KR102421752B1 - 카트리지 및 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치가 제공된다. 장치는, 에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부를 구비한 카트리지와 디바이스 본체를 포함한다. 카트리지의 적어도 일부에는 광 투과부가 형성된다. 디바이스 본체는 카트리지를 수용하기 위한 수용 공간과 수용 공간의 저면에 배치되어 카트리지를 향해 광을 조사하는 광원이 구비된다. 광은 광 투과부를 경유하여 카트리지에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 에어로졸 생성 물질을 가열한다.

Description

카트리지 및 에어로졸 생성 장치{CARTRIDGE AND AEROSOL GENERATING DEVICE}

본 발명은 카트리지 및 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디바이스 본체의 소형화가 가능한 카트리지 및 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

비연소식 에어로졸 생성 장치 중에는 본체에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 카트리지를 포함하는 장치가 알려져 있다.

본 발명의 일 예시적인 목적은 디바이스 본체의 소형화가 가능한 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 예시적인 목적은 디바이스 본체의 소형화가 가능하도록 하는 에어로졸 생성 장치를 위한 카트리지를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부를 구비한 카트리지로서, 상기 카트리지의 적어도 일부에 광 투과부가 형성된, 상기 카트리지 및 상기 카트리지를 수용하기 위한 수용 공간과 상기 수용 공간 저면에 배치되어 상기 카트리지를 향해 광을 조사하는 광원이 구비된 디바이스 본체를 포함할 수 있고, 상기 광은 상기 광 투과부를 경유하여 상기 카트리지에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 구성될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지는, 디바이스 본체의 수용 공간에 수용되어 상기 수용 공간 저면에 배치된 광원으로부터의 광을 수신하도록 구성된 카트리지로서, 에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부 및 상기 카트리지의 적어도 일부에 형성된 광 투과부를 포함하고, 상기 광은 상기 광 투과부를 경유하여 상기 카트리지에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 구성될 수 있다.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지 및 에어로졸 생성 장치에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 위한 광원의 위치를 적절히 선택하는 것에 의해 디바이스 본체의 소형화를 달성할 수 있다.

또한, 카트리지에 전력 공급 없이 원격에서 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있어 카트리지 하단부의 완전 밀폐를 달성할 수 있고, 따라서 에어로졸 생성 물질의 누액 문제를 해결할 수 있다.

도 1 은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 4 는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 기반 가열 방식의 카트리지 및 디바이스 본체를 구비하는 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 6 은 도 5 에 도시된 카트리지의 저면을 포함하여 도시한 사시도이다.
도 7 은 일 실시예에 따른 카트리지를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 8 은 도 7 에 도시된 카트리지의 단면도이다.
도 9 는 일 실시예에 따른 카트리지의 공기 유입 경로를 나타내기 위한 카트리지 구성의 개략적인 분리 사시도이다.
도 10 은 일 실시예에 따른 금속 나노 입자 함유 액체 전달 수단의 예시도이다.
도 11 은 일 실시예에 따른 금속 메쉬 (mesh) 액체 전달 수단의 예시도이다.
도 12 는 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 카트리지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13 은 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 디바이스 본체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 14 는 일 실시예에 따른 반사층을 구비한 챔버 프레임의 단면도이다.
도 15 는 일 실시예에 따른 요철부를 구비한 챔버 프레임의 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1 은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

도 1 에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치 (5) 는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 (20) 와, 카트리지 (20) 를 지지하는 본체 (10) 를 포함한다.

카트리지 (20) 는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체 (10) 에 결합할 수 있다. 카트리지 (20) 의 일부분이 본체 (10) 의 수용 공간 (19) 에 삽입됨으로써 카트리지 (20) 가 본체 (10) 에 장착될 수 있다.

카트리지 (20) 는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔 (gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다.

액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.

예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.

니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치 (5) 의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 라트산, 살리신산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 레놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

카트리지 (20) 는 본체 (10) 로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지 (20) 의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상 (phase) 을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸 (aerosol) 을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.

예를 들어, 카트리지 (20) 는 본체 (10) 로부터 전기 신호를 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열하거나, 초음파 진동 방식을 이용하거나, 유도 가열 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 다른 예로서, 카트리지 (20) 가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체 (10) 로부터 카트리지 (20) 에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지 (20) 가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 일 실시예에 따르면, 디바이스 본체 (10) 로부터 조사되는 광을 기반으로 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 것에 의헤 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 해당 실시예에서 카트리지 (20) 에는 별도의 전기 신호 또는 무선 신호가 공급되지 않고 단지 광원으로부터의 광 전달을 통해 원격으로 에어로졸 생성 물질을 가열하는 것이 가능하여, 카트리지 구성의 간소화 및 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 카트리지 하부를 일체형으로 형성하는 것에 의해 에어로졸 생성 물질의 누액 문제도 해결할 수 있다.

카트리지 (20) 는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부 (21) 와 액체 저장부 (21) 의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기 (atomizer) 를 포함할 수 있다.

액체 저장부 (21) 가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부 (21) 가 그릇 (container) 의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부 (21) 의 내부에 예를 들어 스펀지 (sponge) 나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침 (함유) 하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

무화기는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단 (wick; 윅) 과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 수 있다.

액체 전달 수단은 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

히터는 전기 저항에 의해 열을 발생시킴으로써 액체 전달 수단에 전달되는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위하여 구리, 니켈, 텅스텐 등의 금속 소재를 포함할 수 있다. 히터를 예를 들어, 금속 열선 (wire), 금속 열판 (plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으며, 니크롬선과 같은 소재를 이용하여 전도성 필라멘트로 구현되거나 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생하는 기능을 모두 수행하는 메시 형상 (mesh shpe) 이나 판 형상 (plate shape) 의 발열체로 구현될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면 유도 가열 방식이나 표면 플라즈몬 공명 기반 가열 방식과 같이 무화기 내에 별도의 히터를 구비하지 않는 실시 형태가 가능하다. 예를 들어 표면 유도 가열 방식에서는 액체 전달 수단 및 서셉터를 구비하거나, 서셉터의 기능을 수행할 수 있는 소재 (예를 들어, 금속 메시) 로 액체 전달 수단을 구성하는 것에 의해 무화기를 설계할 수 있다. 또한, 예를 들어 표면 플라즈몬 공명 기반 가열 방식에서는 광 투과성을 가지는 액체 전달 수단 및 복수의 금속 나노 입자를 구비하거나, 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생시킬 수 있는 소재 (예를 들어, 금속 메시) 로 액체 전달 수단을 구성하는 것에 의해 무화기를 설계할 수 있다.

카트리지 (20) 의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지 (20) 의 액체 저장부 (21) 는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 액체 저장부 (21) 는 본체 (10) 에 결합할 때에 본체 (10) 의 홈 (11) 에 삽입될 수 있도록 액체 저장부 (21) 로부터 돌출하는 돌출창 (21a) 을 포함한다. 마우스피스 (22) 및 액체 저장부 (21) 의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부 (21) 의 일부분에 해당하는 돌출창 (21a) 만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

본체 (10) 는 수용 공간 (19) 의 내측에 배치된 통신 수단 (10t) 을 포함한다. 히터 구동 방식에서, 통신 수단 (10t) 은 접속 단자일 수 있다. 본체 (10) 의 수용 공간 (19) 에 카트리지 (20) 의 액체 저장부 (21) 가 삽입되면 본체 (10) 는 접속 단자 (10t) 를 통하여 카트리지 (20) 에 전력을 제공하거나, 카트리지 (20) 의 작동과 관련한 신호를 카트리지 (20) 에 공급할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 기반 가열 방식에서, 통신 수단 (10t) 은 광원일 수 있다. 본체 (10) 의 수용 공간 (19) 에 카트리지 (20) 의 액체 저장부 (21) 가 삽입되면 본체 (10) 는 광원 (10t) 을 통하여 카트리지 (20) 를 향해 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생시키기 위한 광을 조사할 수 있다.

카트리지 (20) 의 액체 저장부 (21) 의 일측 단부에는 마우스피스 (22) 가 결합된다. 마우스피스 (22) 는 에어로졸 생성 장치 (5) 의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스 (22) 는 액체 저장부 (21) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 외부 배출구 (22a) 를 포함한다.

본체 (10) 에는 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 에 대하여 이동 가능하게 결합될 수 있다. 슬라이더 (7) 는 본체 (10) 에 대해 이동함으로써 본체 (10) 에 결합된 카트리지 (20) 의 마우스피스 (22) 의 적어도 일부를 덮거나 마우스피스 (22) 의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 기능을 수행한다. 슬라이더 (7) 는 카트리지 (20) 의 돌출창 (21a) 의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 장공 (7a) 을 포함한다.

슬라이더 (7) 는 내부가 비어 있으며 양측 단부가 개방된 통 형상을 갖는다. 슬라이더 (7) 의 구조는 도면에 도시된 것과 같이 통 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본체 (10) 의 가장자리에 결합된 상태를 유지하면서 본체 (10) 에 대해 이동 가능한 클립 모양의 단면 형상을 갖는 절곡된 판의 구조나, 만곡된 원호 모양의 단면 형상을 갖는 구부러진 반원통 형상 등의 구조를 가질 수 있다.

슬라이더 (7) 는 본체 (10) 와 카트리지 (20) 에 대한 슬라이더 (7) 의 위치를 유지하기 위한 자성체를 포함한다. 자성체는 영구자석이다, 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금 등과 같은 소재를 포함할 수 있다.

자성체는 슬라이더 (7) 의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제 1 자성체 (8a) 와, 슬라이더 (7) 의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제 2 자성체 (8b) 를 포함한다. 제 1 자성체 (8a) 와 제 2 자성제 (8b) 는 슬라이더 (7) 의 이동 방향, 즉 본체 (10) 가 연장하는 방향인 본체 (10) 의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.

본체 (10) 는 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 에 대하여 이동하는 동안 슬라이더 (7) 의 제 1 자성체 (8a) 와 제 2 자성제 (8b) 가 이동하는 경로 상에 배치된 고정 자성체 (9) 를 포함한다. 본체 (10) 의 고정 자성체 (9) 도 수용 공간 (19) 을 사이에 두고 서로 마주보도록 두 개가 설치될 수 있다.

슬라이더 (7) 의 위치에 따라, 고정 자성체 (9) 와 제 1 자성체 (8a) 또는 고정 자성체 (9) 와 제 2 자성제 (8b) 사이에서 작용하는 자력에 의하여 슬라이더 (7) 는 마우스피스 (22) 의 단부를 덮거나 노출시키는 위치에 안정적으로 유지될 수 있다.

본체 (10) 는 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 에 대하여 이동하는 동안 슬라이더 (7) 의 제 1 자성체 (8a) 와 제 2 자성제 (8b) 의 이동하는 경로 상에 배치되는 위치변화 감지 센서 (3) 를 포함한다. 위치변화 감지 센서 (3) 는 예를 들어 자기장의 변화를 감지하여 신호를 발생하는 홀 효과 (hall effect) 를 이용한 홀 센서 (hall IC) 를 포함할 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치 (5) 에서 본체 (10) 와 카트리지 (20) 와 슬라이더 (7) 는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 서로 마주보는 표면을 따라 연장하는 두 개의 장변과, 장변보다 작은 길이를 가지며 두 개의 장변의 양측 단부를 각각 연결하는 두 개의 단변을 포함하는 대략적인 직사각형이지만, 실시예는 이러한 에어로졸 생성 장치 (5) 의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치 (5) 는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다.

또한 에어로졸 생성 장치 (5) 가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니며, 사용자가 손으로 잡기 편하게 예를 들어 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길에 연장될 수 있다.

도 2 는 도 1 에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 2 에서는 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 와 결합된 카트리지 (20) 의 마우스피스 (22) 의 단부를 덮는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더 (7) 가 마우스피스 (22) 의 단부를 덮는 위치로 이동한 상태에서는 마우스피스 (22) 가 외부의 이물질로부터 안전하게 보호되며 청결한 상태로 유지될 수 있다.

사용자는 슬라이더 (7) 의 장공 (7a) 을 통하여 카트리지 (20) 의 돌출창 (21a) 을 시각적으로 확인함으로써 카트리지 (20) 가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 확인할 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치 (5) 를 사용하기 위해서 슬라이더 (7) 를 본체 (10) 의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 3 은 도 1 에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 3 에서는 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 와 결합된 카트리지 (20) 의 마우스피스 (22) 의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더 (7) 가 마우스피스 (22) 의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서 사용자가 자신의 구강에 마우스피스 (22) 를 삽입하여 마우스피스 (22) 의 외부 배출구 (22a) 를 통해서 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.

슬라이더 (7) 가 마우스피스 (22) 의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서도 슬라이더 (7) 의 장공 (7a) 을 통하여 카트리지 (20) 의 돌출창 (21a) 이 외부로 노출되므로, 사용자가 카트리지 (20) 가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 시각적으로 확인할 수 있다.

도 1 을 참조하면, 에어로졸 생성 장치 (5) 는 위치변화 감지 센서 (3) 를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서 (3) 는 슬라이더 (7) 의 위치변화를 감지할 수 있다.

일 실시예에서 위치변화 감지 센서 (3) 는 자성 재료 (magnetic material) 의 자화 또는 자기장의 방향, 세기 등의 변화를 감지할 수 있다. 슬라이더 (7) 에는 자석이 포함될 수 있고, 위치변화 감지 센서 (3) 는 슬라이더 (7) 에 포함되는 자석의 이동을 감지할 수 있다.

예를 들어, 위치변화 감지 센서 (3) 는 홀 효과 센서 (hall effect sensor), 회전 코일 (rotating coil), 자기 저항 소자 (magnetoresistor), 또는 SQUID (superconducting quantum interference device) 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게, 위치변화 감지 센서 (3) 는 홀 효과 센서일 수 있다.

이하의 설명에서는, 도 2 에 도시된 바와 같이 슬라이더 (7) 가 마우스피스 (22) 의 단부를 덮는 위치를 제 1 위치로 지칭하고, 도 3 에 도시된 바와 같이 슬라이더 (7) 가 마우스피스 (22) 의 단부를 외부로 노출시키는 위치를 제 2 위치로 지칭하기로 한다. 슬라이더 (7) 가 본체 (10) 와 결합된 상태에서, 사용자는 슬라이더 (7) 를 제 1 위치 및 제 2 위치 사이의 구간을 따라 이동시킬 수 있다. 위치변화 감지 센서 (3) 는 제 1 위치 및 제 2 위치 사이의 구간을 따라 이동하는 슬라이더 (7) 의 위치변화를 감지할 수 있다.

일 실시예에서, 슬라이더 (7) 가 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동한 경우, 에어로졸 생성 장치 (5) 의 제어부는 위치변화 감지 센서 (3) 로부터 입력신호를 수신할 수 있다. 제어부는 입력신호에 응답하여 에어로졸 생성 장치 (5) 의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다.

또한, 제어부는 카트리지 (20) 가 본체 (10) 에 장착되었는지 여부를 결정할 수 있다. 에어로졸 생성 장치 (5) 에 카트리지 (20) 와 본체 (10) 의 결합여부를 검출하는 별도의 센서가 구비될 수 있다. 또는, 제어부는 카트리지 (20) 의 히터와 전기적으로 연결되는 본체 (10) 내부의 회로에 주기적으로 전류를 인가하고 출력 값을 수신함으로써 카트리지 (20) 가 본체 (10) 에 장착되었는지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 카트리지 (20) 가 본체 (10) 에 장착된 후, 제어부는 위치변화 감지 센서 (3) 로부터 수신한 입력신호에 응답하여 에어로졸 생성 장치 (5) 의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다. 카트리지 (20) 가 본체 (10) 에 장착되지 않은 것으로 결정된 경우, 제어부가 위치변화 감지 센서 (3) 로부터 입력 신호를 수신하더라도 에어로졸 생성 장치 (5) 의 모드를 예열모드로 설정하지 않을 수 있다.

또한, 제어부는 슬라이더 (7) 의 위치변화에 기초하여 에어로졸 생성 장치 (5) 의 모드를 슬립모드로 전환할 수 있다. 일 실시예에서, 슬라이더 (7) 가 제 2 위치에서 제 1 위치로 이동한 경우, 제어부는 위치변화 감지 센서 (3) 로부터 입력신호를 수신한 후 에어로졸 생성 장치 (5) 의 모드를 슬립모드로 설정할 수 있다.

도 4 는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.

도 4 를 참조하면, 에어로졸 생성 장치 (400) 는 배터리 (410), 히터 (420), 센서 (430), 사용자 인터페이스 (440), 메모리 (450) 및 제어부 (460) 를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치 (400) 의 내부 구조는 도 4 에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치 (400) 의 설계에 따라, 도 4 에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 실시예에서 에어로졸 생성 장치 (400) 는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치 (400) 에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치 (400) 는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치 (400) 에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치 (400) 에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리 (410) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리 (410) 는 히터 (420) 가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리 (410) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서 (430), 사용자 인터페이스 (440), 메모리 (450) 및 제어부 (460) 의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리 (410) 는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리 (410) 는 리튬폴리머 (Li-Polymer) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터 (420) 는 제어부 (460) 의 제어에 따라 배터리 (410) 로부터 전력을 공급 받는다. 히터 (420) 는 배터리 (410) 로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치 (400) 에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치 (400) 에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터 (420) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치 (400) 가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터 (420) 는 본체 또는 카트리지 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 히터 (420) 가 카트리지에 위치하는 경우, 히터 (420) 는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리 (410) 로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터 (420) 는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터 (420) 는 금속 열선 (wire), 전기 전도성 트랙 (track) 이 배치된 금속 열판 (track), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서 히터 (420) 는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터 (420), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터 (420) 는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터 (420) 는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 실시예에서 히터 (420) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치 (400) 의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터 (420) 는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터 (420) 는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터 (420) 는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터 (420) 는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.

또한, 히터 (420) 는 표면 플라즈몬 공명 기반 가열 방식으로 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 광을 제공하는 광원을 포함할 수 있다. 디바이스 본체 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 있어서, 일 측면에 따라 광원이 디바이스 본체에 구비될 경우 카트리지에는 표면 플라즈몬 공명에 따른 가열이 수행될 수 있는 금속 나노 입자와 같은 금속 재료가 포함될 수 있다.

에어로졸 생성 장치 (400) 는 적어도 하나의 센서 (430) 를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서 (430) 에서 센싱된 결과는 제어부 (460) 로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부 (460) 는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련 (또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치 (400) 를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서 (430) 는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서 (430) 는 온도 변화, 유량 (flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서 (430) 는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터 (420) (또는, 에어로졸 생성 물질) 가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치 (400) 는 히터 (420) 의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터 (420) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터 (420) 가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치 (400) 에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서 (430) 는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.

사용자 인터페이스 (440) 는 사용자에게 에어로졸 생성 장치 (400) 의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스 (440) 는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력 (I/O) 인터페이싱 수단들 (예를 들어, 버튼 또는 터치스크린) 과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신 (예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC (Near-Field Communication) 등) 을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치 (400) 에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스 (440) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리 (450) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리 (450) 는 제어부 (460) 에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리 (450) 는 DRAM (dynamic random access memory), SRAM (static random access memory) 등과 같은 RAM (random access memory), ROM (read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.

메모리 (450) 에는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 적어도 하나의 전력 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

제어부 (460) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부 (460) 는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

제어부 (460) 는 적어도 하나의 센서 (430) 에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부 (460) 는 적어도 하나의 센서 (430) 에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터 (420) 의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터 (420) 에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부 (460) 는 적어도 하나의 센서 (430) 에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터 (420) 가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터 (420) 에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 에어로졸 생성 장치 (400) 는 복수의 모드를 가질 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드는 예열모드, 동작모드, 휴지모드, 슬립모드를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드는 이에 제한되지 않는다.

에어로졸 생성 장치 (400) 가 이용되지 않는 상태에서 에어로졸 생성 장치 (400) 는 슬립모드를 유지할 수 있고, 제어부 (460) 는 슬립모드에서 히터 (420) 에 전력이 공급되지 않도록 배터리 (410) 의 출력 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치 (400) 의 사용 전, 또는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 사용이 종료된 후, 에어로졸 생성 장치 (400) 는 슬립모드에서 동작할 수 있다.

제어부 (460) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터 (420) 의 동작을 개시하기 위해 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드를 예열모드로 설정 (또는, 슬립모드에서 예열모드로 전환) 할 수 있다.

또한, 제어부 (460) 는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드를 예열모드에서 가열모드로 전환할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치 (400) 가 가열모드에서 동작한 시간이 기설정된 시간을 도과하면, 제어부 (460) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드를 가열모드에서 휴지모드로 전환할 수 있다.

또한, 제어부 (460) 는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달하면 히터 (420) 에 대한 전력 공급을 중단할 수 있다.

예열모드, 동작모드 및 휴지모드 각각에 대응하는 온도 프로파일이 설정될 수 있다. 제어부 (460) 는 각 모드 별 온도 프로파일에 따라 에어로졸 생성 물질이 가열되도록, 모드 별 전력 프로파일에 기초하여 히터 (420) 에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

제어부 (460) 는 적어도 하나의 센서 (430) 에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스 (440) 를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 현재 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부 (460) 는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치 (400) 가 곧 종료될 것임을 통지할 수 있다.

일 실시예에서 기 설정된 퍼프 횟수는, 히터 (420) 가 종료되는 최대 퍼프 횟수에서 소정의 횟수만큼 차감된 횟수일 수 있다. 예를 들어, 최대 퍼프 횟수가 10회로 설정된 경우, 제어부 (460) 는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트하여 현재 퍼프 횟수가 9회에 도달한 경우, 제어부 (460) 는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치 (400) 가 곧 종료될 것임을 통지할 수 있다.

또한, 제어부 (460) 는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 현재 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달하면 히터 (420) 의 동작을 종료할 수 있다. 예를 들어, 현재 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달한 경우, 제어부 (460) 는 에어로졸 생성 장치 (400) 의 모드를 슬립 모드로 설정할 수 있다.

한편, 도 4 에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치 (400) 는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치 (400) 의 배터리 (410) 를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치 (400) 는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치 (400) 의 배터리 (410) 를 충전할 수 있다.

도 5 는 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance, SPR) 기반 가열 방식의 카트리지 및 디바이스 본체를 구비하는 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이고, 도 6 은 도 5 에 도시된 카트리지의 저면을 포함하여 도시한 사시도이다. 이하, 도 5 및 도 6 을 참조하여, 일 실시예에 따른 SPR 기반 가열 방식의 에어로졸 생성 장치 (500) 에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 구성될 수 있다.

표면 플라즈몬은 금속 박막 또는 금속 나노 입자의 표면에서 자유전자가 집단으로 진동하는 유사 입자를 나타낸다. 표면 플라즈몬 폴라리톤 (surface plasmon polaritons, SPPs) 이라고도 지칭될 수 있다. 외부에서 입사하는 빛 (전자기파) 과의 상호 작용의 결과 여기 (excitation) 되어 입사하는 빛 보다 증강된 크기를 갖고 계면에서 수직 방향으로 멀어질수록 지수적으로 감소하는 소멸파의 성질과 형태를 가질 수 있다.

표면 플라즈몬 공명은 입사광의 특정 입사각이나 파장에 대해 빛이 전부 흡수되는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명 현상은 빛 (photon) 과 나노 크기의 귀금속 (noble metal) 간의 상호작용의 결과일 수 있으며, 금속면에 전반사 이상의 각도로 빛을 입사시키면 특정 각에서 빛이 금속박막과 유전체의 경계면에서 전부 흡수되는 표면 플라즈몬 공명이 발생할 수 있다. 반사광의 세기가 최소가 될 때 입사각을 표면 플라즈몬 공명각이라 지칭할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명의 변수는 금속의 종류, 금속박막과 접한 유전체의 광학상수/형상, 조사된 광의 파장, 조사된 광의 굴절률 등을 포함할 수 있다. 자유 전하들의 집단 공명 진동 및 그에 따른 전하들의 분극화는 조사된 광에 의해 자극되고 진동하는 자유 전자들로부터의 에너지가 소정의 매카니즘에 의해 열로 소멸될 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예들에서 '표면 플라즈몬 공명'을 통한 가열은 상술한 정의에 제한되지 않으며, 금속 물질에 광을 조사하는 방식으로 수행되는 가열을 전부 지칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 카트리지 또는 디바이스 본체의 '상부' 또는 '상면'은 사용자의 구강에 접촉되는 마우스피스에 가까운 영역 또는 단부를 지칭할 수 있고, 카트리지 또는 디바이스 본체의 '하단부' 또는 '저면'은 마우스피스의 반대편 측부에 가까운 영역 또는 단부를 지칭할 수 있다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 (500) 는 카트리지 (520) 및 카트리지를 수용하도록 구성된 디바이스 본체 (510) 를 포함할 수 있다.

카트리지 (520) 는 에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부 (521) 와, 사용자의 구강에 접촉하여, 생성된 에어로졸을 배출하는 외부 배출구 (522a) 를 구비하는 마우스피스 (522) 를 포함할 수 있다. 카트리지의 측면에는 카트리지 (520) 가 디바이스 본체 (510) 에 결합될 때 디바이스 본체 (510) 의 홈 (511) 에 삽입될 수 있도록 액체 저장부 (521) 로부터 돌출하는 돌출창 (521a) 을 포함할 수 있다. 또한, 카트리지 (520) 의 적어도 일부에는 광 투과부 (523) 가 형성될 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 예를 들어 카트리지 (520) 의 저면의 적어도 일부에 광 투과부 (523) 가 형성될 수 있으며, 도 6 에 예시적으로 도시된 것과 달리, 카트리지 저면의 전체 영역이 광이 투과할 수 있는 영역으로 형성될 수 있고, 카트리지 (520) 하단부의 액체 저장부 (521) 를 포함하는 영역 전체가 광 투과부로서 형성될 수도 있다. 광 투과부는 예를 들어 투명 플라스틱이나 유리와 같은 광 투과성 소재로 형성될 수 있으나, 이와 같은 소재에 한정되는 것은 아니다.

다시 도 5 를 참조하면, 에어로졸 형성 장치 (500) 는 디바이스 본체 (510) 를 포함한다. 디바이스 본체 (510) 는 카트리지 (520) 를 수용하기 위한 수용 공간 (519) 을 구비하며, 수용 공간 (519) 의 측면에는 카트리지 (520) 의 돌출창 (521a) 가 삽입될 수 있는 홈 (511) 이 배치될 수 있다.

디바이스 본체 (510) 는 수용 공간의 저면에 배치되어 카트리지를 향해 광을 조사하는 광원 (510t) 을 구비할 수 있다. 광원 (510t) 으로부터 조사된 광은 광 투과부 (523) 를 경유하여 카트리지 (520) 에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명에 의한 가열은 후에 상술하는 바와 같이, 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 에 저장된 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액체 전달 수단에서 이루어질 수 있다.

도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 을 포함하는 하단부는 연결부가 구비되지 않는 일체형으로 형성되어 완전 밀폐 구조를 달성할 수 있다. 종래 전열 히터 방식의 경우 카트리지 (520) 에 포함된 전열 히터에 전력 공급이 요구되는바, 카트리지 하단부에 전력 공급을 위한 전기 접촉부의 배치가 필수적이어서 카트리지 하단부가 복수의 구성 요소를 포함하게 된다. 복수의 구성 요소의 결합은 필연적으로 연결부의 구비를 초래하고, 이와 같은 연결부는 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 에 저장된 에어로졸 생성 물질의 누액 문제를 유발할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지는 디바이스 본체 (510) 로부터의 광이 카트리지 내부로 도달하는 것에 의해 원격으로 에어로졸 형성 생성 물질을 가열하는 것이 가능하므로 별도의 전기 접촉부의 구비가 요구되지 않는다. 따라서, 예를 들어 카트리지 (520) 의 영역 중, 적어도 디바이스 본체 (510) 의 수용 공간 (519) 에 수용되는 하단부는 연결부가 구비되지 않는 일체형으로 형성되는 것에 의해, 완전 밀폐 구조를 달성할 수 있어 에어로졸 형성 물질의 누액 문제를 해결할 수 있다.

또한, 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 (500) 의 디바이스 본체 (510) 는 수용 공간 (519) 의 저면에 광원 (510t) 를 구비할 수 있다. 디바이스의 소형화 가부는 에어로졸 생성 장치 기술 분야에 있어 일반적으로 고려되는 설계 요소이며, 특히 카트리지가 삽입되는 형태의 에어로졸 생성 장치 분야에 있어서는 디바이스의 소형화 여부가 더욱 중요하게 고려될 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 (500) 의 디바이스 본체 (510) 는, 광원 (510t) 을 카트리지 수용 공간 (519) 의 측면이 아닌 저면에 배치하는 것에 의해 디바이스 본체 (510) 를 소형화하는 것이 가능하다.

한편, 도 5 에 예시적으로 도시된 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 (500) 는 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같은 슬라이더 (7) 를 구비하지 아니하도록 도시되어 있으나, 실시 형태에 따라 도 5 에 도시된 에어로졸 생성 장치 (500) 에도 슬라이더 (7) 및 관련 구성이 부가될 수 있음은 본 발명의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다고 이해되어야 할 것이다.

도 7 은 일 실시예에 따른 카트리지를 개략적으로 도시한 분리 사시도이고, 도 8 은 도 7 에 도시된 카트리지의 단면도이다. 이하, 도 7 및 도 8 을 참조하여, 일 실시예에 따른 카트리지 (520) 에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

도 7 및 도 8 을 참조하면, 일 실시예에 따른 카트리지 (520) 는 액체 저장부 (521) 를 구비하는 용기와 상기 용기의 액체 저장부 (521) 상단에 결합되는 마우스피스 (522) 를 포함할 수 있다. 마우스피스 (522) 에는 생성된 에어로졸이 사용자의 구강으로 흡입될 수 있는 외부 유출구 (522a) 가 구비될 수 있고, 액체 저장부 (521) 에는 전술한 바와 같이 돌출창 (521a) 이 구비될 수 있다.

한편, 일 실시예에 따른 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 를 포함하는 용기에는 챔버 프레임 (530), 액체 전달 수단 (540) 및 전달관 (560) 이 삽입될 수 있다. 액체 전달 수단 (540) 은 챔버 프레임 (530) 에 형성된 액체 전달 수단 삽입구 (531) 쌍에 삽입되어 적어도 일부가 챔버 프레임 (530) 의 내측에, 적어도 일부가 챔버 프레임 (530) 의 외측에 위치하도록 배치될 수 있다. 전달관 (560) 은 일 측이 챔버 프레임 (530) 에 형성된 내부 배출구 (533) 에 결합될 수 있고, 타측이 마우스피스 (522) 의 외부 배출구 (522a) 에 결합될 수 있다.

도 8 을 통해 더욱 명확히 도시되는 바와 같이, 일 실시예에 따른 액체 저장부 (521) 를 포함하는 용기 내부에 챔버 프레임 (530) 이 삽입되는 것에 의해, 용기 내부는 액체 저장부 (521) 와 가열 챔버 (550) 로 분리될 수 있다. 예를 들어, 용기 내부에 챔버 프레임 (530), 액체 전달 수단 (540) 및 전달관 (560) 이 삽입된 이후 액체 저장부 (521) 에 에어로졸 생성 물질이 충전되어 유지될 수 있다.

가열을 위해 에어로졸 생성 물질을 흡수하도록 구성된 액체 전달 수단 (540) 은 전술한 바와 같이 챔버 프레임 (530) 에 형성된 액체 전달 수단 삽입구 (531) 에 삽입될 수 있다. 액체 전달 수단 (540) 의 적어도 일부는 액체 저장부 (521) 에 배치되고, 액체 전달 수단 (540) 의 적어도 일부는 가열 챔버 (550) 내에 배치될 수 있다. 디바이스 본체 (510) 의 광원 (510t) 로부터의 광은 카트리지 (520) 의 광 투과부 (523) 을 통해 카트리지 (520) 의 가열 챔버 (550) 에 도달할 수 있으며, 액체 전달 수단 (540) 의 예를 들어 가열 챔버 (550) 내부에 배치된 영역에서는 광원 (510t) 으로부터의 광을 이용한 표면 플라즈몬 공명 기반의 가열이 수행될 수 있다. 액체 전달 수단 (540) 에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 가열에 의해 에어로졸을 형성할 수 있고, 액체 전달 수단 (540) 의 액체 저장부 (521) 에 배치된 영역을 통해 액체 저장부 (521) 의 에어로졸 생성 물질이 액체 전달 수단 (540) 으로 다시 흡수될 수 있다.

일 측면에 따르면, 챔버 프레임 (530) 은 탄성 부재로 구성될 수 있다. 따라서, 액체 저장부 (521) 를 포함하는 용기 내부에 밀착될 수 있는 크기로 형성되어, 액체 저장부 (521) 와 가열 챔버 (550) 의 분리를 더욱 확실하게 할 수 있다. 또한, 챔버 프레임 (530) 에 형성되는 내부 유입구 (535), 내부 배출구 (533) 및 액체 전달 수단 삽입구 (531) 와 같은 공동들 역시 대응되는 결합 구성과의 사이에서 체결구를 밀착할 수 있는 크기로 형성되어 액체 저장부 (521) 와 가열 챔버 (550) 간의 공간 분리를 보다 확실하게 구현할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 챔버 프레임 (530) 과 용기 내부의 결합부, 챔버 프레임에 형성된 공동과 대응되는 결합 구성과의 연결 부위에는 각각 실링 부재가 구비될 수도 있다.

한편, 일 실시예에 따른 카트리지 (520) 는 외부 유입구 (525), 공기 유동 경로 (527) 및 내부 유입구 (535) 를 포함하는 공기 유입 경로를 구비하는 것에 의해 카트리지 외부의 공기가 가열 챔버 (550) 로 유입되도록 할 수 있다. 외부 유입구 (525) 는 예를 들어, 디바이스 본체 (510) 의 수용 공간 (519) 에 수용되지 않는 카트리지의 상부 표면에 배치될 수 있다. 다만, 외부 유입구의 배치 위치는 이에 한정되지 아니하며 가열 챔버 (550) 로 외부 공기를 유입시킬 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 일 측면에 따르면, 외부 유입구 (525) 를 통해 유입된 공기는 카트리지의 일 측면에 배치된 공기 유동 경로 (527) 로 전달될 수 있다. 공기 유동 경로 (527) 는 외부 유입구로부터의 공기가 연통하도록 구성될 수 있다. 공기 유동 경로 (527) 로부터의 공기는 챔버 프레임 (530) 에 형성된 내부 유입구 (535) 를 통해 가열 챔버 (550) 로 유입될 수 있다.

도 9 는 일 실시예에 따른 카트리지의 공기 유입 경로를 나타내기 위한 카트리지 구성의 개략적인 분리 사시도이다. 도 9 에는 외부 유입구 (525), 공기 유동 경로 (527) 및 내부 유입구 (535) 를 포함하는 공기 유입 경로가 예시적으로 도시되어 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 를 포함하는 용기 내부에는 격벽 (526) 이 형성되어 용기 내부의 공간을 분리함으로써 공기 유동 경로 (527) 를 형성할 수 있다. 공기 유동 경로 (527) 가 형성된 카트리지 측면의 상부에는 외부 유입구 (525) 가 형성된다.

또한, 카트리지 (520) 의 액체 저장부 (521) 를 포함하는 용기 내부의 액체 저장부가 형성되는 영역에는 챔버 프레임 (530) 이 삽입될 수 있으며, 챔버 프레임 (530) 은 내부 유입구 (535) 를 구비한다. 챔버 프레임 (530) 이 용기에 완전히 삽입되었을 때, 챔버 프레임 (530) 의 내부 유입구 (535) 는 격벽 (526) 에 형성된 격벽 유입구 (529) 에 대응되도록 배치될 수 있다.

따라서, 외부의 공기는 외부 유입구 (525) 를 통해 공기 유동 경로 (527) 로 유입될 수 있고, 공기 유동 경로 (527) 를 통과한 공기는 격벽 유입구 (529) 및 내부 유입구 (535) 를 경유하여 챔버 프레임 (530) 의 내부인 가열 챔버 (550) 로 유입될 수 있다.

이와 같이, 카트리지의 상부 측에서 외기가 유입되어 가열 챔버로 전달되는 기류 경로를 구비하는 것에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지는 하단부가 완전 밀폐 구조를 가지도록 구성될 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 물질의 누액 문제를 해결할 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지의 공기 유입 경로는 상술한 예시적인 구성에 한정되지 아니하며, 카트리지의 상부 측에서 외기가 유입되어 가열 챔버로 전달되는 임의의 구조를 채용할 수 있다.

다시 도 7 내지 도 8 을 참조하면, 일 실시예에 따른 카트리지 (520) 는 내부 배출구 (533), 전달관 (560) 및 외부 배출구 (522a) 를 포함하는 에어로졸 배출 경로를 구비하는 것에 의해 가열 챔버에서 생성된 에어로졸이 배출되어 사용자의 구강으로 전달되도록 할 수 있다. 내부 배출구 (533) 는 챔버 프레임 (530) 에 형성된 통공의 형태일 수 있다. 전달관 (560) 은 액체 저장부 (521) 의 내부에 배치될 수 있다. 전달관 (560) 은 일측이 내부 배출구 (533) 에 결합되고, 타측이 외부 배출구 (522a) 에 결합되어, 에어로졸 생성 물질로부터 형성된 에어로졸이 내부 배출구 (533) 를 통해 가열 챔버 (550) 로부터 외부 배출구 (522a) 로 연통 가능하도록 구성될 수 있다. 외부 배출구 (522a) 는 마우스피스 (522) 에 형성될 수 있으며, 전달관 (560) 으로부터의 에어로졸을 배출하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 마우스피스 (522) 는 액체 저장부 (521) 의 상부에 결합될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 액체 전달 수단 (540) 은 가열을 위해 액체 저장부 (521) 로부터 에어로졸 생성 물질을 흡수하도록 구성될 수 있다. 액체 전달 수단 (540) 의 적어도 일부는 액체 저장부 (521) 에 배치되고, 액체 전달 수단 (540) 의 적어도 일부는 가열 챔버 (550) 내부에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어로졸 발생을 위한 에어로졸 생성 물질의 가열은 예를 들어 액체 전달 수단 (540) 의 가열 챔버 (550) 내부에 배치된 부분에서 발생하는 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 수행될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생시키기 위해 가열 챔버 (550) 내부로 디바이스 본체 (510) 의 광원 (510t) 으로부터의 광이 광 투과부 (523) 를 통해 제공될 수 있다. 상기와 같은 광과 반응하도록, 예를 들어 액체 전달 수단 (540) 의 가열 챔버 (550) 내부에 배치된 부분에는 금속 나노 입자와 같은 금속 재료가 구비될 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단 (540) 은 다공성 재료에 금속 나노 입자가 코팅된 형태 또는 다공성 재료에 금속 박막이 코팅된 형태로서 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 액체 전달 수단 (540) 은 금속 나노 입자가 함유된 광 투과성 재료로 구성될 수 있다. 도 10 은 일 실시예에 따른 금속 나노 입자 함유 액체 전달 수단의 예시도이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 액체 전달 수단 (540) 은, 광 투과성 재료로 구성되는 담지체 (541) 및 복수의 금속 나노 입자 (543-1, 543-2, 534-3) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 투과성 재료로 구성되는 담지체 (541) 는 유리 섬유로 구성될 수 있다. 상기와 같이 광 투과성 재료로 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 담지체를 구성하고, 복수의 금속 나노 입자를 포함하는 것에 의해 별도의 히터를 구비하지 않고 액체 전달 수단 (540) (예를 들어, 윅 (wick)) 이 자체로서 발열하도록 구성할 수 있다. 또한, 복수의 금속 나노 입자를 투명 담지체 내부의 체적 전반에 걸쳐 골고루 배치되도록 구성하는 것에 의해 액체 전달 수단 (540) 의 외부 표면뿐만 아니라 내부에서도 발열하도록 구성하는 것에 의해 가열 효율을 개선할 수 있다.

한편, 일 실시예에 따르면, 액체 전달 수단 (540) 에 포함된 복수의 금속 나노 입자는, 플라즈몬 공명 특성이 서로 상이한 2 이상의 종류의 금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 액체 전달 수단 (540) 의 담지체 (541) 에는 제 1 종류의 금속 나노 입자 (543-1), 제 2 종류의 금속 나노 입자 (543-2) 및 제 3 종류의 금속 나노 입자 (543-3) 가 포함될 수 있다.

전술한 바와 같이, 표면 플라즈몬 공명은 광원으로부터의 광과 금속 재료가 서로 반응하는 것에 의해 발생할 수 있으며, 표면 플라즈몬 공명의 변수는 금속의 종류, 금속박막과 접한 유전체의 광학상수/형상, 조사된 광의 파장, 조사된 광의 굴절률 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 2 이상의 종류의 금속 나노 입자는 서로 상이한 광의 파장에 대해서 높은 반응성을 가지는 것과 같이 서로 상이한 플라즈몬 공명 특성을 가질 수 있다. 따라서, 서로 상이한 플라즈몬 공명 특성을 가지는 2 이상의 종류의 금속 나노 입자를 포함하는 것에 의해, 예를 들어 다양한 파장의 빛에 대응하여 2 이상의 종류의 금속 나노 입자들이 각각 반응하도록 하는 것과 같이 다양한 환경 조건에서도 가열이 이루어지는 것을 담보하거나 더욱 향상된 가열 효율을 달성하도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 액체 전달 수단 (540a) 은 광원으로부터의 광과 반응하여 그 자체로서 발열 가능한 재료로 형성될 수도 있다. 도 11 은 일 실시예에 따른 금속 메쉬 (mesh) 액체 전달 수단의 예시도이다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 액체 전달 수단 (540a) 은, 금속 메시 (mesh) 형태로 구성될 수 있다. 액체 전달 수단 (540a) 은 메시 형태로 구성되는 것에 의해 액체 저장부 (521) 에 저장된 에어로졸 생성 물질을 흡수할 수 있고, 그 자체로서 금속 재료로 구성되는 것에 의해 별도의 금속 재료를 부가적으로 구비하지 않고서도 광원으로부터의 광과 반응하여 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 가열되도록 구성될 수 있다.

한편, 도 11 에 도시된 바와 같이, 금속 메시는, 플라즈몬 공명 특성이 서로 상이한 2 이상의 종류의 금속 실이 교차되도록 구성될 수 있다. 즉, 금속 메시는 제 1 표면 플라즈몬 공명 특성을 가지는 제 1 금속 실 (545) 과 제 2 금속 실 (547) 이 교차하는 형태로서 형성될 수 있다. 앞서 2 이상의 종류의 금속 나노 입자를 구비하는 것과 유사하게, 각각의 금속 실은 예를 들어 상이한 파장의 빛에 각각 반응하는 것과 같이, 다양한 환경 조건에서도 금속 메쉬로 구성된 액체 전달 수단 (540) 이 가열되는 것을 담보하거나, 향상된 가열 효율을 가지도록 할 수 있다.

한편, 일 실시예에 따르면 카트리지 (520) 는 광원 (510t) 으로부터 조사된 광이 에어로졸 생성 장치 (500) 의 사용자에게 불쾌감을 주지 않도록, 광원 (510t) 으로부터의 광이 카트리지 하단부의 챔버 (550) 에는 효율적으로 전달되면서도 에어로졸 생성 장치 (500) 의 사용자에게는 전달되지 않도록 하기 위한 구성을 구비할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 예를 들어, 도 8 에 도시된 바와 같이 액체 저장부 (521) 와 가열 챔버 (550) 를 분리하는 챔버 프레임 (530) 이 광 차단 기능을 구비할 수 있다. 예를 들어, 챔버 프레임 (530) 에 있어서, 적어도 액체 저장부 (521) 를 대향하는 면은, 광원으로부터의 광이 투과할 수 없는 불투명 소재로 구성될 수 있다. 여기서, 특정한 면이 불투명 소재로 구성되는 것은, 외측 표면이 불투명 재료로 코팅되는 것, 내측 표면이 불투명 재료로 코팅되는 것, 불투명 층을 중간에 포함하는 것 및 특정 면 전체가 불투명 재료로서 형성되는 것과 같이 특정한 면이 광을 통과시키지 않도록 하는 모든 구성을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 예를 들어, 마우스피스 (522) 는, 광이 투과할 수 없는 불투명 소재로 구성될 수 있다. 따라서 광원으로부터의 광은 에어로졸 생성 장치 (500) 의 사용자에게 전달되지 않도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 예를 들어, 카트리지 (520) 는, 광원으로부터의 광이 마우스피스 (522) 로 도달하는 것을 방지하는 광 차단부 (570) 를 더 포함할 수 있다. 여기서, 광 차단부 (570) 는 액체 저장부 (521) 에 저장된 에어로졸 생성 물질이 마우스피스 (522) 영역으로 전달되는 것을 방지하기 위한 차단막으로서 동시에 기능할 수도 있다.

도 12 는 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 카트리지를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 13 은 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 디바이스 본체를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 12 또는 도 13 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 (500) 는 디바이스 본체 (510) 의 광원 (510t) 으로부터 조사된 광이 카트리지 (520) 의 가열 챔버 (550) 또는 액체 전달 수단 (540) 까지 도달하기 위한 광 경로를 제어하기 위한 렌즈부를 포함할 수 있다.

렌즈부는 광원 (510t) 과 액체 전달 수단 (540) 사이에 배치되어 광 경로를 제어하도록 구성될 수 있으며, 여기서 광 경로의 제어는 광 경로를 집중시켜 액체 전달 수단 (540) 의 특정 영역에 광이 집중되도록 제어하는 것과, 광 경로를 발산 또는 다변화시켜 액체 전달 수단 (540) 의 전반에 걸쳐 넓은 영역에 광이 조사되도록 제어하는 것을 전부 포함할 수 있다.

한편, 렌즈부는 카트리지 및 디바이스 본체와 별개 구성으로 형성될 수 있고, 또는 카트리지 또는 디바이스 본체와 일체로서 형성될 수도 있다. 도 12 는 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 카트리지를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 카트리지 (520) 는, 카트리지 (520) 의 저면에 일체로서 구비되어 광원 (510t) 으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 1 렌즈부 (590a) 를 더 포함할 수 있다. 도 13 은 일 실시예에 따른 렌즈부 구비 디바이스 본체를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 디바이스 본체 (510) 는 수용 공간 (519) 저면에 구비되어 광원 (510t) 으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 2 렌즈부 (590b) 를 더 포함할 수 있다. 도 12 내지 도 13 에 도시된 렌즈부 (590a, 590b) 의 형상은 단지 예시적인 것이며, 전술한 바와 같은 광 경로 집중 또는 광 경로 발산과 같이, 광 경로 제어의 목적에 따라 상이한 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 카트리지 (520) 는, 카트리지 (520) 의 저면에 일체로서 구비되어 광원 (510t) 으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 1 렌즈부 (590a) 를 더 포함하고, 디바이스 본체 (510) 는, 수용 공간 (519) 저면에 구비되어 광원 (510t) 으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 2 렌즈부 (590b) 를 더 포함하고, 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 는 상호 결합에 의해 광원 (510t) 으로부터의 광을 목표로 하는 광 경로로 제어하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 의 상호 결합은 물리적 접촉을 수반하는 결합 및 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 가 물리적으로 분리된 위치에서 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 의 각각의 광 경로의 제어에 따른 결과적인 광 경로 제어가 수행되는 경우를 전부 포함할 수 있다.

일 측면에 따르면, 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 가 물리적으로 접촉되어 결합하는 실시 형태에서, 제 1 렌즈부 (590a) 및 제 2 렌즈부 (590b) 의 형태는 인가된 카트리지 (520) 가 사용되기 위한 형상 기반의 인증을 수행하기 위한 구성으로서 사용될 수도 있다.

한편, 카트리지 (520) 에 포함되는 제 1 렌즈부 (590a) 는 카트리지의 유형에 따라 상이하게 형성되어, 예를 들어 광 경로 제어에 따른 무화 현상 및 에어로졸 발생 양태를 달리하는 것과 같이 사용자의 취향에 따라 카트리지를 선택하도록 하기 위한 수단으로서 사용될 수도 있다.

도 14 는 일 실시예에 따른 반사층을 구비한 챔버 프레임의 단면도이다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 챔버 프레임 (530) 의 가열 챔버 내측 표면의 적어도 일부는, 광원 (510t) 으로부터의 광을 반사하도록 구성된 반사층 (580a) 을 포함할 수 있다. 상기와 같이 반사층 (580a) 를 구비하는 것에 의해 가열 챔버 (550) 내부로 공급되는 광이 반복적으로 액체 전달 수단 (540) 을 향하도록 할 수 있다. 따라서, 액체 전달 수단 (540) 의 발열 부위 분포를 고르게 하거나, 발열 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 일 측면에 따르면, 디바이스 본체 (510) 의 수용 공간 (519) 의 적어도 일부에도 반사층을 구비하여, 더욱 반복적으로 광의 반사가 발생하도록 할 수 있다.

도 15 는 일 실시예에 따른 요철부를 구비한 챔버 프레임의 단면도이다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 챔버 프레임 (530) 의 가열 챔버 내측 표면의 적어도 일부는, 광원 (510t) 으로부터의 광에 대한 난반사를 발생시키는 요철부 (580b) 가 구비될 수 있다. 따라서, 가열 챔버 (550) 내부로 공급되는 광이 난반사를 일으켜 반복적으로 액체 전달 수단 (540) 을 향하도록 할 수 있고, 따라서, 액체 전달 수단 (540) 의 발열 부위 분포를 고르게 하거나, 발열 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 도 15 에는 사각파 형상의 요철부 (580b) 가 예시적으로 도시되어 있으나, 요철부의 형상은 예를 들어 삼각파, 사인파와 같이 임의의 형상의 요철부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 챔버 프레임 (530) 의 내부에는 적절한 형상의 요철부 및 반사층이 복합적으로 구비되어, 광원으로부터의 광이 액체 전달 수단 (540) 으로 집중되도록 광 경로를 제어할 수 있다.

이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

500 : 에어로졸 생성 장치
510 : 디바이스 본체
511 : 홈
510t : 광원
519 : 수용 공간
520 : 카트리지
521 : 액체 저장부
521a : 돌출창
522 : 마우스피스
522a : 외부 배출구
523 : 광 투과부
525 : 외부 유입구
526 : 격벽
529 : 격벽 유입구
527 : 공기 유동 경로
530 : 챔버 프레임
531 : 액체 전달 수단 삽입구
533 : 내부 배출구
535 : 내부 유입구
540 : 액체 전달 수단
541 : 담지체
543 : 금속 나노 입자
545 : 제 1 금속 실
547 : 제 2 금속 실
550 : 가열 챔버
560 : 전달관
570 : 광 차단부
580a : 반사층
580b : 요철부
590a : 제 1 렌즈부
590b : 제 2 렌즈부

Claims (20)

1. 에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부를 구비한 카트리지로서, 상기 카트리지의 하단부의 적어도 일부에 광 투과부가 형성된, 상기 카트리지; 및
   상기 카트리지를 수용하기 위한 수용 공간과 상기 수용 공간의 저면에 배치되어, 상기 카트리지가 수용된 경우 상기 카트리지의 상기 광 투과부를 향해 광을 조사하는 광원이 구비된 디바이스 본체를 포함하고,
   상기 광은 상기 광 투과부를 경유하여 상기 카트리지에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하고,
   상기 수용 공간에 수용되는 상기 카트리지의 하단부는,
   상기 에어로졸 생성 물질의 누액을 방지하는 밀폐구조를 갖는, 에어로졸 생성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 카트리지는, 가열을 위해 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액체 전달 수단을 더 포함하고,
   상기 액체 전달 수단은, 광 투과성 재료로 구성되는 담지체 및 복수의 금속 나노 입자를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 금속 나노 입자는, 플라즈몬 공명 특성이 서로 상이한 2 이상의 종류의 금속 나노 입자를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 담지체는, 유리 섬유로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 카트리지는, 가열을 위해 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액체 전달 수단을 더 포함하고,
   상기 액체 전달 수단은, 금속 메시 (mesh) 형태로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 금속 메시는, 플라즈몬 공명 특성이 서로 상이한 2 이상의 종류의 금속 실이 교차되도록 구성된, 에어로졸 생성 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 카트리지의 하단부는, 연결부가 구비되지 않는 일체형으로 형성된, 에어로졸 생성 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 카트리지는, 상기 카트리지의 저면에 일체로서 구비되어 상기 광원으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 1 렌즈부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 디바이스 본체는, 상기 수용 공간 저면에 구비되어 상기 광원으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 2 렌즈부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는, 상기 카트리지의 저면에 일체로서 구비되어 상기 광원으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 1 렌즈부를 더 포함하고,
    상기 디바이스 본체는, 상기 수용 공간 저면에 구비되어 상기 광원으로부터의 광에 대한 광 경로 제어를 수행하도록 구성된 제 2 렌즈부를 더 포함하고,
    상기 제 1 렌즈부 및 상기 제 2 렌즈부는 상호 결합에 의해 상기 광을 목표 광 경로로 제어하도록 구성된, 에어로졸 생성 장치.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는,
    챔버 프레임에 의해 상기 액체 저장부와 분리되는 가열 챔버; 및
    적어도 일부가 상기 액체 저장부에 배치되고 적어도 일부가 상기 가열 챔버 내에 배치되며 가열을 위해 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액체 전달 수단을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버 프레임은 탄성 부재로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버 프레임의 상기 액체 저장부를 대향하는 면은, 상기 광이 투과할 수 없는 불투명 소재로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
    
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버 프레임의 가열 챔버 내측 표면의 적어도 일부는, 상기 광을 반사하도록 구성된 반사층을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버 프레임의 가열 챔버 내측 표면의 적어도 일부는, 상기 광에 대한 난반사를 발생시키는 요철부를 구비하는, 에어로졸 생성 장치.
    
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 카트리지는,
    상기 수용 공간에 수용되지 않는 상기 카트리지의 상부 표면에 배치된 외부 유입구;
    상기 카트리지의 일 측면에 배치되어 상기 외부 유입구로부터의 공기가 연통하도록 구성된 공기 유동 경로; 및
    상기 공기 유동 경로로부터의 공기가 상기 가열 챔버로 유입되도록 상기 챔버 프레임에 형성된 내부 유입구를 포함하는 공기 유입 경로를 구비하는, 에어로졸 생성 장치.
    
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 카트리지는,
    상기 챔버 프레임에 형성된 내부 배출구;
    상기 액체 저장부의 내부에 배치되고, 상기 에어로졸 생성 물질로부터 형성된 에어로졸이 상기 내부 배출구를 통해 상기 가열 챔버로부터 연통 가능하도록 구성된 전달관; 및
    상기 전달관으로부터의 에어로졸을 배출하는 외부 배출구를 구비하고 상기 액체 저장부의 상부에 결합되는 마우스피스를 포함하는 에어로졸 배출 경로를 구비하는, 에어로졸 생성 장치.
    
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 마우스피스는, 상기 광이 투과할 수 없는 불투명 소재로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
    
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 카트리지는,
    상기 광이 상기 마우스피스로 도달하는 것을 방지하는 광 차단부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
    
20. 디바이스 본체의 수용 공간에 수용되어 상기 디바이스 본체에 구비된 광원으로부터의 광을 수신하도록 구성된 카트리지로서,
    에어로졸 생성 물질이 저장되는 액체 저장부; 및
    상기 카트리지의 하단부의 적어도 일부에 형성된 광 투과부를 포함하고,
    상기 광원으로부터 상기 광 투과부를 경유한 광은 상기 카트리지에 도달함으로써, 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance) 을 기반으로 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하고,
    상기 수용 공간에 수용되는 상기 카트리지의 하단부는,
    상기 에어로졸 생성 물질의 누액을 방지하는 밀폐구조를 갖는, 카트리지.

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