KR20200089152A - 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 - Google Patents

복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 에어로졸 생성장치에 있어서, 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터, 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부, 상기 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소 및 상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 감지하는 복수의 지자기센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 상기 탈착가능요소의 탈착을 감지하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치를 개시한다.

Description

복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 {Method for controlling aerosol generating apparatus using multiple geomagnetic sensors and apparatus thereof}
본 발명은 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는, 에어로졸 생성장치에 지자기센서를 복수 구비하고, 그 구비된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법 및 그 방법을 구현하는 에어로졸 생성장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 에어로졸 생성장치는 궐련을 포함하여 에어로졸 생성장치에 탈착가능한 요소를 다수 구비하고 있다. 에어로졸 생성장치의 제어부는, 위와 같은 탈착가능한 요소가 에어로졸 생성장치에 탈착되어 있는지 여부를 민감하게 감지할 필요가 있으며, 탈착가능한 요소가 탈착되는 경우 에어로졸 생성장치에 구비되어 있는 디스플레이부, 진동부, 소리출력부 등을 통해서 사용자에게 신속하게 알람을 제공해야 하지만, 센서의 감도(sensitivity)가 일정수준 이상 확보되지 않으면, 알람기능을 적시에 수행할 수 없다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0044978호 (2018.05.03 공개) 2, 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0054581호 (2018.05.24 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 지자기센서가 감지한 결과를 기초로 에어로졸 생성장치를 효과적으로 제어하기 위한 방법 및 그 방법에 의해 동작하는 에어로졸 생성장치를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성장치는, 에어로졸 생성장치에 있어서, 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터; 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 상기 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소; 및 상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 감지하는 복수의 지자기센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 상기 탈착가능요소의 탈착을 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성장치의 제1히터 및 제2히터를 제어하는 방법은, 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소의 탈착을 감지하는 탈착감지단계; 상기 탈착에 의해 상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 복수의 지자기센서로 감지하는 자기장감지단계; 및 상기 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 상기 탈착가능요소를 식별하는 요소식별단계를 포함한다.
이외에도, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 궐련 또는 궐련을 사용하는 에어로졸 생성장치가 사용자에게 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 감도가 높은 복수의 지자기센서가 감지한 결과를 기초로 에어로졸 생성장치의 동작을 제어함으로써, 제어부의 오판율을 낮추고, 사용자에게 에어로졸 생성장치에 탈착가능요소가 결합되거나, 에어로졸 생성장치로부터 탈착가능요소가 제거되는 상황에 대한, 정확한 안내메시지를 제공하는 것이 가능하다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 6는 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 다른 일 실시 예의 블록도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치에 포함되는 히터부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(1)에 히터(13)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13) 또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)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 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 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. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 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.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 궐련(2)의 예들을 설명한다.
도 4 및 도 5는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 제 1 부분(21)은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분(22)은 필터 로드(22)를 포함한다.
도 4에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(2)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 궐련(2) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
담배 로드(21)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 궐련(3)은 전단 플러그(33)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터로드(32)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)은 도 4의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 4의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
궐련(3)의 직경 및 전체 길이는 도 4의 궐련(2)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다.
궐련(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(3) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 2 및 도 3에 도시된 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 6는 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치는 제어부(110), 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170)를 포함하는 것을 알 수 있다. 도 6에서 제어부(110), 배터리(120), 히터(130)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 제어부(12), 배터리(11), 히터(13)와 각각 동일하게 대응되는 것으로 본다.
제어부(110)는 에어로졸 생성장치에 포함되어 있는 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170)들을 총괄적으로 제어한다. 도 6에 도시되어 있지는 않지만, 실시 예에 따라서, 제어부(110)는 사용자의 버튼입력이나 터치입력을 수신하는 입력수신부(미도시) 및 사용자단말과 같은 외부 통신 장치와 통신을 수행할 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 도 6에 도시되어 있지 않으나, 제어부(110)는 히터(130)에 대해 비례적분미분제어(PID)를 수행하기 위한 모듈을 추가로 더 포함할 수도 있다.
특히, 본 발명에서 제어부(110)는 전술한 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170)들을 총괄적으로 제어하는 것 외에도, 복수의 지자기 센서로부터 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기변경을 감지한 결과를 수신하여, 에어로졸 생성장치에 탈착가능한 요소가 탈착되는 것을 실시간으로 감지하고, 디스플레이부(150), 모터(160) 등을 통해서 사용자에게 알람을 제공할 수 있다. 설명의 편의를 위해서, 도 6에서는 복수의 지자기 센서는 도시되어 있지 않으며, 복수의 지자기 센서에 대해서는, 도 7 및 도 8을 통해 후술하기로 한다.
배터리(120)는 히터(130)에 전력을 공급하며, 히터(130)에 공급되는 전력의 크기는 제어부(110)에 의해 조절될 수 있다.
히터(130)는 전류를 인가하면 고유 저항에 의해 발열을 하고, 에어로졸 생성기질이 가열된 히터에 접촉(결합)되면, 에어로졸이 생성될 수 있다.
펄스폭변조처리부(140)는 히터(130)에 PWM(pulse width modulation)신호를 전달하는 방식을 통해서, 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있도록 한다. 실시 예에 따라서, 펄스폭변조처리부(140)는 제어부(110)에 포함되는 방식으로 구현될 수도 있다.
디스플레이부(150)는 에어로졸 생성장치에서 발생되는 각종 알람 메시지(Alarm message)를 시각적으로 출력하여 에어로졸 생성장치를 사용하는 사용자가 확인할 수 있게 한다. 사용자는 디스플레이부(150)에 출력되는 배터리 전력부족 메시지나 히터의 과열경고메시지 등을 확인하고 에어로졸 생성장치의 동작이 멈추거나 에어로졸 생성장치가 파손되기 전에 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
모터(160)는 제어부(110)에 의해 구동되어 에어로졸 생성장치가 사용할 준비가 되었다는 사실을 사용자가 촉각을 통해 인지할 수 있도록 한다.
저장장치(170)는 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 적절하게 제어하여, 에어로졸 생성장치를 사용하는 사용자에게 다양한 풍미를 제공하도록 하기 위한 각종 정보를 저장하고 있다. 예를 들면, 저장장치(170)에 저장되는 정보에는 제어부(110)가 히터의 온도를 시간의 흐름에 따라 적절하게 가감제어하기 위해 참조하는 온도프로파일(temperature profile), 후술하는 제어기준비율, 비교제어값 등을 미리 저장하고 있다가 제어부(110)의 요청에 의해 제어부(110)에 해당 정보를 송신할 수 있다. 저장장치(170)는 플래시 메모리(flash memory)처럼 비휘발성 메모리로 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 더 빠른 데이터 입출력(I/O)속도를 확보하기 위해서 통전시에만 한시적으로 데이터를 저장하는 휘발성 메모리로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150) 및 저장장치(170)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150) 및 저장장치(170)는 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 다른 일 실시 예의 블록도를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치(700)는 히터를 포함하는 히터부(710) 및 배터리를 포함하는 배터리부(730)를 포함하는 것을 알 수 있다. 도 7에서 에어로졸 생성장치(700)를 히터부(710)와 배터리부(730)로 양분하여 설명하는 것은 설명의 편의를 위한 것으로, 도 7에서 에어로졸 생성장치(700)에 일반적으로 포함되는 것으로 알려진 구성들은 생략된 것으로 본다.
히터부(710)는 에어로졸 생성기질을 가열시켜서 에어로졸을 생성하는 히터와 액상조성물을 저장하고 있는 액상카트리지를 포함하고, 적어도 두 개 이상의 복수의 지자기 센서를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련은 히터부(710)의 궐련삽입구에 삽입될 수 있다. 궐련삽입구에는 사용자가 에어로졸 생성장치를 사용하지 않을 때에 궐련삽입구를 통해 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 궐련삽입구 전용 캡(799)이 씌워질 수 있다.
제1지자기센서(711a)는 히터와 근접하여 위치하는 지자기센서 중 하나를 의미한다. 제1지자기센서(711a)는 히터와 근접한 상태에서, 궐련삽입구에 삽입되는 궐련이 히터에 접촉하면서 발생되는 자기장의 크기의 변경을 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 전달한다. 제1지자기센서(711a)가 감지하는 자기장의 크기의 변경의 유형의 일 예로서, 궐련이 궐련삽입구에 삽입되기 전에 에어로졸 생성장치의 내부에 자성체가 존재하고, 그 자성체에 의해 일정한 크기의 자기장이 형성되어 있는 상황에서, 궐련이 궐련삽입구에 삽입되어 자기장의 크기의 변경이 생긴 경우가 있다. 제1지자기센서(711a)가 감지하는 자기장의 크기의 변경의 유형의 다른 일 예로서, 궐련이 궐련삽입구에 삽입되기 전에는 없었던 자기장이 궐련이 궐련삽입구를 통해 삽입되면서 생기는 경우가 있을 수 있다.
제어부는 제1지자기센서(711a)가 감지한 결과를 수신하고, 에어로졸 생성장치의 궐련삽입구에 궐련이 삽입되는 것 또는 빠지는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 궐련은 에어로졸 생성장치에 탈착가능한 탈착가능요소의 일 예로 본다.
제2지자기센서(711b)는 히터와 근접하여 위치하는 지자기센서 중 다른 하나를 의미한다. 제2지자기센서(711b)는 제1지자기센서(711a)와 비교하면, 히터와 가장 근접하여 위치하는 점에서는 유사하나, 제2지자기센서(711b)는 궐련이 궐련삽입구를 통해 깊게 삽입될수록 궐련과의 거리가 가까워지다가, 궐련이 에어로졸 생성장치의 내부공간에 완착(完着)되었을 때, 궐련과의 거리가 최소가 되는 지점에 위치하고 있다는 점에서, 제1지자기센서(711a)와 구별될 수 있다. 제어부는 제2지자기센서(711b)가 감지한 결과를 수신하고, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 궐련이 완착되었는지 여부를 판단할 수 있다.
다른 선택적 일 실시 예로서, 제어부는 제1지자기센서(711a) 및 제2지자기센서(711b)가 감지한 결과를 종합하여, 궐련이 에어로졸 생성장치의 내부공간이 완착되었는지 여부를 판단할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예에 따르면, 제어부가 제2지자기센서(711b)가 감지한 결과뿐만 아니라, 제1지자기센서(711a)가 감지한 자기장의 크기의 변경을 함께 고려함에 따라서, 궐련이 에어로졸 생성장치의 내부공간에 완착된 것을 더 정확하게 판단할 수 있다.
제3지자기센서(711c)는 히터와 액상카트리지 사이에 위치하는 지자기센서 중 하나를 의미한다. 제3지자기센서(711c)는 액상카트리지가 탈착됨에 따라 달라지는 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기를 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 송신하는 기능을 수행한다.
제4지자기센서(711d)는 액상카트리지와 궐련삽입구 전용 캡(799) 사이에 위치하는 지자기센서 중 하나를 의미한다. 제4지자기센서(711d)는 궐련삽입구 전용 캡(799)이 개폐됨에 따라 달라지는 에어로졸 생성장치의 내부자기장 또는 외부자기장의 크기를 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 송신하는 기능을 수행한다.
도 7에서 히터부(710)에 포함되는 제1지자기센서(711a) 내지 제4지자기센서(711d)는 각각 하나로 도시되어 있으나, 본 발명에서는 지자기센서의 수를 특정한 수로 한정하지 않으므로, 실시 예에 따라서, 제1지자기센서(711a) 내지 제4지자기센서(711d)의 수는 여러 개가 될 수 있다. 일 예로서, 제1지자기센서(711a)는 지자기센서 5개, 제2지자기센서(711b)는 지자기센서 3개, 제4지자기센서(711d)는 2개일 수도 있다. 지자기센서의 감도는 비슷한 원리로서 센싱하는 홀 센서나 단순한 자기센서보다 월등하므로, 위와 같이 지자기센서를 중첩하는 방식을 통해서, 제어부는 에어로졸 생성장치에 대한 탈착가능요소의 탈착여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 히터부(710)에서 지자기센서가 자기장의 크기의 변경을 감지하는 감지대상(히터, 카트리지, 궐련삽입구 전용 캡)은 자성물질을 포함한다. 보다 구체적으로, 히터부(710)에서 지자기센서의 감지대상은 자체적으로 자기장을 형성할 수 있도록 자성 잉크(magnetic ink)가 도포되어 있거나, 미세한 크기의 자석조각을 포함할 수 있다.
이어서, 배터리부(730)는 제5지자기센서(731), 적어도 하나 이상의 PCB(733) 및 배터리(735)를 포함한다.
제5지자기센서(731)는 PCB(733)와 배터리(735) 사이에 위치하는 지자기센서 중 하나를 의미한다. 제5지자기센서(731)는 배터리가 탈착됨에 따라서 달라지는 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기를 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 송신하는 기능을 수행한다.
PCB(733)는 배터리의 전력이 히터에 적절하게 공급될 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 기판으로서, 히터부(710)가 배터리부(730)에 결합되면, 히터부(710)와 배터리부(730)가 연동되어 동작될 수 있도록 하는 하드웨어를 총칭한다.
배터리(735)는 배터리부(730)와 탈착가능하도록 설계되어, 에어로졸 생성장치에 포함된 각종 장치에 전력을 공급하는 기능을 수행한다.
도 7에서 배터리부(730)에 포함되는 제5지자기센서(731)는 하나로 도시되어 있으나 본 발명에서 지자기센서의 수를 특정한 수로 한정하지 않으므로, 실시 예에 따라서, 제5지자기센서(731)의 수는 여러 개가 될 수 있다.
또한, 배터리부(730)에서 지자기센서가 자기장의 크기의 변경을 감지하는 대상인 배터리(735)는 자성물질을 포함한다. 보다 구체적으로, 배터리부(730)에서 배터리는 자석으로 인해 자화되지 않더라도, 자체적으로 자기장을 형성할 수 있도록 자성 잉크(magnetic ink)가 도포되어 있거나, 미세한 크기의 자석조각을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치가 동작하는 과정을, 도 6 및 도 7을 참조하여, 실시 예별로 설명하기로 한다.
바람직한 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치는 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터(130), 히터(130)에 공급되는 전력을 제어하는 제어부(110), 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소, 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 감지하는 복수의 지자기센서를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서, 제어부는 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 탈착가능요소의 탈착을 감지할 수 있다. 탈착가능요소의 일 예로서, 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련, 액상조성물을 저장하고 있는 액상카트리지, 궐련삽입구 전용 캡 및 배터리가 있다는 것은 도 7을 통해 이미 설명한 바 있다.
선택적 일 실시 예로서, 제어부는 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경이 기설정된 값을 초과하면, 그 자기장의 크기변경을 감지한 지자기센서의 조합을 파악하고, 파악된 조합을 기초로 하여, 자기장의 크기변경을 유발한 탈착가능요소를 식별할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부는 에어로졸 생성장치에 포함된 복수의 지자기센서 중에서 적어도 하나 이상의 지자기센서에 의해서, 자기장의 크기의 변경이 감지되고, 그 감지된 자기장의 크기변경이 기설정된 값을 초과하면, 에어로졸 생성장치에 탈착가능요소가 추가로 결합하였거나, 에어로졸 생성장치로부터 탈착가능요소가 분리된 것을 파악할 수 있고, 자기장의 크기의 변경을 감지한 지자기센서가 어느 센서인지 추적하여, 자기장의 크기변경을 유발한 탈착가능요소가 무엇인지 식별할 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에 따르면, 단순히 자기장의 크기변경이 발생한 것이 아니라, 미리 설정되어 있던 값을 초과하는 수준의 자기장의 크기변경이 있는 경우에 한해, 크기변경을 감지한 지자기센서의 조합을 파악하고, 그 파악된 조합에 따라서 탈착가능요소의 탈착을 판단하게 됨에 따라, 제어부의 오판률이 현저하게 낮아지는 효과가 있다.
다른 선택적 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고, 그 궐련은 구리, 페라이트(ferrite), 마텐자이트(martensite) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 구리, 페라이트, 마텐자이트는 강자성물질로서, 에어로졸 생성장치에 그 자성물질을 포함하는 궐련이 삽입되면, 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기가 변경될 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에서 궐련에 포함되어 있는 구리, 페라이트, 마텐자이트는 궐련에 포함되는 과정에서 자석 등에 의해 미리 자화된다.
또 다른 선택적 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고, 그 궐련은 구리, 페라이트, 마텐자이트, 알루미늄뿐만 아니라, 일정한 크기의 자기력을 갖는 자석을 추가로 포함할 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에 따르면, 궐련에 자석이 포함됨에 따라서, 구리, 페라이트, 마텐자이트가 미리 자화되는 공정을 거칠 필요가 없게 되고, 강자성이 아니지만 일반적으로 알루미늄박(aluminium foil)형태로 궐련에 포함되는 알루미늄도 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기변경을 유도하는 물질로 이용될 수 있다.
전술한 예와 다른 바람직한 선택적 일 실시 예로서, 제어부는 복수의 지자기센서로부터 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기변경의 결과를 수신하고, 내부자기장의 크기변경값에 따라서 궐련에 포함된 자성물질의 종류를 추정하고, 그 추정된 자성물질에 의해 달라지는 히터의 온도프로파일을 고려하여, 히터에 공급되는 전력을 제어할 수도 있다. 이 경우, 제어부는 미리 저장되어 있는 온도프로파일 테이블(temperature profile table)을 이용할 수도 있고, 추정된 자성물질의 열전도효율을 고려하여, 기존의 온도프로파일을 개량하여 적용하는 방식을 취할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치에 포함되는 히터부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 8은, 도 7에서 설명한 히터부(710)를 더 상세하게 설명하기 위한 도면으로서, 도 7을 참조하여 설명하기로 하고, 이하에서는, 도 7에서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예로서, 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고, 제어부는 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 히터에 접근하기 위해 궐련이 궐련삽입구를 통과했는지 여부를 판단할 수 있다. 본 선택적 일 실시 예는, 제어부가 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입되는 것을 감지하기 위한 실시 예로서, 궐련이 포함되어 있는 자성물질에 의해서 에어로졸 생성장치의 내부공간에 형성되어 있던 자기장의 크기가 달라지거나, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 존재하지 않았던 자기장이 발생되면, 지자기센서가 이러한 자기장의 크기변경을 감지하여 제어부에 송신하는 과정이 하나의 사이클로 이루어진다.
여기서, 제1거리는 도 8에서 l1에 해당하는 거리로서, 지자기센서가 히터에 접근하는 궐련에 의해서 달라지는 자기장의 크기를 감지할 수 있을 정도의 거리임과 동시에, 히터에 접근하는 궐련 외의 탈착가능요소의 탈착여부에 영향을 받지 않을 정도의 거리이며, 수학적, 경험적, 실험적으로 특정한 상수값으로 결정될 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에서의 지자기센서는, 도 8의 제1지자기센서(711a)가 될 수 있다.
본 발명의 다른 선택적 일 실시 예로서, 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고, 제어부는 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 히터에 대한 궐련의 완착여부를 판단할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예는, 제어부가 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입되는 과정을 완료하여, 궐련이 에어로졸 생성장치의 내부공간에 완전히 꽂혔는지 여부를 감지하기 위한 실시 예로서, 궐련이 포함되어 있는 자성물질에 의해서 에어로졸 생성장치의 내부공간에 형성되어 있던 자기장의 크기가 달라지거나, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 존재하지 않았던 자기장이 발생되면, 지자기센서가 이러한 자기장의 크기변경을 감지하여 제어부에 송신하는 과정이 하나의 사이클로 이루어진다.
여기서, 제2거리는 도 8에서 l2에 해당하는 거리로서, 지자기센서가 완착된 궐련에 의해서 달라지는 자기장의 크기를 감지할 수 있을 정도의 거리임과 동시에, 히터에 완착된 궐련 외의 탈착가능요소의 탈착여부에 영향을 받지 않을 정도의 거리이며, 수학적, 경험적, 실험적으로 특정한 상수값으로 결정될 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에서의 지자기센서는, 도 8의 제2지자기센서(711b)가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 선택적 일 실시 예로서, 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고, 제어부는 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과 및 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과의 조합을 기초로 하여, 히터에 대한 궐련의 완착여부를 판단할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예는, 제어부가 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입되는 과정을 완료하여, 궐련이 에어로졸 생성장치의 내부공간에 완전히 꽂혔는지 여부를 감지하기 위한 실시 예로서, 궐련이 포함되어 있는 자성물질에 의해서 에어로졸 생성장치의 내부공간에 형성되어 있던 자기장의 크기가 달라지거나, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 존재하지 않았던 자기장이 발생되면, 지자기센서가 이러한 자기장의 크기변경을 감지하여, 제어부에 송신하는 과정이 하나의 사이클로 이루어진다. 전술한 실시 예와는 달리, 복수의 지자기센서가 감지한 결과를 조합하여 궐련의 완착여부를 판단하는 데에 이용하는 점에서 구별될 수 있다.
본 선택적 일 실시 예에서의 지자기센서는, 도 8의 제1지자기센서(711a) 및 제2지자기센서(711b)가 될 수 있다. 또한, 제1지자기센서(711a)가 복수 개이고, 제2지자기센서(711b)가 복수 개라면, 제어부가 감지하는 지자기센서의 조합은 제1지자기센서(711a)의 일부와 제2지자기센서(711b)의 일부의 조합일 수도 있다.
또한, 본 선택적 일 실시 예에서, 제1거리인 l1과 제2거리인 l2은 동일할 수 있다.
전술한 예와 또 다른 선택적 일 실시 예로서, 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 액상조성물을 저장하는 액상카트리지이고, 제어부는 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 히터에 대한 액상카트리지의 완착여부를 판단할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예는, 제어부가 에어로졸 생성장치에 액상카트리지가 에어로졸 생성장치의 내부공간에 완전히 장착되었거나 완전히 제거되었는지 여부를 감지하기 위한 실시 예로서, 액상카트리지의 표면이나 내부에 포함되어 있는 자성물질에 의해서 에어로졸 생성장치의 내부공간에 형성되어 있던 자기장의 크기가 달라지거나, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 존재하지 않았던 자기장이 발생되면, 지자기센서가 이러한 자기장의 크기변경을 감지하여 제어부에 송신하는 과정이 하나의 사이클로 이루어진다. 액상카트리지의 표면이나 내부에 포함되어 있는 자성물질은 전술한 구리, 페라이트, 마텐자이트 등이 될 수 있다.
여기서, 제1거리는 도 8에서 l3에 해당하는 거리로서, 지자기센서가 완착되거나 제거되는 액상카트리지에 의해서 달라지는 내부자기장의 크기를 감지할 수 있을 정도의 거리임과 동시에, 액상카트리지 외의 탈착가능요소의 탈착여부에 영향을 받지 않을 정도의 거리이며, 수학적, 경험적, 실험적으로 특정한 상수값으로 결정될 수 있다. 본 선택적 일 실시 예에서의 지자기센서는, 도 8의 제3지자기센서(711c)가 될 수 있다.
전술한 예와 또 다른 선택적 일 실시 예로서, 에어로졸 생성장치의 탈착가능요소는 궐련을 삽입하여 상기 히터에 상기 궐련을 접촉시키는 궐련삽입구를 덮는 캡(799)이고, 제어부는 캡과 제1거리를 두고 배치된 제4지자기센서(711d)가 감지한 자기장의 크기변경결과를 기초로, 캡(799)의 개폐여부를 판단할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예는, 제어부가 에어로졸 생성장치에 캡이 개폐되었는지 여부를 감지하기 위한 실시 예로서, 캡의 표면이나 내부에 포함되어 있는 자성물질에 의해서 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 형성되어 있던 자기장의 크기가 달라지거나, 에어로졸 생성장치의 내부공간에 존재하지 않았던 자기장이 발생되면, 제4지자기센서(711d)가 이러한 자기장의 크기변경을 감지하여 제어부에 송신하는 과정이 하나의 사이클로 이루어진다. 캡(799)의 표면이나 내부에 포함되어 있는 자성물질은 전술한 구리, 페라이트, 마텐자이트 등이 될 수 있다.
여기서, 제1거리는 도 8에서 l4에 해당하는 거리로서, 제4지자기센서(711d)가 개폐되는 캡(799)에 의해서 달라지는 내부자기장의 크기를 감지할 수 있을 정도의 거리임과 동시에, 캡(799)이외의 탈착가능요소의 탈착여부에 영향을 받지 않을 정도의 거리이며, l4는 수학적, 경험적, 실험적으로 결정될 수 있다.
그 외에도 도 8에는 도시되어 있지 않으나, 제5지자기센서(731)는 배터리와 제1거리를 두고 배치되어, 자기장의 크기변경을 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 전달하여, 제어부가 배터리의 탈착여부를 판단할 수 있도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 9에 따른 방법은, 도 5에 따른 에어로졸 생성장치에 의해 구현될 수 있으므로, 도 5를 참조하여 설명하며, 이하에서는, 도 5 내지 도 8에서 설명한 것과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
에어로졸 생성장치에 구비되어 있는 센서는 에어로졸 생성장치의 탈착가능한 요소의 이동을 감지한다(S910). 단계 S910에서, 탈착가능한 요소의 이동을 감지하는 센서는 기류센서, 온도센서, 자이로센서 등이 될 수 있으며, 탈착가능한 요소의 이동은 탈착가능한 요소가 에어로졸 생성장치에 결합하는 것과 탈착가능한 요소가 에어로졸 생성장치로부터 제거되는 것을 모두 포함하는 개념이다. 탈착가능한 요소의 이동이 감지되면, 에어로졸 생성장치에 구비되어 있는 센서는 제어부에 전달하여, 수면 모드인 지자기센서가 활성화되도록 할 수 있으며, 실시 예에 따라서, 단계 S910는 생략될 수도 있다.
이어서, 제어부(110)는 적어도 하나 이상의 지자기센서가 탈착가능한 요소의 이동으로 인한 내부자기장의 변경을 감지하면(S920), 감지된 자기장의 변경의 크기값이 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 판단한다(S930).
제어부(110)는 내부자기장의 크기의 변경을 감지한 지자기센서들의 조합을 파악하고(S940), 파악된 지자기센서들의 조합을 기초로 하여 에어로졸 생성장치에 결합되거나 에어로졸 생성장치로부터 제거된 탈착가능한 요소(궐련, 액상카트리지, 궐련삽입구의 캡)를 식별한다(S950).
본 발명에 따르면, 감도가 높은 복수의 지자기센서가 감지한 결과를 기초로 에어로졸 생성장치의 동작을 제어함으로써, 제어부의 오판율을 낮추고, 사용자에게 에어로졸 생성장치에 탈착가능요소가 결합되거나, 에어로졸 생성장치로부터 탈착가능요소가 제거되는 상황에 대한, 정확한 안내메시지를 제공하는 것이 가능하다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 에어로졸 생성장치에 있어서,
    에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터;
    상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부;
    상기 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소; 및
    상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 감지하는 복수의 지자기센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 상기 탈착가능요소의 탈착을 감지하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경이 기설정된 값을 초과하면,
    상기 변경을 감지한 지자기센서의 조합을 파악하고, 상기 파악된 조합을 기초로 상기 탈착가능요소 중 탈착된 탈착가능요소를 식별하는 것을 특징으로 하는, 복수의 지자기센서들을 포함하는 에어로졸 생성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    상기 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고,
    상기 제어부는,
    상기 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 히터에 접근하기 위해 상기 궐련이 궐련삽입구를 통과했는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 히터에 대한 상기 궐련의 완착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 궐련은,
    구리, 페라이트, 마텐자이트 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 궐련은,
    자석에 의해 자화가능한 알루미늄, 구리, 페라이트, 마텐자이트 중 적어도 하나 이상을, 자석과 함께 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    상기 에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고,
    상기 제어부는,
    상기 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과 및 상기 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과의 조합을 기초로 하여, 상기 히터에 대한 상기 궐련의 완착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    액상조성물을 저장하는 액상카트리지이고,
    상기 제어부는,
    상기 히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 액상카트리지의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    궐련을 삽입하여 상기 히터에 상기 궐련을 접촉시키는 궐련삽입구를 덮는 캡(cap)이고,
    상기 제어부는,
    상기 캡과 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 캡의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    상기 히터에 전력을 공급하는 배터리이고,
    상기 제어부는,
    상기 배터리와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 배터리의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  11. 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 에어로졸 생성장치의 내부공간 또는 외부공간에 탈착가능한 적어도 하나 이상의 탈착가능요소의 탈착을 감지하는 탈착감지단계;
    상기 탈착에 의해 상기 에어로졸 생성장치의 내부자기장의 크기의 변경을 복수의 지자기센서로 감지하는 자기장감지단계; 및
    상기 복수의 지자기센서 중 적어도 하나 이상의 지자기센서의 감지결과를 기초로 상기 탈착가능요소를 식별하는 요소식별단계를 포함하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 요소식별단계는,
    상기 내부자기장의 크기의 변경이 기설정된 값을 초과하면,
    상기 변경을 감지한 지자기센서의 조합을 파악하고, 상기 파악된 조합을 기초로 상기 탈착가능요소 중 탈착된 탈착가능요소를 식별하는 것을 특징으로 하는, 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고,
    상기 요소식별단계는,
    히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 히터에 접근하기 위해 상기 궐련이 궐련삽입구를 통과했는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 요소식별단계는,
    상기 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 히터에 대한 상기 궐련의 완착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 궐련은,
    구리, 페라이트, 마텐자이트 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 궐련은,
    자석에 의해 자화가능한 알루미늄, 구리, 페라이트, 마텐자이트 중 적어도 하나 이상을, 자석과 함께 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    에어로졸 생성기질을 포함하는 궐련이고,
    상기 요소식별단계는,
    히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과 및 상기 히터와 제2거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과의 조합을 기초로 하여, 상기 히터에 대한 상기 궐련의 완착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    액상조성물을 저장하는 액상카트리지이고,
    상기 요소식별단계는,
    히터와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 액상카트리지의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    궐련을 삽입하여 히터에 상기 궐련을 접촉시키는 궐련삽입구를 덮는 캡(cap)이고,
    상기 요소식별단계는,
    상기 캡과 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 캡의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 탈착가능요소는,
    히터에 전력을 공급하는 배터리이고,
    상기 요소식별단계는,
    상기 배터리와 제1거리를 두고 배치된 지자기센서가 감지한 결과를 기초로, 상기 배터리의 탈착여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 지자기센서로 에어로졸 생성장치를 제어하는 방법.
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