KR20210072525A - 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 히터에 전력을 공급하는 배터리, 에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 맥파 정보를 측정하는 맥파 센서, 맥파 정보에 기초하여 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법{Aerosol generating apparatus and method for operating the same}

본 출원에 의해 개시되는 발명은 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법에 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 물질 또는 액상의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

특히, 가열에 의해 생성된 에어로졸을 흡연함에 따라 변화하는 생체 정보를 활용하여, 끽연감 및 풍미를 향상시키려는 연구가 진행되고 있다.

종래의 에어로졸 생성 장치는 사용자의 스트레스 정도 등 사용자의 심리 상태와 무관하게 동작하기 때문에, 사용자의 스트레스 완화에 직접적인 효과를 제공하기 어렵다.

본 발명의 과제는 에어로졸을 흡입하는 사용자의 맥파 정보를 센서를 통해 획득하고, 획득된 맥파 정보에 기초하여 사용자의 스트레스 정도 등 심리 상태를 파악한 후, 이에 기초하여 에어로졸 생성량을 조절하는 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 히터에 전력을 공급하는 배터리, 에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 심박 변이도(HRV)를 측정하는 맥파 센서 및 심박 변이도가 제1 임계값 미만인 경우, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 증가시키는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는 심박 변이도가 제2 임계값 이상인 경우, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 제어부는 심박 변이도의 변화량이 제3 임계값 미만인 경우, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다.

또한, 제어부는 맥파 센서의 활성화 상태를 제어할 수 있고, 제어부는 배터리로부터 히터에 전력을 공급하면 맥파 센서를 활성화할 수 있다.

또한, 맥파 센서는 적외선 광을 이용하여 사용자 신체의 접촉 여부를 감지할 수 있고, 녹색 광을 이용하여 맥파 정보를 측정할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 외관을 형성하는 케이스를 더 포함하고, 맥파 센서는 케이스의 일 지점에 배치되어 케이스를 파지하는 사용자의 손가락에 접촉될 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 히터에 전력을 공급하는 배터리, 에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 맥파 정보를 측정하는 맥파 센서 및 맥파 정보에 기초하여 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

맥파 정보는 상기 맥파 정보는, PPI(Pulse Peak Interval), 심박수, 심박 변이도, 맥파전달시간(PTT; Pulse Transfer Time), 맥파전달속도(PWM; Pulse Wave Velocity) 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 사용자의 스트레스 정도에 상응하여 에어로졸 생성량을 조절할 수 있고, 이에 따라 사용자의 만족감을 충족시키고, 스트레스를 효과적으로 해결할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사용 상태도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 맥파 센서가 측정하는 맥파 정보에 관한 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.

실시예들에서 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 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(120), 히터(110), 맥파 센서(135) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자 인터페이스, 메모리 및 다른 종류의 센서들을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(120)는 히터(110)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 배터리(120)로부터 히터(110)에게 공급되는 전력은 제어부(140)에 의해 조절될 수 있다. 배터리(120)는 제어부(140)의 명령에 따라 히터(110)에게 전력을 공급하기 시작하거나, 공급되는 전력을 증가 및 감소시키거나, 공급되는 전력을 차단할 수 있다.

또한, 배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서, 사용자 인터페이스, 메모리 및 제어부(140)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(120)는 충전이 가능한 배터리(120)이거나 일회용 배터리(120)일 수 있다. 예를 들어, 배터리(120)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리(120)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(110)는 제어부(140)의 제어에 따라 배터리(120)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(110)는 배터리(120)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(100)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(100)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(110)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(110)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(110)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(120)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터(110)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(110)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서 히터(110)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(110), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(110)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(110)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 실시예에서 히터(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(110)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(110)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터(110)는 유도 가열식 히터(110)일 수 있다. 히터(110)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터(110)에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.

히터(110)에 의해 가열된 에어로졸 생성 물질은 소정의 온도에 도달하거나, 소정의 크기의 열에너지가 전달되면 에어로졸로 기화할 수 있다. 기화된 에어로졸은 사용자의 흡입에 따라 에어로졸 제공부(150)를 통해 에어로졸 생성 장치(100) 외부로 배출되고, 사용자에게 제공될 수 있다.

에어로졸 생성 물질이 궐련 형태로 제공되는 경우, 에어로졸 제공부는 에어로졸 생성 물질이 수용되는 수용부일 수 있다. 궐련은 수용부에 삽입된 채 가열되어 에어로졸을 생성하고, 에어로졸은 궐련을 통해 수용부 외부로 배출될 수 있다.

에어로졸 생성 물질이 카트리지에 수용된 액상으로 제공되는 경우, 에어로졸 제공부는 카트리지의 증기화부와 연결되는 마우스피스일 수 있다. 액상의 에어로졸 생성 물질은 카트리지 내에 저장되고, 심지 등의 이동 수단을 통해 증기화부에 공급될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 증기화부 내에서 가열되어 에어로졸을 생성하고, 생성된 에어로졸은 마우스피스를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.

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, 에어로졸 생성 물질은 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 물질에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이 첨가될 수 있다.

맥파 센서(135)는 사용자의 맥파 정보를 감지할 수 있다. 맥파 센서(135)를 통해 감지된 맥파 정보는 제어부(140)로 전달될 수 있다. 맥파 정보는 심장 박동을 전기적으로 감지한 펄스 신호를 포함한다. 맥파 정보는, 펄스 피크 인터벌(PPI; Pulse Peak Interval), RR 인터벌(RR interval), 심박수, 심박 변이도(Heart Rate Variability, HRV), 맥파전달시간(PTT; Pulse Transfer Time) 및 맥파전달속도(PWM: Pulse Wave Velocity) 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 맥파 센서(135)는 감지한 펄스 신호를 그대로 제어부(140)에게 전달하고, 제어부(140)는 펄스 신호를 처리하여 펄스 피크 인터벌, RR 인터벌 및 심박 변이도 등의 정보를 획득할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 맥파 센서(135)는 센싱한 펄스 신호를 직접 처리하여, 심박 변이도 등의 정보를 획득하고, 제어부(140)에게 심박 변이도를 전달할 수도 있다.

맥파 센서(135)는 에어로졸 생성 장치(100)의 사용자가 에어로졸을 흡입함에 따라 변화하는 맥파 정보를 센싱할 수 있다. 맥파 센서(135)는 사용자가 에어로졸을 흡입하기 전의 맥파 정보, 사용자가 에어로졸을 흡입하는 중 변화하는 맥파 정보, 사용자가 에어로졸 흡입을 완료한 이후의 맥파 정보를 센싱할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 맥파 센서(135)는 광용적맥파(Photo-plethysmography, PPG) 센서 수 있다. 예를 들면, 맥박으로 인해 혈관 내 혈액의 용적이 변화하고, 이에 따라 빛의 흡수량이 변화하는데, 광용적맥파(Photo-plethysmography, PPG) 센서는 이러한 빛의 흡수량의 변화를 감지할 수 있다. 맥파 센서(135)는 광용적 맥파 센서(135)에 한정되지 않고, 심박변이도 등의 맥파 정보를 센싱할 수 있는 다른 종류의 센서를 모두 포함할 수 있다.

맥파 센서(135)는 에어로졸 생성 장치(100)의 외면에 형성되고, 에어로졸 생성 장치(100)를 파지하기 위해 접촉하는 사용자의 신체 일부를 통해 맥파 정보를 획득할 수 있다. 맥파 센서(135)의 사용 상태에 관해 도 2를 통해 더 자세히 설명하고, 맥파 센서(135)를 통해 획득한 맥파 정보에 관해 도 3을 통해 더 자세히 설명한다.

제어부(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(140)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와, 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(140)는 히터(110)의 동작이 개시 또는 종료되도록 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(110)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(110)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

제어부(140)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터(110)의 동작을 개시하기 위해 히터(110)의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다.

제어부(140)는 맥파 센서(135)로부터 전달된 맥파 정보를 수신할 수 있다.

제어부(140)는 맥파 정보에 기초하여, 사용자의 스트레스 정도를 판단하고, 스트레스 정도를 감소 또는 유지시키기 위해 히터(110)의 가열 강도 및 에어로졸 생성량을 조절할 수 있다.

제어부(140)는 맥파 정보를 처리하여 사용자의 스트레스 정도를 판단하기 위한 정보들을 획득할 수 있다. 예를 들면, 제어부는 맥파 정보로부터 심박수 및 심박 변이도를 추출하여 획득할 수 있다.

또 다른 예를 들면, 제어부는 ECG 센서의 신호 및 PPG 센서의 신호에 기초하여, 맥파전달시간(PTT; Pulse Transfer Time) 및 맥파전달속도(PWM: Pulse Wave Velocity) 등의 정보를 획득할 수 있고, 더 나아가 맥파전달시간(PTT) 및 맥파전달속도(PWM)에 기초하여 혈압 정보를 획득할 수도 있다.

제어부(140)는 맥파 정보를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 심박 변이도에 기초하여 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 심박 변이도는 사용자의 스트레스에 관한 정보를 포함한다. 제어부(140)는 스트레스 정도에 상응하여 에어로졸 생성량을 조절할 수 있고, 이에 따라 사용자의 만족감을 충족시키고, 스트레스를 효과적으로 해결할 수 있다.

이를 위해 제어부(140)는 신호를 증폭하고, 적합한 주파수 특성만을 필터링하는 아날로그 신호처리부, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 데이터 변환부, 맥상 파형을 분석하기 위한 제반 특징점들을 추출하는 맥파 신호 처리부 등의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 아날로그 신호처리부, 데이터 변환부 및 맥파 신호 처리부 등의 구성은 제어부(140)가 수행하는 기능에 따라 분류된 단위체로서, 별도의 프로세서에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서에서 수행될 수도 있다.

제어부(140)는 심박 변이도와 소정의 임계값을 비교하여, 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 증가시키거나, 또는 감소시킬 수 있다. 또, 제어부(140)는 심박 변이도의 변화량과 소정의 임계값을 비교하여, 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

또, 제어부(140)는 맥파 센서(135)의 활성화 상태를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 다양한 트리거 동작에 의해 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 공급하기 시작할 수 있다. 예를 들면, 제어부(140)는 퍼프가 감지될 때, 전원 버튼을 통해 입력이 수신되었을 때 또는 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 공급하기 시작할 때, 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다.

제어부(140)는 맥파 센서(135)가 이용하는 광의 종류에 따라, 다양한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 맥파 센서(135)가 적외선 광을 이용하여 감지한 정보에 기초하여, 사용자 신체의 접촉 여부를 감지할 수 있다. 제어부(140)는 맥파 센서(135)가 녹색 광을 이용하여 감지한 맥파 정보에 기초하여, 심박 변이도를 측정할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)는 맥파 센서(135) 외에도 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서에서 센싱된 결과는 제어부(140)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(140)는 히터(110)의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 심전도(ECG) 센서, 혈중 포화도 측정 센서 등 다양한 생체 센서들을 포함할 수 있다.

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

또한, 적어도 하나의 센서는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(110)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(110)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(110) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(110)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(100)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

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

이에 따라, 제어부(140)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 히터(110)의 모드를 예열모드에서 동작모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 히터(110)에 전력 공급을 중단할 수 있다.

사용자 인터페이스는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스는 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(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

이에 따라, 제어부(140)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(140)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

메모리는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리는 제어부(140)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리는 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.

메모리에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터, 센싱한 맥파 정보, 맥파 정보로부터 심박 변이도를 생성하기 위한 프로그램, 소정의 임계값들, 생성된 심박 변이도 등 다양한 정보들이 저장될 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(120)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리(120)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(120)를 충전할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사용 상태도이다.

도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 외관을 형성하는 케이스를 포함할 수 있다. 케이스는 일 방향으로 연장되어, 궐련과 유사한 형상을 갖는다. 사용자와 가까운 케이스의 일 측을 통해 사용자는 에어로졸을 흡입할 수 있다.

맥파 센서(135)는 케이스 외면의 일 지점에 배치될 수 있다. 케이스 외면의 일 지점에는 케이스 내부 방향으로 함입되어 사용자에 의해 파지되기 용이한 함입부가 형성될 수 있다. 맥파 센서(135)는 함입부에 배치되어 케이스를 파지하는 사용자의 손가락에 접촉할 수 있다.

맥파 센서(135)는 사용자의 손가락에 소정 파장의 광을 조사하는 발광 모듈(137) 및 사용자의 손가락을 투과하여 혈관에서 반사된 후 돌아오는 광을 수신하는 수광 모듈(139)을 포함할 수 있다.

맥파 센서(135)가 이용하는 광의 종류는 다양할 수 있다. 맥파 센서(135)는 두 종류 이상의 광을 동시에 사용할 수 있다. 예를 들면, 맥파 센서(135)는 적외선(Inrfared, IR), 녹색광 또는 적색광을 이용하여 맥파 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라 발광 모듈(137)은, 적외선 발광 모듈, 녹색광 발광 모듈 및 적색광 발광 모듈을 포함할 수 있고, 수광 모듈(139)은, 적외선 수광 모듈, 녹생광 수광 모듈 및 적색선 수광 모듈을 포함할 수 있다.

광의 종류에 따라 맥파 센서(135)가 획득하는 정보는 상이할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 맥파 센서(135)는 적외선을 이용해 신체가 맥파 센서(135)에 접촉함을 감지할 수 있다. 또, 맥파 센서(135)는 피부에 대한 투과성이 강한 녹색광을 이용해 혈관에 대한 반사광으로부터 맥파 정보를 획득할 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 적외선은 피부를 투과할 때 난반사를 발생시킬 수 있으므로, 맥파 센서(135)는 적외선을 제거하는 필터를 포함할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 맥파 센서가 측정하는 맥파 정보에 관한 그래프이다.

도 3을 참조하면, 그래프의 x축은 시간, y축은 시간에 따라 변화하는 PPI 값을 나타낸다. PPI는 연속된 피크들 간의 시간 간격이다. PPI가 낮을수록 피크 간 시간 간격이 작기 때문에 심장 박동이 빠르고, PPI가 높을수록 피크 간 시간 간격이 크기 때문에 심장 박동이 빠르다.

심박 변이도는 PPI의 변화에 관한 정보이다. PPI의 변화량이 클수록, 심박 변이도가 크고, PPI의 변화량이 작을수록, 심박 변이도는 감소한다.

PPI 및 심박 변이도는, 다양한 형태로 표현될 수 있으며, 도 3을 통해 표현되는 PPI 값 및 PPI 값의 변화량은 PPI 및 심박 변이도의 일 형태이다. 예를 들어, 심박 변이도는 PPI의 표준편차로 표현될 수도 있다. 또는 심박 변이도는 x축에 현재 측정된 PPI를 대응하고 y축에 직전 측정된 PPI값을 각각 대응한 그래프인 심박 분포도(HR Distribution)를 통해 표현될 수도 있다.

PPI 및 심박 변이도는 사용자의 스트레스 정도, 심리 및 건강 상태에 관한 정보들을 포함할 수 있다. 제어부는 측정한 맥파 정보 및 맥파 정보로부터 획득한 사용자의 스트레스 정도에 기초하여, 배터리 및 히터를 제어할 수 있다.

제어부(140)는 심박 변이도가 크고 불규칙할수록 사용자의 스트레스 정도가 낮고, 건강한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또, 제어부(140)는 심박 변이도가 작고 주기적일수록 사용자의 스트레스 정도가 증가하고 건강 상태가 저하된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 3(b)에서 PPI 값의 변화량(b1)은 도 3(a)에서 PPI 값의 변화량(a1)보다 작다. 따라서 제어부(140)는, 도 3(b)의 사용자가 도 3(a)의 사용자보다 스트레스 정도가 더 높다고 판단할 수 있다.

제어부(140)는, PPI가 작고 심장 박동이 빠를 때 스트레스 정도가 높은 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 3(b)에서 PPI 값(b2)은 도 3(a)에서 PPI 값(a2)보다 작다. 따라서 제어부(140)는 도 3(b)의 사용자가 도 3(a)의 사용자보다 심장 박동이 빠르고, 스트레스 정도가 더 높다고 판단할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.

S1100 단계에서, 제어부(140)는 맥파 센서(135)를 통해 에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 맥파 정보를 측정할 수 있다.

도 2 및 도 3을 통해 상술한 내용들이 S1100 단계에 적용될 수 있다. 맥파 센서(135)는 케이스의 일 면에 배치되어, 케이스를 파지하는 사용자의 신체 일부에 접촉하고, 맥파 정보를 측정할 수 있다. 맥파 정보는 펄스 피크 인터벌(PPI; Pulse Peak Interval), RR 인터벌(RR interval) 및 심박 변이도(Heart Rate Variability, HRV)등을 포함할 수 있다.

S1200 단계에서, 제어부(140)는 맥파 정보에 기초하여 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 제어부(140)는 맥파 정보에 기초하여, 사용자의 스트레스 정도를 판단하고, 스트레스 정도를 감소 또는 유지시키기 위해 히터(110)의 가열 강도를 조절할 수 있다.

제어부(140)는 맥파 정보 중 심박 변이도에 기초하여 사용자의 스트레스 정도를 판단할 수 있다. 제어부(140)는 심박 변이도가 소정의 제1 임계값 미만인 경우, 스트레스 정도가 크다고 판단하고, 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 증가시켜 에어로졸 공급량을 증가시킬 수 있다.

제어부(140)는, 심박 변이도가 소정의 제2 임계값 이상인 경우, 스트레스 정도가 높지 않다고 판단하고, 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 감소시킴으로써, 에어로졸 공급량을 감소시킬 수 있다.

또, 제어부(140)는 심박 변이도의 변화량에 기초하여 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력량을 조절할 수 있다. 제어부(140)는 심박 변이도의 변화량에 기초하여, 에어로졸 흡입에 따라 스트레스 정도가 변화하는 추이를 판단할 수 있다. 제어부(140)는 심박 변이도의 변화량이 소정의 제3 임계값 미만인 경우, 현재의 에어로졸 공급량이 스트레스 감소에 효과적이지 않은 것으로 판단하고, 에어로졸 공급량을 증가시키기 위해 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다.

상술한 방법 외에도, 제어부(140)는 맥파 정보를 활용하여, 사용자의 스트레스 정도, 심리 상태 및 건강 상태 등 다양한 정보들을 획득하고, 배터리(120)로부터 히터(110)로 공급되는 전력을 조절할 수 있다.

도 5는 다른 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.

S2100 단계에서, 제어부(140)는 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 공급하기 시작할 때, 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다.

맥파 센서(135) 중 광용적맥파 센서는 광을 조사하기 때문에, 전력 소모가 크다. 따라서, 제어부(140)가, 맥파 정보가 필요할 때에만 맥파 센서(135)를 활성화함으로써, 맥파 센서(135)로 인한 대기 전력의 소모를 감소시키는 것이 필수적이다.

맥파 센서(135)는 히터(110)에 전력이 공급되기 시작할 때, 활성화될 수 있다. 제어부(140)는 다양한 트리거 동작에 의해 히터(110)에 전력을 공급하고, 동시에 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(120) 및 히터(110) 간 연결하는 경로의 단락을 결정하는 스위치 또는 경로 상에서 전류의 흐름을 감지하는 센서 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는, 버튼을 통해 가열을 위한 사용자 입력이 수신될 때, 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 케이스에 배치된 버튼을 포함할 수 있다. 제어부(140)는, 버튼을 통해 사용자 입력이 수신되면, 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 공급하고, 또 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 제어부(140)는, 퍼프가 감지될 때, 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다. 제어부(140)는, 퍼프 센서를 통해 퍼프가 감지되면, 배터리(120)로부터 히터(110)에 전력을 공급하고, 맥파 센서(135)를 활성화함으로써, 에어로졸 흡입에 따라 변화하는 맥파 정보를 측정할 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 제어부(140)는, 히터(110)의 온도가 소정의 온도에 도달할 때, 맥파 센서(135)를 활성화할 수 있다. 제어부(140)는, 온도 센서를 통해 측정된 히터(110)의 온도가 에어로졸을 생성할 수 있는 온도에 도달하면, 맥파 센서(135)를 활성화하여 맥파 정보를 측정할 수 있다.

S2200 단계에서, 제어부(140)는 맥파 센서(135)를 통해 에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 맥파 정보를 측정할 수 있다. S1100 단계에서 설명한 사항들은 S2200 단계에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, S2200 단계에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제어부(140)는 상술한 트리거 동작들에 따라 맥파 센서(135)를 활성화함으로써, 에어로졸이 생성되기 직전의 맥파 정보 및 에어로졸 생성에 따라 변화하는 맥파 정보를 획득할 수 있다. 제어부(140)는 에어로졸 생성 전 맥파 정보 및 에어로졸 생성 후 맥파 정보를 비교함으로써, 에어로졸 흡입이 사용자의 스트레스 정도에 미치는 영향을 판단할 수 있다.

S2300 단계에서, 제어부(140)는 맥파 정보에 기초하여 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. S1200 단계에서 설명한 사항들은 S2300 단계에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, S2300 단계에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이후, 제어부(140)는, 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급되는 전력이 중단되면, 맥파 센서(135)를 비활성화함으로써 대기 전력의 소모를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(140)는, 버튼을 통해 히터(110)의 가열 동작을 중단하는 사용자 입력이 수신된 경우, 퍼프 센서를 통해 소정 시간 동안 퍼프가 감지되지 않는 경우, 히터(110)의 가열 시간이 소정의 시간을 초과하는 경우 등에 따라 배터리(120)로부터 히터(110)에 공급하는 전력을 중단하고, 맥파 센서(135)를 비활성화할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

Claims (8)

1. 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;
   상기 히터에 전력을 공급하는 배터리;
   에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 심박 변이도(HRV)를 측정하는 맥파 센서; 및
   상기 심박 변이도가 제1 임계값 미만인 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 증가시키는 제어부;를 포함하는
   에어로졸 생성 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 심박 변이도가 제2 임계값 이상인 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 감소시키는
   에어로졸 생성 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 심박 변이도의 변화량이 제3 임계값 미만인 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 증가시키는
   에어로졸 생성 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 맥파 센서의 활성화 상태를 제어할 수 있고,
   상기 제어부는 상기 배터리로부터 상기 히터에 전력을 공급하면 상기 맥파 센서를 활성화하는
   에어로졸 생성 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 맥파 센서는 적외선 광을 이용하여 사용자 신체의 접촉 여부를 감지할 수 있고, 녹색 광을 이용하여 상기 심박 변이도를 측정할 수 있는
   에어로졸 생성 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 에어로졸 생성 장치는 외관을 형성하는 케이스를 더 포함하고,
   상기 맥파 센서는 상기 케이스의 일 지점에 배치되어 상기 케이스를 파지하는 사용자의 손가락에 접촉되는
   에어로졸 생성 장치.
7. 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;
   상기 히터에 전력을 공급하는 배터리;
   에어로졸이 흡입됨에 따라 변화하는 사용자의 맥파 정보를 측정하는 맥파 센서; 및
   상기 맥파 정보에 기초하여 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 조절하는 제어부;를 포함하는
   에어로졸 생성 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 맥파 정보는, PPI(Pulse Peak Interval), 심박수, 심박 변이도, 맥파전달시간(PTT; Pulse Transfer Time), 맥파전달속도(PWM; Pulse Wave Velocity) 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는
   에어로졸 생성 장치.

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