KR20220133721A - 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220133721A
KR20220133721A KR1020210062746A KR20210062746A KR20220133721A KR 20220133721 A KR20220133721 A KR 20220133721A KR 1020210062746 A KR1020210062746 A KR 1020210062746A KR 20210062746 A KR20210062746 A KR 20210062746A KR 20220133721 A KR20220133721 A KR 20220133721A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
atomizer
aerosol generating
aerosol
generating device
Prior art date
Application number
KR1020210062746A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102634882B1 (ko
Inventor
이원경
정헌준
최재성
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Priority to US17/797,138 priority Critical patent/US20240180242A1/en
Priority to EP22744104.5A priority patent/EP4087423A4/en
Priority to CN202280002871.XA priority patent/CN115397271A/zh
Priority to JP2022554959A priority patent/JP7459281B2/ja
Priority to PCT/KR2022/001506 priority patent/WO2022203188A1/en
Publication of KR20220133721A publication Critical patent/KR20220133721A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102634882B1 publication Critical patent/KR102634882B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42—Cartridges or containers for inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/44—Wicks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/51—Arrangement of sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/60—Devices with integrated user interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/20—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of a vibrating fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기, 무화기의 제어를 위한 구동 전압을 출력하는 컨트롤러, 및 컨트롤러와 작동적으로 연결되어 무화기에 대한 구동 전압의 전압 분배를 조절함으로써, 비-퍼프 기간에서 무화기가 예열되는 동안 무화기에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 무화기가 가열되는 동안 무화기에 무화 전압이 인가되도록 무화기의 입력 전압을 제어하는 전압 분배기를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법{AEROSOL GENERATING APPARATUS AND OPERATION METHOD OF THE SAME}
에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법으로서, 구체적으로 무화기의 동작 모드에 따른 무화기의 입력 전압의 제어에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치 또는 초음파 진동식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 초음파 진동식 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동자에서 발생된 열로 초음파 진동자에 맞닿은 액상 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮추어 에어로졸로 기화시키는 방식을 활용할 수 있다. 이때, 짧은 시간 내에 에어로졸 생성 물질을 무화시키기 위해서는 초음파 진동자가 액상 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮게 유지시키기 위한 적절한 동작을 수행하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자에게 일정한 무화량을 제공하기 위한 방안으로서 이와 같은 방식으로 초음파 진동자를 제어하기 위한 기술이 요구된다.
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법을 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기; 상기 무화기의 제어를 위한 구동 전압을 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러와 작동적으로 연결되어 상기 무화기에 대한 상기 구동 전압의 전압 분배를 조절함으로써, 비-퍼프 기간에서 상기 무화기가 예열되는 동안 상기 무화기에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 상기 무화기가 상기 에어로졸 생성 물질을 무화하는 동안 상기 무화기에 무화 전압이 인가되도록 상기 무화기의 입력 전압을 제어하는 전압 분배기를 포함한다.
다른 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법은, 컨트롤러에서, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기의 구동을 위한 구동 전압을 출력하는 단계; 및 상기 컨트롤러와 작동적으로 연결된 전압 분배기에 의해, 비-퍼프 기간에서 상기 무화기가 예열되는 동안 상기 무화기에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 상기 무화기가 상기 에어로졸 생성 물질을 무화하는 동안 상기 무화기에 무화 전압이 인가되도록 상기 무화기의 입력 전압을 제어하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기; 상기 무화기의 제어를 위한 구동 전압을 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러와 작동적으로 연결되어, 상기 무화기에 예열 전압의 인가를 위한 제 1 전압 분배 모드 또는 무화 전압의 인가를 위한 제 2 전압 분배 모드로 스위칭함으로써 상기 무화기에 대한 상기 구동 전압의 전압 분배를 조절하는, 전압 분배기를 포함한다.
상기된 바에 따르면, 초음파 방식의 진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치에서 사용자가 퍼프를 수행하지 않는 동안에도 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮추기 위하여 진동자를 예열 상태로 유지시킴으로써, 사용자의 퍼프에 따른 진동자의 무화 동작으로의 전환시 낮은 점도의 에어로졸 생성 물질로부터 빠르게 에어로졸을 무화시킬 수 있으므로, 사용자에게 균일한 무화량을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 생성 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 이용한 1회 흡연 동안의 퍼프 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 예열 모드와 무화 모드에서 무화기에 인가될 입력 전압의 변화를 나타내는 전압 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 무화기의 입력 전압을 제어하기 위한 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 무화기의 입력 전압을 제어하는 전압 분배기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 예열 모드 또는 무화 모드를 나타내기 위하여 컨트롤러에 의해 생성된 모드 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전압 분배기의 무화 전압 분배 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 전압 분배기의 예열 전압 분배 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법의 흐름도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 다양한 실시예들에서의 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 다양한 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 다양한 실시예들의 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 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 무화기(120), 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 컨트롤러(160)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 하드웨어 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성들 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성요소들은 본체에 위치할 수 있다. 다른 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다. 이하에서는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 각 구성요소가 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성요소의 동작에 대해 설명한다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(110)는 무화기(120)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성요소들, 예를 들어, 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 컨트롤러(160)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.
예를 들어, 배터리(110)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(100)에 사용될 수 있는 배터리(110)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(110)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.
무화기(120)는 컨트롤러(160)의 제어에 따라 배터리(110)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(120)는 배터리(110)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(100)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.
무화기(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(120)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(120)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(120)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(120)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(120)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
무화기(120)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서, 무화기(120)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(120)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(120)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.
예를 들어, 무화기(120)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.
에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(130)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(130)에서 센싱된 결과는 컨트롤러(160)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 컨트롤러(160)는 무화기(120)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(130)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, 컨트롤러(160)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(130)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. 컨트롤러(160)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화의 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 컨트롤러(160)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(130)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(100)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(100)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(100)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(100)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(100)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(100)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(100)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(130)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(100)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(130)는 에어로졸 생성 장치(100)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(100)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(130)는 에어로졸 생성 장치(100)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(130)는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 에어로졸 생성 장치(100)의 누액 또는 침수를 감지하는 수분 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있는 센서(130)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)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(100)에는 위의 예시된 다양한 센서(130)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(100)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
사용자 인터페이스(140)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(140)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(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(140) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
메모리(150)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(150)는 컨트롤러(160)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(150)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(150)에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
컨트롤러(160)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작들을 제어한다. 컨트롤러(160)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 컨트롤러(160)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
컨트롤러(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(120)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시키거나 또는 일정 기간 동안 예열 상태에 머무를 수 있도록 무화기(120)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 한편, 컨트롤러(160)는 무화기(120)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.
일 실시예에서 컨트롤러(160)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(120)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프 기간 또는 비-퍼프 기간을 감지한 후 무화기(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하거나 무화기(120)의 동작이 개시된 후 소정 시간이 경과되면, 무화기(120)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.
컨트롤러(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 컨트롤러(160)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 2는 도 1의 에어로졸 생성 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(100b)와, 카트리지(100b)를 지지하는 본체(100a)를 포함한다.
카트리지(100b)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(100a)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(100b)의 일부분이 본체(100a)에 삽입되거나, 본체(100a)의 일부분이 카트리지(100b)에 삽입됨으로써 카트리지(100b)가 본체(100a)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(100a)와 카트리지(100b)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(100a)와 카트리지(100b)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.
카트리지(100b)는 마우스피스(210)를 포함할 수 있다. 마우스피스(210)는 본체(100a)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(210)는 카트리지(100b) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(211)을 포함할 수 있다.
카트리지(100b)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(100)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(100b)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(220)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(220)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(220)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(220)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(100)는 카트리지(100b)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기(도 1의 120)를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)의 무화기(120)는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기(120)는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(170)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(240)과, 액체 전달 수단(240)의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(230)를 포함할 수 있다.
진동자(170)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(170)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 진동자(170)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.
진동자(170)는 압전 소자, 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(170)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.
진동 수용부(230)는 진동자(170)로부터 발생한 진동을 전달 받아 액체 저장부(220)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
액체 전달 수단(240)은 액체 저장부(220)의 액상 조성물을 진동 수용부(230)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단(240)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 무화기(120)는 별도의 액체 전달 수단(240)을 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 수도 있다.
도 2에 도시된 실시예에서 무화기(120)의 진동자(170)는 본체(100a)에 배치되고, 진동 수용부(230) 및 액체 전달 수단(240)은 카트리지(100b)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(100b)는 진동자(170), 진동 수용부(230) 및 액체 전달 수단(240)을 포함할 수 있으며, 본체(100a)에 카트리지(100b)의 일부분이 삽입되면 본체(100a)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(100b)에 전력을 제공하거나 카트리지(100b)의 동작과 관련한 신호를 카트리지(100b)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(170)의 동작이 제어될 수 있다.
카트리지(100b)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(100b)의 액체 저장부(220)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(210) 및 액체 저장부(220)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(220)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)의 카트리지(100b)는 에어로졸 배출 통로(250) 및 기류 통로(260)를 포함할 수 있다.
에어로졸 배출 통로(250)는 액체 저장부(220)의 내부에 형성되어 마우스피스(210)의 배출공(211)과 유체 연통할 수 있다. 따라서, 무화기(120)에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(250)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(210)의 배출공(211)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.
기류 통로(260)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(100)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(260)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(250)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(260)는 에어로졸 배출 통로(250)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 에어로졸 배출 통로(250) 및 기류 통로(260)의 형태는 에어로졸 배출 통로(250)가 내측에 배치되고 기류 통로(260)가 에어로졸 배출 통로(250)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(250)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.
한편, 기류 통로(260)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(100a)와 카트리지(100b)가 결합할 때 본체(100a)와 카트리지(100b)의 사이에 형성되어 무화기(120)와 유체 연통되는 공간일 수 있다.
상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 본체(100a)와 카트리지(100b)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(100)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(100)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(100)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(100)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.
이하에서는, 초음파 진동식 에어로졸 생성 장치(100)에서 사용자에게 일정하고 균일한 무화량을 제공하기 위하여 초음파 방식의 진동자(170)를 구비한 무화기(120)를 제어하는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 프로세스를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 동작 프로세스는 도 1 및 도 2의 에어로졸 생성 장치(100)에서 시계열적으로 수행되는 프로세스일 수 있다.
'Power Off'(310)는, 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하고 있지 않은 상태로서, 에어로졸 생성 장치(100)의 동작이 개시되기 전 상태일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)의 'Power Off'(310)의 상태는 무화기(120)가 어떠한 동작도 수행하고 있지 않으나, 일부 센서들이 주기적으로 센싱 동작을 수행하거나 사용자 인터페이스(140)가 사용자 입력을 수신하기 위하여 대기하고 있는 슬립 모드(sleep mode), 대기 모드(standby mode), 쉽 모드(ship mode) 등의 상태를 의미할 수 있다.
사용자 입력에 의해 에어로졸 생성 장치(100)의 동작이 개시된 경우, 에어로졸 생성 장치(100)는 'Power Off'(310)의 상태로부터 'Power On'의 상태로 천이될 수 있다. 'Power On'의 상태는 무화기(120)에 입력 전압이 인가되어 동작이 시작된 상태를 의미할 수 있다.
'Pre-Heating State'(320)는, 무화기(120)에 입력 전압이 인가되어 전력이 공급됨에 따라 무화기(120)가 소정의 예열 온도로 예열을 수행하고 있는 상태이다. 구체적으로, 'Pre-Heating State'(320)는 아직 사용자가 첫 번째 퍼프를 수행하기 전으로서, 무화기(120)의 진동자(170)에 의한 초음파 진동으로 인하여 에어로졸 생성 물질의 점도가 점차 감소되고 있으나, 아직 에어로졸 생성 물질의 무화는 일어나지 않은 상태일 수 있다.
'Pre-Heating State'(320)에서의 예열이 완료된 후 에어로졸 생성 장치(100)를 이용하여 사용자가 퍼프를 개시한 경우, 에어로졸 생성 장치(100)는 'Puffing State'(330)로 천이될 수 있다. 'Puffing State'(330)는 무화기(120)의 진동자(170)의 초음파 진동에 의해 에어로졸이 발생되어 사용자에게 에어로졸이 흡입되는 상태를 의미한다. 'Puffing State'(330)에서 무화기(120)의 진동자(170)는 에어로졸 생성 물질의 무화를 위하여 'Pre-Heating State'(320)보다 빠르게 진동하면서 온도가 더 높은 상태일 수 있다.
구체적으로, 진동자(170)는 진동함과 동시에 온도가 상승될 수 있다. 예를 들어, 진동자(170)는 전기 에너지의 일부를 운동 에너지로 변환하여 소정의 진동 속도로 진동할 수 있다. 진동자(170)의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질의 온도가 조절될 수 있다. 진동자(170)는 소정의 전압이 소정의 주파수로 공급됨으로써 진동하고, 진동 에너지가 에어로졸 생성 물질에 전달됨으로써 에어로졸 생성 물질의 온도가 조절될 수 있다.
에어로졸 생성 물질은 진동자(170)에 의해 진동됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 소정의 온도까지 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질이 점도를 갖는 액상 물질인 경우에 에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 생성 물질의 온도를 소정의 온도까지 상승시켜 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮춰야 할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아짐으로써 진동에 의한 무화 시간이 단축될 수 있고, 이로 인해 무화가 더욱 증가할 수 있다.
진동자(170)는 타겟 진동 속도로 진동할 수 있다. 타겟 진동 속도는 에어로졸 생성 장치(100)의 다양한 기능과 목적에 상응하도록 미리 설정된 진동 속도일 수 있다. 예를 들어, 타겟 진동 속도는 진동자(170)의 예열 모드에 적합한 진동 속도이거나, 또는 사용자가 원하는 무화량의 에어로졸을 생성하기 위한 무화 모드에 적합한 진동 속도일 수 있다.
사용자의 1회 퍼프가 종료된 경우, 에어로졸 생성 장치(100)는 'Puffing State'(330)로부터 'Puffing Wait State'(340)로 천이될 수 있다. 'Puffing Wait State'(340)는 'Pre-Heating State'(320)와 유사하게 무화기(120)가 소정의 예열 온도로 예열을 수행하고 있는 상태를 의미한다. 'Puffing Wait State'(340)는 사용자의 이전 퍼프와 다음 퍼프 사이에서의 무화기(120)의 상태로서, 무화기(120)의 진동자(170)에 의한 초음파 진동으로 인하여 에어로졸 생성 물질의 낮은 점도가 유지되고 있으나, 에어로졸 생성 물질의 무화는 일어나고 있지 않은 상태일 수 있다.
다시 사용자가 퍼프를 개시하면 'Puffing Wait State'(340)로부터 'Puffing State'(330)로 다시 천이되고, 이와 같은 'Puffing State'(330) 및 'Puffing Wait State'(340) 사이의 상태 천이의 반복은 에어로졸 생성 장치(100)에서 미리 설정된 흡연 종료 조건을 만족할 때까지 수행될 수 있다. 예를 들어, 흡연 종료 조건은 임계 퍼프 횟수 또는 임계 동작 시간에 기초하여 미리 설정된 것일 수 있다.
흡연 종료 조건이 충족된 경우, 에어로졸 생성 장치(100)는 다시 'Power Off'(310)로 천이될 수 있고, 이로써 일련의 퍼프들에 의한 에어로졸 생성 장치(100)에서의 1회의 흡연은 종료될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)가 'Puffing State'(330)인 경우와 'Puffing Wait State'(340) (또는 'Pre-Heating State'(320))인 경우, 무화기(120)는 서로 다른 동작 조건(예를 들어, 서로 다른 동작 주파수, 서로 다른 입력 전압 등) 하에서 가열을 수행할 수 있다. 구체적으로, 에어로졸 생성 장치(100)가 'Puffing Wait State'(340) (또는 'Pre-Heating State'(320))인 경우 무화기(120)는 예열 전압에 의해 예열 모드로 동작될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)가 'Puffing State'(330)인 경우 무화기(120)는 무화 전압에 의해 무화 모드로 동작될 수 있다.
일반적으로 '가열' 용어는 무화기가 에어로졸 생성 물질에 열을 직접적으로 전달하는 것을 의미할 수 있다. 다만, 본 실시예들에서, '가열' 용어는, 무화기(120)의 진동에 의한 운동 에너지로 인해 에어로졸 생성 물질의 분자들이 간접적으로 진동함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도가 높아지는 것 뿐만 아니라, 무화기(120)의 온도가 직접적으로 전달되는 것을 모두 포함할 수 있다. 한편, '무화 전압', '무화 모드' 등의 용어들은, '정상 가열(normal-heating) 전압/정상 가열 모드', '정상 무화 전압/정상 무화 모드' 등의 용어들로 대체되어 지칭될 수도 있다. 또한, '예열 모드/예열 전압' 등의 용어들도, '예비-무화 모드/예비-무화 전압' 등의 용어들로 대체되어 지칭될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 이용한 1회 흡연 동안의 퍼프 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 퍼프 패턴(400)은 본 실시예들의 설명의 편의를 위해 예로 든 것일 뿐, 에어로졸 생성 장치(100)를 이용한 퍼프 패턴은 도 4와 다른 패턴일 수 있다.
본 실시예들에서, 사용자가 퍼프를 수행한 기간은 '퍼프 기간'으로 지칭하고, 퍼프들 사이에 사용자가 퍼프를 수행하지 않은 기간은 '비-퍼프 기간'으로 지칭한다. 다만, 이에 제한되지 않고, '퍼프 기간' 및 '비-퍼프 기간'의 용어들은 유사한 의미를 갖는 다른 용어들로도 대체될 수 있다. 퍼프 패턴(400)에서, 각 퍼프 기간에 대응하는 블록의 폭(width)은 퍼프 기간의 상대적인 길이를 나타내고, 두 퍼프들 사이의 간격은 비-퍼프 기간의 상대적인 길이를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 사용자가 흡연을 위하여 에어로졸 생성 장치(100)의 동작을 개시한 이후, 사용자는 소정 횟수(예를 들어, n회)만큼의 퍼프들을 반복적으로 수행할 수 있다.
동작이 개시되고 첫 번째 퍼프(402)가 수행되기 전 사이의 비-퍼프 기간(401) 동안, 무화기(120)는 예열 모드의 동작을 유지한다. 사용자가 첫 번째 퍼프(402)를 수행하면, 무화기(120)의 상태는 예열 모드로부터 무화 모드(또는 정상 무화 모드)로 천이되고, 무화기(120)는 에어로졸을 생성하여 사용자에게 제공한다. 첫 번째 퍼프(402)가 완료되면, 무화기(120)는 무화 모드로부터 예열 모드로 다시 천이되고, 무화기(120)는 비-퍼프 기간(403) 동안 예열 모드로 동작한다.
이와 같은 퍼프 기간 및 비-퍼프 기간의 반복은, 퍼프 감지 센서를 이용하여 카운팅된 퍼프 횟수가 미리 설정된 임계 퍼프 횟수(예를 들어, n회)에 도달하거나 또는 소정의 동작 시간이 경과할 때까지 수행될 수 있다. 마찬가지로, 무화기(120)는 퍼프 기간 및 비-퍼프 기간의 반복에 대응하여, 예열 모드 및 무화 모드 사이에서 모드 스위칭을 수행할 수 있다.
초음파 방식의 진동자(170)를 이용하는 에어로졸 생성 장치(100)는 진동자(170)에 교류 전압을 인가하여 초음파 진동을 발생시키고, 에어로졸 생성 물질은 진동자(170)에 의해 진동됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 소정의 온도까지 가열될 수 있다. 이때, 에어로졸 생성 물질이 점도를 갖는 액상 물질인 경우에 에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 생성 물질의 온도를 일정한 온도까지 상승시켜 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮추는 것이 바람직하다.
에어로졸 생성 물질의 점도가 낮게 유지됨으로써 초음파 진동에 의한 무화 시간이 단축될 수 있고, 이에 따라 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자 퍼프시 사용자에게 균일한 무화량을 제공할 수 있다. 그러므로, 사용자가 퍼프하고 있지 않을 때(즉, 비-퍼프 기간)에도 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮게 유지할 수 있는 방안으로서, 무화기(120)는 비-퍼프 기간에서는 예열(pre-heat) 동작을 수행하고 있는 것이 바람직하다. 앞서 설명된 '예열 모드'는 비-퍼프 기간에 무화기(120)가 예열 동작을 수행하는 모드이고 '무화 모드'는 퍼프 기간에 무화기(120)가 무화 동작(또는 정상 무화 동작)을 수행하는 모드로서, 이하 도 5를 참고하여 설명하도록 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 예열 모드와 무화 모드에서 무화기에 인가될 입력 전압의 변화를 나타내는 전압 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 전압 프로파일(500)을 참고하면, 무화기(120)의 동작의 개시(501)에 따라 무화기(120)는 예열 모드로 동작하고, 무화기(120)에는 예열을 위한 입력 전압으로서 예열 전압 B [V]가 인가될 수 있다. 이후에, 사용자 퍼프의 감지(502)에 따라 무화기(120)는 무화 모드로 전환되고, 무화기(120)에는 에어로졸 생성을 위한 입력 전압으로서 무화 전압 A [V]가 인가될 수 있다.
여기서, 무화 전압 A [V]는 예열 전압 B [V]보다 높은 레벨의 정전압일 수 있다. 즉, 무화기(120)는 무화 전압 A [V]가 인가된 경우에는, 예열 전압 B [V]가 인가되었을 때보다 빠른 진동 속도로 동작됨으로써 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시킬 수 있다. 이와 달리, 무화기(120)는 예열 전압 B [V]가 인가되었을 경우에는 에어로졸 생성 물질을 무화시키지 않으나, 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮게 유지할 수 있을 정도의 온도로 예열을 수행한다. 즉, 무화기(120)는 예열 상태에서 에어로졸 생성 물질의 낮은 점도가 유지됨으로써 무화기(120)는 다음 퍼프가 시작될 때 보다 빠르게 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있고, 이로 인해 각 퍼프시마다 생성될 에어로졸 양이 균일하게 되어 사용자는 보다 만족스런 흡연감을 느낄 수 있다.
무화 모드 이후에 사용자 퍼프의 종료(503)가 감지되면, 무화기(120)는 다시 예열 모드로 전환된다. 즉, 전압 프로파일(500)에서와 같이, 무화 모드와 예열 모드의 전환에 따라 무화기(120)에 인가될 입력 전압은 무화 전압 A [V]와 예열 전압 B [V] 사이에서 반복적으로 스위칭될 수 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 무화기(120)의 입력 전압의 레벨을 무화 전압 A [V] 또는 예열 전압 B [V]으로 스위칭하기 위하여, 컨트롤러(160)와 작동적으로(operationally) 연결되어 무화기(120)에 대한 컨트롤러(160)의 구동 전압의 전압 분배를 조절하는 전압 분배기(voltage divider)를 포함할 수 있다.
한편, 예를 들어, 도 5에서 설명된 무화 전압 A [V]는 13 [V]이고, 예열 전압 B [V]는 10 [V]일 수 있다. 무화 전압 13 [V]가 무화기(120)의 입력 전압으로서 인가된 경우, 무화기(120)는 무화 전압 13 [V]을 진동자(도 2의 170)의 무화 동작을 위한 65 [V]로 승압하여 운용함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 또한, 예열 전압 10 [V]가 무화기(120)의 입력 전압으로서 인가된 경우, 무화기(120)는 예열 전압 10 [V]을 진동자(170)의 예열 동작을 위한 60 [V]로 승압하여 운용함으로써 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮게 유지할 수 있다. 다만, 여기서 설명된 전압의 수치들은 설명의 편의를 위한 예시적 수치들일 뿐이며, 본 실시예들은 이에 제한되지 않고 다른 적절한 전압 값들이 이용될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 무화기의 입력 전압을 제어하기 위한 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(도 1의 100)는 도 1에서 설명된 컨트롤러(160)와 무화기(120) 사이에 연결된 전압 분배기(610)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(160)는 무화기(120)의 제어를 위한 구동 전압을 출력하고, 전압 분배기(610)는 구동 전압에 대한 전압 분배의 비율을 조절하여, 무화기(120)로 입력 전압을 인가한다. 구체적으로, 전압 분배기(610)는 컨트롤러(160)와 작동적으로 연결되어 무화기(120)에 대한 구동 전압의 전압 분배를 조절함으로써, 비-퍼프 기간에서 무화기(120)가 예열되는 동안 무화기(120)에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 무화기(120)가 에어로졸 생성 물질을 무화하는 동안 무화기(120)에 무화 전압이 인가되도록 무화기(120)의 입력 전압을 제어할 수 있다.
전압 분배기(610)는 컨트롤러(160)에 의해 생성된 무화기(120)가 예열 모드인지 또는 무화 모드인지 여부를 나타내는 모드 신호를 컨트롤러(160)로부터 수신함으로써, 컨트롤러(160)와 작동적으로 연결될 수 있다. 전압 분배기(610)는 모드 신호에 기초하여 전압 분배를 수행한다.
전압 분배기(610)는 컨트롤러(160)로부터 수신된 예열 모드에 대응하는 예열 모드 신호(또는 제 1 모드 신호) 또는 무화 모드에 대응하는 무화 모드 신호(또는 제 2 모드 신호)에 따라 전압 분배기(610)에 포함된 부하들의 연결을 스위칭함으로써, 전압 분배를 조절할 수 있다.
컨트롤러(160)에 의해 생성된 모드 신호는, 퍼프 감지 센서에 의해 결정된 비-퍼프 기간과 퍼프 기간에 기초한 것일 수 있다. 따라서, 컨트롤러(160)는 퍼프 감지 센서에 의해 결정된 비-퍼프 기간과 퍼프 기간에 기초하여 전압 분배기(610)의 전압 분배를 제어할 수 있다.
한편, 컨트롤러(160)는 배터리(도 1의 110)의 공급 전압에 기초하여 구동 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로, 배터리(110)와 컨트롤러(160) 사이에는 배터리(110)의 공급 전압을 일정 레벨의 정전압으로 변환하기 위한 DC/DC 컨버터(미도시)가 구비되어 있을 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)의 공급 전압이 4.3 [V]인 경우, 공급 전압 4.3 [V]로부터 DC/DC 변환된 소정 레벨(예를 들어, 3.3 [V])의 정전압이 컨트롤러(160)로 입력될 수 있다. 다만, 여기서의 공급 전압 값 및 DC/DC 변환된 정전압 값은 예시일 뿐, 본 실시예들은 이에 제한되지 않는다.
도 6 및 이하 설명될 도면들의 실시예들에서는 설명의 편의를 위하여, 컨트롤러(160)와 전압 분배기(610)는 별개의 구성요소들인 것으로 도시되어 있으나, 본 실시예들의 구현은 이에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 전압 분배기(610)는 컨트롤러(160) 내에 구비된 구성요소일 수도 있고 또는 무화기(120)에 구비된 구성요소일 수도 있으며, 이와 같은 변형들은 본 실시예들의 범위에 속하는 것으로 해석될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 무화기의 입력 전압을 제어하는 전압 분배기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 전압 분배기(610)는 컨트롤러(160)의 구동 전압(V구동)의 전압 출력단 및 무화기(120)의 입력 전압(V입력)의 전압 입력단 사이의 노드(701)에 일단이 연결된 제 1 부하(R1), 제 1 부하(R1)에 직렬로 연결된 제 2 부하(R2), 컨트롤러(160)로부터 기준 전압(V기준)이 인가되는 제 1 부하(R1) 및 제 2 부하(R2) 사이의 기준 전압 노드(702), 일단은 제 2 부하(R2)에 연결되고 타단은 접지에 연결된 제 3 부하(R3), 및 컨트롤러(160)로부터 수신된 모드 신호에 따라 제 2 부하(R2) 및 제 3 부하(R3) 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 스위치(S1)를 포함한다.
컨트롤러(160)로부터 출력된 구동 전압(V구동)은 제 1 부하(R1) 및 제 2 부하(R2)에 의해 전압 강하되거나, 또는 제 1 부하(R1), 제 2 부하(R2) 및 제 3 부하(R3)에 의해 전압 강하될 수 있다. 즉, 제 1 부하(R1), 제 2 부하(R2) 및 제 3 부하(R3) 각각은 구동 전압(V구동)의 전압 강하를 위한 서로 다른 저항 값들의 저항 소자들로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 이와 같은 구동 전압(V구동)의 전압 분배는 모드 신호에 따른 스위치(S1)의 동작에 의해 결정될 수 있다. 스위치(S1)는 컨트롤러(160)로부터 전송된 모드 신호를 수신하는 게이트 단자, 접지에 연결된 소스 단자, 및 제 2 부하(R2)와 제 3 부하(R3) 사이의 노드(703)에 연결된 드레인 단자를 구비하는, 반도체 스위치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스위치(S1)는 도 7에 도시된 바와 같이, N채널 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)으로 구현될 수 있다. 따라서, 스위치(S1)는 게이트 단자에서 수신된 모드 신호의 타입에 따라, 접지에 연결된 소스 단자와 노드(703)에 연결된 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 스위칭할 수 있다. 한편, 스위치(S1)는 N채널 MOSFET이 아닌, P채널 MOSFET이나 다른 타입들의 반도체 스위칭 소자들로 구현될 수도 있다.
도 7에 도시된 전압 분배기(610)의 회로 구성은, 컨트롤러(160)로부터 수신된 모드 신호에 따라 무화기(120)의 입력 전압(V입력)을 인가하기 위한 다른 등가 회로로도 구현될 수 있고, 이와 같은 등가 회로의 구현은 본 실시예들의 범위에 속하는 것으로 해석될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 예열 모드 또는 무화 모드를 나타내기 위하여 컨트롤러에 의해 생성된 모드 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 예열 모드를 나타내는 신호(예열 모드 신호)는 논리 값 0 (LOW)을 갖는 디지털 신호이고, 무화 모드를 나타내는 신호(무화 모드 신호)는 논리 값 1 (HIGH)을 갖는 디지털 신호일 수 있다. 즉, 모드 신호는 디지털 펄스 신호에 해당할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 퍼프 기간에서는 무화 모드로 무화기(120)를 동작시키기 위해 무화기(120)에 무화 전압이 인가되도록 제어하고, 비-퍼프 기간에서는 예열 모드로 무화기(120)를 동작시키기 위해 무화기(120)에 예열 전압이 인가되도록 제어한다. 따라서, 논리 값 0 (LOW)을 갖는 펄스 구간은 비-퍼프 기간에 대응할 수 있고, 논리 값 1 (HIGH)을 갖는 펄스 구간은 퍼프 기간에 대응할 수 있다.
구체적으로, 도 7에서 설명된 스위치(S1)는 예열 모드에서는 예열 모드 신호(LOW)에 응답하여 턴-오프(turn-off) 상태로 스위칭되고, 스위치(S1)는 무화 모드에서는 무화 모드 신호(HIGH)에 응답하여 턴-온(turn-on) 상태로 스위칭된다.
전압 분배기(610)는 스위치(S1)의 턴-오프 상태에 따라 소스 단자 및 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 차단하고 제 3 부하(R3)에서 구동 전압(V구동)을 강하시킴으로써, 무화기(120)의 전압 입력단에 예열 전압을 인가한다. 이와 달리, 전압 분배기(610)는 스위치(S1)의 턴-온 상태에 따라 제 3 부하(R3)로의 전류 흐름을 차단하고 소스 단자 및 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 허용함으로써, 무화기(120)의 전압 입력단에 무화 전압을 인가한다.
한편, 도 8에서 설명된 모드 신호는 도 7에서 설명된 전압 분배기(610)의 회로 구성과 연계되어 이용될 수 있을 뿐, 전압 분배기(610)의 회로 구성이 변경된다면 모드 신호의 논리 값들도 또한 변경될 필요가 있다. 예를 들어, 만약 전압 분배기(610)의 스위치(S1)가 P채널 MOSFET으로 구현된다면, 모드 신호는 도 8과 반대의 논리 값들을 가질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전압 분배기의 무화 전압 분배 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 전압 분배기(610)의 무화 전압 분배 모드는 전압 분배기(610)의 스위치(S1)에 무화 모드 신호가 입력된 상태로서, 스위치(S1)는 턴-온 상태이다.
전압 분배기(610)의 무화 전압 분배 모드(또는 제 2 전압 분배 모드)에서, 스위치(S1)의 턴-온 상태에 의해 제 2 부하(R2)의 일단은 스위치(S1)를 통해 접지와 연결됨으로써 제 3 부하(R3)로의 전류 흐름은 차단되고, 구동 전압(V구동)은 제 3 부하(R3)에서 전압 강하되지 않는다. 즉, 구동 전압(V구동)은 제 1 부하(R1)과 제 2 부하(R2)에 의해 전압 강하되고, 이에 따라 무화기(120)의 전압 입력단에는 무화기(120)의 무화 모드를 위한 무화 전압(V무화)이 인가될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 전압 분배기의 예열 전압 분배 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 전압 분배기(610)의 예열 전압 분배 모드(또는 제 1 전압 분배 모드)는 전압 분배기(610)의 스위치(S1)에 예열 모드 신호가 입력된 상태로서, 스위치(S1)는 턴-오프 상태이다.
전압 분배기(610)의 예열 전압 분배 모드에서, 스위치(S1)의 턴-오프 상태에 의해 스위치(S1)를 통한 전류 흐름이 차단됨으로써 제 3 부하(R3)로 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 구동 전압(V구동)은 제 3 부하(R3)에서 전압 강하된다. 즉, 구동 전압(V구동)은 제 1 부하(R1), 제 2 부하(R2) 및 제 3 부하(R3)에 의해 전압 강하되고, 이에 따라 무화기(120)의 전압 입력단에는 무화기(120)의 예열 모드를 위한 예열 전압(V예열)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 전압 분배기(610)의 예열 전압 분배 모드에서 예열 전압(V예열)은 아래와 같은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00001
즉, 수학식 1에 따르면, 예열 모드에서는 제 3 부하(R3)에 의한 추가적인 전압 강하로 인하여, 무화 전압(V무화)보다 낮은 예열 전압(V예열)이 무화기(120)에 인가될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 전압 분배기(610)는 컨트롤러(160)와 작동적으로 연결되어 무화기(120)에 예열 전압(V예열)의 인가를 위한 예열 전압 분배 모드(도 10) 또는 무화 전압(V무화)의 인가를 위한 무화 전압 분배 모드(도 9)로 스위칭되고, 이에 따라 무화기(120)에 대한 구동 전압(V구동)의 전압 분배를 조절하여 무화기(120)에 예열 전압(V예열) 또는 무화 전압(V무화)을 인가한다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법의 흐름도이다. 도 11의 제어 방법은 앞서 도면들에서 설명된 에어로졸 생성 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들에 해당한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 할지라도, 앞서 도면들에서 설명된 내용들은 도 11의 제어 방법에도 적용될 수 있다.
1101 단계에서, 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하고자 하는 사용자에 의해 사용자 명령이 입력된 경우, 에어로졸 생성 장치(100)의 동작이 개시될 수 있다.
1102 단계에서, 에어로졸 생성 장치(100)에 구비된 퍼프 감지 센서는 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 동작이 개시된 후 사용자 퍼프가 감지될 때까지, 에어로졸 생성 장치(100)는 1103 단계 내지 1105 단계를 수행하여, 예열 모드를 수행할 수 있다. 하지만, 사용자 퍼프가 감지되면, 1106 단계가 수행된다.
1103 단계에서, 에어로졸 생성 장치(100)의 컨트롤러(160)는 예열 모드임을 나타내는 예열 모드 신호를 생성한다. 생성된 예열 모드 신호는 컨트롤러(160)와 작동적으로 연결된 전압 분배기(610)로 전송된다.
1104 단계에서, 전압 분배기(610)의 스위치(S1)는 수신된 예열 모드 신호에 따라 턴-오프되고, 스위치(S1)를 통한 전류 흐름이 차단된다. 이에 따라, 전압 분배기(610)의 제 3 부하(R3)로 전류가 흐르게 됨으로써 구동 전압(V구동)은 제 3 부하(R3)에서 전압 강하된다.
1105 단계에서, 전압 분배기(610)는 전압 분배기(610) 내 부하들(R1, R2, R3)에 의한 전압 강하에 기초하여, 무화기(120)에 예열 전압(V예열)을 인가한다. 퍼프 감지 센서에서 사용자의 퍼프가 감지될 때까지(1102 단계), 무화기(120)는 예열 전압(V예열)에 의한 예열 모드를 유지한다.
1106 단계에서, 사용자의 퍼프가 감지된 경우, 컨트롤러(160)는 무화 모드임을 나타내는 무화 모드 신호를 생성한다. 생성된 무화 모드 신호는 전압 분배기(610)로 전송된다.
1107 단계에서, 전압 분배기(610)의 스위치(S1)는 수신된 무화 모드 신호에 따라 턴-온되고, 제 2 부하(R2)의 일단이 스위치(S1)를 통해 접지와 연결됨으로써 제 3 부하(R3)로의 전류 흐름은 차단된다. 이에 따라, 전압 분배기(610)의 구동 전압(V구동)은 제 1 부하(R1) 및 제 2 부하(R2)에서 전압 강하된다.
1108 단계에서, 전압 분배기(610)는 전압 분배기(610) 내 부하들(R1, R2)에 의한 전압 강하에 기초하여, 무화기(120)에 무화 전압(V무화)을 인가한다.
1109 단계에서, 컨트롤러(160)는 현재의 퍼프 횟수 또는 현재의 동작 시간에 기초하여, 흡연 종료 조건이 충족되었는지 여부를 판단한다. 흡연 종료 조건이 충족된 경우, 1110 단계가 수행된다. 하지만, 흡연 종료 조건이 충족되지 않은 경우, 비-퍼프 기간 동안 무화기(120)가 다시 예열 모드로 진입하기 위하여, 1103 단계 내지 1105 단계가 수행된다.
1110 단계에서, 흡연 종료 조건이 충족된 경우, 흡연을 종료하기 위하여 에어로졸 생성 장치(100)의 동작은 종료된다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법의 흐름도이다. 도 12의 제어 방법은 앞서 도면들에서 설명된 에어로졸 생성 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들에 해당한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 할지라도, 앞서 도면들에서 설명된 내용들은 도 12의 제어 방법에도 적용될 수 있다.
1201 단계에서, 컨트롤러(160)는 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기(120)의 구동을 위한 구동 전압(V구동)을 출력한다.
1202 단계에서, 컨트롤러(160)와 작동적으로 연결된 전압 분배기(610)는, 비-퍼프 기간에서 무화기(120)가 예열되는 동안 무화기(120)에 예열 전압(V예열)이 인가되고 퍼프 기간에서 무화기(120)가 가열되는 동안 무화기(120)에 무화 전압(V무화)이 인가되도록 무화기(120)의 입력 전압을 제어한다. 이때, 컨트롤러(160)는 예열 모드에 대응하는 예열 모드 신호 및 무화 모드에 대응하는 무화 모드 신호 중 어느 하나의 모드 신호를 생성한다. 전압 분배기(610)는 예열 모드 신호 또는 무화 모드 신호에 응답하여 전압 분배기(610)에 포함된 스위치(S1)의 동작을 제어하고, 스위치(S1)의 동작에 응답하여 전압 분배기(610)에 포함된 부하들의 연결이 스위칭됨으로써, 구동 전압(V구동)의 전압 분배가 조절될 수 있다. 조절된 전압 분배에 기초하여 예열 전압(V예열) 또는 무화 전압(V무화)이 입력 전압으로서 무화기(120)에 인가된다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적인(non-transitory) 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 실시예의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 실시예에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기;
    상기 무화기의 제어를 위한 구동 전압을 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러와 작동적으로 연결되어 상기 무화기에 대한 상기 구동 전압의 전압 분배를 조절함으로써, 비-퍼프 기간에서 상기 무화기가 예열되는 동안 상기 무화기에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 상기 무화기가 상기 에어로졸 생성 물질을 무화하는 동안 상기 무화기에 무화 전압이 인가되도록 상기 무화기의 입력 전압을 제어하는 전압 분배기를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열 전압은 상기 무화 전압보다 낮은 레벨의 정전압인,
    에어로졸 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 무화기가 예열 모드인지 또는 무화 모드인지 여부를 나타내는 모드 신호를 생성하고,
    상기 전압 분배기는 상기 모드 신호에 기초하여 상기 전압 분배를 수행하는,
    에어로졸 생성 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 분배기는
    상기 컨트롤러로부터 수신된 상기 예열 모드에 대응하는 제 1 모드 신호 또는 상기 무화 모드에 대응하는 제 2 모드 신호에 따라 상기 전압 분배기에 포함된 부하들의 연결을 스위칭함으로써, 상기 전압 분배를 조절하는,
    에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 분배기는
    상기 컨트롤러의 상기 구동 전압의 전압 출력단 및 상기 무화기의 전압 입력단 사이의 노드에 일단이 연결된 제 1 부하;
    상기 제 1 부하에 직렬로 연결된 제 2 부하;
    상기 컨트롤러로부터 기준 전압이 인가되는 상기 제 1 부하 및 상기 제 2 부하 사이의 기준 전압 노드;
    일단은 상기 제 2 부하에 연결되고 타단은 접지에 연결된 제 3 부하; 및
    상기 컨트롤러로부터 수신된 모드 신호에 따라 상기 제 2 부하 및 상기 제 3 부하 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 스위치를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치는
    게이트 단자에서 수신된 상기 모드 신호의 타입에 따라, 접지에 연결된 소스 단자와 상기 제 2 부하 및 상기 제 3 부하 사이의 노드에 연결된 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 반도체 스위치를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치는
    상기 컨트롤러로부터 수신된 예열 모드에 대응하는 제 1 모드 신호에 응답하여 턴-오프(turn-off)되고,
    상기 전압 분배기는
    상기 스위치의 턴-오프 상태에 따라 상기 소스 단자 및 상기 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 차단하고 상기 제 3 부하에서 상기 구동 전압을 강하시킴으로써, 상기 무화기의 상기 전압 입력단에 상기 예열 전압을 인가하는,
    에어로졸 생성 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치는
    상기 컨트롤러로부터 수신된 무화 모드에 대응하는 제 2 모드 신호에 응답하여 턴-온(turn-on)되고,
    상기 전압 분배기는
    상기 스위치의 턴-온 상태에 따라 상기 제 3 부하로의 전류 흐름을 차단하고 상기 소스 단자 및 상기 드레인 단자 사이의 전류 흐름을 허용함으로써, 상기 무화기의 상기 전압 입력단에 상기 무화 전압을 인가하는,
    에어로졸 생성 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 부하는
    예열 모드에서는 상기 스위치에 의해 전류 흐름이 허용되고,
    무화 모드에서는 상기 스위치에 의해 전류 흐름이 차단되는,
    에어로졸 생성 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 무화기는
    예열 모드에서 상기 제 3 부하에 의한 전압 강하로 인하여, 상기 무화 전압보다 낮은 상기 예열 전압이 인가되는,
    에어로졸 생성 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 무화기는
    초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 상기 에어로졸로 무화시키는 진동자를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 퍼프를 감지하는 퍼프 감지 센서를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 퍼프 감지 센서에 의해 결정된 상기 비-퍼프 기간과 상기 퍼프 기간에 기초하여 상기 전압 분배기의 상기 전압 분배를 제어하는,
    에어로졸 생성 장치.
  13. 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    컨트롤러에서, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기의 구동을 위한 구동 전압을 출력하는 단계; 및
    상기 컨트롤러와 작동적으로 연결된 전압 분배기에 의해, 비-퍼프 기간에서 상기 무화기가 예열되는 동안 상기 무화기에 예열 전압이 인가되고 퍼프 기간에서 상기 무화기가 상기 에어로졸 생성 물질을 무화하는 동안 상기 무화기에 무화 전압이 인가되도록 상기 무화기의 입력 전압을 제어하는 단계를 포함하는,
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 컨트롤러에서, 예열 모드에 대응하는 제 1 모드 신호 및 무화 모드에 대응하는 제 2 모드 신호 중 어느 하나의 모드 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어하는 단계는
    상기 제 1 모드 신호 또는 상기 제 2 모드 신호에 응답하여 상기 전압 분배기에 포함된 스위치의 동작을 제어하는 단계;
    상기 스위치의 상기 동작에 응답하여 상기 전압 분배기에 포함된 부하들의 연결을 스위칭함으로써, 상기 구동 전압의 전압 분배를 조절하는 단계; 및
    상기 조절된 전압 분배에 기초하여 상기 예열 전압 또는 상기 무화 전압을 상기 입력 전압으로서 상기 무화기에 인가하는 단계를 포함하는,
    방법.
  15. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기;
    상기 무화기의 제어를 위한 구동 전압을 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러와 작동적으로 연결되어, 상기 무화기에 예열 전압의 인가를 위한 제 1 전압 분배 모드 또는 무화 전압의 인가를 위한 제 2 전압 분배 모드로 스위칭함으로써 상기 무화기에 대한 상기 구동 전압의 전압 분배를 조절하는, 전압 분배기를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
KR1020210062746A 2021-03-25 2021-05-14 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 KR102634882B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/797,138 US20240180242A1 (en) 2021-03-25 2022-01-27 Aerosol generating apparatus and operation method of the same
EP22744104.5A EP4087423A4 (en) 2021-03-25 2022-01-27 AEROSOL GENERATING APPARATUS AND METHOD OF OPERATION
CN202280002871.XA CN115397271A (zh) 2021-03-25 2022-01-27 气溶胶生成设备及其操作方法
JP2022554959A JP7459281B2 (ja) 2021-03-25 2022-01-27 エアロゾル生成装置及びその動作方法
PCT/KR2022/001506 WO2022203188A1 (en) 2021-03-25 2022-01-27 Aerosol generating apparatus and operation method of the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210039153 2021-03-25
KR1020210039153 2021-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220133721A true KR20220133721A (ko) 2022-10-05
KR102634882B1 KR102634882B1 (ko) 2024-02-08

Family

ID=83596626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210062746A KR102634882B1 (ko) 2021-03-25 2021-05-14 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102634882B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170095673A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 엘지이노텍 주식회사 열전소자 전원 공급 장치
KR20200084696A (ko) * 2019-01-03 2020-07-13 주식회사 케이티앤지 전압 변환기를 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 이를 제어하는 방법
KR20200126588A (ko) * 2019-04-30 2020-11-09 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
CN112205676A (zh) * 2020-10-23 2021-01-12 深圳市卓力能技术股份有限公司 对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170095673A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 엘지이노텍 주식회사 열전소자 전원 공급 장치
KR20200084696A (ko) * 2019-01-03 2020-07-13 주식회사 케이티앤지 전압 변환기를 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 이를 제어하는 방법
KR20200126588A (ko) * 2019-04-30 2020-11-09 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
CN112205676A (zh) * 2020-10-23 2021-01-12 深圳市卓力能技术股份有限公司 对雾化液进行加热的方法、装置及预热电路

Also Published As

Publication number Publication date
KR102634882B1 (ko) 2024-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240049780A1 (en) Aerosol generating device and method of operating the same
JP7413539B2 (ja) 振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法
KR102535301B1 (ko) 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치
KR102584558B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
JP7459281B2 (ja) エアロゾル生成装置及びその動作方法
KR102570078B1 (ko) 에어로졸 생성 장치
KR20220063064A (ko) 개선된 진동전달부를 포함하는 에어로졸 생성 장치
KR102570079B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR102523580B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
US20240180241A1 (en) Aerosol generating device
KR20220133721A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR102477685B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR102449809B1 (ko) 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치
KR102451072B1 (ko) 에어로졸 생성 장치
KR102626890B1 (ko) 진동자를 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR20220107882A (ko) 에어로졸 생성 장치
KR102571203B1 (ko) 진동자 밀폐장치, 및 이를 포함하는 밀폐 시스템
KR102635552B1 (ko) 에어로졸 생성 장치
JP7513767B2 (ja) エアロゾル生成装置及びその制御方法
KR20220162012A (ko) 초음파진동식 에어로졸 생성 장치 및 그 장치를 제어하는 방법
KR20220143511A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그 제어방법
JP2023541755A (ja) エアロゾル生成装置
JP2023523665A (ja) 振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法
KR20220063066A (ko) 광유닛을 포함하는 에어로졸 생성 장치 및 그 에어로졸 생성 장치로 에어로졸을 생성하는 방법
KR20220108681A (ko) 에어로졸 생성 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right