JP7284818B2 - 光学モジュール及びそれを含むエアロゾル生成装置 - Google Patents

光学モジュール及びそれを含むエアロゾル生成装置 Download PDF

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Description

本発明は、光学モジュール及びそれを含むエアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、赤外線を用いてタッチ方式の入力を受けることができ、可視光線を用いて表示機能を遂行する光学モジュール及びそれを含むエアロゾル生成装置に関する。
最近、タッチ方式の入力方式がコンピュータなどの電子機器でポインティング装置または入力装置などを具現するために広く使用されている。タッチ方式の入力装置は、静電容量方式、抵抗膜方式、超音波方式及び赤外線方式などによって具現され、コンピュータはもとより、携帯電話、モニタ、及び各種携帯機器などへの使用が広く拡散されている。
関連技術として、静電容量方式の装置は、ユーザの皮膚（例えば、指）が装置を直接接触しなくても、入力を認識することができる。したがって、デバイスがポケットの中にある場合、皮膚とデバイスとの距離が認識可能範囲内にあるならば、皮膚とデバイスとの間の薄い布が電荷量の変化を引き起こし、意図せぬ入力を発生させてしまう。
抵抗膜方式の装置は、物理的動作距離が必要であるので、物理的キーまたはボタンの利用がさらに便利である。
また、超音波方式の装置は、ノイズ及び湿気に脆弱であって、ある状況では、誤動作の可能性が大きく、汚染物質によって作動不能にもなる。
１以上の実施例による光学モジュールは、赤外線を放出する赤外線発光部；前記赤外線発光部から放出された赤外線を受光し、受光された赤外線の光量に基づいて信号を発生させる赤外線受光部；前記赤外線発光部と前記赤外線受光部との間に配置され、前記赤外線発光部から放出された赤外線を前記赤外線受光部に向かって反射させ、タッチ入力が発生することにより、反射する赤外線の光量を変化させるタッチインターフェース；及び可視光線が前記タッチインターフェースを透過して外部に放出されるように前記タッチインターフェースに向かって可視光線を放出する可視光線発光部；を含む。
一実施例に係わるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 一実施例に係わるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 一実施例に係わるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 図１に図示されたシガレットの一実施例を示す分解図である。 一部実施例に係わる光学モジュールを概略的に示す斜視図である。 図５に図示された実施例に係わる光学モジュールのVI－VI線断面図である。 図５に図示された実施例に係わる光学モジュールを長手方向に切断した断面に対する斜視図である。 一部実施例に係わる光学モジュールを含むエアロゾル生成装置を示す概路図である。 一実施例に係わるエアロゾル生成装置が動作する方法を例示的に示すフローチャートである。
１以上の実施例による光学モジュールは、赤外線を放出する赤外線発光部；赤外線発光部から放出された赤外線を受光し、受光された赤外線の光量に基づいて信号を発生させる赤外線受光部；赤外線発光部と赤外線受光部の間に配置されて赤外線発光部から放出された赤外線を赤外線受光部に向かって反射させ、タッチ入力が発生することにより、反射する赤外線の光量を変化させるタッチインターフェース；及び可視光線がタッチインターフェースを透過して外部に放出されるようにタッチインターフェースに向かって可視光線を放出する可視光線発光部；を含む。
また、光学モジュールは、赤外線発光部から放出された赤外線とタッチインターフェースで反射された赤外線を案内する光伝達部をさらに含んでもよい。
また光伝達部は、赤外線発光部から放出された赤外線を拡散させるレンズ面を含む拡散部、拡散された赤外線をタッチインターフェースに向かって案内してタッチインターフェースから反射した赤外線を赤外線受光部に向かって案内する経路変更部及びタッチインターフェースから反射して経路変更部によって案内された赤外線を集光するレンズ面を含む集光部を含んでもよい。
また、タッチインターフェースは、赤外線発光部から放出された赤外線が拡散部によって拡散される方向に延びる長軸を有する形状でもある。
また、経路変更部は、赤外線の反射を通じて赤外線発光部から放射された赤外線の移動経路を変更させる赤外線反射面を含んでもよい。
また、タッチインターフェースの表面、拡散部のレンズ面、集光部のレンズ面及び経路変更部の赤外線反射面は、表面粗度Ｒａが１以下でもある。
また、光学モジュールは、可視光線発光部から放出された可視光線を前記タッチインターフェースに向かって案内する可視光線反射面をさらに含んでもよい。
また、可視光線伝達器は、可視光線発光部から放出された可視光線を反射させる可視光線反射面と、可視光線反射面で反射された可視光線を拡散させる可視光線レンズ面とを含んでもよい。
また、タッチインターフェースに入射する赤外線の入射角は、内部全反射(total internal reflection)を発生させる臨界角(critical angle)よりも大きく、前記タッチインターフェースに入射する可視光線の入射角は、臨界角よりも小さい。
１以上の実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品からエアロゾルを生成し、上述した実施例に係わる光学モジュールを含んでもよい。
また、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成装置の外観を形成するハウジングをさらに含み、タッチインターフェースは、ハウジングの外部面に露出されうる。
また、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を加熱するヒータ、ヒータに電力を供給するバッテリ及びタッチインターフェースでタッチが発生すれば、ヒータを予熱するためにヒータに供給される電力を制御し、タッチインターフェースが既設定色相の可視光線を発光させるように制御する制御部をさらに含んでもよい。
また、制御部は、ヒータの予熱が完了すれば、タッチインターフェースで発光された可視光線の色相を変更するようにタッチインターフェースを制御することができる。
実施例で使用される用語は、実施例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、これは発明が属する技術分野の通常の知識を有する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で詳細にその意味を記載する。したがって実施例の説明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本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。
ここで使用される要素のリストの前に位置する「少なくとも１つの」のような表現は、要素の全体リストを修飾するものであり、リストの個別要素を修飾するものではない。例えば、「ａ、ｂ、及びｃの少なくとも１つ」は、単に「ａ」、単に「ｂ」、単に「ｃ」、「ａとｂ」、「ａとｃ」、「ｂとｃ」、または「ａ、ｂ及びｃ」をいずれも含むと理解されねばならない。
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」というような用語は、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。
１つの要素や層が他の要素や層の「上に」、「上方に」、「上部に」、「連結された」、「結合された」と言及するとき、１つの要素や層が他の要素や層のすぐ上に、上方に、上部に、連結されるか、または、結合されうる。逆に、１つの要素が他の要素や層の「直ぐ上に」、「直上に」、「直ぐ上部に」、「直接連結された」、または「直接結合された」と言及するときには、中間に介在された要素や層が存在しないのである。全体として同じ番号は、同じ要素を指称する。
明細書全体においてエアロゾル生成装置は、ユーザの口を通じて、ユーザの肺に直接吸入可能なエアロゾルを発生させるために、エアロゾル生成物質を用いてエアロゾルを生成する装置でもある。例えば、エアロゾル生成装置は、ホルダ(holder)でもある。
明細書全体において「パフ」とは、ユーザの吸入を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を通じて、ユーザの口腔内、鼻腔内または肺に吸い込む動作を意味する。
以下、添付図面に基づいて実施例について発明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よって具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
以下では、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１ないし図３は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２及びヒータ１３を含む。図２及び図３を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、蒸気化器１４をさらに含む。また、エアロゾル生成装置１の内部空間には、シガレット２が挿入されうる。
図１ないし図３に図示されたエアロゾル生成装置１には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１ないし図３に図示された構成要素以外に他の構成要素がエアロゾル生成装置１にさらに含まれるということを、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。
図１には、バッテリ１１、制御部１２、及びヒータ１３が一列に配置されたように図示されている。また、図２には、バッテリ１１、制御部１２、蒸気化器１４、及びヒータ１３が一列に配置されたように図示されている。また、図３には、蒸気化器１４及びヒータ１３が並列に配置されたように図示されている。しかし、エアロゾル生成装置１の内部構造は、図１ないし図３に図示されたものに限定されない。すなわち、エアロゾル生成装置１の設計によって、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３及び蒸気化器１４の配置は、変更されうる。
シガレット２がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３及び／または蒸気化器１４を作動させ、エアロゾルを発生させうる。ヒータ１３及び／または蒸気化器１４によって発生したエアロゾルは、シガレット２のフィルタを通過して、ユーザに伝達される。
必要によって、シガレット２がエアロゾル生成装置１に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３を加熱することができる。
バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１は、ヒータ１３または蒸気化器１４が加熱されるように電力を供給し、制御部１２の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１に設けられたディスプレイ、センサ、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。例えば、バッテリ１１は、リチウムイオンバッテリ、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またはリチウムポリマーバッテリ）でもある。
制御部１２は、エアロゾル生成装置１の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２は、バッテリ１１、ヒータ１３及び蒸気化器１４だけではなく、エアロゾル生成装置１に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２は、エアロゾル生成装置１の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１が動作可能な状態であるか否かを判断する。
制御部１２は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、汎用的な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、他の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、本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。
ヒータ１３は、バッテリ１１から供給された電力によって加熱されてエアロゾル生成装置１に挿入されたシガレットを加熱することができる。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置１に挿入されれば、ヒータ１３は、シガレットに挿入されるか、シガレットの外部に位置する。したがって、加熱されたヒータ１３は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させうる。
ヒータ１３は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３は、導電性トラック(track)を含み、導電性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３が加熱されうる。しかし、ヒータ１３は、上述した例に限定されず、希望温度まで加熱可能なものであれば、制限なしに該当しうる。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１に予め設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されていてもよい。
他の例において、ヒータ１３は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ１３は、シガレットを誘導加熱方式で加熱するための導電性コイルを含み、シガレットは、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを含んでもよい。
例えば、ヒータ１３は、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素、または棒状加熱要素の加熱要素を含み、加熱要素の形状によってシガレットの内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置１には、ヒータ１３が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ１３は、シガレットの内部に挿入されるように配置されてもよく、シガレットの外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３のうち、一部は、シガレットの内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２の外部に配置されうる。また、ヒータ１３の形状は、図１ないし図３に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。
蒸気化器１４は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレットを通過して、ユーザに伝達されうる。すなわち、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルがシガレットを通過して、ユーザに伝達されるように構成されうる。
例えば、蒸気化器１４は、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素を含んでもよいが、それらに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル生成装置１に含まれてもよい。
液体保存部は、液状組成物を保存することができる。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。液体保存部は、蒸気化器１４から分離できるように作製されてもよく、蒸気化器１４と一体として作製されてもよい。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、または、ビタミン混合物を含んでもよい。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を含んでもよいが、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んでもよい。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んでもよい。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達する。例えば、液体伝達手段は、綿纎維、セラミック纎維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それらに限定されるものではない。
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されるものではない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によっても配置される。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成されうる。
例えば、蒸気化器１４は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されるものではない。
一方、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３及び蒸気化器１４以外に他の構成要素を含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、少なくとも１つのセンサ（例えばパフ検知センサ、温度検知センサ、シガレット挿入感知センサなど）を含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、シガレット２が挿入されている間に外部空気が流入されるか、内部気体が流出されるようになされうる。
図１ないし図３には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１は、別途のクレードルと共に、システムを構成しうる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１のバッテリ１１の充電に用いられうる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１が結合された状態でヒータ１３が加熱されてもよい。
シガレット２は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２は、エアロゾル生成物質を含む第１部分とフィルタなどを含む第２部分に区分されうる。または、シガレット２の第２部分にも、エアロゾル生成物質が含まれてもよい。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られたエアロゾル生成物質が第２部分に挿入されてもよい。
エアロゾル生成装置１の内部には、第１部分の全体が挿入され、第２部分は、外部に露出される。選択的には、エアロゾル生成装置１の内部に第１部分の一部だけ挿入されてもよい。そうではなければ、第１部分の全体及び第２部分の一部がエアロゾル生成装置１の内部に挿入されてもよい。ユーザは、第２部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込む。この際、エアロゾルは、外部空気が第１部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分を通過して、ユーザの口に伝達される。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置１に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節されうる。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節されうる。他の例として、外部空気は、シガレット２の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２の内部に流入されてもよい。
以下、図４を参照して、シガレット２の例を説明する。
図４を参照すれば、シガレット２は、タバコロッド２１及びフィルタロッド２２を含む。図１ないし図３に基づいて前述した第１部分は、タバコロッド２１を含み、第２部分は、フィルタロッド２２を含む。
図４には、フィルタロッド２２が単一セグメントとして図示されているが、それに限定されない。すなわち、フィルタロッド２２は、複数のセグメントで構成されてもよい。例えば、フィルタロッド２２は、エアロゾルを冷却するセグメント及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングするセグメントを含んでもよい。また、必要によって、フィルタロッド２２には、他の機能を遂行する少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。
シガレット２は、少なくとも１枚のラッパ２４によっても包装される。ラッパ２４には、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成されうる。一例として、シガレット２は、１枚のラッパ２４によっても包装される。他の例として、シガレット２は、２以上のラッパ２４によって重畳して包装されてもよい。例えば、第１ラッパ２４１によってタバコロッド２１が包装され、ラッパ２４２、２４３、２４４によってフィルタロッド２２が包装されうる。そして、単一ラッパ２４５によってシガレット２全体が再包装されうる。もし、フィルタロッド２２が複数のセグメントで構成されていれば、それぞれのセグメントがラッパ２４２、２４３、２４４によっても包装される。
タバコロッド２１は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、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、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、及びオレイルアルコールのうち、少なくとも１つを含むことができるが、それに限定されない。また、タバコロッド２１は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸（organic acid）のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド２１には、メントールまたは保湿剤などの加香液が、タバコロッド２１に噴射されることで添加することができる。
タバコロッド２１は、多様にも作製される。例えば、タバコロッド２１は、シート(sheet)状にも作製され、ストランド(strand)状にも作製される。また、タバコロッド２１は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによって作製されてもよい。
タバコロッド２１は、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミ箔のような金属ホイルでもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１に伝達される熱を均一に分散させてタバコロッドの熱伝導率を向上させ、これによりタバコ味を向上させうる。また、タバコロッド２１を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能が行える。この際、図面に図示されていないが、タバコロッド２１は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にも追加のサセプタをさらに含んでもよい。
フィルタロッド２２は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド２２の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２は、円柱状ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ状ロッドでもある。また、フィルタロッド２２は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち、少なくとも１つが異なる形状にも作製される。
フィルタロッド２２は、フィルタロッド２２で香味が発生するように作製されうる。例えば、フィルタロッド２２に加香液が噴射され、加香液が塗布される別途の繊維がフィルタロッド２２の内部に挿入されてもよい。
また、フィルタロッド２２には、少なくとも１つのカプセル２３が含まれる。ここで、カプセル２３は、香味を発生させる機能を行い、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル２３は、香料を含む液体を被膜で覆い包んだ構造でもある。カプセル２３は、球状または円筒状を有することができるが、それに制限されない。
フィルタロッド２２は、エアロゾルを冷却する冷却セグメントを含み、冷却セグメントは高分子物質または生分解性高分子物質によっても製造される。例えば、冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸(polylactic acid)だけで作製される。または、冷却セグメントは、複数の穿孔を含む酢酸セルロースフィルタによって作製される。但し、それに限定されるものではなく、エアロゾルを冷却することができる互いに異なる要素が使用されうる。
図示されていないが、シガレット２は、前端プラグをさらに含んでもよい。前端プラグは、タバコロッド２１の一側に、すなわち、フィルタロッド２２を向かない一側に位置してもよい。前端プラグは、タバコロッド２１の外部への離脱を防止し、喫煙中にタバコロッド２１から液状化されたエアロゾルがエアロゾル生成装置１に流れて行くことを防止することができる。
図５は、一実施例に係わる光学モジュールを概略的に示す斜視図であり、図６は、図５に図示された実施例に係わる光学モジュールのVI－VI線断面図である。
図５及び図６を参照すれば、光学モジュール１００は、赤外線発光部１１０、赤外線受光部１２０、タッチ部（すなわち、タッチインターフェース）１３０、光伝達部１４０及び可視光線発光部１５０を含んでもよい。
光伝達部１４０は、赤外線発光部１１０と赤外線受光部１２０との間で延びるベース１４５と、ベース１４５から上側に突出する突出部１４７を含んでもよい。タッチインターフェース１３０は、突出部１４７の上部面に配置されうる。タッチインターフェース１３０は、外部に露出されて、ユーザのタッチ入力を容易に受信することができる。
図５及び図６において、ベース１４５と突出部１４７とが一体型本体の互いに異なる部分であると図示されているが、実施例は、これによって制限されない。例えば、ベース１４５と突出部１４７は、それぞれ別途に製造された独立した部品でもあり、実施例による使用のために互いに結合されうる。
赤外線発光部１１０は、赤外線を放出し、赤外線受光部１２０は、赤外線発光部１１０から放出された赤外線の少なくとも一部を受光する。赤外線受光部１２０は、受光される赤外線の光量に基づいた信号を発生し、これにより赤外線発光部１１０から赤外線受光部１２０に移動する赤外線光量の変化が検知されうる。
タッチインターフェース１３０は、赤外線発光部１１０と赤外線受光部１２０との間に配置される。タッチインターフェース１３０で赤外線発光部１１０から放出された赤外線の少なくとも一部が反射し、反射した赤外線は、赤外線受光部１２０に受光される。タッチインターフェース１３０は、外部の媒質（例えば、空気）に対して一定比率で赤外線を反射している。例えば、タッチインターフェース１３０は、空気よりも大きい屈折率を有し、これにより、タッチインターフェース１３０に入射する赤外線は、タッチインターフェース１３０で全反射する。この際、タッチインターフェース１３０に外部物体（例えば、ユーザの指）が接触すれば、指と接触するタッチインターフェース１３０は、外部の媒質が空気ではなく指になるので、瞬間的に内部全反射(total internal reflection)条件が変更される。これにより、タッチが発生する前に反射される赤外線と比較して、外部に透過する赤外線の光量が増加する。したがって、タッチインターフェース１３０でタッチが発生するとき、赤外線受光部１２０に受光される赤外線の光量は、タッチが発生する前と比較して変化される。
可視光線発光部１５０は、可視光線を放出する。可視光線は、タッチインターフェース１３０を透過して外部に放出されるので、タッチインターフェース１３０は、エアロゾル生成装置１の表示機能を遂行する。したがって、前述した実施例に係わるエアロゾル生成装置１は、タッチインターフェース１３０がユーザのタッチを検知するだけでなく、エアロゾル生成装置１の状態を表示する機能を同時に遂行することができる。
図６を参照すれば、赤外線発光部１１０から放出された赤外線がタッチインターフェース１３０及び光伝達部１４０を通じて赤外線受光部１２０に伝達される過程が図示されている。図６において図示された矢印は、赤外線が移動する経路を例示的に示す。光伝達部１４０は、赤外線の移動経路に位置し、赤外線発光部１１０から放出された赤外線とタッチインターフェース１３０で反射された赤外線を赤外線受光部１２０に案内する。光伝達部１４０は、赤外線が案内されるか、可視光線が透過するように、アクリルのような透明樹脂やガラスのような素材で構成されうる。
また、図５を参照すれば、光伝達部１４０は、赤外線発光部１１０から放出された赤外線が拡散される拡散部１４１、赤外線の移動経路を変更させる経路変更部１４２及び経路変更部１４２を通じて移動された赤外線を集光する集光部１４３を含む。
拡散部１４１は、例えば、複数のレンズ面を含み、複数のレンズ面によって赤外線発光部１１０から放出された赤外線を拡散させる。例えば、赤外線を拡散させるように複数のレンズ面は、凹レンズ面を含み、また拡散部１４１の複数のレンズ面は、赤外線を効率よく拡散させうるように球面レンズ、または屈折面が球面以外の曲面からなる非球面レンズを含んでもよい。このような構成から、タッチインターフェース１３０に向かって移動する赤外線は、拡散部１４１を通過しながら、複数のレンズ面で発生する屈折によって広く拡散されうるので、光学モジュール１００は、赤外線発光部１１０から放出される赤外線の面積よりもさらに広い面積のタッチインターフェース１３０を有することができる。例えば、図５に図示された拡散部１４１のレンズ面は、光学モジュール１００の長手方向と垂直方向に延びており、光学モジュール１００の長手方向に複数のレンズ面が配置されている。したがって、赤外線発光部１１０から放出された赤外線は、拡散部１４１のレンズ面で屈折されて広く拡散され、タッチインターフェース１３０の形状は、拡散部１４１によって赤外線が拡散される方向に延びる長軸を有することができる。しかし、タッチインターフェース１３０の形状は、これによって制限されず、タッチインターフェース１３０が上述したような機能を遂行することができるならば、タッチインターフェース１３０がそれを代替して互いに異なる形状を有することができる。
経路変更部１４２は、赤外線を反射させる赤外線反射面を含む。赤外線発光部１１０から放出され、拡散部１４１によって拡散された赤外線の移動経路は、赤外線反射面によって変更されてタッチインターフェース１３０に案内され、タッチインターフェース１３０で反射された赤外線の移動経路は、赤外線反射面によって変更されて赤外線受光部１２０に案内される。タッチインターフェース１３０と同様に、経路変更部１４２の赤外線反射面は、外部の媒質（例えば、エアロゾル生成装置１内部の空き空間に満たされた空気）に対して一定比率で赤外線を反射している。例えば、経路変更部１４２は、空気よりも大きい屈折率を有し、これにより、赤外線反射面に入射する赤外線は、全反射されうる。
集光部１４３は、例えば、複数のレンズ面を含み、複数のレンズ面によってタッチインターフェース１３０で反射された赤外線を集光させる。例えば、赤外線を集光させるように複数のレンズ面は、凸レンズ面を含み、また集光部１４３の複数のレンズ面は、赤外線を効率よく集光させるように球面または非球面レンズ面を含んでもよい。拡散部１４１で赤外線が拡散される場合とは逆に、集光部１４３は、複数のレンズ面で発生する屈折によって赤外線を集光し、集光された赤外線は、赤外線受光部１２０に移動する。
上述したタッチインターフェース１３０及び光伝達部１４０で赤外線の反射及び屈折を均一に発生させるために、赤外線の反射及び屈折の発生する表面は滑らかになる必要がある。例えば、タッチインターフェース１３０の表面、光伝達部１４０の拡散部１４１のレンズ面、経路変更部１４２の赤外線反射面及び集光部１４３のレンズ面は、表面粗度Ｒａが１以下でもある。
図７は、図５に図示された光学モジュールを長手方向に切断した断面に対する斜視図である。
図７を参照すれば、可視光線発光部１５０から放出された可視光線が可視光線透光部１５１を通じてタッチインターフェース１３０で透過する過程が図示されている。図７で図示された矢印は、可視光線が移動する経路を例示的に示す。可視光線発光部１５０から放出された可視光線は、可視光線反射面１５２で反射され、タッチインターフェース１３０に向かって移動する。可視光線反射面１５２は、平面鏡でもあり、または可視光線を効率よく拡散させる凸面鏡でもある。
この際、可視光線発光部１５０から放出された可視光線は、可視光線反射面１５２で反射して可視光線透光部１５１を透過する。
可視光線透光部１５１は、可視光線反射面１５２で反射された可視光線を屈折によって拡散させる可視光線レンズ面を含んでもよい。例えば、可視光線透光部１５１において可視光線反射面１５２で反射された可視光線が透過する表面は、レンズ面を形成することで、可視光線が、タッチインターフェース１３０に拡散された状態で到逹することができる。また、可視光線レンズ面は、可視光線を効率よく拡散させるように球面レンズまたは非球面レンズを含んでもよい。
タッチインターフェース１３０に入射する赤外線の入射角は、内部全反射(total internal reflection)を発生させる臨界角(critical angle)よりも大きくなり、同時にタッチインターフェース１３０に入射する可視光線の入射角は臨界角よりも小さい。タッチインターフェース１３０に入射する赤外線が全反射を行う場合には、全反射を行わない場合と比較して、赤外線受光部１２０に到逹する赤外線の光量は増加する。したがって、赤外線受光部１２０に到逹する赤外線の光量は、タッチが発生するとき、大きく変化するので、これにより、タッチの感度が向上しうる。
図８は、一実施例に係わる光学モジュールを含むエアロゾル生成装置を示す概路図である。
図８を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、外観を形成するハウジング１５及び光学モジュール１００を含んでもよい。
光学モジュール１００のタッチインターフェース１３０は、ハウジング１５の外部面に露出され、ユーザのタッチ入力を検知し、同時に光学モジュール１００は、エアロゾル生成装置１の内部作動状態をそれぞれ示す互いに異なる色相を有する可視光線を発光させることができる。また、光学モジュール１００は、可視光線の光量を調節することもできる。但し、可視光線の発光は、上述したところに限定されず、互いに異なる方式でユーザに知らせることを出力することができる。例えば、制御部は、可視光線発光部１５０及び／またはタッチインターフェース１３０を制御して可視光線の色相と光量を変化させうる。
一方、制御部１２は、光学モジュール１００の動作を制御することができる。一方、制御部は、エアロゾル生成装置及び／または光学モジュール１００に含まれ、光学モジュール１００の動作を制御することができる。
図９は、一実施例に係わるエアロゾル生成装置の作動を示すフローチャートである。
図９に図示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の動作方法は、エアロゾル生成装置１で順次に処理される段階を含む。したがって、以下で省略された内容であっても、エアロゾル生成装置１について前述した内容は、図９の方法にも適用されうるということが分かる。
段階Ｓ１０において、エアロゾル生成装置１の制御部１２は、ユーザによってタッチインターフェース１３０でタッチが発生したか否かを判断することができる。制御部１２は、ユーザのタッチが入力される場合、段階Ｓ２０によって、ヒータ１３を予熱するようにバッテリ１１からヒータ１３に供給される電力を制御することができる。
段階Ｓ３０において、制御部１２は、ヒータ１３の温度を検知し、段階Ｓ４０において、ヒータ１３が予熱される間に既設定の可視光線を発光させるように制御することができる。例えば、タッチインターフェース１３０は、ヒータ１３が予熱される間には、赤色の可視光線を発光し、ヒータ１３の温度が上昇することにより、可視光線の光量を増加させうる。したがって、ユーザは、タッチインターフェース１３０で表示される可視光線に基づいてヒータ１３の予熱状態を識別することができる。
段階Ｓ５０において、制御部１２は、ヒータ１３の温度が目標温度に到逹したか否かを判断する。目標温度に到逹するまでヒータ１３が連続して予熱されうる。ヒータ１３が目標温度に到逹する場合、段階Ｓ６０によって、発光している可視光線の色を変更することができる。例えば、ヒータ１３が予熱される間にタッチインターフェース１３０で発光されていた赤色の可視光線をヒータ１３が目標温度に到逹した以後に緑色の可視光線に変更し、ユーザに予熱が完了したということを知らせることができる。
このように、エアロゾル生成装置１に含まれた光学モジュール１００は、ユーザのタッチ入力を受信する入力機能を遂行すると共に、ユーザに装置の状態を表示する表示機能を遂行することができる。
図１ないし図３の制御部１２のように図面においてブロックで表示される構成要素、要素、モジュール、またはユニット（現段落で「構成要素」と通称する）の少なくとも１つは、例示的な実施例によって前述したそれぞれの機能を行う多様な個数のハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェア構造体によっても具現される。例えば、これら構成要素の少なくとも１つは、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御を通じてそれぞれの機能を行うことができるメモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテイブルのような直接的な回路構造体を利用することができる。また、これら構成要素の少なくとも１つは、特定論理機能を行うための１つ以上の実行可能な命令を含む１つのモジュール、１つのプログラム、またはコードの一部によって特別に具現され、１つ以上のマイクロプロセッサまたはその他の制御装置によって実行されうる。さらに、少なくとも１つのこれら構成要素は、それぞれの機能を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、１つのマイクロプロセッサのようなプロセッサを含むか、これらによっても具現される。そのような構成要素の２つ以上は、２つ以上の併合された構成要素の機能または全ての動作を遂行する１つの要素に併合されうる。また、これら構成要素の少なくとも１つの機能の少なくとも一部は、これら構成要素の他の１つによっても実行される。また、前記ブロックダイヤグラムには、バスが図示されていないが、構成要素間の通信がバスを通じて実行されうる。上述した例示的な実施例の機能的な側面は、１つ以上のプロセッサを作動させるアルゴリズムによっても具現される。また、ブロックや処理段階で表示された構成要素は、電子的構成、信号処理及び／または制御、データ処理のような関連技術をいずれも採用可能である。
本実施例に係わる技術の通常の技術者は、上述した特性の範囲から外れず、形式と詳細内容に多様な変化がなされるということが理解できるであろう。
開示された方法は、説明的な観点によってのみ考慮され、制限解釈のための目的として考慮されてはならない。
本開示の範囲は、上述した説明よりは、請求項の範囲によってのみ決定され、請求項の均等物の範囲内での全ての相違点は、本開示に含まれるものと見なさねばならない。

Claims (14)

  1. 赤外線を放出する赤外線発光部と、
    前記赤外線発光部から放出された赤外線を受光し、受光された赤外線の光量に基づいて信号を発生させる赤外線受光部と、
    前記赤外線発光部と前記赤外線受光部との間に配置され、前記赤外線発光部から放出された赤外線を前記赤外線受光部に向かって反射させ、タッチ入力が発生することにより、反射する赤外線の光量を変化させるタッチインターフェースと、
    前記赤外線発光部から放出された赤外線と前記タッチインターフェースで反射された赤外線とを案内する光伝達部と、
    可視光線が前記タッチインターフェースを透過して外部に放出され、前記タッチインターフェースが表示機能を遂行するように前記タッチインターフェースに向かって可視光線を放出する可視光線発光部と、を含み、
    前記光伝達部は、前記赤外線発光部と前記赤外線受光部との間で延びるベースと、前記ベースから上側に突出する突出部と、赤外線を前記タッチインターフェースに向かって案内し、前記タッチインターフェースから反射した赤外線を前記赤外線受光部に向かって案内する経路変更部とを含み、
    前記タッチインターフェースは前記突出部の上部面に配置され、
    前記経路変更部は、赤外線の反射を通じて前記赤外線発光部から放射された赤外線の移動経路を変更させる赤外線反射面を含む、光学モジュール。
  2. 前記光伝達部は、前記赤外線発光部から放出された赤外線を拡散させるレンズ面を含む拡散部と、
    前記タッチインターフェースから反射され、前記経路変更部によって案内された赤外線を集光するレンズ面を含む集光部と、を含み、
    前記経路変更部は、拡散された赤外線を前記タッチインターフェースに向かって案内する、請求項１に記載の光学モジュール。
  3. 前記タッチインターフェースは、前記赤外線発光部から放出された赤外線が前記拡散部によって拡散する方向に延びる長軸を有する形状である、請求項２に記載の光学モジュール。
  4. 前記タッチインターフェースの表面、前記拡散部のレンズ面、前記集光部のレンズ面及び前記経路変更部の前記赤外線反射面は、表面粗度Ｒａが１以下である、請求項２に記載の光学モジュール。
  5. 前記拡散部の前記レンズ面及び前記集光部の前記レンズ面は、球面または非球面レンズを含む、請求項２に記載の光学モジュール。
  6. 前記可視光線発光部から放出された可視光線を前記タッチインターフェースに向かって案内する可視光線伝達器(transmitter)をさらに含む、請求項１に記載の光学モジュール。
  7. 前記可視光線伝達器は、前記可視光線発光部から放出された可視光線を反射する可視光線反射面と、前記可視光線反射面で反射された可視光線を拡散させる可視光線レンズ面を含む、請求項６に記載の光学モジュール。
  8. 前記可視光線レンズ面は、球面または非球面レンズを含む、請求項７に記載の光学モジュール。
  9. 前記タッチインターフェースに入射する赤外線の入射角は、内部全反射(total internal reflection)を発生させる臨界角(critical angle)よりも大きく、前記タッチインターフェースに入射する可視光線の入射角は、前記臨界角よりも小さい、請求項１に記載の光学モジュール。
  10. 前記ベースと前記突出部が一体である、請求項１に記載の光学モジュール。
  11. エアロゾル生成物品からエアロゾルを生成するエアロゾル生成装置において、請求項１～１０のうち、いずれか１項に記載の光学モジュールを含む、エアロゾル生成装置。
  12. 前記エアロゾル生成装置の外観を形成するハウジングをさらに含み、
    前記タッチインターフェースは、前記ハウジングの外部面に露出される、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置。
  13. 前記エアロゾル生成物品を加熱するヒータと、
    前記ヒータに電力を供給するバッテリと、
    前記タッチインターフェースにタッチが発生すれば、前記ヒータを予熱するために、前記ヒータに供給される電力を制御し、前記タッチインターフェースが既設定色相の可視光線を発光させるように制御する制御部と、をさらに含む、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置。
  14. 前記制御部は、前記ヒータの予熱が完了すれば、前記タッチインターフェースで発光された可視光線の色相を変更するように前記タッチインターフェースを制御する、請求項１３に記載のエアロゾル生成装置。
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