霧化させる振動子を含む。

また、ユーザのパフを感知するパフ感知センサをさらに含み、前記コントローラは、前記パフ感知センサが前記非パフ期間または前記パフ期間を感知したか否かに基づいて前記電圧分配器の前記電圧分配を制御する。

他の側面によれば、エアロゾル生成装置を制御する方法は、コントローラにおいて、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器の駆動のための駆動電圧を出力する段階；及び前記コントローラと作動的に連結された電圧分配器によって、非パフ期間で前記霧化器が予熱される間、前記霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で前記霧化器が前記エアロゾル生成物質を霧化する間に前記霧化器に霧化電圧が印加されるように前記霧化器の入力電圧を制御する段階；を含む。

また、前記コントローラにおいて、予熱モードに対応する第１モード信号または霧化モードに対応する第２モード信号を生成する段階をさらに含み、前記制御する段階は、前記第１モード信号または前記第２モード信号に応答して前記電圧分配器に含まれたスイッチの動作を制御する段階；前記スイッチの前記動作に応答して前記電圧分配器に含まれた負荷の連結をスイッチングすることで、前記駆動電圧の電圧分配を調節する段階；及び前記調節された電圧分配に基づいて前記予熱電圧または前記霧化電圧を前記入力電圧として前記霧化器に印加する段階；を含む。

さらに他の側面によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器；前記霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラ；及び前記コントローラと作動的に連結され、前記霧化器に予熱電圧の印加のための第１電圧分配モードと霧化電圧の印加のための第２電圧分配モードとをスイッチングすることで、前記霧化器に対する前記駆動電圧の電圧分配を調節する電圧分配器；を含む。

実施例で使用される用語は、多様な実施例での機能を考慮しながら可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に従事する技術者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。したがって、多様な実施例で使用される用語は、単なる用語の名称ではない、その用語が有する意味と多様な実施例の全般にわたる内容に基づいて定義されなければならない。

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「．．．部」、「．．．モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。

以下、添付図面に基づいて実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、実施例は、様々な互いに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

以下、図面を参照して多様な実施例を詳細に説明する。

図１は、一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１１０、霧化器１２０、センサ１３０、ユーザインターフェース１４０、メモリ１５０及びコントローラ１６０を含む。しかし、エアロゾル生成装置１００の内部ハードウェア構造は、図１に図示されたところに限定されない。エアロゾル生成装置１００の設計によって、図１に図示されたハードウェア構成のうち、一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されうることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

一例として、エアロゾル生成装置１００は、本体を含み、その場合、エアロゾル生成装置１００に含まれたハードウェアの構成要素は、本体に位置する。他の例として、エアロゾル生成装置１００は、本体及びカートリッジを含み、エアロゾル生成装置１００に含まれたハードウェア構成要素は、本体及びカートリッジに分けられて位置する。または、エアロゾル生成装置１００に含まれたハードウェア構成要素のうち、少なくとも一部は、本体及びカートリッジそれぞれに位置してもよい。以下、エアロゾル生成装置１００に含まれた各構成要素が位置する空間を限定せず、各構成要素の動作について説明する。

バッテリ１１０は、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。すなわち、バッテリ１１０は、霧化器１２０がエアロゾル生成物質を霧化させうるように電力を供給する。また、バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１００内に備えられた他のハードウェアの構成要素、例えば、センサ１３０、ユーザインターフェース１４０、メモリ１５０及びコントローラ１６０の動作に必要な電力を供給する。バッテリ１１０は、充電可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリである。

例えば、バッテリ１１０は、ニッケル系バッテリ（例えば、ニッケル金属ハイドライドバッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ）、またはリチウム系バッテリ（例えば、リチウムコバルトバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、チタン酸リチウムバッテリ、リチウムイオンバッテリまたはリチウムポリマーバッテリ）を含む。但し、エアロゾル生成装置１００に使用されうるバッテリ１１０の種類は、上述したところによって制限されない。必要によって、バッテリ１１０は、アルカリバッテリまたはマンガンバッテリを含んでもよい。

霧化器１２０は、コントローラ１６０の制御によってバッテリ１１０から電力を供給される。霧化器１２０は、バッテリ１１０から電力を供給され、エアロゾル生成装置１００に保存されたエアロゾル生成物質を霧化させうる。

霧化器１２０は、エアロゾル生成装置１００の本体に位置する。または、エアロゾル生成装置１００が本体及びカートリッジを含む場合、霧化器１２０は、カートリッジに位置するか、本体及びカートリッジに分けられて位置する。霧化器１２０がカートリッジに位置する場合、霧化器１２０は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか１箇所に位置したバッテリ１１０から電力を供給されうる。また霧化器１２０が本体及びカートリッジに分けられて位置する場合、霧化器１２０で電力供給が必要な部品は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか１箇所に位置したバッテリ１１０から電力を供給されうる。

霧化器１２０は、カートリッジの内部のエアロゾル生成物質からエアロゾルを発生させる。エアロゾルは、気体中に液体及び／または固体微粒子が分散されている浮遊物を意味する。したがって、霧化器１２０から発生するエアロゾルは、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と空気とが混合された状態を意味する。例えば、霧化器１２０は、エアロゾル生成物質の相（ｐｈａｓｅ）を気化及び／または昇華を通じて気体の相に変換させうる。また霧化器１２０は、液相及び／または固相のエアロゾル生成物質を微粒子化して放出することで、エアロゾルを生成することができる。

例えば、霧化器１２０は、超音波振動方式を用いることで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを発生させうる。超音波振動方式は、振動子によって発生する超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させることで、エアロゾルを発生させる方式を意味する。

エアロゾル生成装置１００は、少なくとも１つのセンサ１３０を含む。少なくとも１つのセンサ１３０でセンシングされた結果は、コントローラ１６０に伝達され、センシング結果によってコントローラ１６０は、霧化器１２０の動作制御、喫煙の制限、カートリッジ（または、シガレット）の挿入有／無の判断、お知らせ表示のような多様な機能が遂行されるように、エアロゾル生成装置１００を制御することができる。

例えば、少なくとも１つのセンサ１３０は、パフ感知センサを含む。パフ感知センサは、外部から流入される気流の流量（ｆｌｏｗ）変化、圧力変化、及び音の検出のうち、少なくとも１つに基づいてユーザのパフを感知することができる。パフ感知センサは、ユーザのパフの開始タイミング及び終了タイミングを検出し、コントローラ１６０は、検出されたパフの開始タイミング及び終了タイミングによってパフ期間（ｐｕｆｆ ｐｅｒｉｏｄ）及び非パフ（ｎｏｎ－ｐｕｆｆ）期間を判断することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、ユーザ入力センサを含む。ユーザ入力センサは、スイッチ、物理的ボタン、タッチセンサのようにユーザの入力を受信するセンサでもある。例えば、タッチセンサは、ユーザが金属材質によって形成された所定の領域をタッチする場合、キャパシタンス（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化が発生し、キャパシタンスの変化を検出することで、ユーザの入力を感知することができる静電容量型センサでもある。コントローラ１６０は、静電容量型センサによって感知されたキャパシタンスの変化に基づいてユーザの入力が発生したか否かを決定する。キャパシタンスの変化が既設定のしきい値を超過した場合、コントローラ１６０は、ユーザの入力が発生したと決定する。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、モーションセンサを含む。モーションセンサを通じて、エアロゾル生成装置１００の傾度、移動速度及び加速度のようなエアロゾル生成装置１００の動きに係わる情報を獲得する。例えば、モーションセンサは、エアロゾル生成装置１００が動く状態、エアロゾル生成装置１００の停止状態、パフのためにエアロゾル生成装置１００が所定の範囲内の角度で傾いた状態、及び各パフ動作の間でパフ動作時とは異なる角度でエアロゾル生成装置１００が傾いた状態に係わる情報を測定することができる。モーションセンサは、当該技術分野で知られた多様な方法を用いて、エアロゾル生成装置１００の運動情報を測定することができる。例えば、モーションセンサは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸３方向の加速度を測定する加速度センサ及び３方向の角速度を測定するジャイロセンサを含む。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、近接センサを含む。近接センサは、接近する物体、あるいは近傍に存在する物体の有無または距離を電磁界の力または赤外線などを用いて機械的接触なしに検出するセンサを意味する。したがって、近接センサは、エアロゾル生成装置１００に接近するユーザを検出することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、エアロゾル生成装置１００に使用されうる消耗品（例えば、カートリッジ、シガレットなど）の装着または脱去を感知する消耗品脱着センサを含む。例えば、消耗品脱着センサは、消耗品がエアロゾル生成装置１００に接触したか否かを感知するか、イメージセンサによって消耗品が脱着されたか否かを判断する。また、消耗品脱着センサは、消耗品のマーカーと相互作用するコイルのインダクタンス値の変化を感知するインダクタンスセンサであるか、消耗品のマーカーと相互作用するキャパシタのキャパシタンス値の変化を感知するキャパシタンスセンサでもある。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、エアロゾル生成装置１００の周辺環境の情報を測定することができる。例えば、少なくとも１つのセンサ１３０は、周辺環境の温度を測定する温度センサ、周辺環境の湿度を測定する湿度センサ、エアロゾル生成装置１００の液漏れまたは浸水を感知する水分センサ、周辺環境の圧力を測定する大気圧センサなどを含む。

エアロゾル生成装置１００に備えられたセンサ１３０は、上述した種類に限定されず、多様なセンサをさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１００は、ユーザ認証及び保安のためにユーザの指から指紋情報を獲得する指紋センサ、瞳の虹彩パターンを分析する虹彩認識センサ、手の平を撮影したイメージから静脈内還元ヘモグロビンの赤外線の吸収量を感知する静脈認識センサ、目、鼻、口及び顔面輪郭などの特徴点を２Ｄまたは３Ｄ方式で認識する顔面認識センサ及びＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）センサなどを含む。

エアロゾル生成装置１００には、上の例示された多様なセンサ１３０の例示のうち、一部だけが取捨選択されて具現されうる。すなわち、エアロゾル生成装置１００は、前述したセンサのうち、少なくとも１つ以上のセンサでセンシングされる情報を組み合わせて活用することができる。

ユーザインターフェース１４０は、ユーザにエアロゾル生成装置１００の状態に係わる情報を提供する。ユーザインターフェース１４０は、視覚情報を出力するディスプレイまたはランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、ユーザから入力された情報を受信するか、ユーザに情報を出力する入／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）とデータ通信を行うか、充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信（例えば、ＷＩ－ＦＩ， ＷＩ－ＦＩ Ｄｉｒｅｃｔ， Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）， ＮＦＣ（Ｎｅａｒ－Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など）を遂行するための通信インターフェーシングモジュールなどの多様なインターフェーシング手段を含む。

但し、エアロゾル生成装置１００には、上の例示された多様なユーザインターフェース１４０の例示のうち、一部だけが取捨選択されて具現されうる。

メモリ１５０は、エアロゾル生成装置１００内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリ１５０は、コントローラ１６０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリ１５０は、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のようなＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）， ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）などの多様な種類によっても具現される。

メモリ１５０には、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１つの温度プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存されうる。

コントローラ１６０は、エアロゾル生成装置１００の全般的な動作を制御する。コントローラ１６０は、多数の論理ゲートのアレイによって具現され、マイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されうるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、コントローラ１６０が他形態のハードウェアによっても具現されるということを、当該実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

コントローラ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果を分析し、後続して遂行される処理を制御する。例えば、コントローラ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、霧化器１２０の動作が開始または終了されるように霧化器１２０に供給される電力を制御することができる。また、コントローラ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、霧化器１２０が適量のエアロゾルを発生させるか、または一定期間予熱状態にとどまるように霧化器１２０に供給される電力の量及び電力が供給される時間を制御する。一方、コントローラ１６０は、霧化器１２０の振動子が所定の周波数で振動するように振動子に供給される電流または電圧を制御することができる。

一実施例において、コントローラ１６０は、エアロゾル生成装置１００に対するユーザ入力を受信した後、霧化器１２０の動作を開始する。また、コントローラ１６０は、パフ感知センサを用いてユーザのパフ期間または、非パフ期間を感知した後、霧化器１２０の動作を制御することができる。また、コントローラ１６０は、パフ感知センサによってカウンティングされたパフ回数が既設定の回数に到逹するか、霧化器１２０の動作開始後、所定時間が経過されれば、霧化器１２０に電力供給を中断させうる。

コントローラ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、ユーザインターフェース１４０を制御する。例えば、パフ感知センサを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定の回数に到逹すれば、コントローラ１６０は、ランプ、モータ及びスピーカのうち、少なくともいずれか１つを用いてユーザにエアロゾル生成装置１００が直ぐ終了するということを予告する。

一方、図１には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１００は、別途のクレードルと共に、エアロゾル生成システムに含まれうる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１００のバッテリ１１０を充電するのに用いられる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、クレードル内部の収容空間に収容された状態で、クレードルのバッテリから電力を供給され、エアロゾル生成装置１００のバッテリ１１０を充電することができる。

図２は、図１のエアロゾル生成装置の構造を示す図面である。

図２に図示されたエアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ１００ｂと、カートリッジ１００ｂを支持する本体１００ａを含む。

カートリッジ１００ｂは、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体１００ａに結合する。例えば、カートリッジ１００ｂの一部が本体１００ａに挿入されるか、本体１００ａの一部がカートリッジ１００ｂに挿入されることで、カートリッジ１００ｂと本体１００ａとが互いに結合されうる。例えば、本体１００ａとカートリッジ１００ｂは、スナップフィット（ｓｎａｐ－ｆｉｔ）方式、螺合方式、磁力結合方式、締まり嵌め方式などによって結合された状態を保持する。但し、本体１００ａとカートリッジ１００ｂとの結合方式は、上述したところによって制限されない。

カートリッジ１００ｂは、マウスピース２１０を含む。マウスピース２１０は、本体１００ａと結合されるカートリッジ１００ｂの一部分と反対方向のカートリッジ１００ｂの他の一端部に形成されうる。マウスピース２１０は、ユーザの口腔に挿入されうる。マウスピース２１０は、カートリッジ１００ｂ内部のエアロゾル生成物質から発生したエアロゾルを外部に排出する排出孔２１１を含む。

カートリッジ１００ｂは、例えば、液体状態や、固体状態や、気体状態や、ゲル（ｇｅｌ）状態のうち、いずれか１つの状態を有するエアロゾル生成物質を保有する。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含む。例えば、液状組成物は、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もあり、非タバコ物質を含む液体でもある。

液状組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、及びビタミン混合物のいずれか１つの成分や、それら成分の混合物を含む。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分など含んでもよいが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含む。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含む。

例えば、液状組成物は、ニコチン塩が添加された任意の重量比のグリセリン及びプロピレングリコール溶液を含む。液状組成物には、２種以上のニコチン塩が含まれうる。ニコチン塩は、ニコチンに有機酸または無機酸を含む適切な酸を添加することで形成されうる。ニコチンは、自然に発生するニコチンまたは合成ニコチンであって、液状組成物の総溶液重量に対する任意の適切な重量の濃度を有する。

ニコチン塩の形成のための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル生成装置１００の作動温度、香味または風味、溶解度などを考慮して適切に選択されうる。例えば、ニコチン塩の形成のための酸は、安息香酸、乳酸、サリチル酸、ラウリン酸、ソルビン酸、レブリン酸、ピルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、クエン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、グルコン酸、サッカリン酸、マロン酸またはリンゴ酸で構成された群から選択される単独の酸または前記群から選択される２以上の酸の混合でもあるが、それらに限定されない。

カートリッジ１００ｂは、内部にエアロゾル生成物質を収容する（含有する）液体保存部２２０を含む。すなわち、液体保存部２２０は、容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）のようにエアロゾル生成物質を保持する。そのために、液体保存部２２０は、その内部に、例えば、スポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）や綿や布地や多孔性セラミック構造体のようなエアロゾル生成物質を含浸（含有）する要素を含む。

エアロゾル生成装置１００は、カートリッジ１００ｂの内部のエアロゾル生成物質の相（ｐｈａｓｅ）を変換してエアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させる霧化器（図１の１２０）を含む。

エアロゾル生成装置１００の霧化器１２０は、超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させる超音波振動方式を用いることで、エアロゾル生成物質の相を変換することができる。霧化器１２０は、超音波振動を発生させる振動子１７０と、エアロゾル生成物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態に保持する液体伝達手段２４０と、液体伝達手段２４０のエアロゾル生成物質に超音波振動を伝達してエアロゾルを発生させる振動受容部２３０を含む。

振動子１７０は、短周期の振動を発生させうる。振動子１７０から生成された振動は、超音波振動でもあり、超音波振動の周波数は、例えば、１００ｋＨｚ～３．５ＭＨｚでもある。振動子１７０から生成された短周期の振動によって、エアロゾル生成物質は、気化及び／または粒子化され、エアロゾルに霧化されうる。

振動子１７０は、例えば、物理的な力（例えば、圧力）に反応して電気（例えば、電圧）を発生させるか、または、電気に対する応答として、振動（例えば、機械的な力）を発生させることで、電気的な力と機械的な力を相互変換する圧電セラミックを含む。したがって、振動子１７０に印加された電気によって振動が発生し、そのような物理的な小さい振動がエアロゾル生成物質を小粒子化し、エアロゾルに霧化させうる。

振動収容部２３０は、振動子１７０から発生した振動を伝達され、液体保存部２２０から伝達されたエアロゾル生成物質をエアロゾルに変換する機能を遂行する。

液体伝達手段２４０は、液体保存部２２０の液状組成物を振動収容部２３０に伝達することができる。例えば、液体伝達手段２４０は、綿繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、多孔性セラミックの少なくとも１つを含む芯（ｗｉｃｋ）にもなるが、それらに限定されるものではない。

一方、霧化器１２０は、別途の液体伝達手段２４０を使用せず、振動受容部によっても具現される。この際、振動受容部は、エアロゾル生成物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態に保持するために、メッシュ状（ｍｅｓｈ ｓｈａｐｅ）や板状（ｐｌａｔｅ ｓｈａｐｅ）を有する。振動受容部は、エアロゾル生成物質に振動を伝達してエアロゾルを発生させうる。

たとえ、図２に図示された実施例において霧化器１２０の振動子１７０は、本体１００ａに配置され、振動受容部２３０及び液体伝達手段２４０は、カートリッジ１００ｂに配置されているにしても、それに限定されるものではない。例えば、カートリッジ１００ｂは、振動子１７０、振動受容部２３０、及び液体伝達手段２４０を含む。この際、本体１００ａにカートリッジ１００ｂの一部が挿入されれば、本体１００ａは、端子（図示せず）を通じてカートリッジ１００ｂに電力を提供するか、カートリッジ１００ｂの動作に係わる信号をカートリッジ１００ｂに供給し、これを通じて振動子１７０の動作が制御されうる。

カートリッジ１００ｂの内部に収容されたエアロゾル生成物質を外部から視認可能なようにカートリッジ１００ｂの液体保存部２２０は、少なくとも一部が透明な素材を含む。マウスピース２１０及び液体保存部２２０の全体が透明なプラスチックやガラスなどの素材によって作製され、また液体保存部２２０の一部だけが透明な素材によって作製される。

エアロゾル生成装置１００のカートリッジ１００ｂは、エアロゾル排出通路２５０及び気流通路２６０を含む。

エアロゾル排出通路２５０は、液体保存部２２０の内部に形成されてマウスピース２１０の排出孔２１１と流体連通することができる。したがって、霧化器１２０で発生したエアロゾルは、エアロゾル排出通路２５０に沿って移動し、マウスピース２１０の排出孔２１１を介してユーザに伝達されうる。

気流通路２６０は、外部空気をエアロゾル生成装置１００の内部に流入させる通路である。気流通路２６０を介して流入された外部空気は、エアロゾル排出通路２５０に流入されるか、エアロゾルが発生する空間に流入されうる。これにより、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と混合されてエアロゾルが生成されうる。

例えば、図２に図示されたように、気流通路２６０は、エアロゾル排出通路２５０の外部を取り囲むように形成されうる。したがって、エアロゾル排出通路２５０及び気流通路２６０の形態は、エアロゾル排出通路２５０が内側に配置され、気流通路２６０がエアロゾル排出通路２５０の外側に配置される二重管状でもある。これにより、外部空気は、エアロゾル排出通路２５０からエアロゾルが移動する方向と反対方向に気流通路２６０を介して流入されうる。

一方、気流通路２６０は、上述したところによって限定されない。例えば、気流通路２６０は、本体１００ａとカートリッジ１００ｂが結合するとき、本体１００ａとカートリッジ１００ｂの間に形成される空間でもある。気流通路２６０は、霧化器１２０と流体連通されうる。

上述した実施例に係わるエアロゾル生成装置１００において本体１００ａとカートリッジ１００ｂの長手方向を横切る方向における断面は、ほぼ円形、楕円形、正方形、長方形または様々な形態の多角形の断面形状でもある。但し、エアロゾル生成装置１００の断面形状は、上述したところによって制限されず、エアロゾル生成装置１００は、長手方向に延びるとき、必ずしも直線状に延びる構造によって制限されるものではない。例えば、エアロゾル生成装置１００の断面形状は、ユーザが手に取りやすいように流線形であるか、特定領域で既定の角度に折り曲げられたものでもある。エアロゾル生成装置１００の断面形状は、長手方向に沿って変化することができる。

以下、超音波振動式エアロゾル生成装置１００においてユーザに一定かつ均一な霧化量を提供するために超音波方式の振動子１７０を備えた霧化器１２０を制御する方法について具体的に説明する。

図３は、一実施例によるエアロゾル生成装置の動作プロセスを説明するための図面である。図３に図示された動作プロセスは、図１及び図２のエアロゾル生成装置１００で時系列的に遂行されるプロセスでもある。

「Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ」３１０は、ユーザがエアロゾル生成装置１００を使用していない状態（すなわち、エアロゾル生成装置１００の動作開始前の状態）でもある。例えば、エアロゾル生成装置１００の「Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ」３１０の状態は、スリープモード（ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）、待機モード（ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ）またはシップモード（ｓｈｉｐ ｍｏｄｅ）でもある。「Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ」３１０の状態では、霧化器１２０がいかなる動作も遂行していないが、一部センサが周期的にセンシング動作を遂行する。また、ユーザインターフェース１４０もユーザ入力を受信するために待機してもいる。

ユーザ入力によって、エアロゾル生成装置１００の動作が開始された場合、エアロゾル生成装置１００は、「Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ」３１０の状態から「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」の状態に遷移されうる。「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」の状態は、霧化器１２０に入力電圧が印加されて動作が開始された状態を意味する。

「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０は、霧化器１２０に入力電圧（または、電力）が印加されることにより、霧化器１２０が所定の予熱温度で予熱を遂行している状態である。具体的に、「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０は、まだユーザが最初のパフを遂行する前の状態でもある。したがって、「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０では、霧化器１２０の振動子１７０による超音波振動によって、エアロゾル生成物質の粘度が徐々に減少しているが、まだエアロゾル生成物質の霧化は起こっていない状態でもある。

「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０が完了した後、エアロゾル生成装置１００を用いてユーザがパフを開始した場合、エアロゾル生成装置１００は「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０に遷移されうる。「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０は、霧化器１２０の振動子１７０の超音波振動によって、エアロゾルが発生してユーザにエアロゾルが吸入される状態を意味する。「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０において霧化器１２０の振動子１７０は、エアロゾル生成物質の霧化のために「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０より速く振動しつつ、温度がさらに高い状態でもある。

具体的に、振動子１７０は、振動すると共に温度が上昇しうる。例えば、振動子１７０は、電気エネルギーの一部を運動エネルギーに変換して所定の振動速度で振動することができる。振動子１７０の振動によって、エアロゾル生成物質の温度が調節されうる。振動子１７０は、所定の周波数を有する所定の電圧に応答して振動し、振動エネルギーがエアロゾル生成物質に伝達されることで、エアロゾル生成物質の温度が変化されうる。

エアロゾル生成物質は、振動子１７０によって振動されることで、エアロゾルを生成するための所定の温度まで加熱されうる。例えば、エアロゾル生成物質が粘度を有する液状物質である場合、エアロゾルを生成するためには、エアロゾル生成物質の温度を所定の温度まで上昇させ、エアロゾル生成物質の粘度を低めなければならない。エアロゾル生成物質の粘度が低くなることで、振動による霧化に要求される時間が短縮され、これにより、霧化がさらに増加することができる。

振動子１７０は、ターゲット振動速度で振動することができる。ターゲット振動速度は、エアロゾル生成装置１００の多様な機能と目的に相応するように予め設定された振動速度でもある。例えば、ターゲット振動速度は、振動子１７０の予熱モードに適した振動速度であるか、またはユーザが所望の霧化量のエアロゾルを生成するための霧化モードに適した振動速度でもある。

ユーザの１回パフが終了された場合、エアロゾル生成装置１００は、「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０から「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０に遷移されうる。「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０は、「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０と同様に霧化器１２０が所定の予熱温度で予熱を遂行している状態を意味する。「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０は、ユーザの連続したパフの間での霧化器１２０の状態である。「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０では、霧化器１２０の振動子１７０による超音波振動によって、エアロゾル生成物質の低い粘度が保持されているが、エアロゾル生成物質の霧化は、起こっていない状態でもある。

また、ユーザがパフを開始すれば「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０から「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０に再び遷移され、そのような「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０及び「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０の間の状態遷移の反復は、エアロゾル生成装置１００で予め設定された喫煙終了条件を満足するまで遂行されうる。例えば、喫煙終了条件は、臨界パフ回数または臨界動作時間に基づいて予め設定されたものでもある。

喫煙終了条件が充足された場合、エアロゾル生成装置１００は、再び「Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ」３１０に遷移され、これにより、エアロゾル生成装置１００での一連のパフで構成された１回の喫煙は、終了されうる。

エアロゾル生成装置１００が「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０である場合と、「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０（または「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０）である場合、霧化器１２０は、互いに異なる動作条件（例えば、互いに異なる動作周波数、互いに異なる入力電圧など）下で加熱を遂行する。具体的に、エアロゾル生成装置１００が「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｗａｉｔ Ｓｔａｔｅ」３４０（または「Ｐｒｅ－Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３２０）である場合、霧化器１２０は、予熱電圧によって予熱モードで動作され、エアロゾル生成装置１００が「Ｐｕｆｆｉｎｇ Ｓｔａｔｅ」３３０である場合、霧化器１２０は、霧化電圧によって霧化モードで動作されうる。

本明細書において、エアロゾル生成物質の「加熱」用語は、エアロゾル生成物質に熱を直接伝達するものに限定されない。例えば、エアロゾル生成物質は、エアロゾル生成物質の分子の振動を誘発する霧化器１２０の振動によって加熱されうる。また、熱は、霧化器１２０からエアロゾル生成物質に伝達されうる。一方、「霧化電圧」という用語は、「正常加熱（ｎｏｒｍａｌ－ｈｅａｔｉｎｇ）電圧」または「正常霧化電圧」という用語に代替されて指称されうる。また、「霧化モード」という用語は、「正常加熱（ｎｏｒｍａｌ－ｈｅａｔｉｎｇ）モード」または「正常霧化モード」という用語に代替されて指称されうる。また、「予熱モード」及び「予熱電圧」という用語も、それぞれ「予備－霧化モード」及び「予備－霧化電圧」という用語に代替されて指称されうる。

図４は、一実施例によるエアロゾル生成装置を用いた１回の喫煙中のパフパターンを説明するための図面である。図４に図示されたパフパターン４００は、本実施例の説明の便宜のための一例に過ぎず、エアロゾル生成装置１００を用いたパフパターンは、図４と異なるパターンでもある。

ユーザがパフを遂行した期間は、「パフ期間」と指称し、パフ間にユーザがパフを遂行していない期間は「非パフ期間」と指称する。但し、それに制限されず、「パフ期間」及び「非パフ期間」の用語は、類似した意味を有する他の用語にも代替されうる。パフパターン４００において、各パフ期間に対応するブロックの幅（ｗｉｄｔｈ）は、パフ期間の相対的な長さを示し、２ブロック間の距離は、非パフ期間の相対的な長さを示す。

図４を参考にすれば、ユーザが喫煙のためにエアロゾル生成装置１００の動作を開始した後、喫煙セッションが終了するまでユーザは、所定回数（例えば、ｎ回）だけのパフを繰り返して遂行することができる。

動作開始後、最初のパフ４０２が遂行されるまでの非パフ期間４０１の間、霧化器１２０は、予熱モードの動作を保持する。ユーザが最初のパフ４０２を遂行すれば、霧化器１２０の状態は、予熱モードから霧化モード（または正常霧化モード）に遷移され、霧化器１２０は、エアロゾルを生成してユーザに提供する。最初のパフ４０２が完了すれば、霧化器１２０は、霧化モードから予熱モードに再び遷移され、霧化器１２０は、非パフ期間４０３の間に予熱モードで動作する。

そのようなパフ期間及び非パフ期間の反復は、パフ感知センサによってカウンティングされたパフ回数が既定の臨界パフ回数（例えば、ｎ回）に到逹するか、または所定の動作時間が経過するまで遂行されうる。同様に、霧化器１２０は、パフ期間及び非パフ期間の反復に対応して、予熱モード及び霧化モードの間でモードスイッチングを遂行する。

超音波方式の振動子１７０を用いるエアロゾル生成装置１００は、振動子１７０に交流電圧を印加して超音波振動を発生させ、エアロゾル生成物質は、振動子１７０によって振動されることで、エアロゾルを生成するための所定の温度まで加熱されうる。この際、エアロゾル生成物質が粘度を有する液状物質である場合、エアロゾルを適切に生成するためには、エアロゾル生成物質の温度を一定の温度まで上昇させ、エアロゾル生成物質の粘度を低めることが望ましい。

エアロゾル生成物質の粘度が低く保持されることで、超音波振動による霧化時間が短縮され、これにより、エアロゾル生成装置１００は、ユーザのパフ時、ユーザに均一な霧化量を提供することができる。したがって、ユーザがパフしていないとき（すなわち、非パフ期間）にも、エアロゾル生成物質の粘度を低く保持することができる方案として、霧化器１２０は、予熱（ｐｒｅ－ｈｅａｔ）動作を遂行していることが望ましい。前述した「予熱モード」は、非パフ期間に霧化器１２０が予熱動作を遂行するモードであり、「霧化モード」は、パフ期間に霧化器１２０が霧化動作（または正常霧化動作）を遂行するモードであって、以下図５を参考にして説明する。

図５は、一実施例による予熱モードと霧化モードで霧化器の入力電圧の変化を示す電圧プロファイルを説明するための図面である。

図５の電圧プロファイル５００を参考にすれば、霧化器１２０の動作の開始（５０１）によって霧化器１２０は、予熱モードで動作し、霧化器１２０には、予熱のための入力電圧として予熱電圧Ｂ［Ｖ］が印加されうる。以後、ユーザパフの感知（５０２）によって霧化器１２０は、霧化モードに転換され、霧化器１２０には、エアロゾル生成のための入力電圧として霧化電圧Ａ［Ｖ］が印加されうる。

ここで、霧化電圧Ａ［Ｖ］は、予熱電圧Ｂ［Ｖ］より高い定電圧でもある。すなわち、霧化器１２０は、霧化電圧Ａ［Ｖ］が印加された場合には、予熱電圧Ｂ［Ｖ］の印加時よりも速い振動速度で動作されることで、エアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化させうる。それと異なって、霧化器１２０は、予熱電圧Ｂ［Ｖ］が印加された場合には、エアロゾル生成物質を霧化させない。この際、霧化器１２０は、エアロゾル生成物質の粘度を低く保持きるほどの温度に予熱を遂行する。すなわち、予熱状態でエアロゾル生成物質の低い粘度が保持されることで、霧化器１２０は、次のパフ開始時よりも速くエアロゾル生成物質を霧化させうる。これにより、各パフごとに生成されるエアロゾル量が均一になってユーザは、さらに好適な喫煙感を感じることができる。

霧化モード以後にユーザパフの終了（５０３）が感知されれば、霧化器１２０は、再び予熱モードに転換される。すなわち、電圧プロファイル５００と同様に、霧化モードと予熱モードとの転換によって霧化器１２０の入力電圧は、霧化電圧Ａ［Ｖ］と予熱電圧Ｂ［Ｖ］との間で反復的にスイッチングされうる。

エアロゾル発生装置１００は、霧化器１２０の入力電圧のレベルを霧化電圧Ａ［Ｖ］または予熱電圧Ｂ［Ｖ］に調節するために、コントローラ１６０と作動的に（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｌｙ）連結されて霧化器１２０に対するコントローラ１６０の駆動電圧の分配を調節する電圧分配器（ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｖｉｄｅｒ）を含む。

例えば、図５で説明された霧化電圧Ａ［Ｖ］は、１３［Ｖ］であり、予熱電圧Ｂ［Ｖ］は、１０［Ｖ］でもある。霧化電圧１３［Ｖ］が霧化器１２０の入力電圧として印加された場合、霧化器１２０は、霧化電圧１３［Ｖ］を振動子（図２の１７０）の霧化動作のための６５［Ｖ］に昇圧して運用することで、エアロゾルを生成することができる。また、予熱電圧１０［Ｖ］が霧化器１２０の入力電圧として印加された場合、霧化器１２０は、予熱電圧１０［Ｖ］を振動子１７０の予熱動作のための６０［Ｖ］に昇圧して運用することで、エアロゾル生成物質の粘度を低く保持することができる。但し、ここで説明された電圧の数値は、説明の便宜のための例示的な数値に過ぎず、本実施例は、それに制限されず、他の適切な電圧値が用いられる。

図６は、一実施例による霧化器の入力電圧を制御するためのエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示す図面である。

図６を参考にすれば、エアロゾル生成装置（例えば、図１の１００）は、図１で説明されたコントローラ１６０と霧化器１２０との間に連結された電圧分配器６１０をさらに含む。

コントローラ１６０は、霧化器１２０の制御のための駆動電圧を出力し、電圧分配器６１０は、駆動電圧に対する電圧分配の割合を調節して霧化器１２０に入力電圧を印加する。具体的に、電圧分配器６１０は、コントローラ１６０と作動的に連結されて霧化器１２０に対する駆動電圧の電圧分配を調節することで、霧化器１２０の入力電圧を制御することができる。これにより、非パフ期間で霧化器１２０が予熱される間に霧化器１２０に予熱電圧が印加され、パフ期間で霧化器１２０がエアロゾル生成物質を霧化する間に霧化器１２０に霧化電圧が印加されうる。

電圧分配器６１０は、コントローラ１６０によって生成された霧化器１２０が予熱モードであるか、あるいは霧化モードであるかを示すモード信号をコントローラ１６０から受信する。電圧分配器６１０は、モード信号に基づいて電圧分配を遂行する。

電圧分配器６１０は、コントローラ１６０から受信された予熱モードに対応する予熱モード信号（または、第１モード信号）または霧化モードに対応する霧化モード信号（または、第２モード信号）によって電圧分配器６１０に含まれた負荷の連結をスイッチングすることで、電圧分配を遂行する。

モード信号は、非パフ期間またはパフ期間を示すパフ感知センサによるセンシング結果に基づいて、コントローラ１６０によって生成されうる。すなわち、コントローラ１６０は、パフ感知センサが非パフ期間またはパフ期間を検出したか否かに基づいて電圧分配器６１０の電圧分配を制御することができる。

一方、コントローラ１６０は、バッテリ（例えば、図１の１１０）の供給電圧に基づいて駆動電圧を生成することができる。具体的に、バッテリ１１０とコントローラ１６０との間には、バッテリ１１０の供給電圧を一定レベルに変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）が備えられる。例えば、バッテリ１１０の供給電圧が４．３［Ｖ］である場合、供給電圧４．３［Ｖ］から変換された所定レベル（例えば、３．３［Ｖ］）の定電圧がコントローラ１６０に入力されうる。但し、ここでのバッテリ１１０の供給電圧値及びコントローラ１６０の入力電圧は、一例示に過ぎず、本実施例は、それに制限されない。

図６の実施例では、説明の便宜上、コントローラ１６０と電圧分配器６１０は、別個の構成要素であると図示されているが、本実施例の具現は、それに制限されない。すなわち、電圧分配器６１０は、コントローラ１６０または霧化器１２０に備えられた構成要素でもあり、そのような変形は、本実施例の範囲に属する。

図７は、一実施例による霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器を説明するための図面である。

図７を参考にすれば、電圧分配器６１０は、第１負荷Ｒ１、第２負荷Ｒ２、第３負荷Ｒ３及びスイッチＳ１を含む。第１負荷Ｒ１、第２負荷Ｒ２及び第３負荷Ｒ３は、直列に連結される。第１負荷Ｒ１は、コントローラ１６０の出力端と霧化器１２０の入力端との間のノード７０１に連結される。駆動電圧Ｖ_駆動は、コントローラ１６０の出力端から出力され、入力電圧Ｖ_入力は、霧化器１２０の入力端に印加される。基準電圧Ｖ_基準は、第１負荷Ｒ１と第２負荷Ｒ２との間の基準電圧ノード７０２に印加される。第３負荷Ｒ３の一端は、第２負荷Ｒ２に連結され、他端は、接地に連結される。スイッチＳ１は、コントローラ１６０から受信されたモード信号によって第２負荷Ｒ２と第３負荷Ｒ３との間の電流フローをスイッチングする。

コントローラ１６０から出力された駆動電圧Ｖ_駆動は、第１負荷Ｒ１及び第２負荷Ｒ２によって電圧降下されるか、または第１負荷Ｒ１、第２負荷Ｒ２及び第３負荷Ｒ３によって電圧降下される。すなわち、第１負荷Ｒ１、第２負荷Ｒ２及び第３負荷Ｒ３それぞれは、駆動電圧Ｖ_駆動の電圧降下のための互いに異なる抵抗値の抵抗素子によって具現されうるが、それに制限されない。

一方、そのような駆動電圧Ｖ_駆動の電圧分配は、モード信号によるスイッチＳ１の動作によっても決定される。スイッチＳ１は、コントローラ１６０から送信されたモード信号を受信するゲート端子、接地に連結されたソース端子、及び第２負荷Ｒ２と第３負荷Ｒ３の間のノード７０３に連結されたドレイン端子を備える、半導体スイッチによって具現される。例えば、スイッチＳ１は、図７に図示されたように、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によっても具現される。したがって、スイッチＳ１は、ゲート端子を通じて受信されたモード信号のタイプによって、接地に連結されたソース端子とノード７０３に連結されたドレイン端子との間の電流フローをスイッチングすることができる。一方、スイッチＳ１は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴではない、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴや他のタイプの半導体スイッチング素子によっても具現される。

図７に図示された電圧分配器６１０は、コントローラ１６０から受信されたモード信号によって霧化器１２０の入力電圧Ｖ_入力を調整するための他の等価回路によっても具現され、そのような等価回路の具現は、本実施例の範囲に属する。

図８は、一実施例によって予熱モードまたは霧化モードを示すためにコントローラによって生成されたモード信号を説明するための図面である。

図８を参考にすれば、予熱モードを示す信号（例えば、予熱モード信号）は、論理値０（ＬＯＷ）を有するデジタル信号であり、霧化モードを示す信号（例えば、霧化モード信号）は、論理値１（ＨＩＧＨ）を有するデジタル信号である。すなわち、モード信号は、デジタルパルス信号に該当しうる。

前述したように、コントローラ１６０は、パフ期間では、霧化モードで霧化器１２０を動作させるために霧化器１２０に霧化電圧が印加されるように制御し、非パフ期間では、予熱モードで霧化器１２０を動作させるために霧化器１２０に予熱電圧が印加されるように制御する。したがって、論理値０（ＬＯＷ）を有するパルス区間は、非パフ期間に対応し、論理値１（ＨＩＧＨ）を有するパルス区間は、パフ期間に対応することができる。

具体的に、図７で説明されたスイッチＳ１は、予熱モードでは、予熱モード信号ＬＯＷに応答してターンオフ（ｔｕｒｎ－ｏｆｆ）状態にスイッチングされ、スイッチＳ１は、霧化モードでは、霧化モード信号ＨＩＧＨに応答してターンオン（ｔｕｒｎ－ｏｎ）状態にスイッチングされる。

電圧分配器６１０は、スイッチＳ１のターンオフ状態によってソース端子とドレイン端子との間の電流フローを遮断し、第３負荷Ｒ３で駆動電圧Ｖ_駆動を降下させることで、霧化器１２０の電圧入力端に予熱電圧を印加する。それと異なって、電圧分配器６１０は、スイッチＳ１のターンオン状態によって第３負荷Ｒ３への電流フローを遮断し、ソース端子とドレイン端子との間の電流フローを許容することで、霧化器１２０の電圧入力端に霧化電圧を印加する。

一方、図８で説明されたモード信号は、図７で説明された電圧分配器６１０の回路構成と連携した利用のみ可能であり、電圧分配器６１０の回路構成が変更されるならば、モード信号の論理値もさらに変更される必要がある。例えば、もし電圧分配器６１０のスイッチＳ１がＰチャネルＭＯＳＦＥＴによって具現されるならば、モード信号は、図８と反対の論理値を有することができる。

図９は、一実施例による電圧分配器の霧化電圧分配モードを説明するための図面である。

図９を参考にすれば、電圧分配器６１０の霧化電圧分配モードは、電圧分配器６１０のスイッチＳ１に霧化モード信号が入力された状態であって、スイッチＳ１は、ターンオン状態である。

電圧分配器６１０の霧化電圧分配モード（または、第２電圧分配モード）において、スイッチＳ１のターンオン状態によって第２負荷Ｒ２の一端は、スイッチＳ１を介して接地と連結されることで、第３負荷Ｒ３への電流フローは、遮断され、駆動電圧Ｖ_駆動は、第３負荷Ｒ３で電圧降下されない。すなわち、駆動電圧Ｖ_駆動は、第１負荷Ｒ１と第２負荷Ｒ２によって電圧降下され、これにより、霧化器１２０の電圧入力端には、霧化器１２０の霧化モードのための霧化電圧Ｖ_霧化が印加されうる。

図１０は、一実施例による電圧分配器の予熱電圧分配モードを説明するための図面である。

図１０を参考にすれば、電圧分配器６１０の予熱電圧分配モード（または、第１電圧分配モード）は、電圧分配器６１０のスイッチＳ１に予熱モード信号が入力された状態であって、スイッチＳ１は、ターンオフ状態である。

電圧分配器６１０の予熱電圧分配モードで、スイッチＳ１のターンオフ状態によってスイッチＳ１を介した電流フローが遮断されることで、第３負荷Ｒ３に電流が流れることになり、これにより、駆動電圧Ｖ_駆動は、第３負荷Ｒ３で電圧降下される。すなわち、駆動電圧Ｖ_駆動は、第１負荷Ｒ１、第２負荷Ｒ２及び第３負荷Ｒ３によって電圧降下され、これにより、霧化器１２０の電圧入力端には、霧化器１２０の予熱モードのための予熱電圧Ｖ_予熱が印加されうる。例えば、電圧分配器６１０の予熱電圧分配モードで予熱電圧Ｖ_予熱は、以下のような数式１によって計算されうる。

［数１］
Ｖ_予熱＝｛Ｒ１／（Ｒ２＋Ｒ３）｝×Ｖ_基準＋Ｖ_基準

すなわち、数式１によれば、予熱モードでは、第３負荷Ｒ３による追加的な電圧降下によって、霧化電圧Ｖ_霧化より低い予熱電圧Ｖ_予熱が霧化器１２０に印加されうる。

図９及び図１０を参考にすれば、電圧分配器６１０は、コントローラ１６０と作動的に連結されて霧化器１２０に予熱電圧Ｖ_予熱の印加のための予熱電圧分配モード（図１０）または霧化電圧Ｖ_霧化の印加のための霧化電圧分配モード（図９）にスイッチングされ、これにより、霧化器１２０に対する駆動電圧Ｖ_駆動を予熱電圧Ｖ_予熱または霧化電圧Ｖ_霧化に調節して霧化器１２０に調節された電圧を印加する。

図１１は、一実施例によるエアロゾル生成装置を制御する方法のフローチャートである。図１１の制御方法は、図１ないし１０で説明されたエアロゾル生成装置１００で遂行される段階に該当する。したがって、以下省略された内容であっても、前述した内容は、図１１の制御方法にも適用されうる。

１１０１段階において、エアロゾル生成装置１００を使用しようとするユーザによってユーザ命令が入力された場合、エアロゾル生成装置１００の動作が開始されうる。

１１０２段階において、エアロゾル生成装置１００に備えられたパフ感知センサは、ユーザのパフを感知する。エアロゾル生成装置１００の動作が開始された後、ユーザパフが感知されるまで、エアロゾル生成装置１００は、１１０３段階ないし１１０５段階を遂行して、予熱モードを遂行する。しかし、ユーザパフが感知されれば、１１０６段階が遂行される。

１１０３段階において、エアロゾル生成装置１００のコントローラ１６０は、予熱モードであることを示す予熱モード信号を生成する。生成された予熱モード信号は、コントローラ１６０と作動的に連結された電圧分配器６１０に伝送される。

１１０４段階において、電圧分配器６１０のスイッチＳ１は、受信された予熱モード信号によってターンオフされ、スイッチＳ１を介した電流フローが遮断される。これにより、電圧分配器６１０の第３負荷Ｒ３に電流が流れることで、駆動電圧Ｖ_駆動は、第３負荷Ｒ３で電圧降下される。

１１０５段階において、電圧分配器６１０は、電圧分配器６１０内の負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３による電圧降下に基づいて、霧化器１２０に予熱電圧Ｖ_予熱を印加する。パフ感知センサでユーザのパフが感知されるまで（１１０２段階のＹＥＳ）、霧化器１２０は、予熱電圧Ｖ_予熱 による予熱モードを保持する。

１１０６段階において、ユーザのパフが感知された場合、コントローラ１６０は、霧化モードであることを示す霧化モード信号を生成する。生成された霧化モード信号は、電圧分配器６１０に伝送される。

１１０７段階において、電圧分配器６１０のスイッチＳ１は、受信された霧化モード信号によってターンオンされ、第２負荷Ｒ２の一端がスイッチＳ１を介して接地と連結されることで、第３負荷Ｒ３への電流フローは、遮断される。これにより、電圧分配器６１０の駆動電圧Ｖ_駆動は、第１負荷Ｒ１及び第２負荷Ｒ２で電圧降下される。

１１０８段階において、電圧分配器６１０は、電圧分配器６１０内の負荷Ｒ１、Ｒ２による電圧降下に基づいて、霧化器１２０に霧化電圧Ｖ_霧化を印加する。

１１０９段階において、コントローラ１６０は、現在のパフ回数または現在の動作時間に基づいて、喫煙終了条件が充足されたか否かを判断する。喫煙終了条件が充足された場合、１１１０段階が遂行される。しかし、喫煙終了条件が充足されていない場合、非パフ期間の間、霧化器１２０が再び予熱モードに進入するために、１１０３段階ないし１１０５段階が遂行される。

１１１０段階において、喫煙終了条件が充足された場合、喫煙を終了するために、エアロゾル生成装置１００の動作は終了する。

図１２は、一実施例によるエアロゾル生成装置を制御する方法のフローチャートである。図１２の制御方法は、図１ないし１０で説明されたエアロゾル生成装置１００で遂行される段階に該当する。したがって、以下省略された内容であっても、前述した内容は、図１２の制御方法にも適用されうる。

１２０１段階において、コントローラ１６０は、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器１２０の駆動のための駆動電圧Ｖ_駆動を出力する。

１２０２段階において、コントローラ１６０と作動的に連結された電圧分配器６１０は、非パフ期間で霧化器１２０が予熱される間に霧化器１２０に予熱電圧Ｖ_予熱が印加され、パフ期間で霧化器１２０が加熱される間に霧化器１２０に霧化電圧Ｖ_霧化が印加されるように霧化器１２０の入力電圧を制御する。この際、コントローラ１６０は、予熱モードに対応する予熱モード信号または霧化モードに対応する霧化モード信号を生成する。電圧分配器６１０は、予熱モード信号または霧化モード信号に応答して電圧分配器６１０に含まれたスイッチＳ１の動作を制御する。スイッチＳ１の動作に応答して電圧分配器６１０に含まれた負荷の連結が変更されることで、駆動電圧Ｖ_駆動の電圧分配が遂行されうる。電圧分配に基づいて予熱電圧Ｖ_予熱または霧化電圧Ｖ_霧化が入力電圧として霧化器１２０に印加される。

一方、上述した方法は、コンピュータで実行されうるプログラムで作成可能であり、コンピュータで読取り可能な非一時的な（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体を用いて前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現されうる。また、上述した方法で使用されたデータの構造は、コンピュータで読取り可能な記録媒体に様々な手段を通じて記録されうる。前記コンピュータで読取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ＵＳＢ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）のような記録媒体を含む。

本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者は、前記記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態によっても具現されるということを理解できるであろう。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本実施例の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示され、それと同等な範囲内にある全ての相違点は、本実施例に含まれていると解釈されねばならない。

Claims (15)

1. エアロゾル生成装置において、
   エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器と、
   前記霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラと、
   前記コントローラと作動的に連結されて前記駆動電圧の電圧分配を調節することで、非パフ期間で前記霧化器が予熱される間に前記霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で前記霧化器が前記エアロゾル生成物質を霧化する間に前記霧化器に霧化電圧が印加されるように前記霧化器の入力電圧を制御する電圧分配器と、を含む、エアロゾル生成装置。
2. 前記予熱電圧は、前記霧化電圧より低い定電圧である、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記コントローラは、前記霧化器が予熱モードであるか、あるいは霧化モードであるかを示すモード信号を生成し、
   前記電圧分配器は、前記モード信号に基づいて前記電圧分配を遂行する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記電圧分配器は、
   前記予熱モードに対応する第１モード信号または前記霧化モードに対応する第２モード信号によって前記電圧分配器に含まれた負荷の連結を変更する、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記電圧分配器は、
   前記コントローラの前記駆動電圧の電圧出力端と前記霧化器の電圧入力端との間のノードに連結された第１負荷と、
   前記第１負荷に直列に連結された第２負荷と、
   前記コントローラから基準電圧が印加される前記第１負荷と前記第２負荷との間の基準電圧ノードと、
   一端は、前記第２負荷に連結され、他端は、接地に連結された第３負荷と、
   前記コントローラから受信されたモード信号によって前記第２負荷と前記第３負荷との間の電流フローをスイッチングするスイッチと、を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記スイッチは、
   ゲート端子を通じて受信された前記モード信号のタイプによって、接地に連結されたソース端子と、前記第２負荷と前記第３負荷との間のノードに連結されたドレイン端子との間の電流フローをターンオン（ｔｕｒｎ ｏｎ）及びターンオフ（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）する半導体スイッチを含む、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記スイッチは、
   前記コントローラから受信された予熱モードに対応する第１モード信号に応答してターンオフ（ｔｕｒｎ－ｏｆｆ）され、
   前記電圧分配器は、
   前記スイッチのターンオフ状態によって前記ソース端子と前記ドレイン端子との間の前記電流フローを遮断し、前記第３負荷で前記駆動電圧を降下させることで、前記霧化器の前記電圧入力端に前記予熱電圧を印加する、請求項６に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記スイッチは、
   前記コントローラから受信された霧化モードに対応する第２モード信号に応答してターンオン（ｔｕｒｎ－ｏｎ）され、
   前記電圧分配器は、
   前記スイッチのターンオン状態によって前記第３負荷への電流フローを遮断し、前記ソース端子と前記ドレイン端子との間の前記電流フローを許容することで、前記霧化器の前記電圧入力端に前記霧化電圧を印加する、請求項６に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記第３負荷は、
   予熱モードでは、前記スイッチによって電流フローが許容され、
   霧化モードでは、前記スイッチによって前記電流フローが遮断される、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記霧化器は、
    予熱モードで前記第３負荷による電圧降下によって、前記霧化電圧より低い前記予熱電圧が印加される、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
11. 前記霧化器は、
    超音波振動を発生させて前記エアロゾル生成物質を前記エアロゾルに霧化させる振動子を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
12. ユーザのパフを感知するパフ感知センサをさらに含み、
    前記コントローラは、
    前記パフ感知センサが前記非パフ期間または前記パフ期間を感知したかということに基づいて前記電圧分配器の前記電圧分配を制御する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
13. エアロゾル生成装置を制御する方法において、
    コントローラで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器の駆動のための駆動電圧を出力する段階と、
    前記コントローラと作動的に連結された電圧分配器によって、非パフ期間で前記霧化器が予熱される間、前記霧化器に予熱電圧が印加され、パフ期間で前記霧化器が前記エアロゾル生成物質を霧化する間、前記霧化器に霧化電圧が印加されるように前記霧化器の入力電圧を制御する段階と、を含む、方法。
14. 前記コントローラで、予熱モードに対応する第１モード信号または霧化モードに対応する第２モードを生成する段階をさらに含み、
    前記制御する段階は、
    前記第１モード信号または前記第２モード信号に応答して前記電圧分配器に含まれたスイッチの動作を制御する段階と、
    前記スイッチの前記動作に応答して前記電圧分配器に含まれた負荷の連結をスイッチングすることで、前記駆動電圧の電圧分配を調節する段階と、
    前記調節された電圧分配に基づいて前記予熱電圧または前記霧化電圧を前記入力電圧として前記霧化器に印加する段階と、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. エアロゾル生成装置において、
    エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する霧化器と、
    前記霧化器の制御のための駆動電圧を出力するコントローラと、
    前記コントローラと作動的に連結され、前記霧化器に予熱電圧の印加のための第１電圧分配モードと霧化電圧の印加のための第２電圧分配モードとをスイッチングすることで、前記霧化器に対する前記駆動電圧の電圧分配を調節する電圧分配器と、を含む、エアロゾル生成装置。

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