KR20220063066A

KR20220063066A - 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 그 에어로졸 생성 장치로 에어로졸을 생성하는 방법

Info

Publication number: KR20220063066A
Application number: KR1020200189476A
Authority: KR
Inventors: 이원경; 정헌준; 김동성; 최재성
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-05-17
Also published as: KR102583906B1

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 배터리로부터 전력을 공급받고 진동하는 진동부, 진동부의 진동을 전달하는 진동전달부, 진동전달부에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸이 생성되는 액상이송체, 액상이송체에 광을 투사하는 광유닛 및 액상이송체에서 투사된 광을 기초로, 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 개시한다.

Description

광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 그 에어로졸 생성 장치로 에어로졸을 생성하는 방법 {Aerosol generating device including light emitting unit and method thereof}

본 발명은 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치로서, 보다 구체적으로는, 에어로졸 생성 장치에 광유닛을 포함하고, 광유닛으로부터 검출되는 정보를 통해 에어로졸 생성 장치의 프로세서의 동작을 제어하는 에어로졸 생성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방식을 대체하여 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에 관한 수요가 증가하고 있다. 에어로졸 생성 장치는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질로부터 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하여 사용자에게 공급하거나, 에어로졸 생성 물질로부터 생성한 증기를 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 생성하는 기능을 수행하는 장치이다.

에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법은 여러 가지가 있으며, 에어로졸을 생성하는 방법에 따라서, 에어로졸 생성 기질의 종류, 상태, 화학적 성질이 달라지고, 에어로졸을 발생시키는 요소를 제어하기 위한 프로세서의 동작도 다양해지고 있다. 특히, 최근에는 고주파수로 진동하여 에어로졸 생성 기질을 에어로졸로 변환시키는 장치가 알려져 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 액상의 에어로졸 생성 기질의 특성으로 인해 유발되는 무화량감소 현상을 방지하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 배터리로부터 전력을 공급받고 진동하는 진동부; 상기 진동부의 진동을 전달하는 진동전달부; 상기 진동전달부에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸이 생성되는 액상이송체; 상기 액상이송체에 광을 투사하는 광유닛; 및 상기 액상이송체에서 투사된 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함한다.

상기 장치에 있어서, 상기 광유닛은, ToF(Time of Flight)센서일 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 광유닛은, 광을 방출하는 광원 및 방출된 광을 흡수하는 리셉터(receptor)로 구성될 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 방출된 광을 흡수한 리셉터로부터 전달받은 신호를 기초로, 상기 액상이송체에 도포된 액상의 양을 파악하고, 상기 파악된 양에 따라 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 액상이송체에 광이 투사된 점을 중심으로 광원과 리셉터는 기설정된 예각을 이루도록, 상기 광원 및 상기 리셉터가 배치될 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 액상이송체를 투과한 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 진동전달부는, 광반사성 물질로 구성되어 상기 광유닛으로부터 투사된 광을 반사할 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 광유닛은, 복수의 광원과 상기 광원과 동일한 수의 리셉터로 구성될 수 있다.

상기 장치에 있어서, 상기 복수의 광원에서 광이 각각 출력되는 시점 및 상기 출력된 광을 수신하는 리셉터가 각각 활성화되는 시점은 서로 다를 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 방법은, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법으로서, 진동부가, 배터리로부터 전력을 공급받고 진동하는 단계; 진동전달부가, 상기 진동부의 진동을 전달하는 단계; 액상이송체가, 상기 진동전달부에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸을 생성하는 단계; 광유닛이 상기 액상이송체에 광을 투사하는 단계; 및 프로세서가, 상기 액상이송체에서 투사된 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 방법에 있어서, 상기 광유닛은, ToF(Time of Flight)센서일 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 광유닛은, 광을 방출하는 광원 및 방출된 광을 흡수하는 리셉터(receptor)로 구성될 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 단계는, 상기 방출된 광을 흡수한 리셉터로부터 전달받은 신호를 기초로, 상기 액상이송체에 도포된 액상의 양을 파악하고, 상기 파악된 양에 따라 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 광을 투사하는 단계는, 상기 액상이송체에 광이 투사된 점을 중심으로 광원과 리셉터는 기설정된 예각을 이루도록, 상기 광원 및 상기 리셉터가 배치될 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 전력을 제어하는 단계는, 상기 액상이송체를 투과한 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 광을 투사하는 단계는, 광반사성 물질로 구성된 상기 진동전달부가 상기 광유닛으로부터 투사된 광을 반사하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 광을 투사하는 단계는, 복수의 광원으로부터 출력된 광이 상기 광원과 동일한 수의 리셉터로 송신될 수 있다.

상기 방법에 있어서, 상기 복수의 광원에서 광이 각각 출력되는 시점 및 상기 출력된 광을 수신하는 리셉터가 각각 활성화되는 시점은 서로 다를 수 있다.

본 발명의 일 실시 예는, 상기 방법 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치는 일관된 무화량을 확보할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서 설명한 에어로졸 생성 장치의 다른 일 실시 예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 하단부의 단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 광원 및 리셉터를 2개씩 구비하는 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 8은 광유닛이 복수개 포함된 에어로졸 생성 장치에서 광유닛들의 동작을 그래프로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법의 일 예를 흐름도로 나타낸 도면이다.

실시 예들의 설명을 위하여 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 용어들은 실시 예들이 속하는 기술분야에 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 실시 예들의 설명을 위해 사용되는 용어를 해석할 때 단순히 용어의 명칭만으로 한정할 것이 아니라 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 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 실시 예들에 대하여 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시 예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 무화기(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.

다른 실시 예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.

배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 무화기(12000)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.

예를 들어, 배터리(11000)는 니켈 계열 배터리(예를 들어, 니켈-금속 하이드라이드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리), 또는 리튬 계열 배터리(예를 들어, 리튬-코발트 배터리, 리튬-포스페이트 배터리, 리튬 티타네이트 배터리, 리튬-이온 배터리 또는 리튬-폴리머 배터리)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용될 수 있는 배터리(11000)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(11000)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.

무화기(12000)는 프로세서(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.

무화기(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(12000)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 무화기(12000)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(12000)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

무화기(12000)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서 무화기(12000)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(12000)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한, 무화기(12000)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

예를 들어, 무화기(12000)는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.

도 1에 도시되지 않았으나, 무화기(12000)는 열을 발생시킴으로써 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있는 히터를 선택적으로 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 히터에 의해 가열될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.

히터는 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, 히터는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 일 실시 예에서 히터는 카트리지(2000)의 일부분일 수 있다. 또한, 카트리지(2000)는 후술하는 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터는 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터는 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.

에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 프로세서(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 외부에서 유입되는 기류의 유량(flow) 변화, 압력 변화, 및 소리의 검출 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출할 수 있고, 프로세서(16000)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프(non-puff) 기간을 판단할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 사용자 입력 센서를 포함할 수 있다. 사용자 입력 센서는 스위치, 물리적 버튼, 터치 센서 등과 같이 사용자의 입력을 수신할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 사용자가 금속 재질로 형성된 소정의 영역을 터치하는 경우 커패시턴스(capacitance)의 변화가 발생하고, 커패시턴스의 변화를 검출함으로써 사용자의 입력을 감지할 수 있는 정전용량형 센서일 수 있다. 프로세서(16000)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화의 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 프로세서(16000)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(10000)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(10000)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(10000)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(10000)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 운동 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서는 x축, y축 및 z축 3방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서 및 3 방향의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무 또는 거리를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 의미하며, 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어 물체의 이미지를 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 물체를 인식할 수 있다. 프로세서(16000)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(10000)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(16000)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)는 무화기(12000)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용될 수 있는 소모품(예를 들어, 카트리지, 궐련 등)의 장착 또는 탈거를 감지할 수 있는 소모품 탈착 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 소모품 탈착 센서는 소모품이 에어로졸 생성 장치(10000)에 접촉하였는지 여부를 감지하거나, 이미지 센서에 의해 소모품이 탈착되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 소모품 탈착 센서는 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 코일의 인덕턴스 값의 변화를 감지하는 인덕턴스 센서이거나, 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 커패시터의 커패시턴스 값의 변화를 감지하는 커패시턴스 센서일 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(12000)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10000)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(13000)는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)에 구비될 수 있는 센서(13000)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 사용자 인증 및 보안을 위하여 사용자의 손가락으로부터 지문 정보를 획득할 수 있는 지문 센서, 눈동자의 홍채 무늬를 분석하는 홍채 인식 센서, 손바닥을 촬영한 이미지로부터 정맥 내 환원 헤모글로빈의 적외선의 흡수량을 감지하는 정맥 인식 센서, 눈, 코, 입 및 안면 윤곽 등의 특징점들을 2D 또는 3D 방식으로 인식하는 안면 인식 센서 및 RFID(Radio-Frequency Identification) 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)에는 위의 예시된 다양한 센서(13000)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 프로세서(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)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(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(16000)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(16000)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.

일 실시 예에서 프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(12000)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.

일 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(2000)와, 카트리지(2000)를 지지하는 본체(1000)를 포함한다.

카트리지(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(1000)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(2000)의 일부분이 본체(1000)에 삽입되거나, 본체(1000)의 일부분이 카트리지(2000)에 삽입됨으로써 카트리지(2000)가 본체(1000)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(1000)와 카트리지(2000)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(1000)와 카트리지(2000)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

카트리지(2000)는 마우스피스(2100)를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100)는 본체(1000)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(2100)는 카트리지(2000) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(2110)을 포함할 수 있다.

카트리지(2000)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(10000)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 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(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(2200)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(2200)가 내부에 ‘에어로졸 생성 물질을 수용한다’는 것은 액체 저장부(2200)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(2200)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 카트리지(2000)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기를 포함할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)의 무화기는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(1300)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(2400)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(2300)를 포함할 수 있다.

진동자(1300)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5MHz일 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.

진동자(1300)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있으며, 압전 세라믹은 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)를 발생하고 역으로 전기가 인가될 때 진동(기계적인 힘)을 발생함으로써 전기와 기계적인 힘을 상호 변환할 수 있는 기능성 재료이다. 따라서 진동자(1300)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.

진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서 진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류 또는 전압을 공급받아 진동을 발생할 수 있다. 다만, 진동자(1300)에 전류 또는 전압을 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

진동 수용부(2300)는 진동자(1300)로부터 발생한 진동을 전달 받아 액체 저장부(2200)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

액체 전달 수단(2400)은 액체 저장부(2200)의 액상 조성물을 진동 수용부(2300)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(2400)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

무화기는 또한, 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질에 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 진동 수용부로 구현될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 실시 예에서 무화기의 진동자(1300)는 본체(1000)에 배치되고, 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)은 카트리지(2000)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(2000)는 진동자(1300), 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)을 포함할 수 있으며, 본체(1000)에 카트리지(2000)의 일부분이 삽입되면 본체(1000)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(2000)에 전력을 제공하거나 카트리지(2000)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(2000)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(1300)의 작동이 제어될 수 있다.

카트리지(2000)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(2000)의 액체 저장부(2200)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100) 및 액체 저장부(2200)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(2200)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)의 카트리지(2000)는 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)를 포함할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(2500)는 액체 저장부(2200)의 내부에 형성되어 마우스피스(2100)의 배출공(2110)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(2500)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(2100)의 배출공(2110)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

기류 통로(2600)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(2600)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)로 유입될 수 있거나 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기류 통로(2600)는 에어로졸 배출 통로(2500)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)의 형태는 에어로졸 배출 통로(2500)가 내측에 배치되고 기류 통로(2600)가 에어로졸 배출 통로(2500)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.

한편, 기류 통로(2600)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(1000)와 카트리지(2000)가 결합할 때 본체(1000)와 카트리지(2000)의 사이에 형성되어 무화기와 유체 연통되는 공간일 수 있다.

상술한 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)에서 본체(1000)와 카트리지(2000)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 대략 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(10000)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.

도 3은 도 1에서 설명한 에어로졸 생성 장치의 다른 일 실시 예를 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 3의 도시된 에어로졸 생성 장치(100)는 도 2에서 설명한 에어로졸 생성 장치(10000)와 동일한 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치로서, 추가적인 효과를 발생시키기 위한 확장성을 갖는 장치이다. 이하에서는, 도 2에서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 하고, 설명의 편의를 위해서, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3의 에어로졸 생성 장치(100)는 프로세서(110), 배터리(120), 진동부(130), 액체저장부(200), 진동전달부(300), 광원(400A), 리셉터(400B), 액상이송체(500) 및 에어로졸 이동통로(600)를 포함한다.

프로세서(110)는 제어신호를 생성하여 각 모듈에 송신하는 방식으로 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 모듈들을 제어한다. 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 모듈들이 배터리(120)로부터 전력을 공급받을 수 있도록 제어할 수 있다. 도 3의 프로세서(110)는 도 2의 프로세서(1200)가 처리하는 데이터와 동일한 데이터를 처리하거나 그 이상의 데이터를 처리할 수 있는 마이크로프로세서로 간주한다.

배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 모듈에 전력을 공급한다. 도 3의 배터리(120)는 도 2의 배터리(1100)와 동일한 기능을 수행하는 구성으로 본다.

진동부(130)는 프로세서(110)의 제어신호를 수신하여 배터리(120)로부터 전력을 공급받고 기설정된 주파수로 진동한다. 진동부(130)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 예를 들어, 진동부(130)는 100kHz 내지 3.5MHz에서 선택된 주파수로 진동할 수 있다. 진동부(130)는 도 2의 진동자(1300)의 기능을 포함하며, 후술하는 진동전달부(300)에 진동을 전달할 수 있다.

전술한 프로세서(110), 배터리(120) 및 진동부(130)는 본체(main body)를 구성하고, 액체저장부(200), 진동전달부(300), 광원(400A), 리셉터(400B), 액상이송체(500) 및 에어로졸 이동통로(600)는 카트리지(cartridge)를 각각 구성한다. 본체에 포함된 배터리(120)가 방전되거나 카트리지의 에어로졸 생성 기질이 전량 소모되면, 소모된 요소들의 교체를 위해서, 에어로졸 생성 장치(100)는 본체와 카트리지로 각각 분리될 수 있다.

액체저장부(200)는 액상의 에어로졸 생성 기질(aerosol generating substrate, 210)을 저장하고 있다. 액체저장부(200)에 저장된 에어로졸 생성 기질(210)은 후술하는 액상이송체(500)에 전달되어, 진동전달부(300)로부터 전달되는 진동에 의해서 에어로졸화(aerosolization)된다. 액체저장부(200)는 에어로졸 생성 기질(210)을 저장하고 있는 상태에서, 프로세서(110)의 신호를 받아서 에어로졸 생성 기질이 액상이송체(500)로 전달되도록 한다. 이 과정에서, 액체저장부(200)는 프로세서(110)의 제어신호를 수신하고 기계적 또는 전기적으로 개폐되어 에어로졸 생성 기질(210)이 액상이송체(500)로 전달되도록 배출하고, 적절한 시점에서 에어로졸 생성 기질(210)의 배출을 중단할 수 있다.

진동전달부(300)는 진동부(130)가 진동하면, 진동부(130)와 동기화(synchronization)되어 같이 진동함으로써, 그 진동을 액상이송체(500)에 전달할 수 있다. 즉, 진동전달부(300)가 진동하면서 발생되는 운동에너지는 액상이송체(500)에도 영향을 주어, 액상이송체(500)의 진동을 유발하고, 액상이송체(500)에 도포되어 있던 액상의 에어로졸 생성 기질(210)을 에어로졸로 변환시킬 수 있다.

진동전달부(300)의 외곽에는 실링부재(310)가 포함될 수 있다. 액상이송체(500)에 액상의 에어로졸 생성 기질이 도포되었을 때, 액상이송체(500)에 흡수되지 않은 에어로졸 생성 기질의 잉여분이 z축의 음의 방향으로 이동하여 본체에 포함된 구성요소가 침수될 수 있으나, 실링부재(310)는 위와 같은 침수현상을 방지하기 위해서, 진동전달부(300)와 인접하여 배치된다.

광원(light source, 400A)과 리셉터(receptor, 400B)는 광유닛(light unit)을 구성하며, 프로세서(110)의 제어신호를 받아서 빛을 방출하거나 방출된 빛을 흡수하여 활성화될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(110)로부터 제어신호를 수신한 광원(400A)은 광을 생성하여 미리 설정된 방향으로 투사하고, 리셉터(400B)는 대기상태로 동작하다가 투사된 광이 감지되면, 광을 흡수하여 활성화된다.

일 예로서, 도 3에서 광원(400A)에서 방출된 광은 x축의 양의 방향으로 이동하여 액상이송체(500)를 투과하고 리셉터(400B)에 도달할 수 있다. 활성화된 리셉터(400B)는 광의 흡수에 대응하여 고유한 신호를 생성하고, 생성된 신호를 프로세서(110)에 전달하며, 프로세서(110)는 리셉터(400B)로부터 신호를 받아서 특정한 정보를 추정할 수 있다.

액상이송체(500)는 액체저장부(200)에 저장되어 있던 액상의 에어로졸 생성 기질(210)이 전달되면, 진동전달부(300)에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸 생성되도록 한다. 액상이송체(500)는 도 2의 액체 전달 수단(2400)과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 액상이송체(500)는 진동부(130)의 진동에 동기화된 진동전달부(300)에 의해 초음파 범위에서 진동될 수 있고, 고주파 진동으로 인해 액상의 에어로졸 생성 기질은 에어로졸화되어 에어로졸 이동통로(600)를 통해서 에어로졸 배출구(610)로 배출된다. 액상이송체(500)의 외곽에는 액체저장부(200)로부터 흘러나오는 액상의 에어로졸 생성 기질(210)을 액상이송체(500)가 위치하고 있는 방향으로 전달해주는 액상전달부재(510)가 추가로 포함될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 하단부의 단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.

보다 구체적으로, 도 4는 도 3의 카트리지에 포함된 구성 중 광원(400A), 리셉터(400B)간의 광의 이동을 구체적으로 설명하기 위한 도면이며, 이하에서는, 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 4에서, 광원(400A)에서 생성된 광은 x축의 양의 방향으로 투사되어 액상이송체(500)를 지나서, 리셉터(400B)에 흡수된다. 액상이송체(500)는 액상을 머금을 수 있는 소재로서, 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)로 구성되므로, 광원(400A)으로부터 투사된 광의 세기(magnitude)는 액상이송체(500)의 특성에 따라서 일부 줄어들 수 있으나, 광원(400A)으로부터 투사된 광이 리셉터(400B)에 도달하는 데에 있어서 실질적인 장애가 되지는 않는다.

도 4는 카트리지의 하단부를 나타내고 있으므로, 광이 통과하는 액상이송체(500)가 아니라 카트리지의 가장 하단부에 위치하는 진동부(130)가 표현되어 있으며, 그 외곽에는 실링부재(310)가 도시된 것을 알 수 있다.

도 4에서 리셉터(400B)는 광원(400A)으로부터 광을 수신하면 활성화되어, 수신된 광에 대응되는 신호를 생성하여 프로세서(110)에 송신한다. 프로세서(110)는 리셉터(400B)로부터 수신한 신호를 기초로 액상이송체(500)의 모양, 크기 및 색상뿐만 아니라, 액상이송체(500)에 도포된 액상(에어로졸 생성 기질)의 양을 파악할 수 있다. 이어서, 프로세서(110)는 액상이송체(500)에 도포된 액상의 양에 따라서, 진동부(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

일 예로, 프로세서(110)는 액상이송체(500)에 도포된 액상의 양이 과도하다고 판단되면, 본 발명에서는, 진동부(130)에 공급되는 전력을 제어하여 진동부(130)의 진폭을 더 늘릴 수 있다. 액상이송체(500)에 액상이 과도하게 공급되면 액상이송체(500)의 소재특성에 의해서 액상이송체(500)의 진동효율이 저하될 수 있으며, 액상이송체(500)의 진동효율의 저하는 동일 조건 하에서의 무화량 감소를 야기한다.

본 발명에서, 종전보다 더 큰 폭으로 진동하는 진동부(130)는 액상이송체(500)에 더 큰 진동을 유발하게 되고, 더 커진 진폭에 의해서 액상이송체(500)의 액상의 점도가 하락된다. 액상이송체(500)의 액상의 점도 하락은 액상이송체(500)에 액상이 과도하게 공급되어 유발되는 무화량 감소 현상을 해소할 수 있다.

위와 같이, 일시적으로 저하되었던 액상이송체(500)의 진동효율이 다시 정상값으로 회복되면, 프로세서(110)는 일시적으로 증가시켰던 진동부(130)의 진폭을 다시 원래대로 낮춰서, 에어로졸 생성 장치(100)를 통해 사용자에게 제공되는 무화량이 언제나 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

도 5는 광원 및 리셉터를 2개씩 구비하는 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 도 4와 비교하면, 도 5에는 도 4에서 광원(400A) 및 리셉터(400B)외에 추가광원(400A') 및 추가리셉터(400B')가 더 포함된 것을 알 수 있다. 추가광원(400A') 및 추가리셉터(400B')는 광유닛으로서 광을 투사하고 수신하여 프로세서(110)에 신호를 전달하는 점에서는 종전의 광원(400A) 및 리셉터(400B)와 동일하나, 프로세서(110)의 정확한 판단을 위해서 추가적으로 구비된 광유닛이라는 점에서 서로 구별될 수 있다. 프로세서(110)는 리셉터(400B) 및 추가리셉터(400B')로부터 수신한 신호를 종합하여 액상이송체(500)의 상태를 파악하고 그에 따라 진동부(130)에 전달되는 전력의 양을 조절할 수 있다.

도 5에서 광원(400A) 및 추가광원(400A')에서 광이 출력되는 시점은 서로 일치하지 않는 것이 바람직하며, 이에 대해서는, 도 8를 통해 후술하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 6은 광원(400A) 및 리셉터(400B)의 배치가 달라진 것외에는, 도 4에서 설명한 에어로졸 생성 장치와 동일한 에어로졸 생성 장치를 나타내고 있다.

도 6에서 광원(400A) 및 리셉터(400B)는 에어로졸 배출구(610)에 인접하여 배치되어 있다. 도 6의 광원(400A) 및 리셉터(400B)는 액상이송체(500)에 광이 투사된 점 P를 중심으로 기설정된 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 P를 중심으로 광원(400A) 및 리셉터(400B)는 예각을 이루도록 배치될 수 있다. 실시 예에 따라서, 광원(400A) 및 리셉터(400B)가 배치되어 이루는 각도는 직각이나 둔각이 될 수도 있으며, 도 4에 도시된 것처럼 180도가 될 수도 있다.

도 6에서는 설명의 편의를 위해서, 광원(400A)에서 출력된 광이 액상이송체(500)의 최상단에서 반사되어 리셉터(400B)에 전달되는 것으로 도시되어 있으나, 액상이송체(500)의 소재특성상 액상이송체(500)에 의해 반사되는 광의 양은 일부에 불과하고, 실질적으로 액상이송체(500)의 하단에 배치된 진동전달부(300)에 의해 반사되는 광의 양이 대부분이다. 진동전달부(300)는 진동부(130)의 진동을 액상이송체(500)에 원활하게 전달함과 동시에 액상이송체(500)에 도포된 액상이 진동부(130) 및 진동부(130)의 하부로 흘러내려가지 않도록 액체비투과성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 진동전달부(300)는 광유닛으로부터 투사된 광을 반사하면서 동시에 내산화성 및 부식성이 우수한 써스(SUS)재질일 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.

보다 구체적으로는, 도 7은 도 3 및 도 6에서 설명한 광유닛을 모두 적용한 에어로졸 생성 장치로서, 도 3처럼 액상이송체(500)를 투과하도록 광을 투사하고, 투사된 광을 수신하는 광원(400A) 및 리셉터(400B)쌍과 액상이송체(500) 및 액상이송체(500) 하단의 진동전달부(300)에 반사되도록 광을 투사하고, 투사된 광을 수신하는 추가광원(400C) 및 추가리셉터(400D)쌍을 모두 포함한 에어로졸 생성 장치를 도시하고 있다.

도 4에서 설명한 것처럼, 광유닛을 구성하는 광원 및 리셉터가 복수인 경우, 광원에서 광이 출력되고, 출력된 광이 리셉터에 수신되는 시점은 중복되지 않도록 프로세서(110)에 의해 조정될 수 있으며, 광유닛이 늘어남에 따라서, 프로세서(110)는 더 정확하게 액상이송체(500)의 상태를 판단할 수 있다.

도 8은 광유닛이 ToF센서인 에어로졸 생성 장치의 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 진동식 에어로졸 생성 장치에 포함되는 광유닛은, 실시 예에 따라서, ToF(Time of Flight)센서일 수도 있다. 광유닛이 ToF센서로 구현될 경우, 광원(400A)과 리셉터(400B)는 분리된 구성이 아니라 일체화된 형태로 구현될 수 있다.

구체적으로 광유닛이 ToF센서로 구현되면, 에어로졸 생성 장치(10)는 광유닛으로서 단일 센서만 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 ToF센서는, 광을 생성하여 투사하는 광원과 액상이송체(500)에서 반사된 광을 수신하여, 수신된 광을 기초로 신호를 생성하여 프로세서(110)에 전달하는 리셉터의 기능을 모두 수행할 수 있으며, 도 8에 도시된 것처럼 액상이송체(500)를 중심으로 반사되는 광을 수집(수신)하기에 적절한 위치에 배치될 수 있다.

ToF센서로부터 투사된 광이 액상이송체(500)에 도달하면, 도달된 광은 액상이송체(500)의 매질특성(모양, 크기, 색깔), 액상이송체(500)에 도포된 액상의 양, 액상의 화학적 성질 등에 의해서 반사(reflection), 굴절(refraction), 회절(diffraction), 산란(scattering) 및 분산(dispersion) 등의 광학적 변이가 발생되며, ToF센서로부터 투사된 광의 일부가 다시 ToF센서로 수신될 수 있다. ToF센서는 수신된 광으로 신호를 재구성하여 프로세서(110)에 전달함으로써, 프로세서(110)가 진동부(130)의 진폭을 변화시키기 위한 제어신호를 생성하도록 한다.

도 8에 도시된 에어로졸 생성 장치에 ToF센서의 위치는 특정한 위치로 제한되지 않으므로, 실시 예에 따라서, 다양한 위치에 ToF센서가 배치될 수 있다. 또한, 확장된 실시 예로서, ToF센서가 1개가 아니라, 복수개 배치될 수도 있으며, ToF센서가 복수개 배치되어 있는 에어로졸 생성 장치는 빛의 간섭(interference)으로 인한 오류현상을 최소화하기 위해서, 도 7에서 설명한 에어로졸 생성 장치와 유사하게 ToF센서별로 고유한 주기에 따라 동작될 수 있다.

도 9는 광유닛이 복수개 포함된 에어로졸 생성 장치에서 광유닛들의 동작을 그래프로 나타낸 것이다.

도 9에서 400A 내지 400D는 도 7에서 설명한 광원(400A), 리셉터(400B), 추가광원(400C) 및 추가리셉터(400D)를 각각 나타낸다. 프로세서(110)는 제어신호를 송신하여 광원(400A)을 켜서 광을 생성하여 출력되도록 제어하고, 그 다음 시점에서 리셉터(400B)는 대기모드로 동작하다가 이전시점에서 광을 투사한 광원(400A)으로부터 광을 수신하여 활성화(active mode)되고 수신한 광에 대응되는 신호를 생성하여 프로세서(110)에 송신할 수 있다.

이어서, 추가광원(400C)은 리셉터(400B)가 활성화되고 난 뒤에 프로세서(110)의 제어신호를 받고 켜져서 광을 생성하여 투사하고, 추가리셉터(400D)는 추가광원(400C)이 투사한 광을 수신하여 활성화(active mode)된 후, 수신한 광에 따라 신호를 생성하고 프로세서(110)에 송신한다. 전술한 것처럼, 리셉터(400B) 및 추가리셉터(400D)가 생성하는 신호는 수신한 광에 의존하고, 리셉터(400B) 및 추가리셉터(400D)가 수신하는 광의 세기는 액상이송체(500)의 모양, 크기, 색깔 및 액상이송체에 도포된 액상의 양 등에 따라 달라지며, 리셉터(400B) 및 추가리셉터(400D)가 그에 따라 생성하는 신호도 수신된 광의 세기에 따라 달라질 수 있다.

또한, 도 9를 참조하면, 프로세서(110)의 제어신호가 적절하게 조절됨에 따라서, 광원(400A)부터 추가리셉터(400D)의 신호발생주기가 T₁또는 T₂로 각각 동일한 것을 알 수 있다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예 중 하나이므로, 실시 예에 따라서, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함되는 광원 또는 리셉터의 수는 2개를 초과할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법의 일 예를 흐름도로 나타낸 도면이다.

도 10에 따른 방법은 전술한 에어로졸 생성 장치(100)에 의해서 구현될 수 있으므로, 이하에서는, 이전 도면과 함께 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하고, 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

프로세서(110)는 제어신호를 송신하여 광원(400A)으로부터 광이 출력되도록 제어한다(S1010).

광원(400A)으로부터 출력된 광을 리셉터(400B)가 수신하면, 프로세서(110)가 리셉터로부터 정보를 수신한다(S1020).

프로세서(110)는 리셉터(400B)로부터 수신한 정보를 분석한다(S1030).

프로세서(110)는 액상이송체(500)에 공급된 액상량이 기설정된 공급량을 초과하는지 여부를 판단한다(S1040).

프로세서(110)는 액상이송체(500)에 공급된 액상량이 기설정된 공급량을 초과한다고 판단되면, 진동부(130)의 출력을 조절하여 액상이송체(500)에 공급된 액상량을 적정값으로 회복시킨다(S1050). 구체적으로, 단계 S1050에서는 프로세서(110)가 진동부(130)에서 출력되는 진동폭을 일정범위내에서 증가시켜서 액상이송체(500)에 공급된 액상의 점도를 하락시키는 방식으로, 저하되었던 액상이송체(500)의 진동효율을 회복시킨 다음, 다시 진동부(130)에서 출력되는 진동폭을 원래대로 조절함으로써, 에어로졸 생성 장치의 무화량을 균일하게 유지시킨다.

본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치는 광유닛을 구비하여 액상이송체에 액상이 과도하게 공급되는 것을 빠르게 탐지하여, 액상이송체의 저하된 진동효율을 빠르게 회복시킴으로써, 균일한 무화량을 확보할 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.

100, 10000: 에어로졸 생성 장치
1000: 본체
110, 1200: 프로세서
120, 1100, 11000: 배터리
12000: 무화기
130: 진동부
1300: 진동자
14000: 사용자 인터페이스
15000: 메모리
16000: 프로세서
200: 액체저장부
2000: 카트리지
210: 에어로졸 생성 기질
2100: 마우스피스
2110: 배출공
2200: 액체 저장부
2300: 진동 수용부
2400: 액체 전달 수단
2500: 에어로졸 배출 통로
2600: 기류 통로
300: 진동전달부
310: 실링부재
400A: 광원
400A', 400C: 추가광원
400B: 리셉터
400B', 400D: 추가리셉터
500: 액상이송체
510: 액상전달부재
600: 에어로졸 이동통로
610: 에어로졸 배출

Claims

배터리로부터 전력을 공급받고 진동하는 진동부;
상기 진동부의 진동을 전달하는 진동전달부;
상기 진동전달부에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸이 생성되는 액상이송체;
상기 액상이송체에 광을 투사하는 광유닛; 및
상기 액상이송체에서 투사된 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 광유닛은,
상기 액상이송체에 광을 투사하는 모듈과, 상기 액상이송체로부터 수신된 광을 상기 프로세서에 전달하는 모듈이 일체화된 ToF(Time of Flight)센서인, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 광유닛은,
광을 방출하는 광원 및 방출된 광을 흡수하는 리셉터(receptor)로 구성된, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 방출된 광을 흡수한 리셉터로부터 전달받은 신호를 기초로, 상기 액상이송체에 도포된 액상의 양을 파악하고, 상기 파악된 양에 따라 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제3항에 있어서,
상기 액상이송체에 광이 투사된 점을 중심으로 광원과 리셉터는 기설정된 예각을 이루도록, 상기 광원 및 상기 리셉터가 배치된, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 액상이송체를 투과한 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 진동전달부는,
광반사성 물질로 구성되어 상기 광유닛으로부터 투사된 광을 반사하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 광유닛은,
복수의 광원과 상기 광원과 동일한 수의 리셉터로 구성된, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제8항에 있어서,
상기 복수의 광원에서 광이 각각 출력되는 시점 및 상기 출력된 광을 수신하는 리셉터가 각각 활성화되는 시점은 서로 다른, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법으로서,
진동부가, 배터리로부터 전력을 공급받고 진동하는 단계;
진동전달부가, 상기 진동부의 진동을 전달하는 단계;
액상이송체가, 상기 진동전달부에서 전달된 진동으로 액상의 에어로졸 생성기질로부터 에어로졸을 생성하는 단계;
광유닛이 상기 액상이송체에 광을 투사하는 단계; 및
프로세서가, 상기 액상이송체에서 투사된 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 단계를 포함하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 광유닛은,
ToF(Time of Flight)센서인, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 광유닛은,
광을 방출하는 광원 및 방출된 광을 흡수하는 리셉터(receptor)로 구성된, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 단계는,
상기 방출된 광을 흡수한 리셉터로부터 전달받은 신호를 기초로, 상기 액상이송체에 도포된 액상의 양을 파악하고, 상기 파악된 양에 따라 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는 단계는,
상기 프로세서가 상기 리셉터로부터 수신한 정보를 분석한 결과, 상기 액상이송체에 공급된 액상의 양이 기설정된 공급량을 초과했다면, 상기 프로세서가 상기 진동부의 출력을 조절하여 상기 액상이송체에 공급된 액상의 양이 기설정된 적정값을 회복하도록 제어하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 광을 투사하는 단계는,
상기 액상이송체에 광이 투사된 점을 중심으로 광원과 리셉터는 기설정된 예각을 이루도록, 상기 광원 및 상기 리셉터가 배치된, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력을 제어하는 단계는,
상기 액상이송체를 투과한 광을 기초로, 상기 진동부에 공급되는 전력을 제어하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 광을 투사하는 단계는,
광반사성 물질로 구성된 상기 진동전달부가 상기 광유닛으로부터 투사된 광을 반사하는 단계를 포함하는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 광을 투사하는 단계는,
복수의 광원으로부터 출력된 광이 상기 광원과 동일한 수의 리셉터로 송신되는, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 복수의 광원에서 광이 각각 출력되는 시점 및 상기 출력된 광을 수신하는 리셉터가 각각 활성화되는 시점은 서로 다른, 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 에어로졸을 생성하는 방법.
제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.