KR20220160628A - 디바이스 활성화 전에 디바이스를 깨우기 위한 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

디바이스 활성화 전에 디바이스를 깨우기 위한 방법, 장치 및 시스템 Download PDF

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KR20220160628A
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션 도허티
션 루칸
빈센트 아일랜드
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레이 스트라티직 홀딩스, 인크.
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Abstract

에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스, 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치, 및 잠금 상태에서 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 다를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 전력 소스를 재충전하고, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체를 포함할 수 있다. 잠금 조립체는 잠금 조립체가 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트를 검출하고, 웨이크 이벤트에 응답하여 잠금 조립체를 깨우고, 인증 프로세스를 수행하고, 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여 잠금 상태와 잠금 해제 상태 간에 잠금 조립체를 전이시키도록 구성될 수 있다.

Description

디바이스 활성화 전에 디바이스를 깨우기 위한 방법, 장치 및 시스템
본 발명은 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스와 같은 에어로졸 전달 디바이스의 활성화 및 제어와 관련된 디바이스 깨우기에 관한 것이다. 에어로졸 전달 디바이스는 디바이스가 절전 모드 또는 절전 상태에서 깨어난 후 활성화에 기초하여 디바이스와 통신하는 것에 의해 제어된다.
사용을 위해 담배를 연소시켜야 하는 흡연 제품의 개선으로서 또는 흡연 제품의 대안으로서 많은 디바이스가 수년에 걸쳐 제안되어 왔다. 일부 예시적인 대안은 고체 또는 액체 연료를 연소시켜 담배에 열을 전달하거나 화학 반응을 사용하여 이러한 열원을 제공하는 디바이스를 포함하였다. 추가적인 예시적인 대안은 예를 들어, 미국 특허 번호 9,078,473(Worm 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 바와 같이 전기 에너지를 사용하여 담배 및/또는 기타 에어로졸 생성 기재 재료를 가열한다. 일반적으로 전기 에너지를 사용하여 담배 또는 기타 물질을 가열하는 디바이스는 에어로졸 전달 디바이스라고 할 수 있고, 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스는 이러한 디바이스의 일례이다.
이러한 디바이스 중 다수는 담배, 시가 또는 파이프 흡연과 관련된 감각을 제공하지만 담배 연소로 인해 발생하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않도록 설계된 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 전기 에너지를 사용하여 휘발성 재료를 기화 또는 가열하거나 담배를 상당한 정도로 연소시키지 않고 담배, 시가 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려고 시도하는 수많은 대체 흡연 제품, 향미 생성기 및 의약 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 번호 8,881,737(Collett 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0255702(Griffith Jr. 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0000638(Sebastian 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0096781(Sears 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0096782(Ampolini 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0059780(Davis 등), 및 미국 특허 출원 번호 15/222,615(Watson 등)(출원일: 2016년 7월 28일)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 배경 기술 란에 제시된 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 전달 디바이스 및 열 생성 소스 참조. 또한 예를 들어, 미국 특허 번호 5,388,594(Counts 등) 및 8,079,371(Robinson 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)의 배경 기술에 설명된 제품 및 가열 구성의 다양한 구현예 참조.
위에 설명된 흡연 물품은 연령 제한을 포함하여 특정 제한 사항을 받을 수 있다. 일부 지역에서는, ENDS 디바이스의 카트리지를 포함하여 물품을 사용하는 것이 사용자 연령에 따라 제한된다. 연령 검증 사용자에 의한 디바이스 인증의 필요성을 수용하기 위해 다수의 인증 방법 중 임의의 방법이 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 인증 방법 중 다수는 통신을 개시하는 것에 의존하여, 인증을 대기하는 동안 ENDS 디바이스의 전력을 고갈시킬 수 있다. 그리하여, 디바이스가 깨어난 후에 인증 프로세스를 개시할 수 있는 방법을 도입하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스를 제어하는 것에 관한 것이다. ENDS 또는 에어로졸 전달 디바이스는 웨이크 이벤트(wake event)를 검출한 것에 의해 저전력 또는 휴면 상태로부터 깨어난 후 인증에 응답하여 잠금 해제될 때 동작할 수 있다. 인증이 디바이스의 동작을 허용하기 전에 인증은 먼저 연령 검증을 포함할 수 있다. 인증은 디바이스에 대한 제어 신호 통신을 포함할 수 있다. 제어 신호 통신은 디바이스의 마이크로폰 또는 압력 센서에 의해 검출되는 인증 톤(authentication tone)과 같은 오디오 신호를 포함할 수 있다. 제어 신호 통신은 디바이스의 광 센서 또는 포토다이오드에 의해 검출되는 시각, 광학 또는 광 신호를 포함할 수 있다. 오디오 또는 시각적 신호는 안내 데스크 전화 통화에 기초하여 호스트 디바이스(예를 들어, 스마트폰)에 의해 전송되거나 판매점(point of sale) 위치로부터 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 전달 디바이스가 제공된다. 에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스, 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치, 및 잠금 상태에서 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 모두를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 전력 소스를 재충전하고, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체를 포함할 수 있다. 잠금 조립체는 잠금 조립체가 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트를 검출하고, 웨이크 이벤트에 응답하여 잠금 조립체를 깨우고, 인증 프로세스를 수행하고, 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여 잠금 조립체를 잠금 상태와 잠금 해제 상태 간에 전이시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 저전력 또는 휴면 모드로부터 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법이 제공될 수 있다. 방법은 에어로졸 전달 디바이스가 충전 기능 또는 에어로졸 생성 기능이 인에이블되지 않은 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트를 검출하는 단계, 웨이크 이벤트를 검출한 것에 응답하여 에어로졸 전달 디바이스의 잠금 조립체를 저전력 또는 휴면 모드로부터 깨우는 단계, 잠금 조립체를 통해 인증 프로세스를 수행하는 단계, 및 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여, 잠금 조립체를 충전 기능과 에어로졸 생성 기능이 인에이블된 잠금 해제 상태로 전이시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 잠금 및 포장된 구성요소를 활성화하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. 시스템은 에어로졸 전달 디바이스, 및 이 에어로졸 전달 디바이스의 판매와 연관된 포장을 포함하는 포장 조립체를 포함할 수 있다. 에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스, 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치, 및 잠금 상태에서 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 다를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 전력 소스를 재충전하고, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체를 포함할 수 있다. 잠금 조립체는 에어로졸 전달 디바이스의 깨우기, 인증 및 잠금 해제를 수행하도록 구성될 수 있다. 잠금 조립체는 또한 포장을 제거할 때 에어로졸 전달 디바이스의 깨우기를 개시하도록 포장과 인터페이싱하거나 포장에 통합되도록 구성될 수 있다.
이 '본 발명의 내용'란은 본 발명의 일부 양태에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 구현예를 약술하기 위한 목적으로만 제공된 것으로 이해된다. 따라서, 위에서 설명된 예시적인 구현예는 단지 예시를 위한 것일 뿐, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위 또는 사상을 좁히는 것으로 해석되어서는 안 되는 것으로 이해된다. 다른 예시적인 구현, 양태 및 이점은 일부 설명된 예시적인 구현예의 원리를 예로서 도시하는 첨부 도면과 함께 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
앞서 일반적인 용어로 본 발명의 양태를 설명하였으므로, 이제 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아닌 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 서로 결합된 제어 몸체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 2는 예시적인 구현예에 따라 카트리지와 제어 몸체가 서로 분리된 상태의 도 1의 에어로졸 전달 디바이스의 부분 절개도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 예시적인 구현예에 따라 각각 서로 결합되고 서로 분리된 상태의 제어 몸체와 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 예시적인 구현예에 따라 각각 도 3 및 도 4의 에어로졸 전달 디바이스의 정면도 및 단면도를 도시한다.
도 7 및 도 8은 예시적인 구현예에 따라 제어 몸체에 결합된 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 측면도 및 부분 절개도를 각각 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스의 회로도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 신호 조정 회로부의 회로도를 도시한다.
도 11은 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 12는 신호 검출기 회로부의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 13은 제어 신호의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 14는 오디오 검출기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 15는 광학 검출기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 16은 오디오 신호를 사용하여 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 17은 광 신호를 사용하여 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른 제어 신호 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 예시적인 실시예에 따른 오디오 신호 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른 호스트 디바이스를 사용하여 인증하는 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 21은 예시적인 인증 키를 도시한다.
도 22는 예시적인 실시예에 따라 에어로졸 전달 디바이스를 깨우고 잠금 해제하기 위한 상위 레벨 흐름도를 도시한다.
도 23은 예시적인 실시예에 따라 인증 전에 전력을 보존하기 위해 잠금 해제 전에 깨울 수 있는 에어로졸 전달 디바이스의 다양한 구성요소의 블록도를 도시한다.
도 24는 예시적인 실시예에 따라 에어로졸 전달 디바이스를 깨우는 것과 관련된 다양한 구성요소의 블록도를 도시한다.
도 25는 예시적인 실시예에 따라 에어로졸 전달 디바이스의 깨우기, 인증 및 잠금/잠금 해제와 관련된 동작을 보여주는 흐름도를 도시한다.
본 발명은 이제 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 보다 완전히 설명될 것이다. 이러한 예시적인 구현예는 본 발명이 철저하고 완전하며, 본 발명의 범위를 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 완전히 전달할 수 있도록 설명된다. 실제로, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 제시된 구현예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되고; 오히려 이러한 구현예는 본 발명이 적용 가능한 법적 요구 사항을 충족하기 위해 제공된 것이다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 단수형 요소와 "상기" 요소는, 문맥이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 요소를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 정량적 측정치, 값, 기하학적 관계 등을 언급할 수 있지만, 달리 명시되지 않는 한, 이들 모두는 아닐지라도 임의의 하나 이상은 공학적 공차 등으로 인한 것과 같은 허용 가능한 변동이 발생할 수 있는 것을 고려하기 위해 절대값이거나 근사값일 수 있다.
후술하는 바와 같이, 본 발명은 에어로졸 전달 디바이스 또는 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스와 같은 연령 제한 디바이스의 인증을 요구하는 것에 관한 것이다. 인증은 연령 제한 디바이스가 연령이 검증되지 않은 사용자에게는 동작하지 않도록 사전 연령 검증을 포함하거나 요구할 수 있다. 인증은 연령 제한 디바이스가 디바이스를 인증하기 위한 제어 신호를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 제어 신호는 디바이스를 인증하기 위한 오디오 신호 및/또는 시각/광학 신호를 포함할 수 있다.
에어로졸 전달 디바이스 또는 ENDS는 연령 제한과 같은 제한과 연관될 수 있는 디바이스의 예이다. 다른 예로는 칸나비노이드, 예를 들어, 테트라하이드로칸나비놀(Tetrahydrocannabinol)(THC) 및/또는 칸나비디올(Cannabidiol)(CBD), 식물, 의약품 및/또는 기타 활성 성분을 전달하기 위한 전달 디바이스를 포함한다. 따라서, 에어로졸 전달 또는 ENDS 디바이스는 전체에 걸쳐 다양한 실시예의 예시적인 응용으로 사용되지만, 이 예시는 본 발명을 제한하는 것이 아닌 것으로 의도되고 본 명세서에 개시된 발명의 개념은 다른 의약 및/또는 활성 성분을 사용자에게 전달하는 데 사용될 수 있는 에어로졸 전달 디바이스, 또는 무연 담배 또는 기타 담배 제품을 포함할 수 있는 에어로졸 전달 디바이스를 포함하는, 에어로졸 전달 또는 ENDS 디바이스 이외의 디바이스와 함께 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
제어 신호에 의한 디바이스 인증은 연령 검증을 수행하는 사용자에 추가되거나 사용자에 전제 조건으로 요구될 수 있다. 연령 검증을 받지 않은 사용자는 디바이스를 인증할 수 없다. 연령 제한된 제품을 사용하기 위해서는 주기적으로 인증하는 것이 필요할 수 있다. 사용자의 연령을 확인하고/하거나 적절한 사용자 및/또는 디바이스를 인증하기 위한 연령 검증 시스템이 있을 수 있다.
기능 제어 및 인증은 니코틴, 담배, 알코올, 테트라하이드로칸나비놀(THC), 칸나비디올(CBD), CBD 오일, 대마초/마리화나, 식물, 의약품 및/또는 기타 연령 제한 제품을 포함하는 임의의 연령 제한 디바이스 또는 물질에 적용될 수 있다. 인증은 에어로졸 전달 디바이스 이외의 연령 제한 디바이스에 적용될 수 있다. 마찬가지로, 연령이 디바이스 제한의 일례이지만 디바이스의 인증을 통해 검증되는 디바이스에 대한 다른 유형의 제한이 있을 수 있다.
에어로졸 전달 디바이스는 제한될 수 있는 디바이스의 일례이며, 인증은 디바이스에 대한 제어 신호로 수행될 수 있다. 에어로졸 전달 디바이스는 도 1 내지 도 10과 관련하여 추가로 설명된다. 다른 예에서, 디바이스는 카트리지가 아닌 소모품으로 에어로졸 소스 부재를 사용하는 가열식 비연소형 디바이스일 수 있다. 에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸 전구체 조성물(때때로 흡입 가능 물질 매체라고도 함)로부터 에어로졸(흡입 가능 물질)을 생성하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 고체 담배 재료, 반고체 담배 재료, 또는 액체 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 디바이스는 유체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 액체 에어로졸 전구체 조성물)을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 에어로졸 전구체 조성물은 식물성 물질, 의약 물질, 알코올, 글리세린을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 상기 언급된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, 니코틴 및/또는 기타 활성 성분, 예를 들어, 식물성 성분(예를 들어, 라벤더, 페퍼민트, 카모마일, 바질, 로즈마리, 백리향, 유칼립투스, 생강, 대마초, 인삼, 마카, 티산), 각성제(예를 들어, 카페인과 과라나), 아미노산(예를 들어, 타우린, 테아닌, 페닐알라닌, 티로신, 트립토판) 및/또는 제약, 기능 식품 및 의약 성분(예를 들어, 비타민 B6, B12 및 C와 같은 비타민 및 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)과 같은 칸나비노이드)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 활성 성분을 포함할 수 있다. 이러한 에어로졸 전달 디바이스는 소위 전자 담배를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 에어로졸 전달 디바이스는 가열식 비연소형 디바이스를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 에어로졸 전달 디바이스는 비가열식 비연소형 디바이스를 포함할 수 있다.
증기 전구체 조성물 또는 "e-액체"로도 지칭되는 액체 에어로졸 전구체 조성물은 전자 담배 및 비가열식 비연소형 디바이스에 특히 유용하다. 액체 에어로졸 전구체 조성물은 예로서 다가 알코올(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물, 및/또는 향미제를 포함하는 다양한 성분을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 글리세린 및 니코틴을 포함한다. 다른 예에서, 조성물은 추가적으로 또는 대안적으로 알코올, 식물 성분(예를 들어, 라벤더, 페퍼민트, 카모마일, 바질, 로즈마리, 백리향, 유칼립투스, 생강, 대마초, 인삼, 마카, 티산), 각성제(예를 들어, 카페인 및 구아라나), 아미노산(예를 들어, 타우린, 테아닌, 페닐알라닌, 티로신, 트립토판), 제약, 기능 식품 및 의약 성분(예를 들어, 비타민 B6, B12 및 C와 같은 비타민 및 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)과 같은 칸나비노이드), 또는 기타 활성 성분, 또는 이들의 일부 조합을 포함할 수 있다.
다양한 구현예와 함께 사용될 수 있는 일부 액체 에어로졸 전구체 조성물은 레불린산, 숙신산, 락트산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산, 이들의 조합물 등과 같은 하나 이상의 산을 포함할 수 있다. 니코틴을 포함하는 액체 에어로졸 전구체 조성물에 산(들)을 포함하면 염 형태의 니코틴을 포함하는 양성자화된 액체 에어로졸 전구체 조성물을 제공할 수 있다. 액체 에어로졸 전구체 성분 및 제형의 대표적인 유형은 미국 특허 번호 7,726,320(Robinson 등); 미국 특허 번호 9,254,002(Chong 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0008457(Zheng 등), 2015/0020823(Lipowicz 등), 및 2015/0020830(Koller); 및 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2014/182736(Bowen 등); 및 미국 특허 번호 8,881,737(Collett 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제시되고 특성화된다. 사용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체로는 위에서 식별된 다수의 대표적인 제품 중 임의의 것에 포함된 에어로졸 전구체를 포함한다. 또한 존슨 크리크 엔터프라이즈사(Johnson Creek Enterprises LLC)에서 입수할 수 있었던 전자 담배용 소위 "연기 주스"가 바람직하다. 또 다른 예시적인 에어로졸 전구체 조성물은 브랜드명 BLACK NOTE, COSMIC FOG, THE MILKMAN E-LIQUID, FIVE PAWNS, THE VAPOR CHEF, VAPE WILD, BOOSTED, THE STEAM FACTORY, MECH SAUCE, CASEY JONES MAINLINE RESERVE, MITTEN VAPORS, DR. CRIMMY'S V-LIQUID, SMILEY E LIQUID, BEANTOWN VAPOR, CUTTWOOD, CYCLOPS VAPOR, SICBOY, GOOD LIFE VAPOR, TELEOS, PINUP VAPORS, SPACE JAM, MT. BAKER VAPOR, 및 JIMMY THE JUICE MAN으로 판매된다. 발포성 재료의 구현예는 에어로졸 전구체와 함께 사용될 수 있고, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 2012/0055494(Hunt 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다. 또한, 발포성 재료의 사용은 예를 들어 미국 특허 번호 4,639,368(Niazi 등); 미국 특허 번호 5,178,878(Wehling 등); 미국 특허 번호 5,223,264(Wehling 등); 미국 특허 번호 6,974,590(Pather 등); 미국 특허 번호 7,381,667(Bergquist 등); 미국 특허 번호 8,424,541(Crawford 등); 미국 특허 번호 8,627,828(Strickland 등); 및 미국 특허 번호 9,307,787(Sun 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0018539(Brinkley 등) 및 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 97/06786(Johnson 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다.
에어로졸 전구체를 지지하기 위한 기재, 저장소 또는 기타 구성요소의 대표적인 유형은 미국 특허 번호 8,528,569(Newton); 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0261487(Chapman 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0059780(Davis 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0216232(Bless 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다. 추가적으로, 다양한 흡상 재료(wicking material) 및 특정 유형의 전자 담배 내 흡상 재료의 구성 및 동작은 미국 특허 번호 8,910,640(Sears 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제시된다.
다른 구현예에서, 에어로졸 전달 디바이스는 고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 압출된 담배 막대) 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 글리세린이 함유된 담배 페이스트)을 가열하도록 구성된 가열 비연소식 디바이스를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 담배 함유 비드, 담배 조각, 담배 스트립, 재생 담배 재료 또는 이들의 조합, 및/또는 미세하게 분쇄된 담배, 담배 추출물, 분무 건조 담배 추출물의 혼합물, 또는 선택적인 무기질 재료(예를 들어, 탄산칼슘), 선택적인 향미제 및 에어로졸 형성 재료와 혼합되어 실질적으로 고체 또는 몰딩 가능한(예를 들어, 압출 가능한) 기재를 형성하는 기타 담배 형태를 포함할 수 있다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 제형의 대표적인 유형은 미국 특허 번호 8,424,538(Thomas 등); 미국 특허 번호 8,464,726(Sebastian 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0083150(Conner 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0157052(Ademe 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2017/0000188(Nordskog 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 개시된다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 배열의 또 다른 대표적인 유형은 브리티시 어메리칸 타바코(British American Tobacco)사의 GLO™ 제품용 NEOSTIKS™ 소모성 에어로졸 소스 부재와, 필립 모리스 인터내셔널(Philip Morris International, Inc.)사의 IQOS™ 제품용 HEETS™ 소모성 에어로졸 소스 부재에서 발견되는 것을 포함한다.
다양한 구현예에서, 흡입 가능 물질은 구체적으로 담배 성분 또는 담배 유래 재료(즉, 담배에서 직접 분리되거나 합성으로 준비될 수 있는 담배에서 자연적으로 발견되는 재료)일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 불활성 기재와 결합된 담배 추출물 또는 이의 분획을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 연소 온도 미만의 온도로 가열될 때 흡입 가능 물질을 방출하는 미연소 담배 또는 미연소 담배를 함유하는 조성물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 담배 응축물 또는 이의 분획(즉, 담배의 연소로 생성되는 연기의 응축된 성분으로 향미와 니코틴이 남을 수 있음)을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 무연 담배 및 기타 담배 제품은 에어로졸 전달 또는 ENDS 디바이스가 아닌 연령 제한 제품의 예일 수 있다. 판매된 대표적인 무연 담배 제품으로는 알. 제이. 레이놀즈 타바코 컴퍼니(R. J. Reynolds Tobacco Company)사의 CAMEL 스누스(Snus), CAMEL 오브(Orbs), CAMEL 스트립(Strips) 및 CAMEL 스틱(Sticks); 어메리칸 스너프 컴퍼니사(American Snuff Company, LLC)의 GRIZZLY 모이스트 담배, KODIAK 모이스트 담배, LEVI GARRETT 루스 타바코 및 TAYLOR'S PRIDE 루스 타바코; 스위셔 인터내셔널사(Swisher International, Inc.)의 KAYAK 모이스트 스너프 및 CHATTANOOGA CHEW 씹는 담배; 핑커톤 타바코사(Pinkerton Tobacco Co. LP)의 REDMAN 씹는 담배; 미국 스모크리스 타바코 컴퍼니(Smokeless Tobacco Company)사의 COPENHAGEN 촉촉한 담배, COPENHAGEN 파우치(Pouches), SKOAL 반디트(Bandits), SKOAL 파우치(Pouches), RED SEAL 롱 컷(long cut) 및 REVEL 민트 타바코 팩(Mint Tobacco Packs); 및 필립 모리스 USA(Philip Morris USA)의 MARLBORO 스누스 및 타보카(Taboka)라고 하는 제품을 포함할 수 있다. 일반적으로 "스누스"라고 불리는 스너프 제품의 대표적인 유형은, 스웨디시 매치 AB(Swedish Match AB), 피에들러 앤 룬드그렌(Fiedler & Lundgren) AB, 구스타부스(Gustavus) AB, 스칸디나비스크 토바크스콤파그니(Skandinavisk Tobakskompagni) A/S 및 로커 프러덕션(Rocker Production) AB와 같은 회사에 의해 또는 회사를 통해 유럽, 특히 스웨덴에서 제조될 수 있다. 미국에서 이전에 또는 현재 이용 가능한 스누스 제품은 알. 제이. 레이놀즈 타바코 컴퍼니(R. J. Reynolds Tobacco Company)에서 CAMEL 스누스 프로스트(Snus Frost), CAMEL 스누스 오리지날(Snus Original), 및 CAMEL 스누스 스파이스(Snus Spice), CAMEL 스누스 민트(Snus Mint), CAMEL 스누스 멜로우(Snus Mellow), CAMEL 스누스 윈터칠(Snus Winterchill), 및 CAMEL 스누스 로버스트(Snus Robust)와 같은 상표명으로 판매되었다. 무연 담배 제품은 통(tin), "퍽(puck)" 또는 "포트(pot)"로 포장되어 있다. 다른 예시적인 제품으로는 REVEL 니코틴 로젠지(R.J. Reynolds Vapor Company 제품)와 같은 니코틴 로젠지 및 스웨디시 매치(Swedish Match) 및 LYFT의 Zyn과 같은 무담배 니코틴 파우치 제품을 포함한다.
본 발명에 유용한 담배 재료는 다양할 수 있고, 예를 들어, 연도-경화 담배, 벌리 담배, 오리엔탈 담배 또는 메릴랜드 담배, 다크 담배, 다크 연소 담배 및 루스티카 담배뿐만 아니라 기타 희귀 또는 특수 담배, 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 담배 재료는 또한 소위 "혼합된" 형태 및 가공 형태, 예를 들어, 가공된 담배 줄기(예를 들어, 절단 압연 줄기 또는 절단 퍼프 줄기), 부피 팽창 담배(예를 들어, 부풀린 담배, 예를 들어, 드라이 아이스 팽창 담배(DIET), 바람직하게는 각초 형태), 재생 담배(예를 들어, 제지 유형 또는 주조 시트 유형 공정을 사용하여 제조된 재생 담배)를 포함할 수 있다. 다양한 대표적인 담배 유형, 담배의 가공 유형, 및 담배 블렌드 유형은 미국 특허 번호 4,836,224(Lawson 등), 4,924,888(Perfetti 등), 5,056,537(Brown 등), 5,159,942(Brinkley 등), 5,220,930(Gentry), 5,360,023(Blakley 등), 6,701,936(Shafer 등), 7,011,096(Li 등), 7,017,585(Li 등), 및 7,025,066(Lawson 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0255965(Perfetti 등); PCT 특허 출원 공개 번호 WO 02/37990(Bereman); 및 문헌(Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17 (1997))(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제시된다. 본 발명에 따른 것을 포함하여, 흡연 디바이스에 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 미국 특허 번호 7,726,320(Robinson 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 개시된다.
더 나아가, 에어로졸 전구체 조성물은 흡입 가능 물질 또는 이의 전구체가 내부에 통합되거나 그 위에 침착된 불활성 기재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능 물질을 포함하는 액체는 열 적용 시 흡입 가능 물질이 양압 또는 음압의 적용을 통해 본 발명의 물품으로부터 인출될 수 있는 형태로 방출되도록, 불활성 기재에 코팅되거나 흡수되거나 흡착될 수 있다. 일부 양태에서, 에어로졸 전구체 조성물은 각초 형태의 향미 및 방향 담배의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 에어로졸 전구체 조성물은 미국 특허 번호 4,807,809(Pryor 등); 미국 특허 번호 4,889,143(Pryor 등); 및 미국 특허 번호 5,025,814(Raker)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 바와 같은 재생 담배 재료를 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 전구체 조성물에 대한 추가 정보에 대해서는 미국 특허 출원 번호 15/916,834(Sur 등)(출원일: 2018년 3월 9일)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)를 참조한다.
에어로졸 전구체 조성물의 유형에 관계없이, 에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 생성 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 담배 또는 가열식 비연소형 디바이스의 경우, 에어로졸 생성 구성요소는 가열 요소이거나 가열 요소를 포함할 수 있다. 비가열식 비연소형 디바이스의 경우에, 일부 예에서 에어로졸 생성 구성요소는 진동 가능한 압전 또는 압전 메시이거나 이를 포함할 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성을 위한 가열 요소가 없을 수 있다. 일부 실시예의 에어로졸 전달 디바이스는 에어로졸 생성 구성요소를 제공하기 위한 요소의 조합을 포함할 수 있으며, 이는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하기 위해 협력하는 진동 에어로졸 생성 구성요소(예를 들어, 진동 가능한 압전 세라믹 및/또는 기타 압전 또는 압전 재료)와 같은 추가 요소와 가열 요소를 모두 포함할 수 있다.
적절한 가열 요소의 일례는 유도 히터이다. 이러한 히터는 종종 유도 송신기와 유도 수신기를 포함한다. 유도 송신기는 교류가 통과할 때 발진 자기장(예를 들어, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성된 코일을 포함할 수 있다. 유도 수신기는 유도 송신기 내에 적어도 부분적으로 위치되거나 수용될 수 있고, 전도성 재료(예를 들어, 강자성 재료 또는 알루미늄 코팅 재료)를 포함할 수 있다. 유도 송신기를 통해 교류를 유도함으로써 유도를 통해 유도 수신기에 와전류가 생성될 수 있다. 유도 수신기를 형성하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열에 의해 (즉, 줄 효과를 통해) 수신기를 가열할 수 있다. 미립화기를 형성할 수 있는 유도 수신기는 무선으로 가열되어 유도 수신기에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성할 수 있다. 유도 히터를 구비한 에어로졸 전달 디바이스의 다양한 구현예는 미국 특허 출원 공개 번호 2017/0127722(Davis 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2017/0202266(Sur 등); 미국 특허 출원 번호 15/352,153(Sur 등)(출원일: 2016년 11월 15일); 미국 특허 출원 번호 15/799,365(Sebastian 등)(출원일: 2017년 10월 31일); 및 미국 특허 출원 번호 15/836,086(Sur)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다.
본 명세서에 보다 구체적으로 설명된 것을 포함하는 다른 구현예에서, 가열 요소는 전기 저항 히터의 경우와 같은 전도성 히터이다. 이러한 히터는 전류가 히터를 통과할 때 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 전도성 히터는 포일, 발포체, 디스크, 나선부, 섬유, 와이어, 필름, 얀(yarn), 스트립, 리본 또는 원통체 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 히터는 종종 금속 재료를 포함하고, 히터를 통해 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 히터는 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물에 근접하게 위치되고 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 다양한 전도성 기재는 전술한 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0255702(Griffith 등)에 설명된다.
일부 구현예에서 에어로졸 전달 디바이스는 소위 전자 담배 또는 비가열식 비연소형 디바이스의 경우 제어 몸체와 카트리지를 포함할 수 있고, 또는 가열식 비연소형 디바이스의 경우 제어 몸체와 에어로졸 소스 부재를 포함할 수 있다. 카트리지는 디바이스에 대한 소모품의 일례일 수 있으며, 카트리지라는 언급은 다른 소모품을 포함할 수 있다. 에어로졸 공급원 부재의 다른 예는 담배, 담배 추출물, 에어로졸 형성제, 니코틴, 및/또는 가열식 비연소형 디바이스에 사용될 수 있는 기타 활성 성분을 함유할 수 있는 것과 같은 "스틱"을 포함할 수 있다. 예를 들어, 브리티시 어메리칸 타바코(British American Tobacco)의 GLO™ 제품에 대한 NEOSTIKS™ 소모성 에어로졸 소스 부재 및 필립 모리스 인터내셔널사(Philip Morris International, Inc.)의 IQOS™ 제품에 대한 HEETS™ 소모성 에어로졸 소스 부재. 전자 담배 또는 가열식 비연소형 디바이스의 경우, 제어 몸체는 재사용할 수 있는 반면, 카트리지/에어로졸 소스 부재는 제한된 수의 사용을 위해 구성될 수 있고/있거나 일회용으로 구성될 수 있다. 다양한 메커니즘이 카트리지/에어로졸 소스 부재를 제어 몸체에 연결하여 나사산 맞물림, 압입 결합, 억지 끼워맞춤, 활주식 끼워맞춤, 자성 결합 등을 형성할 수 있다.
제어 몸체와 카트리지/에어로졸 소스 부재는 다수의 다른 재료 중 임의의 재료로 형성될 수 있는 별도의 개별 하우징 또는 외부 몸체를 포함할 수 있다. 하우징은 임의의 적절한 구조적으로 견실한 재료로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 하우징은 스테인리스강, 알루미늄 등과 같은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 다른 적합한 재료는 다양한 플라스틱(예를 들어, 폴리카보네이트), 플라스틱 위에 금속 도금, 세라믹 등을 포함한다.
카트리지(즉 에어로졸 소스 부재)는 에어로졸 전구체 조성물을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하기 위해서, 에어로졸 생성 구성요소(예를 들어, 가열 요소, 압전/압자기 메시)는 예를 들어, 제어 몸체와 카트리지에 걸쳐 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하거나 에어로졸 전구체 조성물에 근접하여 위치되거나, 또는 에어로졸 소스 부재가 위치될 수 있는 제어 몸체 내에 위치될 수 있다. 제어 몸체는 재충전식이거나 교체식일 수 있는 전력 소스를 포함할 수 있어서 제어 몸체는 다수의 카트리지/에어로졸 소스 부재와 함께 재사용될 수 있다.
제어 몸체는 또한 디바이스의 수동 제어를 위한 푸시버튼, 터치 감지 표면 등과 같은 에어로졸 전달 디바이스를 활성화하는 수단을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 몸체는 사용자가 카트리지/에어로졸 소스 부재에서 흡인하여 에어로졸 전달 디바이스를 활성화할 때를 검출하기 위한 흐름 센서(flow sensor)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 몸체는 다른 실시예에서 소모품 또는 카트리지에 있는 것이 아니라 가열 요소를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 본 발명에 따른 에어로졸 전달 디바이스는 실질적으로 막대형 또는 실질적으로 관형 형상이거나 실질적으로 원통형 형상인 것으로 형성될 수 있는 전체 형상을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수 있다. 첨부 도면을 참조하여 도시되고 설명된 구현예에서, 에어로졸 전달 디바이스는 실질적으로 둥근 단면을 갖지만, 다른 단면 형상(예를 들어, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등)도 본 발명에 포함된다. 물품의 물리적 형태를 설명하는 이러한 언어는 제어 몸체와 카트리지/에어로졸 소스 부재를 포함하는 물품의 개별 구성요소에도 적용될 수 있다. 다른 구현예에서, 제어 몸체는 작은 상자 형상과 같은 다른 핸드헬드 형상을 취할 수 있다.
보다 구체적인 구현예에서, 제어 몸체와 카트리지/에어로졸 소스 부재 중 하나 또는 둘 모두는 일회용이거나 또는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제어 몸체는 교체식 배터리 또는 충전식 배터리, SSB, 박막 SSB, 커패시터, 광전지, 충전식 슈퍼커패시터, 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 슈퍼커패시터 등과 같은 전력 소스를 가질 수 있다. 전력 소스의 일례는 TKI-1550 충전식 리튬 이온 배터리(독일 타디란 배터리사(Tadiran Batteries GmbH)에서 생산됨)이다. 다른 구현예에서, 유용한 전력 소스는 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 셀(일본 산요 일렉트릭 컴퍼니사(Sanyo Electric Company, Ltd.)에서 생산됨)일 수 있다. 다른 구현예에서, 예를 들어, 각각 1.2볼트를 제공하는 복수의 이러한 배터리는 직렬로 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 전력 소스는 출력 전압을 제공하도록 구성된다. 전력 소스는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하는 데 강력한 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 전력 소스는 후술된 충전 부속품과 같은 임의의 유형의 충전 기술과 연결될 수 있다.
전력 소스의 예로는 미국 특허 번호 9,484,155(Peckerar 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2017/0112191(Sur 등)(출원일: 2015년 10월 21일)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다. 적합한 전력 소스의 다른 예로는 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0283855(Hawes 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0014125(Fernando 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0243410(Nichols 등), 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0313901(Fernando 등), 및 미국 특허 번호 9,439,454(Fernando 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제공된다. 흐름 센서와 관련하여, 에어로졸 전달 디바이스용 다양한 마이크로제어기, 센서 및 스위치를 포함하는 대표적인 전류 조절 구성요소 및 기타 전류 제어 구성요소는 미국 특허 번호 4,735,217(Gerth 등); 미국 특허 번호 4,922,901, 4,947,874 및 4,947,875(모두 Brooks 등); 미국 특허 번호 5,372,148(McCafferty 등); 미국 특허 번호 6,040,560(Fleischhauer 등); 미국 특허 번호 7,040,314(Nguyen 등); 미국 특허 번호 8,205,622(Pan); 미국 특허 출원 공개 번호 8,881,737(Collet 등); 미국 특허 번호 9,423,152(Ampolini 등); 미국 특허 번호 9,439,454(Fernando 등); 및 미국 특허 출원 공개 번호 2015/0257445(Henry 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다.
전자 에어로졸 전달 물품과 관련된 구성요소 및 본 물품에 사용될 수 있는 재료 또는 구성요소를 개시하는 추가 예로는 미국 특허 번호 4,735,217(Gerth 등); 미국 특허 번호 5,249,586(Morgan 등); 미국 특허 번호 5,666,977(Higgins 등); 미국 특허 번호 6,053,176(Adams 등); 미국 6,164,287(White); 미국 특허 번호 6,196,218(Voges); 미국 특허 번호 6,810,883(Felter 등); 미국 특허 번호 6,854,461(Nichols); 미국 특허 번호 7,832,410(Hon); 미국 특허 번호 7,513,253(Kobayashi); 미국 특허 번호 7,896,006(Hamano); 미국 특허 번호 6,772,756(Shayan); 미국 특허 번호 8,156,944 및 8,375,957(Hon); 미국 특허 번호 8,794,231(Thorens 등); 미국 특허 번호 8,851,083(Oglesby 등); 미국 특허 번호 8,915,254 및 8,925,555(Monsees 등); 미국 특허 번호 9,220,302(DePiano 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0196518 및 2009/0188490(Hon); 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0024834(Oglesby 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0307518(Wang); PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2010/091593(Hon); 및 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2013/089551(Foo)(각각 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)을 포함한다. 또한, 미국 특허 출원 공개 번호 2017/0099877(Worm 등)은, 에어로졸 전달 디바이스에 포함될 수 있는 캡슐 및 이 에어로졸 전달 디바이스에 대한 포브(fob)-형상 구성을 개시하고, 본 명세서에 포함된다. 전술한 문서에 개시된 다양한 자료는 다양한 구현예에서 본 디바이스에 포함될 수 있고, 전술한 문헌의 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 에어로졸 전달 디바이스에 포함될 수 있는 또 다른 특징, 제어 또는 구성요소는 미국 특허 번호 5,967,148(Harris 등); 미국 특허 번호 5,934,289(Watkins 등); 미국 특허 번호 5,954,979(Counts 등); 미국 특허 번호 6,040,560(Fleischhauer 등); 미국 특허 번호 8,365,742(Hon); 미국 특허 번호 8,402,976(Fernando 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0016550(Katase); 미국 특허 번호 8,689,804(Fernando 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0192623(Tucker 등); 미국 특허 번호 9,427,022(Leven 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0180553(Kim 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0000638(Sebastian 등); 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0261495(Novak 등); 및 미국 특허 번호 9,220,302(DePiano 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 본 명세서에 설명된 다양한 구성요소를 제공하는 키트에 관한 것일 수 있다. 예를 들어, 키트는 하나 이상의 카트리지 또는 에어로졸 소스 부재가 있는 제어 몸체를 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 배터리와 함께 전술된 충전 부속품, 및 하나 이상의 카트리지가 있는 제어 몸체를 추가로 포함할 수 있다. 키트는 복수의 카트리지 및 하나 이상의 배터리 및/또는 충전 부속품을 추가로 포함할 수 있다. 전술된 실시예에서, 카트리지 또는 제어 몸체에는 가열 부재가 제공될 수 있다. 본 발명의 키트는 하나 이상의 추가 키트 구성요소를 수용하는 케이스(또는 다른 포장, 운반 또는 보관 구성요소)를 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 충전 부속품은 키트 중 하나의 키트의 케이스일 수 있다. 케이스는 재사용 가능한 경질 또는 연질 용기일 수 있다. 또한, 케이스는 단순히 상자 또는 기타 포장 구조일 수 있다.
도 1 및 도 2는 전자 담배의 경우 제어 몸체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 구현예를 도시한다. 이와 관련하여, 도 1 및 도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스(100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 디바이스는 제어 몸체(102)(즉, 배터리 부분) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 예를 들어, 카트리지(104)가 설치된 경우 디바이스의 동작은 연령 검증과 함께 인증을 요구할 수 있다. 제어 몸체와 카트리지는 기능 관계에서 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은 결합된 구성의 에어로졸 전달 디바이스의 사시도를 도시하는 반면, 도 2는 분리된 구성의 에어로졸 전달 디바이스의 부분 절개 측면도를 도시한다. 에어로졸 전달 디바이스는 예를 들어 제어 몸체와 카트리지가 조립된 구성에 있을 때 일부 구현예에서 실질적으로 막대형, 실질적으로 관형 형상, 또는 실질적으로 원통형 형상일 수 있다.
제어 몸체(102)와 카트리지(104)는 압입(또는 억지 끼워맞춤) 연결, 나사산 연결, 자성 연결 등과 같은 다양한 연결에 의해 서로 맞물리도록 구성될 수 있다. 그리하여, 제어 몸체는 카트리지 상의 제2 맞물림 요소(예를 들어, 커넥터)와 맞물리도록 구성된 제1 맞물림 요소(예를 들어, 결합부)를 포함할 수 있다. 제1 맞물림 요소와 제2 맞물림 요소는 가역적일 수 있다. 일례로서, 제1 맞물림 요소 또는 제2 맞물림 요소 중 하나는 수 나사산일 수 있고, 다른 하나는 암 나사산일 수 있다. 추가 예로서, 제1 맞물림 요소 또는 제2 맞물림 요소 중 하나는 자석일 수 있고, 다른 하나는 금속 또는 일치하는 자석일 수 있다. 특정 구현예에서, 맞물림 요소는 제어 몸체와 카트리지의 기존 구성요소에 의해 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 제어 몸체의 하우징은 카트리지의 적어도 일부(예를 들어, 카트리지의 저장 탱크 또는 기타 셸(shell) 형성 요소)를 수용하도록 구성된 공동을 그 단부에 형성할 수 있다. 특히, 카트리지의 저장 탱크는 제어 몸체의 공동 내부에 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 반면, 카트리지의 마우스피스는 제어 몸체의 공동 외부에 노출된 상태로 유지된다. 카트리지는 예를 들어 (예를 들어, 카트리지의 외부 표면과 제어 몸체 공동을 형성하는 벽의 내부 표면 사이에 억지 맞물림을 생성하는 디텐트 및/또는 기타 특징부를 사용하는 것을 통한) 억지 끼워맞춤에 의해, (예를 들어, 제어 몸체의 공동 내에 위치되고 카트리지에 위치된 자석 및/또는 자성 금속을 사용하는 것을 통한) 자성 맞물림에 의해, 또는 기타 적절한 기술에 의해 제어 몸체 하우징에 의해 형성된 공동 내에 유지될 수 있다.
도 2에 도시된 절개도에 도시된 바와 같이, 제어 몸체(102)와 카트리지(104) 각각은 다수의 개별 구성요소를 포함한다. 도 2에 도시된 구성요소는 제어 몸체와 카트리지에 존재할 수 있는 구성요소를 나타내며, 본 발명에 포함되는 구성요소의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 일 실시예에서, 제어 몸체(102)는 배터리 부분으로 지칭될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제어 몸체는 제어 구성요소(208)(예를 들어, 처리 회로부 등), 흐름 센서(210), 전력 소스(212)(예를 들어, 배터리, 슈퍼커패시터), 및 표시자(214)(예를 들어, LED, 양자점 기반 LED)를 포함할 수 있는 하우징(206)(때때로 제어 몸체 셸이라고도 함)으로 형성될 수 있고, 이러한 구성요소는 가변적으로 정렬될 수 있다. 전력 소스는 재충전 가능할 수 있고, 제어 구성요소는 스위치, 및 흐름 센서와 스위치에 결합된 처리 회로부를 포함할 수 있다. 처리 회로부는 인증 또는 연령 검증 상태에 따라 디바이스에 대한 액세스를 방지(잠금)하도록 구성될 수 있다. 일례에서, 디바이스는 사용이 금지된 잠금 상태에서 시작할 수 있지만, 디바이스에서 올바른 제어 신호를 수신할 때 디바이스가 인증되면 사용할 수 있다. 다시 말해, 디바이스의 디폴트 상태는 잠금 상태일 수 있으며, (연령 검증과 함께) 인증되면 디바이스를 잠금 해제한다.
카트리지(104)는, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소(218)를 둘러싸고, 가열 요소(220)(에어로졸 생성 구성요소)를 포함하는 하우징(216)(때때로 카트리지 셸이라고도 함)으로 형성될 수 있다. 다양한 구성에서, 이 구조는 탱크라고 할 수 있고; 따라서, "카트리지", "탱크" 등의 용어는 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장소를 둘러싸고 가열 요소를 포함하는 셸 또는 기타 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 일부 예에서, 저장소(218)는 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 흡상하거나 이를 가열 요소(220)로 수송하도록 구성된 액체 수송 요소(222)와 유체 연통할 수 있다. 일부 예에서, 밸브는 저장소와 가열 요소 사이에 위치될 수 있고, 저장소로부터 가열 요소로 통과되거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수 있다.
전류가 인가될 때 열을 생성하도록 구성된 재료의 다양한 예는 가열 요소(220)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 예에서 가열 요소는 와이어 코일, 마이크로 히터 등과 같은 저항성 가열 요소일 수 있다. 가열 요소를 형성할 수 있는 예시적인 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 니켈, 스테인리스강, 인듐 주석 산화물, 텅스텐, 이규화 몰리브덴(MoSi2), 규화몰리브덴(MoSi), 알루미늄으로 도핑된 이규화 몰리브덴(Mo(Si,Al)2), 티타늄, 백금, 은, 팔라듐, 은과 팔라듐 합금, 흑연 및 흑연 기반 재료(예를 들어, 탄소 기반 발포체 및 얀), 전도성 잉크, 붕소 도핑된 실리카 및 세라믹(예를 들어, 양 또는 음의 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 가열 요소는 저항성 가열 요소이거나 또는 유도를 통해 열을 생성하도록 구성된 가열 요소일 수 있다. 가열 요소는 질화알루미늄, 탄화규소, 산화베릴륨, 알루미나, 질화규소 또는 이들의 복합물과 같은 열 전도성 세라믹으로 코팅될 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 전달 디바이스에 유용한 가열 요소의 예시적인 구현예는 아래에서 추가로 설명되고, 본 명세서에 설명된 것과 같은 디바이스에 포함될 수 있다.
개구(224)는 카트리지(104)로부터 형성된 에어로졸을 배출하기 위해 하우징(216)에 (예를 들어, 마우스 단부에) 존재할 수 있다.
카트리지(104)는 또한 집적 회로, 메모리 구성요소(예를 들어, EEPROM, 플래시 메모리), 센서 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 전자 구성요소(226)를 포함할 수 있다. 전자 구성요소는 유선 또는 무선 수단에 의해 제어 구성요소(208) 및/또는 외부 디바이스와 통신하도록 구성될 수 있다. 전자 구성요소는 카트리지 또는 그 베이스(228) 내 어느 곳에나 위치될 수 있다.
제어 구성요소(208)와 흐름 센서(210)는 별개로 도시되어 있지만, 제어 구성요소와 흐름 센서를 포함하는 다양한 전자 구성요소는 전자 구성요소를 지지하고 전기적으로 연결하는 회로 보드(예를 들어, PCB)에서 결합될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 회로 보드는 회로 보드가 제어 몸체의 중심 축에 길이 방향으로 평행할 수 있다는 점에서 도 1의 도시에 대해 수평으로 위치될 수 있다. 일부 예에서, 공기 흐름 센서는 부착될 수 있는 자체 회로 보드 또는 다른 베이스 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연성 회로 보드가 사용될 수 있다. 연성 회로 보드는 실질적으로 관형 형상을 포함하는 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 연성 회로 보드는 히터 기재와 결합되거나, 히터 기재 위에 적층되거나, 히터 기재의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.
제어 몸체(102)와 카트리지(104)는 상호 간에 유체 맞물림을 용이하게 하도록 구성된 구성요소를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 몸체는 내부에 공동(232)이 있는 결합부(230)를 포함할 수 있다. 카트리지의 베이스(228)는 결합부와 맞물리도록 구성될 수 있고, 공동 내에 끼워지도록 구성된 돌출부(234)를 포함할 수 있다. 이러한 맞물림은 제어 몸체와 카트리지 사이의 안정적인 연결을 용이하게 할 뿐만 아니라 전력 소스(212)와 제어 몸체의 제어 구성요소(208)와 카트리지의 가열 요소(220) 사이에 전기적 연결을 수립할 수 있다. 또한, 하우징(206)은 결합부에 연결된 하우징 부분의 노치일 수 있는 공기 흡입구(236)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 결합부 주위의 주변 공기가 하우징 내로 통과한 후 결합부의 공동(232)을 통과하여 돌출부(234)를 통해 카트리지 내로 통과하는 것을 허용한다.
본 발명에 따른 유용한 결합부와 베이스는 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0261495(Novak 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 결합부(230)는 베이스(228)의 내부 둘레부(240)와 짝을 이루도록 구성된 외부 둘레부(238)를 형성할 수 있다. 일례에서 베이스의 내부 둘레부는 결합부의 외부 둘레부의 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 더 큰 반경을 형성할 수 있다. 또한, 결합부는 베이스의 내부 둘레부에 형성된 하나 이상의 리세스(244)와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 돌출부(242)를 외부 둘레부에 형성할 수 있다. 그러나, 구조, 형상 및 구성요소의 다양한 다른 예가 베이스를 결합부에 결합시키는 데 사용될 수 있다. 일부 예에서 카트리지(104)의 베이스와 제어 몸체(102)의 결합부 사이의 연결은 실질적으로 영구적일 수 있는 반면, 다른 예에서 이들 사이의 연결은 해제 가능하여 예를 들어 제어 몸체가 일회용 및/또는 재충전이 가능한 하나 이상의 추가 카트리지와 함께 재사용될 수 있다.
도 2에 도시된 저장소(218)는 현재 설명된 바와 같이 용기이거나 섬유 저장소일 수 있다. 예를 들어, 저장소는 이 예에서 하우징(216)의 내부를 둘러싸는 튜브 형상으로 실질적으로 형성된 부직 섬유의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장소에 보유될 수 있다. 예를 들어, 액체 성분은 저장소에 의해 수착적으로 유지될 수 있다. 저장소는 액체 수송 요소(222)와 유체 연결될 수 있다. 액체 수송 요소는 저장소에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 모세관 작용을 통해 또는 마이크로 펌프를 통해 이 예에서 금속 와이어 코일 형태인 가열 요소(220)로 수송할 수 있다. 그리하여, 가열 요소는 액체 수송 요소와 가열 배치 상태에 있다.
일부 예에서, 마이크로 유체 칩은 저장소(218)에 매립될 수 있고, 저장소로부터 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양 및/또는 질량은 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 기술에 기반한 것과 같은 마이크로 펌프에 의해 제어될 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 전달 디바이스에 유용한 저장소 및 수송 요소의 다른 예시적인 구현예는 본 명세서에 추가로 설명되고, 이러한 저장소 및/또는 수송 요소는 본 명세서에 설명된 것과 같은 디바이스에 포함될 수 있다. 특히, 본 명세서에 추가로 설명된 가열 부재와 수송 요소의 특정 조합은 본 명세서에 설명된 것과 같은 디바이스에 포함될 수 있다.
사용 시, 사용자가 에어로졸 전달 디바이스(100)에서 흡인할 때, 공기 흐름이 흐름 센서(210)에 의해 검출되고, 가열 요소(220)는 활성화되어 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킨다. 에어로졸 전달 디바이스의 마우스 단부에서 흡인하면 주변 공기가 공기 흡입구(236)로 들어가서, 결합부(230)의 공동(232)과 베이스(228)의 돌출부(234)의 중심 개구를 통과한다. 카트리지(104)에서, 흡인된 공기는 형성된 증기와 결합하여 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 휘저어지거나, 흡출되거나, 가열 요소로부터 멀어지는 방향으로 그리고 에어로졸 전달 디바이스의 마우스 단부에 있는 개구(224) 밖으로 흡인된다.
전자 담배의 경우 제어 몸체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 구현예에 대한 추가 상세 사항에 대해서는 전술한 미국 특허 출원 번호 15/836,086(Sur); 및 미국 특허 출원 번호 15/916,834(Sur 등); 및 미국 특허 출원 번호 15/916,696(Sur)(출원일: 2018년 3월 9일)(또한 전체 내용이 본 명세서에 포함됨) 참조.
도 3 내지 도 6은 가열 비연소식 디바이스의 경우에 제어 몸체와 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 구현예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스(300)를 도시한다. 에어로졸 전달 디바이스는 제어 몸체(302)와 에어로졸 소스 부재(304)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재와 제어 몸체는 기능 관계로 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3은 결합된 구성의 에어로졸 전달 디바이스를 도시하는 반면, 도 4는 분리된 구성의 에어로졸 전달 디바이스를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304)는 제어 몸체(302) 내로 삽입되도록 구성된 가열 단부(406), 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 흡인하는 마우스 단부(408)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 가열 단부의 적어도 일부는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304) 또는 이의 일부는 에어로졸 소스 부재에 대한 추가 구조 및/또는 지지를 제공하는 데 유용한 임의의 재료로 형성될 수 있는 외부 오버랩(overwrap) 재료(412)로 감길 수 있다. 다양한 구현예에서, 외부 오버랩 재료는 종이 또는 셀룰로오스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수 있는 열 전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있다. 외부 오버랩 재료는 또한 섬유 재료 내에 매립되거나 분산된 적어도 하나의 충전제 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 충전재는 수불용성 입자 형태를 가질 수 있다. 추가적으로, 충전재는 무기질 성분을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 외부 오버랩은 밑에 있는 벌크 층과 위에 있는 층, 예를 들어, 담배의 전형적인 감는 종이와 같은 다수의 층으로 형성될 수 있다. 이러한 재료는 예를 들어 아마, 대마, 사이잘삼, 볏짚 및/또는 에스파토와 같은 가벼운 "헝겊 섬유"를 포함할 수 있다. 외부 오버랩은 또한 셀룰로오스 아세테이트와 같은 기존 담배의 필터 요소에 일반적으로 사용되는 재료를 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)에서 오버랩의 초과 길이는 소비자의 입으로부터 에어로졸 전구체 조성물(410)을 단순히 분리하거나 또는 후술하는 바와 같이 필터 재료를 위치시키기 위한 공간을 제공하거나, 또는 물품에서 흡인에 수행하거나 또는 흡인 동안 디바이스를 떠나는 증기 또는 에어로졸의 흐름 특성에 영향을 주는 기능을 할 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 오버랩 재료에 대한 구성에 관한 추가 논의는 전술한 미국 특허 번호 9,078,473(Worm 등)에서 찾아볼 수 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물(410)과 에어로졸 소스 부재(304)의 마우스 단부(408) 사이에 다른 구성요소가 존재할 수 있으며, 여기서 마우스 단부는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(414)를 포함할 수 있다. 필터는 추가적으로 또는 대안적으로 예를 들어, 미국 특허 번호 5,025,814(Raker 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 담배 함유 재료 가닥을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 필터는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 무결성을 증가시키고/시키거나 원하는 경우 여과 용량을 제공하고/하거나 흡인 저항을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어 갭; 냉각 공기를 위한 상 변화 재료; 향미 방출 매체; 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유; 필터 매체로서의 에어로겔 입자; 및 기타 적절한 재료 중 하나 또는 임의의 조합이 에어로졸 전구체 조성물과 마우스 단부 사이에 위치될 수 있다.
본 발명의 다양한 구현예는 하나 이상의 전도성 가열 요소를 사용하여 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열한다. 다양한 구현예에서, 가열 요소는 포일, 발포체, 메시, 속이 빈 공, 반구, 디스크, 나선형, 섬유, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본 또는 원통체 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 가열 요소는 종종 금속 재료를 포함하고, 이를 통해 전류가 통과하는 것과 관련된 전기 저항의 결과로서 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 가열 요소는 에어로졸 소스 부재, 특히 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉하거나 근접하여 위치될 수 있다. 가열 요소는 제어 몸체 및/또는 에어로졸 소스 부재에 위치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 조립체로 기능하거나 가열 조립체의 기능을 촉진할 수 있는 기재 부분에 매립되거나 기재 부분의 일부인 구성요소(즉, 열 전도 구성요소)를 포함할 수 있다. 다양한 가열 부재 및 요소의 일부 예는 미국 특허 번호 9,078,473(Worm 등)에 설명된다.
다양한 가열 요소 구성의 일부 비제한적인 예는 가열 요소가 에어로졸 소스 부재(304)에 근접하게 배치되는 구성을 포함한다. 예를 들어, 일부 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 가열 요소는 제어 몸체(302)에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재의 외부에 인접하여 위치될 수 있다. 다른 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는 에어로졸 소스 부재가 제어 몸체 내로 삽입될 때, 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부를 관통할 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 갈래(prong) 및/또는 스파이크가 에어로졸 소스 부재를 관통할 수 있다). 일부 경우에, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 요소로 기능하거나 가열 요소의 기능을 촉진할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하는 구조를 포함하거나 또는 에어로졸 전구체 조성물에 매립되거나 또는 에어로졸 전구체 조성물의 일부인 복수의 비드 또는 입자를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스(300)의 정면도를 도시하고, 도 6은 도 5의 에어로졸 전달 디바이스를 통한 단면도를 도시한다. 특히, 도시된 구현예의 제어 몸체(302)는 맞물림 단부에 형성된 개구(518)를 포함하는 하우징(516), 흐름 센서(520)(예를 들어, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 제어 구성요소(522)(예를 들어, 처리 회로부 등), 전력 소스(524)(예를 들어, 배터리, 슈퍼커패시터), 및 표시자(526)(예를 들어, LED)를 포함하는 단부 캡을 포함할 수 있다. 전력 소스는 재충전 가능할 수 있고, 제어 구성요소는 스위치, 및 흐름 센서와 스위치에 결합된 처리 회로부를 포함할 수 있다. 처리 회로부는 아래에서 더 논의되는 바와 같이 연령 검증이 실패하는 경우 스위치를 통해 동작하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 디바이스의 디폴트 상태는 스위치가 연결되지 않은 상태일 수 있고, 인증 시 스위치가 연결된다(검증에 기초할 수 있음).
일 구현예에서, 표시자(526)는 하나 이상의 LED, 양자점 기반 LED 등을 포함할 수 있다. 표시자는 제어 구성요소(522)와 통신할 수 있고, 예를 들어, 사용자가 에어로졸 소스 부재(304)에서 흡인할 때, 제어 몸체(302)에 결합될 때, 흐름 센서(520)에 의해 검출될 때 조명될 수 있다.
도시된 구현예의 제어 몸체(302)는 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 조립체(528)(개별적으로 또는 집합적으로 가열 조립체라고 함)를 포함한다. 본 발명의 다양한 구현예의 가열 조립체는 다양한 형태를 취할 수 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 특정 구현예에서, 가열 조립체는 외부 원통체(530) 및 가열 요소(532)(에어로졸 생성 구성요소)를 포함하고, 가열 요소는 이 구현예에서는 수용 베이스(534)로부터 연장되는 복수의 히터 갈래(다양한 구성에서, 가열 조립체 또는 보다 구체적으로 히터 갈래는 히터로 지칭될 수 있음)를 포함한다. 도시된 구현예에서, 외부 원통체는 외부 원통체 내의 히터 갈래에 의해 생성된 열을 유지하기 위해, 보다 구체적으로 에어로졸 전구체 조성물 내의 히터 갈래에 의해 생성된 열을 유지하기 위해 스테인리스강으로 구성된 이중벽 진공관을 포함한다. 다양한 구현예에서, 히터 갈래는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동, 흑연, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 가열 조립체(528)는 하우징(516)의 맞물림 단부 근처로 연장될 수 있고, 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함하는 에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 조립체는 일반적으로 관형 구성을 형성할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가열 요소(532)(예를 들어, 복수의 히터 갈래)는 수용 챔버(536)를 생성하기 위해 외부 원통체(530)에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 방식으로, 다양한 구현예에서 외부 원통체는 절연 중합체(예를 들어, 플라스틱 또는 셀룰로오스), 유리, 고무, 세라믹, 도자기, 이중벽 진공 구조 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 비전도성 절연 재료 및/또는 구성을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 가열 조립체(528)의 하나 이상의 부분 또는 구성요소는 에어로졸 전구체 조성물(410)과 결합되거나, 포장되고/되거나 일체화될 수 있다(예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물 내부에 매립될 수 있다). 예를 들어, 일부 구현예에서 에어로졸 전구체 조성물은 전술한 바와 같은 재료로 형성될 수 있고, 그 안에 혼합된 하나 이상의 전도성 재료를 포함할 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 에어로졸 소스 부재가 제어 몸체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접점이 전기 에너지 소스와 전기적 연결을 이루도록 접점이 에어로졸 전구체 조성물과 직접 연결될 수 있다. 대안적으로, 접점은 전기 에너지 소스와 일체화될 수 있고, 접점은 에어로졸 소스 부재가 제어 몸체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접점이 에어로졸 전구체 조성물과 전기적 연결을 이루도록 수용 챔버 내로 연장될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 전도성 재료가 존재하기 때문에, 전기 에너지 소스로부터 에어로졸 전구체 조성물에 전력을 인가하면 전류가 흐르게 되어 전도성 재료로부터 열이 생성된다. 따라서, 일부 구현예에서 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물과 일체화된 것으로 설명될 수 있다. 비제한적인 예로서, 흑연 또는 다른 적합한 전도성 재료는 가열 요소를 매체와 일체로 만들기 위해 에어로졸 전구체 조성물을 형성하는 재료와 혼합되거나, 재료 내에 매립되거나, 재료 상에 직접 존재하거나 재료 내에 존재할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 도시된 구현예에서, 외부 원통체(530)는 또한 에어로졸 소스 부재가 하우징(516) 내로 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(304)를 적절히 위치시키는 역할을 할 수 있다. 다양한 구현예에서, 가열 조립체(528)의 외부 원통체는 하우징에 대한 가열 조립체의 정렬을 제공하기 위해 하우징의 내부 표면과 맞물릴 수 있다. 이로써, 가열 조립체 사이의 고정 결합의 결과, 가열 조립체의 길이방향 축은 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 특히, 지지 원통체는 하우징의 개구(518)로부터 수용 베이스(534)로 연장되어 수용 챔버(536)를 생성할 수 있다.
에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406)는 제어 몸체(302) 내로 삽입되기 위한 크기와 형상을 갖는다. 다양한 구현예에서, 제어 몸체의 수용 챔버(536)는 내부 표면과 외부 표면을 갖는 벽에 의해 형성되는 것으로 특징지어질 수 있고, 내부 표면은 수용 챔버의 내부 부피를 형성한다. 예를 들어, 도시된 구현예에서, 외부 원통체(530)는 수용 챔버의 내부 부피를 한정하는 내부 표면을 형성한다. 도시된 구현예에서, 외부 원통체의 내부 직경은 외부 원통체가 제어 몸체에 대해 적절한 위치(예를 들어, 측방 위치)로 에어로졸 소스 부재를 안내하도록 구성되도록 (예를 들어, 활주 끼워맞춤을 생성하기 위해) 대응하는 에어로졸 소스 부재의 외부 직경보다 약간 크거나 대략 동일할 수 있다. 따라서, 에어로졸 소스 부재의 최대 외부 직경(또는 구현예의 특정 단면 형상에 따라 다른 치수)은 제어 몸체의 수용 챔버의 개방 단부의 벽의 내부 표면에서 내부 직경(또는 다른 치수)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 소스 부재가 수용 챔버에 꼭 맞게 끼워지도록 충분히 작을 수 있고, 마찰력은 인가된 힘 없이 에어로졸 소스 부재가 이동되는 것을 방지한다. 다른 한편으로, 차이는 에어로졸 소스 부재가 과도한 힘을 필요로 하지 않고 수용 챔버 안으로 또는 밖으로 활주하는 것을 허용할 만큼 충분할 수 있다.
도시된 구현예에서, 제어 몸체(302)는, 에어로졸 소스 부재(304)가 제어 몸체 내로 삽입될 때, 가열 요소(532)(예를 들어, 히터 갈래)는 에어로졸 소스 부재의 가열 단부(406)의 에어로졸 전구체 조성물(410)의 적어도 일부의 대략적인 반경방향 중심에 위치되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 고체 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 히터 갈래는 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉할 수 있다. 다른 구현예에서, 예를 들어, 튜브 구조를 형성하는 압출된 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 히터 갈래는 압출된 튜브 구조의 내부 표면에 의해 형성된 공동의 내부에 위치될 수 있고, 압출된 튜브 구조의 내부 표면과 접촉하지 않을 것이다.
사용 동안, 소비자는 에어로졸 전구체 조성물(410)(또는 이의 특정 층)에 인접한 가열 조립체(528), 특히 가열 요소(532)의 가열을 개시한다. 에어로졸 전구체 조성물을 가열하면 에어로졸 소스 부재(304) 내의 흡입 가능 물질이 방출하여 흡입 가능 물질이 발생한다. 소비자가 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)에서 흡입할 때, 공기는 제어 몸체(302)의 개구 또는 구멍과 같은 공기 흡입구(538)를 통해 에어로졸 소스 부재 내로 흡인된다. 흡인된 공기와 방출된 흡입 가능 물질의 조합은 흡인된 재료가 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부를 나갈 때 소비자에 의해 흡입된다. 일부 구현예에서, 가열을 개시하기 위해, 소비자는 가열 조립체의 가열 요소가 배터리 또는 다른 에너지 소스로부터 전기 에너지를 수신하도록 하는 푸시 버튼 또는 유사한 구성요소를 수동으로 작동시킬 수 있다. 전기 에너지는 미리 결정된 시간 기간 동안 공급되거나 수동으로 제어될 수 있다.
일부 구현예에서, 전기 에너지의 흐름은 디바이스(300)의 퍼프 사이에는 실질적으로 진행되지 않는다(그러나 에너지 흐름은 주변 온도보다 높은 기준 온도, 예를 들어, 활성 가열 온도로의 빠른 가열을 촉진하는 온도를 유지하기 위해 진행될 수 있다). 그러나, 도시된 구현예에서, 가열은 흐름 센서(520)와 같은 하나 이상의 센서의 사용을 통해 소비자의 퍼프 동작에 의해 개시된다. 퍼프가 중단되면 가열이 중단되거나 감소된다. 소비자가 충분한 양의 흡입 가능 물질(예를 들어, 일반적인 흡연 경험에 해당할 만큼 충분한 양)을 방출할 수 있도록 충분한 횟수의 퍼프를 취했을 때, 에어로졸 소스 부재(304)는 제어 몸체(302)로부터 제거되어 폐기될 수 있다. 일부 구현예에서, 추가 감지 요소, 예를 들어, 용량 감지 요소 및 기타 센서는, 미국 특허 출원 번호 15/707,461(Phillips 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 논의된 바와 같이 사용될 수 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304)는, 관형 형상과 같은 적절한 형태를 형성 및 유지하고, 에어로졸 전구체 조성물(410)을 내부에 유지하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재는 단일 벽으로 형성될 수 있고 또는 다른 구현예에서 다수의 벽으로 형성될 수 있으며, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이 전기 가열 요소에 의해 제공되는 가열 온도인 온도 이상에서 구조적 무결성을 유지하기 위해 내열성이 있는, 예를 들어, 열화되지 않는, (천연 또는 합성) 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서 내열성 중합체가 사용될 수 있지만, 다른 구현예에서 에어로졸 소스 부재는 실질적으로 스트로 형상인 종이와 같은 종이로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 에어로졸 소스 부재는 이를 통한 증기의 이동을 실질적으로 방지하는 기능을 하는 연관된 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 알루미늄 포일 층이 에어로졸 소스 부재의 일 표면에 적층될 수 있다. 세라믹 재료도 사용할 수 있다. 추가 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물로부터 열을 불필요하게 멀리 이동시키지 않기 위해 절연 재료가 사용될 수 있다. 위에서 설명된 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있거나 위에 언급된 재료 및 구성요소에 대한 대안으로서 사용될 수 있는 구성요소 및 재료의 추가 예시적인 유형은 미국 특허 출원 공개 번호 2010/00186757(Crooks 등), 2010/00186757(Crooks 등), 및 2011/0041861(Sebastian 등)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제시된 유형의 것일 수 있다.
도시된 구현예에서, 제어 몸체(302)는 전기 가열 요소(532)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 디바이스(300)의 다양한 기능을 제어하는 제어 구성요소(522)를 포함한다. 예를 들어, 제어 구성요소는 전기 전도성 와이어(도시되지 않음)에 의해 전력 소스(524)에 연결된 처리 회로부(본 명세서에서 추가로 설명되는 추가 구성요소에 연결될 수 있음)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 처리 회로부는 가열 조립체(528), 특히 히터 갈래가 소비자가 흡입하기 위한 흡입 가능 물질을 방출하기 위해 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 전기 에너지를 수신하는 시기 및 방법을 제어할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제어는 위에서 보다 상세히 설명된 흐름 센서(520)에 의해 활성화될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 도시된 구현예의 가열 조립체(528)는 외부 원통체(530), 및 수용 베이스(534)로부터 연장되는 가열 요소(532)(예를 들어, 복수의 히터 갈래)를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물(410)이 튜브 구조를 포함하는 것과 같은 일부 구현예에서, 히터 갈래는 에어로졸 전구체 조성물의 내부 표면에 의해 형성된 공동 내로 연장되도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물이 고체 또는 반고체를 포함하는 도시된 구현예와 같은 다른 구현예에서, 복수의 히터 갈래는 에어로졸 소스 부재가 제어 몸체(302) 내로 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406)에 함유된 에어로졸 전구체 조성물 내로 관통하도록 구성된다. 이러한 구현예에서, 히터 갈래 및/또는 수용 베이스를 포함하는, 가열 조립체의 하나 이상의 구성요소는, 예를 들어, 특정 알루미늄, 구리, 스테인리스강, 탄소강 및 세라믹 재료와 같이 비점착성 또는 점착성 재료로 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 히터 갈래 및/또는 수용 베이스를 포함하는, 가열 조립체의 하나 이상의 구성요소는, 예를 들어, Teflon®과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 코팅 또는 점착 방지 에나멜 코팅과 같은 기타 코팅, 또는 Greblon® 또는 Thermolon™과 같은 세라믹 코팅, 또는 Greblon® 또는 Thermolon™과 같은 세라믹 코팅을 포함하는 비점착성 코팅을 포함할 수 있다.
또한, 도시된 구현예에서 수용 베이스(534) 주위에 실질적으로 균등하게 분포된 다수의 히터 갈래(532)가 있지만, 다른 구현예에서, 임의의 다른 적절한 공간 구성에서는 1만큼 적은 수를 포함하여 임의의 수의 히터 갈래가 사용될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 더욱이, 다양한 구현예에서 히터 갈래의 길이는 변할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 히터 갈래는 작은 돌출부를 포함할 수 있는 반면, 다른 구현예에서는 히터 갈래는 수용 챔버의 전체 길이의 최대 약 25%, 최대 약 50%, 최대 약 75%를 포함하여 수용 챔버(536) 길이의 임의의 부분만큼 연장될 수 있고, 수용 챔버의 약 전체 길이만큼 연장될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 가열 조립체(528)는 다른 구성을 취할 수 있다. 위에 제공된 논의에 따라 본 발명에 사용하도록 구성될 수 있는 다른 히터 구성의 예로는 미국 특허 번호 5,060,671(Counts 등), 5,093,894(Deevi 등), 5,224,498(Deevi 등), 5,228,460(Sprinkel Jr., 등), 5,322,075(Deevi 등), 5,353,813(Deevi 등), 5,468,936(Deevi 등), 5,498,850(Das), 5,659,656(Das), 5,498,855(Deevi 등), 5,530,225(Hajaligol), 5,665,262(Hajaligol), 및 5,573,692(Das 등); 미국 특허 번호 5,591,368(Fleischhauer 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에서 찾을 수 있다.
다양한 구현예에서, 제어 몸체(302)는 수용 챔버(536)의 내부로 주변 공기의 유입을 허용하기 위해 내부에 공기 흡입구(538)(예를 들어, 하나 이상의 개구 또는 구멍)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서 수용 베이스(534)는 또한 공기 흡입구를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서 소비자가 에어로졸 소스 부재(304)의 마우스 단부에서 흡인할 때, 공기는 제어 몸체와 수용 베이스의 공기 흡입구를 통해 수용 챔버 내로 흡인되고, 에어로졸 소스 부재 내로 통과하고, 소비자가 흡입하기 위해 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 통해 흡인될 수 있다. 일부 구현예에서, 흡인된 공기는 선택적인 필터(414)를 통해 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)에 있는 개구 밖으로 흡입 가능 물질을 운반한다. 가열 요소(532)가 에어로졸 전구체 조성물 내부에 위치된 상태에서, 히터 갈래는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하고, 에어로졸 소스 부재를 통해 흡입 가능 물질을 방출하도록 활성화될 수 있다.
특히 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 구현예는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 전도성 히터를 사용한다. 또한 위에서 언급한 바와 같이, 다양한 다른 구현예는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해 유도 히터를 사용한다. 이러한 구현예 중 일부에서, 가열 조립체(528)는 유도 송신기와 유도 수신기가 있는 변압기를 포함하는 유도 히터로서 구성될 수 있다. 가열 조립체가 유도 히터로 구성되는 구현예에서, 외부 원통체(530)는 유도 송신기로 구성될 수 있고, 수용 베이스(534)로부터 연장되는 가열 요소(532)(예를 들어, 복수의 히터 갈래)는 유도 수용기로서 구성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 유도 송신기와 유도 수신기 중 하나 또는 둘 모두는 제어 몸체(302) 및/또는 에어로졸 소스 부재(304)에 위치될 수 있다.
다양한 구현예에서, 유도 송신기와 유도 수신기로서 외부 원통체(530)와 가열 요소(532)는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있고, 추가 구현예에서 유도 수신기는 코발트, 철, 니켈 및 이들의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 강자성 재료로 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 포일 재료는 전도성 재료로 구성되고, 히터 갈래는 강자성 재료로 구성된다. 다양한 구현예에서, 수용 베이스는 비전도성 및/또는 절연 재료로 구성될 수 있다.
유도 송신기로서 외부 원통체(530)는 지지 원통체를 둘러싸는 포일 재료가 있는 적층체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 포일 재료는 그 위에 인쇄된 전기 트레이스(trace)를 포함할 수 있고, 예를 들어, 일부 구현예에서, 포일 재료가 유도 수신기로서 가열 요소(532) 주위에 위치될 때 나선형 코일 패턴을 형성할 수 있는 하나 이상의 전기 트레이스를 포함할 수 있다. 포일 재료와 지지 원통체는 각각 관형 구성을 형성할 수 있다. 지지 원통체는 포일 재료가 히터 갈래와 접촉 상태로 이동하여 단락되는 것을 방지하도록 포일 재료를 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 원통체는 포일 재료에 의해 생성된 발진 자기장에 대해 실질적으로 투명할 수 있는 비전도성 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 포일 재료는 지지 원통체에 매립되거나 지지 원통체에 결합될 수 있다. 도시된 구현예에서, 포일 재료는 지지 원통체의 외부 표면과 맞물리지만, 다른 구현예에서 포일 재료는 지지 원통체의 내부 표면에 위치되거나 지지 원통체에 완전히 매립될 수 있다.
외부 원통체(530)의 포일 재료는 교류 전류가 통과할 때 발진 자기장(예를 들어, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성될 수 있다. 가열 요소(532)의 히터 갈래는 외부 원통체 내에 적어도 부분적으로 위치되거나 수용될 수 있고 전도성 재료를 포함할 수 있다. 포일 재료를 통해 교류 전류를 유도함으로써, 유도를 통해 히터 갈래에 와전류가 생성될 수 있다. 히터 갈래를 형성하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열(Joule heating)에 의해 (즉, 줄 효과를 통해) 가열될 수 있다. 히터 갈래는 히터 갈래에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물(410)로부터 에어로졸을 형성하도록 무선으로 가열될 수 있다.
에어로졸 전달 디바이스, 제어 몸체 및 에어로졸 소스 부재의 다른 구현예는 전술한 미국 특허 출원 번호 15/916,834(Sur 등); 미국 특허 출원 번호 15/916,696(Sur); 및 미국 특허 출원 번호 15/836,086(Sur)에 설명된다.
도 7 및 도 8은 비가열 비연소식 디바이스의 경우 제어 몸체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스의 구현예를 도시한다. 이와 관련하여, 도 7은 본 발명의 다양한 예시적인 구현예에 따라 제어 몸체(702)와 카트리지(704)를 포함하는 에어로졸 전달 디바이스(700)의 측면도를 도시한다. 특히, 도 7은 서로 결합된 제어 몸체와 카트리지를 도시한다. 제어 몸체와 카트리지는 기능 관계에서 분리 가능하게 정렬될 수 있다.
도 8은 일부 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스(700)를 보다 구체적으로 도시한다. 여기에 도시된 절개도에 도시된 바와 같이, 다시 에어로졸 전달 디바이스는 다수의 개별 구성요소를 각각 포함하는 제어 몸체(702)와 카트리지(704)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 구성요소는 제어 몸체와 카트리지에 존재할 수 있는 구성요소를 나타내며, 본 발명에 포함되는 구성요소의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제어 몸체는 제어 구성요소(808)(예를 들어, 처리 회로부 등), 입력 디바이스(810), 전력 소스(812) 및 표시자(814)(예를 들어, LED, 양자점 기반 LED)를 포함할 수 있는 제어 몸체 하우징 또는 셸(806)로 형성될 수 있고, 이러한 구성요소는 가변적으로 정렬될 수 있다. 여기서, 적절한 제어 구성요소의 특정 예는 마이크로칩 테크놀로지사(Microchip Technology Inc.)의 PIC16(L)F1713/6 마이크로제어기(마이크로 테크놀로지사, AN2265, Vibrating Mesh Nebulizer Reference Design (2016)에 설명됨)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)를 포함한다.
카트리지(704)는, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소(818)를 둘러싸고, 압전/압자기 메시(에어로졸 생성 구성요소)를 갖는 노즐(820)을 포함하는 하우징(때로는 카트리지 셸(816)이라고도 함)으로 형성될 수 있다. 위와 유사하게, 다양한 구성에서, 이 구조는 탱크라고 지칭될 수 있다.
도 8에 도시된 저장소(818)는 현재 설명된 바와 같이 용기이거나 섬유 저장소일 수 있다. 저장소는 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 노즐로 수송하기 위해 노즐(820)과 유체 연통할 수 있다. 개구(822)는 카트리지(704)로부터 형성된 에어로졸을 배출하기 위해 카트리지 셸(816)에 (예를 들어, 마우스 단부에) 존재할 수 있다.
일부 예에서, 수송 요소는 저장소(818)와 노즐(820) 사이에 위치될 수 있고, 저장소로부터 노즐로 통과되거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 마이크로 유체 칩은 카트리지(704)에 매립될 수 있고, 저장소로부터 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양 및/또는 질량은 하나 이상의 마이크로 유체 구성요소에 의해 제어될 수 있다. 마이크로 유체 구성요소의 일례는 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 기술에 기반한 것과 같은 마이크로 펌프(824)이다. 적합한 마이크로 펌프의 예는 신XXS 마이크로테크놀로지사(thinXXS Microtechnology AG)의 모델 MDP2205 마이크로 펌프 및 기타, 바르텔스 미크로테크닉사(Bartels Mikrotechnik GmbH)의 mp5 및 mp6 모델 마이크로 펌프 및 기타, 및 타카사고 플루이딕 시스템즈(Takasago Fluidic Systems)의 압전 마이크로 펌프를 포함한다.
또한 도시된 바와 같이, 일부 예에서 마이크로 필터(826)는 노즐로 전달되는 에어로졸 전구체 조성물을 여과하기 위해 마이크로 펌프(824)와 노즐(820) 사이에 위치될 수 있다. 마이크로 펌프와 마찬가지로, 마이크로 필터는 마이크로 유체 구성요소이다. 적합한 마이크로 필터의 예는 LOC(lab-on-a-chip) 기술을 사용하여 제조된 것과 같은 관통형 마이크로 필터를 포함한다.
사용 시에, 입력 디바이스(810)가 에어로졸 전달 디바이스를 활성화하기 위한 사용자 입력을 검출할 때, 압전/압자기 메시가 활성화되어 진동하고 이에 의해 메시를 통해 에어로졸 전구체 조성물을 흡인한다. 이것은 에어로졸을 형성하기 위해 공기와 결합하는 에어로졸 전구체 조성물의 액적을 형성한다. 에어로졸은 휘저어지거나, 흡출되거나, 메시로부터 멀어져서 에어로졸 전달 디바이스의 마우스 단부에 있는 개구(822) 밖으로 흡인된다.
에어로졸 전달 디바이스(700)는 에어로졸 생성이 요구될 때(예를 들어, 사용 동안 흡인 시) 노즐(820)의 압전/압자기 메시에 전력 공급을 제어하기 위한 스위치, 센서 또는 검출기와 같은 입력 디바이스(810)를 포함할 수 있다. 그리하여, 예를 들어, 에어로졸 전달 디바이스가 사용 동안 흡인되지 않을 때 메시로의 전력을 턴오프하고, 흡인 동안 노즐로부터 에어로졸의 생성 및 분배를 작동시키거나 촉발하기 위해 전력을 턴온하는 방식 또는 방법이 제공된다. 감지 또는 검출 메커니즘, 이의 구조 및 구성, 이들의 구성요소, 및 이들의 일반적인 동작 방법의 추가의 대표적인 유형은 전술되어 있고, 미국 특허 번호 5,261,424(Sprinkel, Jr.), 미국 특허 번호 5,372,148(McCafferty 등), 및 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2010/003480(Flick)(모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된다.
비가열 비연소식 디바이스의 경우 에어로졸 전달 디바이스의 위의 구현예 및 기타 구현예에 대한 상세한 내용에 대해서는 미국 특허 출원 번호 15/651,548(Sur)(출원일: 2017년 7월 17일)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)을 참조한다.
위에서 설명된 바와 같이, 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 디바이스는 전자 담배, 가열 비연소식 디바이스 또는 비가열 비연소식 디바이스의 맥락에서, 또는 심지어 전자 담배, 가열 비연소식 디바이스 또는 비가열 비연소식 디바이스 중 하나 이상의 기능을 포함하는 디바이스의 경우 다양한 전자 구성요소를 포함할 수 있다. 도 9는 본 발명의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 디바이스(100, 300, 700) 중 임의의 하나 이상이거나 임의의 하나 이상의 기능을 포함할 수 있는 에어로졸 전달 디바이스(900)의 회로도를 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 디바이스(900)는 제어 몸체(102, 302, 702), 전력 소스(212, 524, 812) 및 제어 구성요소(208, 522, 808)의 각각의 기능에 대응하거나 각각의 기능을 포함할 수 있는 전력 소스(904)와 제어 구성요소(906)가 있는 제어 몸체(902)를 포함한다. 에어로졸 전달 디바이스는 또한 가열 요소(220, 532) 또는 노즐(820)의 압전/압자기 메시에 대응하거나 메시의 기능을 포함할 수 있는 에어로졸 생성 구성요소(916)를 포함한다. 제어 몸체(902)는 에어로졸 생성 구성요소(916)를 포함하거나 또는 이 에어로졸 생성 구성요소를 제어 몸체에 연결하도록 구성된 단자(918)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 몸체(902)는 공기 흐름의 측정치를 생성하도록 구성된 센서(908)를 포함한다. 센서(908)는 흐름 센서(210, 520) 또는 입력 디바이스(810)에 대응하거나 이의 기능을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 제어 구성요소(906)는 전력 소스(904)와 에어로졸 생성 구성요소(916)에 결합되고 전력 소스와 에어로졸 생성 구성요소 사이에 스위치(910)를 포함한다. 제어 구성요소는 또한 센서와 스위치에 결합된 처리 회로부(912)를 포함한다. 스위치는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 스위치일 수 있다. 센서는 집적 회로 간(I2C), 처리 회로부의 Vcc 및/또는 접지에 연결될 수 있다.
센서(908)는 도 11 내지 도 15와 관련하여 도시되고 설명된 바와 같이 오디오 검출기(1402) 또는 광학 검출기(1502)를 더 포함할 수 있다. 센서(908)는 인증에 사용되는 제어 신호를 검출할 수 있다. 인증 시, 스위치(910)는 디바이스의 동작을 허용하도록 트리거될 수 있다. 일부 구현예에서, 처리 회로부(912)는 제어 신호를 처리하고 제어 신호가 메모리 칩에 저장된 올바른 신호와 일치하는지 여부를 결정하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 처리 회로부(912)는 에어로졸 생성 시간 기간 동안 또는 사용량(예를 들어, 카트리지 삽입, 디바이스 충전 등)에 기초하여 사용자의 연령을 검증하고/하거나, 스위치(910)를 통해 전력 소스(904)로부터 에어로졸 생성 구성요소(916)로 출력 전압을 전환 가능하게 연결 및 연결 해제하여 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하도록 신호를 출력(화살표(922)로 표시)하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 처리 회로부(912)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 출력하도록 구성된다. PWM 신호의 듀티 사이클은 스위치를 통해 에어로졸 생성 구성요소에 출력 전압을 전환 가능하게 연결 및 연결 해제하도록 조정될 수 있다. 처리 회로부(912)는 도 12와 관련하여 설명된 신호 검출기 회로부(1202)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 구성요소(906)는 센서(908)와 처리 회로부(912)에 결합된 신호 조정 회로부(914)를 더 포함한다. 이러한 구현예의 신호 조정 회로부는 스위치(910)의 동작을 조작하도록 구성될 수 있다. 신호 조정 회로부는 도 10을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도시되지는 않았지만, 처리 회로부(912) 및/또는 신호 조정 회로부(914)는 인증 또는 검증에 사용되는 제어 신호와 결합되거나 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 센서(908)에 의해 수신될 수 있다. 제어 신호가 수신되고 올바른 경우, 처리 회로부(912)는 에어로졸 전달 디바이스의 동작을 허용하도록 스위치(910)를 턴온할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 검증 신호가 수신되지 않거나 올바르지 않은 경우, 처리 회로부(912)는 에어로졸 전달 디바이스(900)의 동작을 방지하기 위해 스위치(910)를 차단할 수 있다. 스위치(910)는 예를 들어 센서(908)가 제어 신호를 검출한 것에 기초하여 처리 회로부(912)에 의해 제어될 수 있다. 센서(908)에서 제어 신호는 처리 회로부(912)에 의해 분석될 수 있다. 연령 검증 및 인증 프로세스를 사용하여 연결이 이루어진 때를 결정할 수 있다. 사용자가 검증 또는 인증되지 않은 경우, 에어로졸 생성 구성요소에 전압이 공급되는 것을 방지하기 위해 스위치가 연결 해제될 수 있다. 대안적으로, 스위치가 연결 해제된 상태에 있는 경우, 사용자가 검증 또는 인증되지 않은 경우 스위치는 연결 해제 상태로 유지된다. 마찬가지로, 사용자가 검증되거나 인증된 경우, 스위치는 디바이스 사용을 위해 전류가 흐를 수 있도록 연결을 수립할 수 있다. 다시 말해, 사용자가 검증되거나 인증될 때, 출력 전압은 에어로졸 생성 구성 요소에 제공되는 것이 허용된다.
도 10은 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 신호 조정 회로부(914)에 대응할 수 있는 신호 조정 회로부(1000)의 회로도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 신호 조정 회로부(1000)는 신호 조정 칩(1001) 및 양방향 전압 레벨 변환기(1002)를 포함한다. 적절한 신호 조정 칩의 일례는 잽-테크사(Zap-Tech Corporation)의 모델 ZAP 3456이다. 그리고 적합한 양방향 전압 레벨 변환기의 일례는 NXP 세미컨덕터사(NXP Semiconductors)의 모델 NVT 2003 양방향 전압 레벨 변환기이다.
일례에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 신호 조정 칩(1001)은 양방향 전압 레벨 변환기(1002)에 연결될 수 있고, 양방향 전압 레벨 변환기는 처리 회로부(912)의 5V 입력 및 접지에 연결될 수 있다. 도 10에 도시된 값(예를 들어, 전압, 저항 및 커패시턴스)은 단지 예시를 위한 것일 뿐, 달리 언급되지 않는 한, 이 값은 본 발명에서 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것에 유의해야 한다.
도 11은 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다. 도 11은 또한 디바이스(1106)를 주기적으로 인증하는데 사용될 수 있는 사용자의 연령을 검증하기 위해 디바이스(1106)가 네트워크(1103)와 호스트 디바이스(1104)를 통해 연령 검증 시스템(1102)과 통신하는 방식을 도시한다. 연령 검증 시스템(1102)은 네트워크(1103)를 통해 호스트 디바이스(1104)와 결합된다. 도시되지는 않았지만, 연령 검증 시스템(1102)은 네트워크(1103)를 통해 디바이스(1106)와 결합될 수 있다.
디바이스(1106)는 예를 들어 위에서 설명된 다양한 실시예에 따른 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스를 포함하는 임의의 에어로졸 전달 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(1106)는 미국 가출원 번호 62/282,222(출원일: 2019년 4월 2일)의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 번호 16/415,460(발명의 명칭: "AUTHENTICATION AND AGE VERIFICATION FOR AN AEROSOL DELIVERY DEVICE")(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 부속품과 같은 충전 부속품이거나 충전 부속품을 포함할 수 있다. 다양한 실시예와 조합하여 사용될 수 있는 다른 예시적인 충전기 또는 충전 부속품은 미국 특허 공개 번호 2019/0089180(Rajesh Sur); 미국 특허 공개 번호 2015/0224268(Henry 등); 미국 특허 번호 10,206,431(Sur 등)(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 추가로 설명된다.
설명된 바와 같이, 연령 검증 시스템(1102)은 (예를 들어, 연령 제한 제품의 경우) 연령을 검증할 뿐만 아니라, (예를 들어, 실제 구매 또는 도난 방지를 위해) 인증 또는 사용자 식별을 제공할 수 있다. 연령 검증 시스템(1102)에 의한 인증 및 연령 검증은 미국 가출원 번호 62/282,222(출원일: 2019년 4월 2일)의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 번호 16/415,460(발명의 명칭: "AUTHENTICATION AND AGE VERIFICATION FOR AN AEROSOL DELIVERY DEVICE")(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 추가로 설명된다. 아래에 설명된 인증은 연령 검증을 먼저 수행하고 나서 후속 인증을 위해 제어 신호(1105)를 사용하여 디바이스(1106)에 전송하는 것에 의존할 수 있다. 그러나 연령 이외의 다른 검증 메커니즘이 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 사용자 식별은 연령 검증 대신 수행될 수 있다. 카트리지 또는 소모품은 미국 특허 출원 번호 16/415,444(발명의 명칭: "AGE VERIFICATION WITH REGISTERED CARTRIDGES FOR AN AEROSOL DELIVERY DEVICE", 출원일: 2019년 5월 17일)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 연령 검증 또는 인증 프로세스의 일부로 등록될 수 있다. 미국 특허 번호 8,689,804(Fernando 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)는 흡연 디바이스를 위한 식별 시스템을 개시한다.
연령 검증 시스템(1102)은 연령과 함께 사용자를 추적하고 승인과 함께 디바이스 및 구성요소(예를 들어, 카트리지)의 기록을 유지하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 데이터베이스는 각각의 사용자에 대해 암호화되고/되거나 익명 식별자(예를 들어, 숫자, 문자 또는 임의의 영숫자 식별자)를 사용할 수 있다.
초기 연령 검증은 데이터베이스에서 발생할 수 있고 저장될 수 있고, 예를 들어, 연령 검증 시스템(1102)에서 유지될 수 있고/있거나, 네트워크(1103)를 통해 액세스될 수 있다. 일부 실시예에서, 연령 검증 기록은 블록체인 기술을 사용하여 유지될 수 있다. 이 사용자의 향후 연령 검증 요청은 데이터베이스를 호출하여 확인될 수 있다. 구체적으로, 일단 사용자가 연령 검증 시스템 데이터베이스에서 확인된 바와 같이 초기에 연령 검증되면, 향후 검증(즉, "인증")은 디바이스(1106)를 잠금 해제하기 위해 이 데이터베이스에 대한 단순한 호출일 수 있다. 다시 말해, 사용자는 초기에 연령 검증을 수행한 다음 후속 사용에 완전한 초기 연령 검증 요구 사항 없이 인증이 필요할 수 있다. 디바이스(1106)가 잠금 해제되거나 인증되어야 하는 빈도는 변할 수 있다. 마찬가지로, 사용자가 연령을 재검증해야 하는 타이밍도 변할 수 있다. 예를 들어, 카트리지를 교체할 때마다 사용자는 재검증하거나 재인증해야 할 수 있다. 일부 실시예에서, 재인증은 디바이스(1106)로부터 특정 횟수의 퍼프 후에 요구될 수 있고, 또는 시간 경과에 기초할 수 있다(예를 들어, 1시간마다 한 번, 1일마다 한 번, 1주마다 한 번, 1달마다 한 번 등). 온라인 데이터베이스는 인증 요청을 추적하고 사용자마다 제한을 설정할 수 있다. 이렇게 하면 한 명의 사용자가 다른 미성년 사용자 디바이스를 잠금 해제하는 잠재적인 사기를 방지할 수 있다. 이렇게 하면 또한 잠금 해제된(즉, 검증되고 인증된) 디바이스 및/또는 부속품이 재배포되는 것을 방지할 수 있다. 디바이스, 충전기, 소모품 및/또는 인증의 수를 합리적으로 제한하면 이러한 사기가 일어나는 것을 방지할 수 있다.
도 20과 관련하여 설명된 바와 같이 연령 검증을 포함하는 사용자 프로필은 (예를 들어, 디바이스(1106) 상에 또는 호스트 디바이스(1104) 상의 애플리케이션 또는 앱으로부터) 저장될 수 있다. 호스트 디바이스(1104) 상의 앱은 네트워크(1103)와 같은 네트워크를 통해 사용자 프로필에 액세스할 수 있다. 사용자가 초기에 연령 인증 시스템 데이터베이스에서 확인된 바와 같이 연령 검증되면, 이 사용자에 대한 사용자 프로필이 생성 및 저장되고 향후 검증(즉, "인증")은 이 데이터베이스에 대한 단순한 호출일 수 있다. 일 실시예에서, 연령 검증은 호스트 디바이스(1104)가 제어 신호(1105)를 생성하고 디바이스(1106)에 제출할 수 있기 위한 전제 조건일 수 있다.
호스트 디바이스(1104)는 스마트폰, 태블릿, 또는 컴퓨터와 같은 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 호스트 디바이스(1104)는 인증을 위해 디바이스(1106)와 통신하거나 디바이스에 제어 신호(1105)를 제공할 수 있다. 도 13 내지 도 15에 대해 논의된 바와 같이, 호스트 디바이스(1104)로부터 디바이스(1106)로의 제어 신호(1105)는 오디오 신호 또는 광/광학 신호일 수 있다. 일부 실시예에서, 호스트 디바이스(1104)는 예를 들어 전력을 제공하거나 통신을 위해 디바이스(1106)와 직접 결합될 수 있다. 호스트 디바이스(1104)는 네트워크(1103)와 같은 네트워크를 통해 통신하도록 이미 구성되어 있을 수 있으며, 이에 따라 호스트 디바이스(1104)가 이 기능을 제공하기 때문에 디바이스(1106)는 동일한 레벨의 통신 기능을 필요로 하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 호스트 디바이스(1104)는 연령 검증 시스템(1102)과 통신할 때 디바이스(1106)를 인증 및 잠금 해제하기 위해 제어 신호(1105)를 제공할 수 있다.
인증은 사용자가 이미 연령을 검증한 후 사용자의 신원을 검증하는 프로세스일 수 있다. 사용자가 연령을 검증하지 않은 경우 인증 프로세스는 실패한다. 설명된 바와 같이, 인증 프로세스는 디바이스(1106)가 디바이스(1106)를 잠금 해제하기 위해 제어 신호(1105)를 수신하고 인증하는 것을 포함할 수 있다. 연령 검증 프로세스는 사용량에 기초하여, 예를 들어, 퍼프 빈도, 퍼프 길이, 사용 시간 및/또는 카트리지를 교체할 때마다에 기초하여 발생할 수 있는 인증 프로세스보다 덜 자주(예를 들어, 디바이스 구매 시에) 발생할 수 있다. 대안적인 예에서, 보다 빈번한 인증 프로세스가 필요할 수 있다. 인증 프로세스의 실패 시 디바이스(1106)가 동작하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(1105)가 디바이스(1106)와 함께 사용하도록 승인되지 않은 경우, 디바이스(1106)는 가열에 필요한 전기를 수신하는 것이 방지될 수 있다.
연령 검증 시스템(1102)은 사용자가 에어로졸 전달 디바이스 또는 에어로졸 전달 디바이스를 포함하는 전자 니코틴 전달 시스템("ENDS") 디바이스(이 둘 모두는 디바이스(1106)의 예임)와 같은 특정 제품을 사용하기에 적절한 연령인지 여부에 대한 표시를 제공한다. 연령 검증 시스템(1102)의 적어도 일부 구성요소 또는 특징부는 디바이스(1106) 또는 호스트 디바이스(1104)의 일부일 수 있다. 예를 들어, 연령 검증 시스템(1102)으로부터의 처리 및 결정은 원격 데이터베이스에 액세스한 후에 로컬로 수행될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 연령 검증 시스템(1102)은 원격으로 위치될 수 있고, 네트워크(1103)와 같은 네트워크를 통해 액세스될 수 있다.
본 발명은 네트워크에 연결된 디바이스가 네트워크를 통해 음성, 비디오, 오디오, 이미지 또는 임의의 다른 데이터를 통신할 수 있도록 명령어를 포함하거나 명령어를 수신하고 전파된 신호에 응답하여 명령어를 실행하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 고려한다. 디바이스(1106), 호스트 디바이스(1104), 또는 연령 검증 시스템(1102)은 하나 이상의 통신 포트를 통해 네트워크를 통해 명령어를 제공할 수 있다. 통신 포트는 소프트웨어에서 생성되거나 하드웨어에서 물리적인 연결부일 수 있다. 네트워크와의 연결은 유선 이더넷 연결과 같은 물리적 연결이거나, 아래에서 논의되는 바와 같이 무선으로 수립될 수 있다. 마찬가지로, 다른 구성요소와의 연결은 물리적 연결이거나 무선으로 수립될 수 있다. 디바이스(1106) 및/또는 호스트 디바이스(1104)는 네트워크(1103)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 예를 들어, 신호 검출기 회로부(1202)(도 12와 관련하여 논의됨)는 호스트 디바이스(1104) 또는 연령 검증 시스템(1102)과 결합되기 위해 네트워크 기능을 포함할 수 있다. 이러한 구성요소는 네트워크(1103)와 같은 네트워크에 연결하도록 구성된 통신 포트를 포함할 수 있다.
네트워크(예를 들어, 네트워크(1103))는 예를 들어 디바이스(1106), 호스트 디바이스(1104), 및/또는 연령 검증 시스템(1102) 사이에, 예를 들어, 무선 네트워크를 통해 결합된 다른 무선 디바이스들 사이에 통신이 교환될 수 있도록 디바이스를 결합시킬 수 있다. 설명된 바와 같이 분석할 데이터를 저장하는 기계의 클러스터는 네트워크(1103)와 같은 하나 이상의 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 네트워크는 또한 예를 들어 대용량 저장 매체, 예를 들어, 네트워크 부착 저장 매체(NAS), 저장 영역 네트워크(SAN), 또는 다른 형태의 컴퓨터 또는 기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 네트워크는 인터넷, 하나 이상의 근거리 네트워크(LAN), 하나 이상의 광역 네트워크(WAN), 유선 유형 연결, 무선 유형 연결, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 서브 네트워크는 예를 들어 다른 아키텍처를 사용할 수 있고, 또는 다른 프로토콜과 호환되거나 양립할 수 있고, 더 큰 네트워크 내에서 상호 동작할 수 있다. 다양한 유형의 디바이스는 예를 들어 상이한 아키텍처 또는 프로토콜에 대한 상호 동작 가능한 기능을 제공하기 위해 이용 가능하게 만들어질 수 있다. 하나의 예시적인 예로서, 라우터는 별개의 독립적인 LAN 사이에 링크를 제공할 수 있다. 통신 링크 또는 채널은 예를 들어 트위스트 와이어 페어, 동축 케이블과 같은 아날로그 전화선, T1, T2, T3 또는 T4 유형 라인을 포함하는 전체 또는 부분 디지털 라인, 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN), 디지털 가입자 회선(DSL), 위성 링크를 포함하는 무선 링크, 또는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 것일 수 있는 다른 통신 링크 또는 채널을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스 또는 기타 관련 전자 디바이스는 예를 들어 전화선 또는 링크를 통해 네트워크에 원격으로 결합될 수 있다.
무선 네트워크는 디바이스(1106), 호스트 디바이스(1104) 및 연령 검증 시스템(1102)과 같은 디바이스를 결합시킬 수 있다. 네트워크(1103)는 무선 네트워크를 포함할 수 있고, 독립형 애드혹 네트워크, 메시 네트워크, 무선 LAN(WLAN) 네트워크, 무선 광역 네트워크(WWAN), 무선 대도시 지역 네트워크(WMAN), 셀룰러 네트워크 등을 사용할 수 있다. 무선 네트워크는 무선 라디오 링크 등에 의해 결합된 단자, 게이트웨이, 라우터 등의 시스템을 더 포함할 수 있으며, 이러한 시스템은 네트워크 토폴로지가 때때로 심지어 빠르게 변경될 수 있도록 자유롭게 랜덤하게 이동하거나 임의로 구성될 수 있다. 무선 네트워크는 롱 텀 에볼루션(LTE), WLAN, 무선 라우터(WR) 메시, 또는 2세대, 3세대 또는 4세대(2G, 3G, 4G, 5G 또는 향후 반복) 셀룰러 기술 등을 포함하는 복수의 네트워크 액세스 기술을 더 사용할 수 있다. 네트워크는 이동 통신 글로벌 시스템(GSM), 범용 이동 통신 시스템(UMTS), 일반 패킷 무선 서비스(GPRS), 향상된 데이터 GSM 환경(EDGE), 3GPP 롱 텀 에볼루션(LTE), LTE 어드밴스트, 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA), 블루투스, 802.11b/g/n, 지그비(Zigbee), Z 웨이브(Wave), IEEE 802.16(예를 들어, WiMax) 및/또는 기타 WWAN/WMAN 기술 등(앞서 언급된 기술 중 임의의 것의 향후 반복 포함)과 같은 하나 이상의 네트워크 액세스 기술을 통해 RF 또는 무선 유형 통신을 가능하게 할 수 있다. 무선 네트워크는 디바이스들 간 신호를 통신할 수 있는 거의 임의의 유형의 무선 통신 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 위에 나열된 통신 프로토콜은 디바이스(1106)와 호스트 디바이스(1104) 사이의 통신에 사용될 수 있고, 호스트 디바이스(1104)는 그런 다음 동일하거나 상이한 통신 프로토콜을 통해 연령 검증 시스템(1102)과 통신한다.
네트워크(1103) 또는 참여하는 디지털 통신 네트워크의 네트워크와 같은 네트워크를 통해 통신되는 신호 패킷은 하나 이상의 프로토콜과 양립하거나 호환될 수 있다. 사용되는 신호 형식 또는 프로토콜은 예를 들어 TCP/IP, UDP, DECnet, NetBEUI, IPX, Appletalk 등을 포함할 수 있다. 인터넷 프로토콜(IP) 버전은 IPv4 또는 IPv6을 포함할 수 있다. 인터넷은 네트워크 분산된 글로벌 네트워크를 의미한다. 인터넷은 예를 들어 신호 패킷이 LAN 간에 통신되도록 허용하는, 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 무선 네트워크 또는 장거리 공용 네트워크를 포함한다. 신호 패킷은 예를 들어 로컬 네트워크 어드레스를 사용하는 하나 이상의 사이트로 네트워크의 노드 간에 통신될 수 있다. 신호 패킷은 예를 들어 인터넷에 결합된 액세스 노드를 통해 사용자 사이트로부터 인터넷을 통해 통신될 수 있다. 마찬가지로, 신호 패킷은 예를 들어 네트워크 액세스 노드를 통해 네트워크에 결합된 목표 사이트로 네트워크 노드를 통해 전달될 수 있다. 인터넷을 통해 통신되는 신호 패킷은 예를 들어 목표 어드레스로의 네트워크 경로의 이용 가능성 및 목표 어드레스에 따라 신호 패킷을 라우팅할 수 있는 게이트웨이, 서버 등의 경로를 통해 라우팅될 수 있다. 이러한 신호 패킷 통신은 디바이스(1106), 호스트 디바이스(1104) 및/또는 연령 검증 시스템(1102) 간의 데이터 통신에 적용될 수 있다.
디바이스(1106)는 신호를 검출하는 신호 검출기(1107)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제어 신호(1105)는 호스트 디바이스(1104)로부터 신호 검출기(1107)로 전달되지만, 제어 신호(1105)는 호스트 디바이스(1104) 이외의 소스로부터 올 수 있고, 예를 들어, 네트워크(1103)를 통해 디바이스(1106)로 직접 전송될 수 있다. 신호 검출기(1107)는 도 9에 도시된 센서(908)의 일례일 수 있다. 예시적인 신호 검출기(1107)는 도 14 내지 도 15와 관련하여 설명된다.
도 12는 신호 검출기(1107) 상에 위치되거나 신호 검출기와 결합될 수 있는 신호 검출기 회로부(1202)의 일 실시예를 도시한다. 신호 검출기 회로부(1202)는 임의의 수신된 제어 신호(1105)가 인증을 위해 올바른지 확인하기 위해 디바이스(1106)에 의해 사용될 수 있다. 신호 검출기 회로부(1202)는 제어 신호(1105)를 수신 및 분석하는 것에 더하여 또한 인증을 수행하도록 동작하거나 또한 초기 연령 검증을 위해 사용될 수도 있다. 신호 검출기 회로부(1202)는 또한 인증 회로부로 지칭될 수 있고, 프로세서(1204), 메모리(1206), 변환기(1207), 및 스위치(1208)를 포함할 수 있다.
신호 검출기 회로부(1202)의 프로세서(1204)는 하나 이상의 칩 상에 있을 수 있고, 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU), 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 다른 유형의 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(1204)는 하나 이상의 일반 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 응용 특정 집적 회로, 전계 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, 서버, 네트워크, 디지털 회로, 아날로그 회로, 이들의 조합, 또는 데이터를 분석 및 처리하기 위한 현재 알려지거나 나중에 개발되는 다른 디바이스일 수 있다. 프로세서(1204)는 수동으로 생성된(즉, 프로그래밍된) 코드와 같은 소프트웨어 프로그램과 함께 동작할 수 있다.
프로세서(1204)는 메모리(1206)와 결합될 수 있고, 또는 메모리(1206)는 별도의 구성요소일 수 있다. 메모리(1206)는 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리, 전기적으로 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리, 전기적으로 소거 가능한 판독 전용 메모리, 플래시 메모리, 자기 테이프 또는 디스크, 광학 매체 등을 포함하는, 다양한 유형의 휘발성 및 비휘발성 저장 매체와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 메모리(1206)는 프로세서(1204)를 위한 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있다. 대안적으로, 프로세서의 캐시 메모리, 시스템 메모리, 또는 다른 메모리와 같이 메모리(1206)는 프로세서(1204)로부터 분리될 수 있다. 메모리(1206)는 기록된 광고 또는 사용자 데이터를 저장하기 위한 외부 저장 디바이스 또는 데이터베이스일 수 있다. 예로는 하드 드라이브, 컴팩트 디스크("CD"), 디지털 비디오 디스크("DVD"), 메모리 카드, 메모리 스틱, 플로피 디스크, 범용 직렬 버스("USB") 메모리 디바이스, 또는 인증 또는 신호 검출 데이터를 포함하는, 데이터를 저장하도록 동작 가능한 임의의 기타 디바이스를 포함한다. 메모리(1206)는 프로세서(1204)에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하도록 동작 가능하다.
도면에 도시되거나 본 명세서에 설명된 기능, 행위 또는 작업은 메모리(1206)에 저장된 명령어를 실행하는 프로그래밍된 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 제어 신호(1105)를 검출하고 제어 신호(1105)가 디바이스(1106)를 인증할 수 있는지 여부를 결정하는 동작은 메모리(1206)로부터의 명령어에 기초하여 프로세서(1204)에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어 시스템(1102)으로부터 인증 및/또는 연령 검증은 메모리(1206)로부터의 명령어에 기초하여 프로세서(1204)에 의해 수행될 수 있다. 기능, 행위 또는 작업은 특정 유형의 명령어 세트, 저장 매체, 프로세서 또는 처리 전략과 독립적이고, 단독으로 또는 조합하여 동작하는 소프트웨어, 하드웨어, 집적 회로, 펌웨어, 마이크로 코드 등에 의해 수행될 수 있다. 마찬가지로, 처리 전략은 멀티프로세싱, 멀티태스킹, 병렬 처리 등을 포함할 수 있다.
프로세서(1204)는 제어 신호(1105)를 수신/분석하고, 디바이스(1106)를 인증하고/하거나, 사용자의 연령을 검증하거나 또는 연령 검증 시스템(1102)을 위한 후속 인증 동작을 수행하는 명령어를 포함하는 소프트웨어를 실행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(1204)가 제어 신호(1105)를 인증할 수 없는 경우, 스위치(1208)는 전력이 제공되는 것을 방지하여 디바이스(1106)의 동작을 중지시키거나 방지하도록 활성화될 수 있다. 구체적으로, 디바이스(1106)는 디바이스에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있고, 디바이스(1106)가 인증된 제어 신호(1105)를 수신할 때에만 디바이스가 활성화된다. 다시 말해, 연령 검증으로부터 인증이 통과하면 전기의 흐름이 허용된다. 대안적으로, 인증 또는 연령 검증이 실패하는 경우 전기의 흐름이 중단될 수 있다. 구체적으로, 스위치(1208)가 턴오프될 때 디바이스(1106)에 전기가 제공되지 않는다. 스위치(1208)는 도 9와 관련하여 설명된 스위치(910)일 수 있다. 스위치(1208)가 신호 검출기 회로부(1202)의 일부로 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서 스위치는 디바이스(1106) 상의 개별 구성요소일 수 있다.
신호 검출기 회로부(1202)는 제어 신호(1105)를 변환하기 위한 변환기(1207)를 포함할 수 있다. 제어 신호(1105)의 변환은 제어 신호(1105)를 인증하는 인증 프로세스의 일부일 수 있다. 변환기(1207)는 도 13 내지 도 15와 관련하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 제어 신호(1105)의 유형에 따라 상이할 수 있다.
도 13은 제어 신호(1105)의 실시예를 도시한다. 제어 신호(1105)는 디바이스(1106)의 인증을 위해 제공된다. 제어 신호(1105)는 디바이스(1106)의 일련 번호에 대응하거나 디바이스의 구성요소(예를 들어, 카트리지)에 대응할 수 있다. 인증되기 위해, 제어 신호(1105)는 일련 번호와 일치해야 한다. 대안적인 실시예에서, 일련 번호가 아니라 디바이스(1106)에 대한 다른 식별 또는 인증 코드가 있을 수 있다. 코드는 대안적인 실시예에서 각각의 디바이스(1106)에 대해, 각각의 사용자에 대해, 또는 각각의 디바이스 유형에 대해 고유할 수 있다. 연령 검증 시스템(1102)은 인증을 위해 제공될 코드 또는 제어 신호(1105)를 저장하기 위한 데이터베이스를 포함할 수 있다. 데이터베이스는 사용자, 프로필 및/또는 디바이스를 디바이스(1106)를 잠금 해제할 수 있는 특정 코드와 연관시킬 수 있다. 일 실시예에서, 데이터베이스는 미국 특허 가출원 번호 62/838,272(출원일: 2019년 4월 24일, 발명의 명칭: "DECENTRALIZED IDENTITY STORAGE FOR TOBACCO PRODUCTS")의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 번호 16/415,477(발명의 명칭: "DECENTRALIZED IDENTITY STORAGE FOR TOBACCO PRODUCTS", 출원일: 2019년 5월 17일)(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명된 블록체인 기술을 사용하는 분산 네트워크 저장 매체일 수 있다.
제어 신호(1105)는 검증되지 않은 사용자에 의한 해킹 가능성을 줄이기 위해 암호화될 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(1106)의 일련 번호 또는 다른 식별자는 랜덤하게 할당된 해시 코드일 수 있고, 이는 제조 동안 디바이스(1106) 메모리 칩(예를 들어, 메모리(1206))에 저장된다. 값은 인증을 위해 업데이트되고 액세스되는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 도 19의 실시예에서, 안내 데스크 운영자는 이 데이터베이스에 액세스할 수 있다. 이 실시예에서, 운영자가 디바이스(1106) 구매자로부터 그 디바이스를 잠금 해제하기 위한 호출(call)을 수신할 때, 운영자는 일련 번호를 조회하고, 할당된 해시 코드를 전송한다. 대안적인 실시예에서, 호스트 디바이스(1104)는 사용자가 식별되고/되거나 연령 검증되면 특정 항목에 대한 데이터베이스에 액세스할 수 있다. 다른 암호화 예에서, 일련 번호 또는 식별자는 모든 번호를 동일한 방식으로 변환하는 특정 코드 연산자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 모든 일련의 정수 및 일련의 알파벳 문자에 설정된 양을 더하거나 뺄 수 있다. 설정된 양이 +5인 예에서, 암호화된 S189A4R의 식별자는 X634F9W가 된다. 보안성과 복잡성을 추가하기 위해, 코드는 디바이스(1106)의 제조 날짜/시간에 기초하여 변경될 수 있다.
디바이스(1106)는 또한 연령 검증을 사용한 등록을 포함할 수 있는 인증 시까지 디바이스를 사용하는 것을 허용하지 않는 잠금 위치에서 판매될 수 있다. 일 실시예에서, 소매점에 위치된 키오스크는 소비자가 구매 시에 디바이스를 등록하고 연령 검증하는 것을 더 쉽게 만들 수 있다. 소비자가 연령 검증되면 디바이스의 주기적 인증을 사용하여 소비자를 확인한다. 다른 실시예에서, 소매 점원은 또한 예를 들어 식별 문서(identification documentation)를 스캔하고 인증에 사용되는 시각적 또는 청각적 입력을 제공할 것을 디바이스 구매자에게 프롬프트함으로써 등록 및 연령 검증 프로세스에서 이용될 수 있다.
디바이스(1106)는 예를 들어 연령 검증 시스템(1102)으로부터 네트워크 버전과 동기화되거나 또는 안내 데스크 운영자와 연관되는 의사 난수 생성기를 포함할 수 있다. 이 난수 생성기는 롤링될 수 있으며, 미리 결정된 시간 기간 후에 변경될 수 있다. 제어 신호(1105)는 디바이스 일련 번호에 링크될 필요가 없다. 다른 예시적인 암호화 형태는 검증되지 않은 사용자가 디바이스를 잠금 해제하는 것을 방지하기 위해 제어 신호(1105)를 암호화하는 데 사용될 수 있는 고급 암호화 표준(AES), 삼중 데이터 암호화 표준(3DES), 투피시(Twofish), 또는 RSA 기술을 포함할 수 있다. 이들 기술은 제어 신호를 디바이스(1106)에 전송하기 전에 제어 신호(1105)를 암호화할 수 있다. 디바이스(1106)는 그런 다음 디바이스(1106) 메모리(1206)에 저장된 할당된 키를 사용하여 신호를 복호할 수 있다.
제어 신호(1105)는 제조된 모든 디바이스에 대해 동일할 수 있고, 또는 사용자, 프로필 또는 특정 디바이스에 고유할 수 있다. 디바이스 제조 프로세스 동안, 디바이스 소프트웨어는 일련 번호 또는 다른 식별자에 대응하는 특정 잠금 해제 시퀀스(즉, 오디오 신호(1302) 및/또는 광학 신호(1304)를 포함하는 제어 신호(1105))로 인코딩될 수 있다. 일례에서, 제어 신호(1105)는 모스 코드(Morse code) 또는 탭 코드(Tap code)와 같은 문자 인코딩 방식에 따라 전사된 디바이스의 일련 번호인 잠금 해제 톤 시퀀스일 수 있다.
호스트 디바이스(1104)로부터 디바이스(1106)로의 제어 신호(1105)는 오디오 신호(1302)일 수 있다. 오디오 신호(1302)는 톤 시퀀스를 포함할 수 있다. 오디오 신호(1302) 또는 톤 시퀀스는 모스 코드와 유사한 일련의 펄스, 예를 들어, 길고 짧은 펄스일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 진폭 및/또는 주파수의 증가 및/또는 감소를 갖는 상이한 유형의 시퀀스가 사용될 수 있다. 일련 번호 또는 식별자는 연령 검증 시스템(1102)에서 또는 운영자(예를 들어, 안내 데스크 운영자)가 사용하는 소프트웨어를 통해 인증 톤으로 변환될 수 있다. 이 변환은 소프트웨어를 통해 이루어질 수 있다. 이러한 소프트웨어의 일례는 https://morsecode.scphillips.com/translator.html에서 무료 온라인 소프트웨어와 같은 모스 코드로의 변환을 포함할 수 있다. 일련 번호 또는 식별자의 변환은 모스 코드 예제의 경우 일련의 점과 대시로 변환된다. 따라서, 식별자(S189A4R)는 ... .---- ---.. ----. .- ....- .-가 된다. 이 모스 코드 신호는, 신호 검출기(1107)로 코드를 검출하고 변환기(1207)로 코드를 변환하는 디바이스(1106)로 가청음으로 재생될 수 있다. 제어 신호(1105)는 디바이스(1106)에 의해 식별자로 다시 변환되는 변환된 신호를 의미할 수 있다.
호스트 디바이스(1104)로부터 디바이스(1106)로의 제어 신호(1105)는 광/광학/스캔된 신호(1304)일 수 있으며, 이는 광학 신호로 지칭될 수 있다. 광학 신호(1304)는 일련의 광 펄스 또는 광 시퀀스일 수 있다. 광학 신호 또는 광원과 통신하는 것은 영국 출원 번호 1906243.9(발명의 명칭: "ELECTRONIC VAPOR PROVISION SYSTEM WITH OPTICAL WIRELESS COMMUNICATIONS", 영국 출원일: 2019년 3월 5일)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 추가로 설명되어 있다.
도 14는 오디오 검출기(1402)의 실시예를 도시한다. 오디오 검출기(1402)는 신호 검출기(1107)의 일 실시예이다. 오디오 검출기(1402)는 압력 센서(1407) 및/또는 마이크로폰(1408)을 포함할 수 있다. 디바이스가 퍼프 활성화 에어로졸 전달 디바이스인 일부 실시예에서, 압력 센서(1407)는 디바이스(1107)에서 예를 들어 사용자가 퍼프하거나 흡입할 때 압력의 변화를 측정하고 디바이스(1107)를 활성화하는데 (예를 들어, 가열기를 턴온하는데) 사용될 수 있는 기존 압력 센서(예를 들어, 센서(908))를 디바이스(1107)에 포함할 수 있다. 디바이스를 활성화하기 위해 흡입을 측정하는 별도의 압력 센서가 있을 수 있고, 또는 흡입 시 디바이스를 활성화하고 오디오 신호(1302)를 검출하는 데 사용되는 단 하나의 압력 센서만이 있을 수 있다. 다시 말해, 압력 센서(1407)는 퍼프를 감지하고 가열기를 활성화하는 데 사용되는 것과 동일한 것일 수 있고, 또는 보조 압력 센서가 단지 인증을 위해 사용될 수 있다.
압력 센서(1407)는 오디오 신호(1302)의 검출을 개선하기 위해 예를 들어 오리피스, 포트 또는 도관에 의해 디바이스(1107)의 외부 표면에 노출될 수 있다. 오디오 신호(1302)가 안내 데스크 직원(예를 들어, 도 19)에 의해 제공되는 실시예에서, 안내 데스크 직원은 압력 센서(1407)가 오디오 신호(1302)(즉, 인증 톤)를 감지하기 위한 최적의 위치에 있도록 디바이스(1107)의 외부 표면의 예를 들어 오리피스, 포트 또는 도관과 같은 올바른 위치에 전화 스피커를 잡을 것을 디바이스 구매자에게 지시할 수 있다. 오디오 신호(1302)가 호스트(1104)(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스, 휴대폰, 태블릿 등) 상의 앱 또는 소프트웨어에 의해 제공되는 다른 실시예에서, 앱은 디바이스(1107)에 대해 최적의 위치에 스마트폰 스피커를 잡는 방법을 사용자에게 지시할 수 있다. 이것은 압력 센서(1407)가 오디오 신호(1302)를 검출할 수 있는 것을 보장한다.
오디오 신호(1302)는 인증 톤으로 지칭될 수 있고 저주파 압력파일 수 있다. 일 실시예에서, 압력파는 대부분의 스마트폰 또는 휴대폰에서 사용되는 기본 전화 스피커에 대한 기능의 하위 단부에 있을 수 있다. 일례에서, 주파수는 압력 센서(1407)가 감소된 신호 대 잡음비로 톤을 검출하기 위해 약 10Hz 내지 20Hz일 수 있다.
오디오 신호(1302)를 검출할 수 있는 압력 센서(1407)의 많은 상이한 실시예가 있을 수 있다. 일례는 (압력 또는 음파로 인한) 주변 압력의 변화를 표준 기준 압력과 비교할 수 있는 밀봉된 차압 센서이다. 밀폐된 차압 센서는 스피커에서 방출되는 음파를 검출할 수 있다. 대안적으로, 압력 센서(1407)는 상이한 직경의 2개의 구멍을 통과하는 유체 스트림으로부터 생성된 압력을 비교하는 흐름 센서를 포함하는 밀봉되지 않은 차압 센서일 수 있다. 음파를 더 잘 검출하려면 밀봉되지 않은 차압 센서를 배치해야 할 수 있다.
다른 실시예에서, 디바이스(1107)는 마이크로폰(1408)을 포함할 수 있다. 마이크로폰(1408)은 휴대폰 스피커에 의해 방출될 수 있는 더 넓은 톤 범위(예를 들어, 가청에 더하여 비가청) 톤을 감지할 수 있지만, 이는 추가 구성요소가 될 것이다. 구체적으로, 가청 톤은 인간이 들을 수 있는 주파수 범위일 수 있는 반면, 톤은 비가청 톤을 포함하는 더 넓은 범위를 더 포함할 수 있다. 마이크로폰(1408)은 퍼프를 감지하고 가열기를 활성화하는데 사용될 수 있고, 또는 오디오 신호(1302) 또는 인증 톤만을 검출하기 위한 2차 마이크로폰이 있을 수 있다. 이 실시예에서, 주파수는 예를 들어 20kHz 내지 25kHz 범위에서 스마트폰, 휴대폰, 태블릿, 또는 다른 일반적인 스피커의 기능의 상위 단부에 있을 수 있다. 이러한 주파수는 여전히 마이크로폰(1408)에 의해 감지되는 동안 사용자 또는 디바이스 구매자가 들을 수 없다. 마이크로폰(1408)은 대략 20Hz 내지 20kHz 범위의 임의의 가청 주파수를 포함하여 그 기능의 한계에 기초하여 톤을 감지할 수 있다.
오디오 신호(1302)를 검출할 수 있는 마이크로폰(1408)의 많은 상이한 실시예가 있을 수 있다. 일례는 PTFE 기반 필름 다이어프램을 사용하는 MEMS 일렉트릿 마이크로폰이다. 이 예는 장수에 적합한 크기일 수 있다. 다른 예에서, 다른 일렉트릿 마이크로폰이 사용될 수 있다. 또한, 콘덴서 마이크 제품군에는 다른 마이크로폰이 있다. 다른 예는 수정 또는 압전 마이크로폰을 포함한다. 이들 예는 고체 물체를 통해 소음이나 진동을 감지할 수 있고, 디바이스의 외부 셸의 내부에 배치될 수 있어서, 음파가 디바이스(1107)로 이동할 수 있게 하는 오리피스, 도관 또는 포트에 대한 필요성을 제거할 수 있다.
도 15는 광학 검출기(1502)의 실시예를 도시한다. 광학 검출기(1502)는 신호 검출기(1107)의 일 실시예이다. 광학 검출기(1502)는 또한 시각적 검출기 또는 광 검출기로 지칭될 수 있다. 광학 검출기(1502)는 광 센서(1507), 포토다이오드(1508), 판독기(1509), 및/또는 적외선 검출기(1510)를 포함할 수 있다. 광 센서(1507)는 임의의 광 의존 저항 요소를 포함할 수 있다. 이들 센서는 광의 유무에 따라 저항이 변할 수 있다. 이것은 광학 신호(1304)(즉, 인증 광 시퀀스)가 전송될 때 저항 요소를 통해 전류가 흐를 것을 요구할 수 있다. 포토다이오드(1508)는 광원에 노출될 때 작은 전류를 생성하는 센서를 포함할 수 있다. 포토다이오드는 스위치 역할을 할 수 있고, 빠른 응답 시간을 가질 수 있다.
광학 검출기(1502)는 카메라, 바코드 판독기, 또는 다른 검출기와 같은 판독기(1509)를 포함할 수 있다. 일례에서, 사용자는 특정 디바이스와 관련된 고유 코드(예를 들어, 바코드)의 사진을 (예를 들어, 모바일 디바이스 또는 스마트폰을 포함하여 호스트(1104)로) 캡처할 수 있다. 대안적인 예에서, 판독기(1509)는 바코드, 무선 주파수(RF) 식별, 근거리 통신(NFC) 통신, 마그네틱 스트립 판독기, 칩 판독기(예를 들어, 신용 카드 판독기와 유사), 유선 통신 또는 무선 통신을 판독할 수 있다. 예시적인 바코드는 범용 제품 코드(UPC), 데이터 매트릭스 코드 및/또는 빠른 응답(QR) 코드와 같은 임의의 유형의 스캔 가능한 식별자를 포함할 수 있다. 코드는 임의의 1차원(1D) 코드, 2차원(2D) 코드, 3차원(3D) 코드, 또는 기타 유형의 코드를 포함할 수 있다. RFID를 사용한 예시적인 통신 및 인증은 미국 특허 번호 10,015,987(Henry 등) 및 미국 특허 공개 번호 2017/0020191(Lamb 등)(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 설명되어 있다. NFC와의 예시적인 통신 및 인증은 미국 특허 번호 9,864,947(Sur 등)(전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 기재되어 있다. 바코드와 같은 코드는 제품 포장, 라벨, 제품 자체 또는 제품 포장의 삽입물에 인쇄될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 특정 디바이스에 대한 고유 바코드가 있을 수 있다. 바코드로부터 링크된 애플리케이션 또는 웹사이트는 소프트웨어를 사용하여 고유 바코드로부터 추출된 식별 정보를 대응하는 인증 광 시퀀스로 변환할 수 있다. 다시 말해, 바코드의 스캐닝은 호스트(1104)에 의한 광학 신호(1304)의 방출을 트리거할 수 있다. 대안적으로, 애플리케이션 또는 웹사이트는 특정 디바이스(1106)에 대한 적절한 광학 신호(1304)를 결정하기 위해 데이터베이스에서 고유 바코드로부터 추출된 식별 정보를 조회할 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(1106)(또는 디바이스(1106)의 포장/삽입물)는 애플리케이션을 실행하는 호스트(1104)(예를 들어, 모바일 디바이스 또는 스마트폰)에 의해 판독될 수 있거나 웹사이트에 액세스할 수 있는 RFID 태그를 운반할 수 있다. RFID 태그는 특정 디바이스(1106)를 인증하거나 잠금 해제할 수 있는 광학 신호(1304)를 생성할 수 있는 디바이스(1106)에 대한 고유 식별자를 전달할 수 있다.
광학 검출기(1502) 센서 예의 경우, 광 파장 범위는 대략 400nm 내지 700nm일 수 있다. 광학 검출기(1502)는 더 작은 파장 범위의 광 또는 임의의/전체 광(즉, 백색 광)을 수신하도록 조정될 수 있다. 일련의 펄스와는 대조적으로, 광학 신호(1304)는 파장 패턴을 포함할 수 있다. 일례에서, 광학 신호(1304)는 3초 내에 400nm에서 500nm로 상승하고, 5초 동안 블랙으로 유지된 다음, 1초 내에 400nm에서 700nm로 상승할 수 있다. 파장 및 시간의 이러한 변화는 고유한 광학 신호(1304)를 생성하는 데 사용될 수 있다. 다른 패턴 및 파장 변화도 사용될 수 있다.
호스트(1104)가 모바일 디바이스 또는 스마트폰인 경우, 광학 신호(1304)는 디스플레이(예를 들어, 스크린 상의 광/색상 배열 또는 디스플레이로부터의 펄스)에 의해 생성될 수 있고 또는 플래시라이트(예를 들어, 모바일 디바이스 또는 기타 컴퓨팅 디바이스 상의 후면을 향한 플래시라이트)에 의해 생성될 수 있다. 디스플레이의 예는 대부분 흑색이지만 디스플레이 스크린에 도시된 임의의 색상/펄스/패턴을 검출하기 위해 디바이스(1106)의 광학 검출기(1502) 근처에 배치된 부분을 포함하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 플래시라이트 응용을 포함하는 호스트(1104)의 예에서, 앱은 플래시라이트가 광학 신호(1304)를 제공하는 특정 패턴 또는 시퀀스에 따라 광을 전송하도록 프로그래밍될 수 있다. 광의 강도는 전송 동안 신호 손실의 가능성을 낮출 수 있는 플래시라이트의 경우 더 클 수 있다. 광학 신호(1304)의 전송 전에, 앱은 광학 검출기(1502)가 호스트(1104) 또는 모바일 디바이스 상의 플래시라이트와 정렬되도록 올바른 위치에 자신의 디바이스를 위치시킬 것을 사용자에게 프롬프트할 수 있다. 광학 검출기(1502)는 연령 인증 시스템(1102)으로 연령 인증에 대응하는 앱 또는 웹페이지 상에 디스플레이되는 QR 또는 다른 바코드를 스캔하기 위한 판독기(1510)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 판독기(1510)는 디바이스가 잠금 해제될 수 있게 하는 QR 코드를 스캔한다.
디바이스 상의 광 센서는 일 실시예에서 적외선(IR) 센서(1510)일 수 있다. 호스트(1104)는 IR을 통해 광학 신호(1304)를 통신하는 휴대폰 또는 다른 IR 가능 디바이스일 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 광학 검출기(1502)(예를 들어, 광 센서(1507) 및 IR(1510))에 의존할 수 있는 가시광 스펙트럼과 IR의 조합이 있을 수 있고 또는 단일 센서가 둘 다를 측정할 수 있다. 광학 유형의 조합을 사용하면 광학 신호(1304)에 대한 더 큰 코드 조합 세트를 제공할 수 있다. 사용자는 가시광 스펙트럼을 볼 수 있지만 IR은 검출할 수 없을 수 있어서 이에 의해 또한 광학 신호의 재생성을 방지하여 보안을 향상시킬 수 있다. IR 또는 비가시광 신호의 경우, 사용자는 디바이스를 제어/잠금 해제하기 위해 광학 신호(1304)가 전달되고 있다는 표시(예를 들어, 시각적 스펙트럼 펄스) 또는 확인을 제공받을 수 있다.
도 16은 오디오 신호를 사용하여 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다. 도 11과 유사하게, 도 16은 오디오 검출을 위한 시스템을 도시한다. 호스트(1104)는 네트워크(1103)를 통해 연령 검증 시스템(1102)에 액세스할 수 있다. 검증 시, 호스트(1104)는 디바이스(1106)를 인증하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 호스트(1104)는 압력 센서(1407) 및/또는 마이크로폰(1408)과 같은 오디오 검출기에 의한 검출을 위해 디바이스(1106)에 오디오 신호(1302)를 제공할 수 있다. 오디오 신호(1302)는 디바이스(1106)를 잠금 해제하기 위한 제어 신호 또는 인증 신호이다. 다른 실시예에서, 오디오 신호(1302)는 사용자의 스마트폰 또는 모바일 디바이스가 아니라 안내 데스크 호출에 의해 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 호스트(1104)는 오디오 통신(예를 들어, VoIP 또는 전화 통화)을 통해 액세스되는 안내 데스크인 것으로 간주될 수 있다.
도 17은 광학 신호를 사용하여 디바이스의 기능을 제어하기 위한 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다. 도 11과 유사하게, 도 17은 광학/시각적 검출을 위한 시스템을 도시한다. 호스트(1104)는 네트워크(1103)를 통해 연령 검증 시스템(1102)에 액세스할 수 있다. 검증 시, 호스트(1104)는 디바이스(1106)를 인증하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 호스트(1104)는 광학 검출기(1502)에 의해 검출하기 위해 광학 신호(1304)를 디바이스(1106)에 제공할 수 있다. 광학 신호(1304)는 디바이스(1106)를 잠금 해제하기 위한 제어 신호 또는 인증 신호이다. 광학 검출기(1502)의 예는 도 15와 관련하여 도시되고 설명된다.
도 18은 제어 신호 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 블록(1802)에서, 사용자/소비자는 디바이스(1106)와 같은 디바이스를 구매한다. 구매는 온라인 또는 직접 소매점에서 또는 키오스크에서 이루어질 수 있다. 디바이스는 블록(1804)에서 인증이 필요할 때까지 동작할 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스는 인증이 완료될 때까지 잠금 상태 또는 비동작 상태에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(1106)는 제한된 사용(제한된 시간, 또는 제한된 퍼프)을 위해 잠금 해제된 상태에서 판매될 수 있고, 이 제한된 사용 후에 인증이 요구될 것이다. 인증은 먼저 연령 검증 시스템(1102)에 의해 수행될 수 있는, 예를 들어 블록(1806)에서 연령 검증을 요구할 수 있다. 연령 검증은 한 번만 발생할 수 있고 또는 주기적으로 업데이트해야 할 수 있지만 인증은 보다 자주(예를 들어, 카트리지 또는 기타 에어로졸 소스 부재를 교체할 때마다) 필요할 수 있다. 연령 검증 시스템(1102)은 사용자의 연령을 검증하기 위한 기능을 제공한다. 연령 검증은 검증이 이 사용자가 사용하는 여러 디바이스에 적용되도록 특정 사용자에 대한 것일 수 있지만 각각의 개별 디바이스에 대한 인증을 여전히 요구할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 디바이스는 후속 인증에 더하여 연령 검증 프로세스를 요구할 수 있다.
초기 연령 검증으로서, 연령 검증 시스템(1102)은 사용자의 연령을 수립하기 위해 일부 식별 문서를 요구할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 연령을 수립하기 위해 운전 면허증이나 여권을 업로드할 수 있다. 이 문서의 이미지는 이 이미지를 사용하여 얼굴 인식을 수행하여 향후 연령 검증에 사용될 수 있다. 얼굴 인식 기술은 두 이미지를 분석하여 신원 일치를 확인하거나 신원 검증을 거부하거나 또는 검증에 플래그를 부착하여 추가 식별 정보를 요청할 수 있다. 이 연령 검증은 이 이미지를 사용자가 모바일 디바이스 또는 웹캠으로 찍은 라이브 셀프 이미지("셀카") 또는 비디오와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 단순히 누군가의 사진을 보여주는 사기를 방지할 수 있다. 특히, 이것은 하드카피 사진을 사용하여 안면 인식 소프트웨어를 속일 가능성을 줄인다(예를 들어, 웹캠 가까이에서 운전 면허증을 들고 있음). 사용자가 업로드한 셀카 이미지는 프레임이 변경되는 것을 보장하기 위해 짧은 비디오를 레코딩하여 생동감을 점검할 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 검증 단계는 생동성을 검증하기 위한 숫자, 시퀀스 또는 코드의 낭독과 같은 사용자로부터의 가청 입력을 포함할 수 있다. 다른 연령 검증 예로는 사용자가 연령 검증된 후 사용자를 검증하기 위한 일부 지문 판독기 형태를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 호스트(1104)는 검증 프로세스의 일부로서 지문을 수신할 수 있다. DNA, 혈액 또는 기타 생물학적 지표와 같이 사용자를 검증하는 데 사용되는 다른 생체 인식이 있을 수 있다.
디바이스(1106)는 디바이스가 연령 검증된 다음 다른 사용자에게 배포되지 않는 것을 보장하기 위해 보다 빈번한 인증을 요구할 수 있다. 인증은 블록(1808)에서와 같이 디바이스(1106)에 제어 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 설명된 바와 같이, 제어 신호는 오디오 신호(1302) 또는 광학 신호(1304)일 수 있다. 이 신호는 호스트 디바이스(1104) 또는 다른 소스(예를 들어, 안내 데스크 호출)로부터 유래할 수 있다. 제어 신호는 블록(1810)에서 디바이스(1106)에서 수신되고, 제어 신호가 올바른 경우 디바이스가 인증되고, 블록(1812)에서 인증이 다시 필요할 때까지 디바이스를 계속 사용할 수 있다. 디바이스(1106)에서 수신된 제어 신호가 블록(1810)에서 올바르지 않은 경우, 디바이스(1106)는 인증되지 않고, 블록(1808)에서 올바른 인증 제어 신호가 전송될 때까지 잠금 상태를 유지한다.
일부 실시예에서, 제어 신호를 통한 디바이스의 인증은 특정 사용자에 대해 디바이스를 잠금 해제하고, 다시 필요할 수 있는 향후 인증은 디바이스(1106) 자체에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명한 생체 인식, 지문 판독기 또는 기타 생물학적 지표를 인증을 위해 디바이스에서 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 일부 실시예에서, 디바이스(1106)는 제2 사용자가 디바이스(1106)를 사용하는 것을 방지하기 위해 초기 인증에 사용된 특정 사용자 생체 인식(들)에 (예를 들어, 초기 인증 시에) 연결될 수 있다. 향후에 재인증이 필요할 때, 사용자는 재인증을 위해 사용자 생체 인식(들)을 제공함으로써 디바이스(1106)를 잠금 해제 및/또는 계속 사용할 수 있다. 추가 예로서, 사용자는, 디바이스(1106)가 초기에 인증될 때 디바이스(1106)의 사용자 인터페이스를 통해 (예를 들어, 터치스크린, 입력 버튼, 사용자가 디바이스에서 퍼핑하여 제공할 수 있는 퍼프의 특정 패턴 등을 통해) 및/또는 디바이스(1106)에 통신 가능하게 결합될 수 있는 컴퓨팅 디바이스를 통해 입력될 수 있는 핀 코드와 같은 코드를 설정할 수 있고, 나중에 디바이스(1106)를 잠금 해제 및/또는 계속 사용하기 위해 사용자를 재인증하기 위해 핀 코드를 입력할 수 있다.
도 19는 오디오 신호 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 19에 도시된 예는 디바이스(1106)의 검증과 인증을 위해 안내 데스크를 사용하는 것이다. 구체적으로, 사용자는 검증 및/또는 인증을 위해 안내 데스크 라인을 호출할 수 있다. 블록(1902)에서, 사용자는 연령 검증을 위해 안내 데스크를 호출한다. 안내 데스크 전화 통화는 사용자 정보를 제공하거나 확인하여 신원을 확인하는 데 사용될 수 있다. 안내 데스크 직원은 디바이스 일련 번호, 구매 날짜, 운전 면허증 번호, 사회 보장 번호의 마지막 4자리 또는 구매자의 신원을 검증하는 데 사용될 수 있는 기타 개인 정보를 포함할 수 있는 디바이스 구매자 정보를 취한다. 일 실시예에서, 안내 데스크는 블록(1904)에서 사용자의 연령을 검증하기 위해 식별 문서에 제공된 정보를 확인하는 데 사용될 수 있다. 안내 데스크 운영자는 그런 다음 사용자가 디바이스(1106)에 제공할 오디오 신호(1302)를 전송할 수 있다. 구체적으로, 호스트 디바이스(1104)일 수 있는 사용자의 전화 수신기는 블록(1906)에서 오디오 신호(1302) 또는 인증 톤을 전송하는 스피커를 갖는다.
일부 실시예에서, 블록(1902)의 안내 데스크 전화 통화, 블록(1904)의 안내 데스크 검증, 및 블록(1906)의 인증 톤은 모두 상이한 디바이스로부터 또는 동일한 디바이스로부터 이루어질 수 있다. 예를 들어, 블록(1902 내지 1904)의 검증 전화 통화는 인증 톤의 소스와는 다른 폰으로부터 이루어질 수 있다. 특히, 안내 데스크는 안내 데스크와의 전화 통화와는 다른 디바이스 또는 다른 소스로부터 인증 톤을 전송하기 위한 권한을 보내거나 제공할 수 있다. 일례에서, 권한 톤은 안내 데스크가 사용자를 검증/인증하는 것에 기초하여 (전화 통화 동안 스피커를 통해 이를 재생하는 것이 아니라) 폰 상의 앱을 통해 재생될 수 있다. 다른 예에서, 안내 데스크는 예를 들어 이메일, 문자 메시지 또는 알림을 통해 인증 톤과 함께 오디오 파일에 대한 일회용 링크를 보낼 수 있다. 링크는 사기를 방지하기 위해 제한된 시간 기간 동안만 유효할 수 있다.
톤 생성은 디바이스 구매자가 직접 (예를 들어, 도 20에서와 같이 모바일 디바이스 상의 프로필이 있는 앱을 통해) 사용하는 모바일 앱 또는 웹 앱에 포함될 수 있는 소프트웨어로부터 이루어질 수 있다. 인증 톤은 사용자의 컴퓨터, 전화기 또는 휴대폰 스피커를 통해 생성 및 방출되며, 블록(1908)에서와 같이 디바이스(1106)의 오디오 검출기(1402)에 의해 검출된다. 블록(1908)에서 인증 톤이 올바르지 않은 경우 디바이스는 잠겨 있거나 인증되지 않은 상태로 유지되고, 블록(1906)에서 올바른 인증 톤을 대기한다. 인증 톤이 올바른 경우 블록(1910)에서와 같이 인증이 다시 필요할 때까지 디바이스(1106)를 사용할 수 있다. 재인증 프로세스에 더하여, 디바이스 구매자는 매 사용 전, 충전할 때마다, 미리 결정된 시간 기간 후, 미리 결정된 양의 퍼프-세컨드 또는 퍼프 후, 미리 결정된 수의 카트리지 삽입 전에 재검증하거나 또는 디바이스 구입 후 단 한번만 재검증하는 요구 사항이 있을 수 있다. 이러한 예에서, 블록(1910)에서 인증이 다시 요구될 때, 블록(1906)의 인증에 더하여 블록(1904)에서 사용자의 연령을 재검증할 필요가 있을 수 있다.
도 20은 호스트 디바이스를 사용하여 인증하는 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 20의 실시예는 인증을 위해 액세스될 수 있는 연령 검증된 사용자의 프로필에 부분적으로 기초하여 디바이스(1106)를 인증한다. 블록(2002)에서, 디바이스(1106)는 사용자에 의해 구매된다. 사용자는 블록(2004)에서 연령 검증 시스템에 대한 식별자를 제공한다. 위에서 논의한 바와 같이, 식별자는 사용자의 신원과 연령을 확인하는 데 사용되는 정보를 포함할 수 있다. 이 정보는 소매점원에 식별자(예를 들어, 운전 면허증)를 보여주거나 키오스크에서 또는 컴퓨터나 모바일 디바이스와 같은 사용자의 개인 디바이스에서 식별자를 스캔하는 것일 수 있다. 사용자는 또한 인터넷에 연결된 연령 검증 시스템(컴퓨터, 휴대폰 등)을 사용하여 자신의 식별 정보를 업로드할 수 있다. 식별자 및 연령 검증 시, 사용자는 블록(2006)에서 연령 검증 시스템(1102)으로 사용자 프로필을 생성할 수 있다. 연령 검증 시스템(1102)은 인터넷과 같은 네트워크(1103)를 통해 연결될 수 있고, 사용자가 애플리케이션에서 또는 웹 기반 애플리케이션으로 프로필을 생성할 것을 요구할 수 있다. 사용자 프로필은 향후 인증 요청 동안 빠른 액세스를 위해 연령 검증 시스템(1102)을 위해 데이터베이스에 저장될 수 있다. 사용자(또는 사용자의 프로필)가 사용자의 연령을 검증하는 요청 및 확인에 기초하여, 호스트 디바이스(1104)는 블록(2008)에서와 같이 제어 신호(1105)를 디바이스(1106)에 보낼 수 있다. 제어 신호(1105)는 저장되고 데이터베이스에 저장된 사용자 프로필과 연관될 수 있다. 대안적으로, 디바이스(1106)에 대한 정보(예를 들어, 일련 번호)를 포함하여 사용자 프로필에 저장된 정보에 기초하여 올바른 제어 신호를 생성하는 애플리케이션이 있을 수 있다. 제어 신호(1105)는 호스트 디바이스(1104)에 의해 전송되는 오디오 신호(1302) 또는 광학 신호(1304)일 수 있다. 블록(2010)에서 제어 신호가 올바르지 않은 경우, 디바이스(1106)는 인증되지 않고, 올바른 제어 신호를 대기하여야만 한다. 블록(2010)에서 제어 신호가 올바른 경우, 블록(2012)에서 인증이 다시 필요할 때까지 디바이스(1106)를 사용할 수 있다. 인증이 다시 필요할 때, 호스트 디바이스는 블록(2008)에서 디바이스에 제어 신호를 다시 보낼 수 있다.
도 21은 예시적인 인증 키(2102)를 도시한다. 인증 키(2102)는 디바이스와 함께 포장의 일부로 판매될 수 있다. 인증 키(2102)는 디바이스(1106) 상의 광학 검출기(1502)(예를 들어, 광 센서(1507))와 쉽게 정렬함으로써 광학 신호(1304)와 함께 사용될 수 있고, 검출기 또는 센서에 의해 구별될 수 있는 광량을 방해하거나 특정 광 세그먼트를 방해한다. 인증 키(2102)는, 검출기/센서에 허용되는 광 강도를 변경하거나 검출기/센서에 전달될 수 있는 광 세그먼트를 변경하는 회전 메커니즘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 숫자의 범위(예를 들어, 0 내지 12)는 키의 둘레에 나열된다. 회전 메커니즘이 결합됨에 따라, 숫자는 디바이스 사용자가 키가 설정된 숫자를 식별하는 것을 도와주는 화살표와 비교하여 회전할 수도 있다. 이 실시예에서, 사용자는 네트워크 또는 인터넷에 액세스하지 않고 디바이스(1106)를 잠금 해제할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이 사용자는 먼저 연령 검증을 수행할 수 있다(예를 들어, 사용자가 전화기를 통해 연령 검증을 위해 안내 데스크에 전화한다). 연령 검증 후 인증 키(2012)와 함께 사용하기 위해 숫자 또는 숫자의 시퀀스가 제공될 수 있다. 숫자 또는 숫자의 시퀀스는 인증 키(2012)를 회전시키기 위한 것이다. 일 실시예에서, 숫자 또는 숫자의 시퀀스는 디바이스(1106)의 일련 번호에 대응할 수 있다. 사용자가 키를 회전시키는 것으로부터 생성된 대응하는 광 시퀀스는 예를 들어 칩 제조 동안 디바이스(1106)의 메모리로 (예를 들어, 메모리(1206)에) 프로그래밍될 수 있다. 이를 통해 프로세서(예를 들어, 프로세서(1204))는 인증 키(2102)의 단일 또는 다중 회전으로부터 수신된 값과 메모리에 저장된 예상 값을 비교하고, 이 둘을 비교하여 인증을 결정할 수 있다.
위의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 인증 프로세스는 디바이스(1106)의 사용을 잠금 해제하기 위해 다수의 상이한 방법 중 임의의 것을 사용하여 이루어질 수 있다. 이러한 상이한 방법의 일부 예로는 미국 가출원 번호 62/828,222(출원일: 2019년 4월 2일)의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 번호 16/441,903(발명의 명칭: "FUNCTIONAL CONTROL AND AGE VERIFICATION OF ELECTRONIC DEVICES THROUGH SPEAKER COMMUNICATION"), 및 미국 가출원 번호 62/828,222(출원일: 2019년 4월 2일)의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 번호 16/441,937(발명의 명칭: "FUNCTIONAL CONTROL AND AGE VERIFICATION OF ELECTRONIC DEVICES THROUGH VISUAL COMMUNICATION")(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 제공된다. 이들 참조 문헌 중 다수는 디바이스(1106)와 기타 구성요소 또는 네트워크 간의 통신을 포함하는 기술을 사용한다. 이러한 통신에 참여하도록 준비되고/되거나 이러한 통신에 응답하기 위해, 디바이스(1106)는 인증을 위해 디바이스(1106)와 통신하기 위해 이루어지는 시도를 검출하는 것을 가능하게 하는 준비 상태(예를 들어, 깨어 있는 상태)에 있을 필요가 있을 수 있다. 그러나, 깨어 있거나 이러한 준비 상태에 있는 것은 디바이스(1106)의 자원(예를 들어, 배터리 전력)을 소모하고 전력이 불충분한 경우 인증하는 것을 방지할 수 있다. 이는 사용자 경험에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 피하는 것이 바람직할 수 있다.
디바이스(1106)에서 전력을 보존하기 위한 하나의 옵션은 디바이스(1106)의 구성요소를 저전력 또는 휴면 모드에 놓는 것일 수 있다. 그런 다음 인증 프로세스(위에 설명된 방법 또는 기타 적절한 인증 방법 중 하나일 수 있음)를 수행하기 전에 디바이스(1106)를 저전력 또는 휴면 모드로부터 깨우기 위해 웨이크 프로세스가 정의될 수 있다. 도 22는 예시적인 실시예에 따라 디바이스(1106)를 깨우기 위한 일반적인 프로세스를 보여주는 블록도를 도시한다. 이와 관련하여, 사용자는 동작(2200)에서 초기에 잠긴 디바이스(예를 들어, 디바이스(1106))를 구매할 수 있다. 디바이스를 잠금 해제하기 위한 인증 프로세스가 완료될 때까지 디바이스(1106)의 동작이 허용되지 않도록 잠금 상태에 있는 것에 더하여, 디바이스(1106)(또는 적어도 이의 다양한 구성요소)도 또한 저전력 또는 휴면 모드에 있을 수 있다. 이후, 사용자는 동작(2210)에서 디바이스를 깨울 수 있다. 그러나, 아래에 언급된 바와 같이, 동작(2210)과 연관된 깨우기의 특정 위치는 대안적으로 이 흐름도의 다른 위치에 있을 수 있다. 디바이스를 깨우는 것에 의해 (위에 언급된 것을 비배타적으로 포함하여) 임의의 적절한 프로세스를 포함할 수 있는 인증 프로세스를 수행하기 위해 디바이스(1106)(여전히 잠금 상태에 있음)를 깨울 수 있다. 디바이스(1106)가 깨어 있는 동안, 사용자는 동작(2220)에서 인증을 위해 연령 검증 시스템에 액세스할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 11 내지 도 19를 참조하여 전술한 연령 검증 시스템의 동작은 따라서 동작(2220)에서 개시될 수 있다(예를 들어, 호스트(1104)를 통해 연령 검증 시스템(1102)에 액세스할 수 있다).
동작(2230)에서, 사용자의 연령(또는 신원)이 성공적으로 검증되었는지 여부가 결정될 수 있다. 일부 경우에, 사용자는 사용자의 연령을 수립하거나 검증하기 위해 정보, 자격 증명 및/또는 이와 유사한 것을 제공할 수 있다. 정보 또는 자격 증명에는 식별 문서(예를 들어, 여권 사진 페이지, 운전 면허증 등)의 제시, 블록체인(예를 들어, 미국 특허 출원 번호 16/415,444(발명의 명칭: "AGE VERIFICATION WITH REGISTERED CARTRIDGES FOR AN AEROSOL DELIVERY DEVICE", 출원일: 2019년 5월 17일, 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에서 논의됨)을 사용한 식별 기술, 얼굴 인식 또는 기타 생체 인식 식별 기술 등을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 사용자는 이전에 연령 검증 프로세스를 거친 활성 계정 식별자를 갖거나 활성 계정 식별자와 연관되어 있음을 확인함(예를 들어, 활성 계정 식별자와 관련된 코드, 일련 번호 등의 제공함)으로써 자신의 신원을 검증할 수 있다. 성공적인 연령 검증이 달성되지 않은 경우, 디바이스(1106)는 동작(2240)에서 잠금 상태를 유지할 수 있다. 일부 경우에, 디바이스(1106)는 또 다른 연령 또는 식별 검증 시도를 허용하기 전에 다른 웨이크 시도를 대기하기 위해 저전력 또는 휴면 모드로 돌아갈 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 사용자는 프로세스를 완료하기 위해 두 번 이상 시도(예를 들어, 2, 3 또는 기타 특정 횟수의 허용된 시도)를 허용할 수 있다. 연령 검증을 완료할 때 다수의 시도를 허용하는 경우, 사용자는 디바이스(1106)가 저전력 또는 휴면 모드로 돌아가거나 일부 다른 혜택 거부 기능을 수행하기 전에 허용된 횟수의 시도 각각에 참여할 수 있다.
연령(또는 신원)이 성공적으로 검증되면, 사용자는 동작(2250)에서 디바이스와 호스트 식별 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디바이스(1106)와 연관된 일련 번호 또는 기타 식별 정보를 제공할 수 있고, 호스트(1104)와 연관된 전화 번호, 이메일 주소 또는 기타 식별 정보를 제공할 수 있다. 이후, 디바이스(1106)와 호스트(1104) 사이의 인증 프로세스의 개시가 동작(2260)에서 개시될 수 있다. 인증 프로세스는, 예를 들어, 전술한 바와 같이 호스트(1104)로부터 디바이스(1106)로의 광학적 또는 오디오 잠금 해제 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 일부 경우에, 동작(2210)에서 디바이스를 깨우는 것은 동작(2250)과 동작(2260) 사이로 이동될 수 있다. 동작(2270)에서, 인증 프로세스가 성공적으로 완료되었는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 성공적으로 완료되지 않은 경우, 흐름은 동작(2240)으로 복귀할 수 있고, 디바이스(1106)는 위에서 설명된 바와 같이 잠금 상태로 유지될 수 있다. 이와 관련하여, 디바이스(1106)는 다른 인증 시도를 허용하기 전에 다른 웨이크 시도를 대기하기 위해 저전력 또는 휴면 모드로 돌아갈 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 사용자는 인증 프로세스를 완료하기 위해 두 번 이상 시도(예를 들어, 두 번, 세 번 또는 기타 특정 횟수의 허용된 시도)하는 것을 허용받을 수 있다. 인증에서 다수의 시도가 허용되면, 사용자는 디바이스(1106)가 동작(2240)으로 돌아가서 저전력 또는 휴면 모드로 돌아가거나 일부 다른 혜택 거부 기능을 수행하기 전에 허용된 횟수의 시도 각각에 참여할 수 있다. 그러나, 인증 프로세스가 성공적으로 완료되면, 디바이스(1106)는 동작(2280)에서 사용을 위해 잠금 해제될 수 있다. 디바이스(1106)는 영구적으로 잠금 해제 상태에 유지될 수 있고 또는 수동으로 다시 잠겨질 때까지 또는 잠금 기준이 충족된 것으로 인해 다시 잠겨질 때까지 잠금 해제된 상태에 유지될 수 있다.
도 23은 도 22를 참조하여 위에서 논의된 일반적인 방법을 사용할 수 있는 디바이스(2300)(디바이스(1106)의 일례일 수 있음)의 다양한 구성요소의 기능 블록도를 도시한다. 이와 관련하여, 디바이스(2300)는 열 생성 또는 비가열 생성 방법(예를 들어, 위에서 보다 상세히 설명된 바와 같이 증기 생성을 위한 용액에 열을 가하는 것(예를 들어, 퍼프 이벤트를 검출한 것에 반응하는 것), 또는 진동 메시 등과 같은 비가열 기계 기반 미립화 기술을 사용하는 것)을 통해 에어로졸의 생성을 제어하도록 동작할 수 있는 디바이스 전자 장치(2304)를 포함하는 디바이스(2300)의 다양한 구성 요소에 전력을 제공하도록 구성될 수 있는 배터리(2302)를 포함할 수 있다.
배터리(2302)는 전압 조절 회로(2306)와 제어 스위치 회로부(2208)에 주 전력을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리(2302)는 충전식일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 충전 연결부(2310)가 외부 소스(예를 들어, 망 전력, 배터리 팩 충전기 등)로부터 전력을 수신하도록 제공될 수 있다. 충전 연결부(2310)는 안전한 배터리 충전을 위해 배터리(2302)에 대한 전력의 인가를 제어하도록 구성된 충전 모니터 회로부(2314) 및 충전 IC(집적 회로)(2312)에 전력을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 충전 스위치 회로부(2316)는 충전 연결부(2310)와 충전 IC(2312) 사이에 제공될 수 있다.
제어 스위치 회로부(2308)는 디바이스(2300)(예를 들어, 증기 생성용)의 동작을 방지하기 위해 디바이스 전자 장치(2304)로부터 배터리(2302)를 분리시키도록 동작 가능한 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제어 스위치 회로부(2308)는 배터리(2302)로부터 주 전력을 디바이스 전자 장치(2304)로 연결하여 디바이스 전자 장치(2304)의 동작(예를 들어, 퍼프 이벤트에 반응하여 증기를 생성하는 동작)을 가능하게 하도록 동작될 수 있다. 충전 스위치 회로부(2316)는 배터리(2302)의 충전을 방지하기 위해 충전 IC(2312)로부터 충전 연결부(2310)를 분리하도록 동작 가능한 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 충전 스위치 회로부(2316)는 전력이 충전 연결부(2310)로부터 충전 IC(2312) 및 충전 모니터 회로부(2314)로 흐르도록 하여 배터리(2302)를 충전하도록 동작될 수 있다. 참고로, 도 23은 배터리(2302)로부터 전압 조절 회로(2306) 및 제어 스위치 회로부(2308)로 전력을 제공하는 라인과 별개의 라인으로서 충전 모니터 회로부(2314)로부터 배터리(2302)로의 전력을 도시하지만, 일부 경우에, 이들 라인은 단일 전력 버스로 결합될 수 있다.
전압 조절 회로(2306)는 본 명세서에 설명된 잠금 조립체의 다양한 구성요소에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 잠금 조립체에 전력을 제공하는 것은 도 23의 파선으로 도시되어 있다. 그리하여, 전압 조절 회로(2306)로부터 파선이 연장되는 모든 구성요소는 디바이스(2300)의 잠금 조립체의 일부인 것으로 간주될 수 있다. 이 예에서, 잠금 조립체는 마이크로제어기(예를 들어, MCU)(2320), 인증 관리자(2322), 및 웨이크업 관리자(2324)를 포함할 수 있다. 잠금 조립체는 본 명세서에 설명된 바와 같이 디바이스(2300)의 충전과 동작을 제어하도록 충전 스위치 회로부(2316)와 제어 스위치 회로부(2308)를 동작시키기 위해 다양한 제어 또는 데이터 신호(도 23에서 점선으로 표시)를 제공하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, MCU(2320)(또는 일부 다른 프로세서, 제어기 등)는 증기의 생성 및 다양한 다른 기능(잠금 기능 포함)에 대해 디바이스(2300)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 충전 기능의 제어는 충전 스위치 회로부(2316)의 위치를 변경하기 위해 MCU(2320)에 의해 발행될 수 있는 충전 제어 신호(2330)를 통해 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 충전 제어 신호(2330)가 충전 스위치 회로부(2316)를 개방하면, 전력이 배터리(2302)를 충전하는 경로가 개방되거나 차단될 수 있고, 배터리(2302)의 충전이 불가능할 수 있다. 그러나, 충전 제어 신호(2330)가 충전 스위치 회로부(2316)를 닫으면, 전력이 배터리(2302)를 충전하는 경로가 제공될 수 있고, 배터리(2302)의 충전은 충전 연결부(2310)에 연결된 전력 소스로부터 수행될 수 있다. 충전 스위치 회로부(2316)가 배터리(2302)의 충전을 제어하기 때문에, 충전 스위치 회로부(2316)는 또한 "충전 스위치"로 지칭될 수 있다.
유사하게, 증기 생성 기능의 제어는 MCU(2320)로부터 제어 스위치 회로부(2308)로 제어 신호(2332)를 발행함으로써 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 제어 신호(2332)가 제어 스위치 회로부(2308)를 개방하면, 전력이 배터리(2302)(또는 전력 버스)로부터 디바이스 전자 장치(2304)로 가는 경로가 열리거나 차단되어 증기 생성을 위해 열이 제공될 수 없다. 그러나, 제어 신호(2332)가 제어 스위치 회로부(2308)를 닫으면, 전력이 배터리(2302)(또는 전력 버스)로부터 디바이스 전자 장치(2304)로 가는 경로가 제공될 수 있고 (예를 들어, 퍼프의 검출 또는 기타 수단에 응답하여) 증기를 생성하는 것이 가능해질 수 있다. 제어 스위치 회로부(2308)는 배터리(2302)로부터 디바이스 전자 장치(2304)로 전력(예를 들어, 전압)의 인가를 제어하기 때문에, 제어 스위치 회로부(2308)는 또한 "전압 스위치"로 지칭될 수 있다.
예시적인 실시예에서, MCU(2320)는 MCU(2320)에서 수신될 수 있는 다양한 제어 신호(또는 트리거)에 기초하여 전압 스위치 및/또는 충전 스위치를 제어하도록 구성될 수 있다. MCU(2320)는 하나의 또는 다수의 상이한 이벤트 또는 신호를 통해 트리거될 수 있으며, 이 중 일부는 도 24 및 도 25를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다. 그러나, 다양한 예시적인 실시예에서 개별적으로(또는 조합하여) 적용될 수 있는 일부 특정 신호가 또한 도 23에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 도 23에 도시된 바와 같이, 인증 관리자(2322)는 MCU(2320)에 인증 신호(2340)를 제공할 수 있다. 일부 경우에, 인증 신호(2340)는 인증 관리자(2322)에 의해 성공적인 인증이 수행되었음을 나타내기 위해서만 제공될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 인증 신호(2340)는 인증 시도의 긍정적인 결과와 부정적인 결과 모두를 나타낼 수 있다. 발행될 때(또는 긍정적인 경우), 인증 신호(2340)는 도 25를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 디바이스(2300)를 잠금 해제하고 전압 및/또는 충전 스위치를 닫기 위해 사용될 수 있다. 발행되지 않은 경우(또는 부정적인 경우), 전압 및/또는 충전 스위치는 각각 증기 생성 및/또는 충전을 방지하기 위해 열린 상태로 유지될 수 있다.
디바이스(2300)의 상태에 영향을 미치기 위해 MCU(2320)에서 수신될 수 있는 다른 제어 신호는 웨이크업 관리자(2324)에 의해 제공될 수 있는 웨이크 신호(2342)일 수 있다. 이와 관련하여, 웨이크업 관리자(2324)는 웨이크 이벤트를 모니터링하고, 휴면 상태에 있거나 저전력 모드에 있을 수 있는 잠금 조립체의 다양한 구성요소에 인증 시도를 위해 깨우고 준비하라는 지시를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 인증 관리자(2322), 웨이크업 관리자(2324) 및/또는 MCU(2320)는 웨이크업 관리자(2324)가 웨이크 이벤트를 검출하고 웨이크 신호(2342)를 발행할 때까지 휴면 상태에 있을 수 있다.
일부 경우에, 웨이크업 관리자(2324)는 제어 신호(2344)로 도시된 바와 같이 충전 연결부(2310)로부터 직접 웨이크 이벤트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 외부 전력 소스에 충전 연결부(2310)의 결합은 웨이크업 관리자(2324)에 제어 신호(2344)의 생성을 트리거할 수 있다. 이후, 웨이크업 관리자(2324)는 웨이크업 신호(2342)를 잠금 조립체에 발행할 수 있다. 대안으로서, 제어 신호(2346)는 (예를 들어, 전력 버스로부터의 전력을 통해) MCU(2320)에 제공될 수 있고, 이에 웨이크 신호(2342)에 응답하여 MCU(2320)는 충전 연결부(2310)로부터의 외부 전력 없이 인증 프로세스 동안 동작하기에 충분한 배터리 전력이 이용 가능함을 검출할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 웨이크업 관리자(2324)의 동작은 이제 도 24를 참조하여 설명될 것이다. 이와 관련하여, 웨이크업 관리자(2324)는 웨이크 이벤트를 검출한 것에 응답하여 MCU(2320)에 웨이크 신호(2342)를 발행하기 위해 웨이크 이벤트를 검출하도록 구성된 처리 회로부를 포함하거나 처리 회로부로 형성될 수 있다. MCU(2320)가 디바이스(2300)의 MCU(2320)인 경우(즉, 별도의 보드의 MCU가 아닌 경우), MCU(2320)는 전력 소모를 줄이기 위해 초기에 대기 모드로 유지될 수 있다. 웨이크 신호(2342)는 인증 프로세스를 개시하기 위해 MCU(2320)를 대기 모드로부터 깨울 수 있다. 예시적인 실시예에서, 웨이크 신호(2342)는 인증 프로세스가 임박한 것을 MCU(2320)(및 기타 잠금 조립체 구성요소)에 알리거나 깨우기 위해 제공된 인터럽트 형태를 취할 수 있다. 인터럽트는 액추에이터(2400)의 활성화에 응답하여 발행될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 인터럽트 생성기(2410)는 도 24에 도시된 바와 같이 웨이크 신호(2342) 형태로 인터럽트를 생성하기 위해 액추에이터(2400)로부터 입력을 수신하도록 제공될 수 있다.
액추에이터(2400)는 다수의 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(2400)는 사용자에 의해 직접 또는 간접 동작될 수 있는 버튼, 스위치, 키 또는 다른 동작 가능한 부재일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(2400)는 동작을 위해 버튼을 노출시키려는 의도적인 노력을 필요로 하도록 차폐되거나 쉽게 노출되어 있는 버튼일 수 있다. 쉽게 노출되어 있는 경우 버튼은 특정 방식으로 (예를 들어, 소정의 시간 기간 동안 보유하는 것을 통해, 또는 눌러서 코드를 입력하는 것을 통해) 동작되는 다기능 버튼일 수 있다. 그러나, 버튼은 인터럽트 생성기(2410)를 동작시키기 위해 한 번만 눌러지거나, 소정의 시간 기간 동안 유지되거나, 전술한 바와 같은 패턴으로 동작되는 단일 목적 버튼일 수도 있다. 버튼이 차폐되면, 사용자는 버튼에 접근하고 버튼을 작동시키기 위해 도구를 사용해야 할 수 있다. 예를 들어, 버튼은 구멍 내부에 위치될 수 있으며, 종이 클립 또는 유사한 도구를 사용하여 버튼을 작동시킬 수 있다. 또 다른 옵션으로, 버튼을 동작시키는 도구는 충전기 또는 충전 디바이스와 통합될 수 있다. 예를 들어, 버튼은 (위에서 논의된 바와 같이) 구멍에 배치될 수 있고, 충전기는 그 위에 위치된 돌출 핀을 가질 수 있고, 돌출 핀은 충전기가 충전 연결부(2310)에 부착될 때 버튼과 인터페이싱하도록 구성된다. 이러한 예에서, 돌출 핀은 충전기를 충전 연결부(2310)에 설치할 때 버튼을 작동시킬 수 있고, 제어 신호(2344)는 웨이크업 관리자(2324)로 전송될 수 있다. 대안적으로, 제어 신호(2344)는 충전 연결부(2310)에 충전기를 설치할 때 액추에이터(2400)를 작동시켜 인터럽트 생성기(2410)를 트리거하여 인터럽트 신호를 웨이크 신호(2342)로 생성하는 것으로 해석될 수 있다.
다른 예로서, 액추에이터(2400)는 차단 디바이스를 제거한 것에 응답하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 탭(2420)은 (예를 들어, 버튼을 누르도록 구성되지만 그렇지 않은 경우에는 탭(2420)에 의해 차단되도록 구성된 바이어싱 조립체로 인해) 액추에이터(2400)의 동작을 차단하기 위해 제공될 수 있다. 또 다른 옵션으로서, 탭(2420)은 전류 흐름을 차단할 수 있고, 제거될 때 액추에이터(2400)로 (또는 제어 신호(2346)의 형태로 MCU(2320) 자체로) 전류 흐름은 웨이크 신호(2342)의 작동을 야기하거나 웨이크 이벤트로서 작용할 수 있다. 또 다른 예에서, 탭(2420) 또는 자석, 핀 또는 다른 도구가 디바이스(2300)의 포장과 통합될 수 있다. 이러한 예에서, 포장으로부터 디바이스(2300)를 제거하면 예를 들어 탭(2420)을 제거함으로써 액추에이터(2400)를 트리거할 수 있고, 또는 잠금 조립체(예를 들어, 잠금 조립체의 MCU(2320) 및/또는 다른 구성요소)에 대한 웨이크 이벤트를 생성하기 위해 제어 신호(2346)를 활성화할 수 있다. 포장이 자석을 포함하는 경우(또는 탭(2420)이 자석으로 구현되는 경우), 포장을 제거한 것에 응답하여 탭(2420)이 이동하면 스위치의 위치가 변경될 수 있고(이에 의해 액추에이터(2400)가 작동될 수 있고) 또는 물리적인 힘이 가해지지 않고 액추에이터(2400)가 동작할 수 있다. 그리하여, 일부 실시예는 에어로졸 전달 디바이스(예를 들어, 디바이스(2300))와 디바이스용 포장 형태의 자동화 깨우기 조립체(예를 들어, 탭(2420)으로 표시)의 조합을 포함하는 시스템을 포함할 수 있으며, 여기서 포장을 제거하면 웨이크 이벤트를 개시한다.
일부 예에서, 액추에이터(2400)는 압력 센서(또는 퍼프 센서)일 수 있고, 이에 사용자가 액추에이터(2400) 위로 불거나 퍼핑하는 것을 검출하면 웨이크 신호(2342)를 생성할 수 있다. 액추에이터(2400)는 또한 다른 대안적인 실시예에서 다른 센서 또는 구성요소로서 구현되거나 다른 센서 또는 구성요소와 협력하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(2400)는 가속도계로서 구현되거나 가속도계와 인터페이싱할 수 있다. 가속도계는 특정 유형 또는 패턴의 움직임을 검출할 수 있고, 액추에이터(2400)는 인터럽트 생성기(2410)와 인터페이싱하며 이에 따라 웨이크 신호(2342)를 생성할 수 있다. 모든 시간 기간 또는 주어진 시간 기간에 특정 배향으로 디바이스가 위치하면 액추에이터(2400)를 트리거할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 검출 가능한 패턴에 따라 흔들거나 두드리거나 움직임을 제공하면 액추에이터(2400)가 인터럽트 생성기(2410)를 작동시킬 수 있다. 또 다른 대안으로서, 센서는 포드(pod)(또는 일반 포드와는 다른 주어진 저항 값으로 특별히 구성된 테스트 포드)를 삽입하고/하거나 제거하는 것에 기초하여 개시될 수 있는 전류, 전압 또는 저항의 변화를 검출할 수 있다. 이러한 예에서, 포드(또는 테스트 포드)를 디바이스(2300)에 삽입하면 포드(또는 테스트 포드)의 저항으로 인해 검출되는 전류 또는 전압이 눈에 띄게 변할 수 있다. 변화 자체 또는 주어진 패턴의 변화를 사용하여 액추에이터(2400)를 작동시킬 수 있다.
도 25는 도 23 및 도 24의 구성요소들이 디바이스(예를 들어, 디바이스(1106) 또는 디바이스(2300))를 깨우고, 인증하고 잠금/잠금 해제를 하도록 협력할 수 있는 일례를 설명하는 흐름도를 도시한다. 도 25에 도시된 바와 같이, 잠금 조립체는 동작(2500)에서 초기에 깊은 휴면 상태에 있을 수 있다. 이 상태에서, 잠금 조립체의 구성요소는 최소 전력에 있을 수 있고, 잠금 상태는 디바이스(2300)의 충전과 동작을 모두 방지하기 위해 전압 스위치와 충전 스위치가 각각 열려 있는 잠금 조립체에 적용될 수 있다. 동작(2502)에서, MCU(2320)(및/또는 전체 잠금 조립체)는 인터럽트를 대기하는 동안 휴면 모드 또는 최소 전력 모드에 유지될 수 있다. 인터럽트가 수신되면, 동작(2504)에서 충전기 이벤트가 발생(예를 들어, 충전기를 충전 연결부(2310)에 플러깅하거나 제어 신호(2346)를 제공)했는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 충전기 이벤트가 발생하지 않았다면, 동작(2506)에서 웨이크 이벤트가 발생했는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 웨이크 이벤트가 검출되지 않으면, 동작(2508)에서 충전기가 부착되었는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 충전기가 부착되지 않으면, 흐름은 동작(2502)으로 돌아갈 수 있다. 그러나, 충전기가 부착되면, 흐름은 잠금 상태의 결정이 이루어지는 동작(2510)으로 진행할 수 있다. 잠금 상태에 관한 결정(즉, 동작(2510))은 또한 동작(2504)에서 충전기 이벤트가 발생했다고 결정한 결과이다. 이와 관련하여, 충전기 이벤트가 동작(2504)에서 검출되면, 잠금 상태 결정을 위한 동작(2510)으로 진행하기 전에 동작(2512)에서 충전 이벤트의 소거가 수행될 수 있다. 흐름이 충전기 이벤트를 검출한 것을 통해 동작(2510)에 도달하는지 여부에 관계없이, 동작(2510)은 잠금 조립체(또는 일반적으로 디바이스(2300))가 잠겨 있거나 잠금 해제되어 있다고 결정할 것이다.
잠금 상태가 "잠금 해제 상태"이면, 충전을 허용하기 위해 충전 스위치가 닫힐 수 있고, 동작(2514)에서 에너지 전달에 대한 모니터링이 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 다시 도 23을 참조하면, 동작(2514)은 충전 제어 신호(2330)를 발행하여 충전 스위치 회로부(2316)를 닫는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 충전 IC(2312) 및 충전 모니터 회로부(2314)는 충전 스위치 회로부(2316)를 통해 충전 연결부(2310)로부터 전력을 수신할 수 있다. 이후, 흐름은 웨이크 이벤트가 검출되는지를 결정하기 위해 동작(2506)으로 돌아갈 수 있다.
잠금 상태가 "잠금 상태"이면, 동작(2516)에서 1회 충전 제한에 도달했는지 여부가 결정될 수 있다. 1회 충전 제한에 도달하지 않은 경우, 흐름은 동작(2514)으로 진행할 수 있고, 위에서 언급된 바와 같이, 충전을 허용하기 위해 충전 스위치가 닫힐 수 있고, 동작(2514)에서 에너지 전달에 대한 모니터링이 제공될 수 있다. 그러나, 1회 충전 제한에 도달하면, 충전 스위치는 동작(2518)에서 열릴 수 있다. 따라서, 예를 들어, 동작(2518)은 충전 제어 신호(2330)를 발행하여 충전 스위치 회로부(2316)를 개방하는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 충전 IC(2312) 및 충전 모니터 회로부(2314)는 충전 스위치 회로부(2316)를 통해 충전 연결부(2310)로부터 전력을 수신하지 않을 수 있다.
동작(2506)으로 돌아가서, 웨이크 이벤트가 검출되면 동작(2520)에서 인증 코드에 대한 스캔 동작을 수행할 수 있다. 그러나, 인증 코드는 일부 경우에 또한 연령/ID 검증 동작 후에 또는 이 동작의 일부로서 스캔될 수도 있는 것으로 이해된다. 스캔 동작은 자동으로 발생할 수 있다(예를 들어, 블루투스 페어링, RFID 또는 NFC 태그 판독 또는 기타 자동 스캔 옵션). 그러나, 다른 예에서, 사용자는 동작(2520)을 개시할 수 있고, 일부 경우에, 동작(2520)의 실행을 용이하게 하는 정보를 제공할 수 있다. 코드의 스캔은 오디오 코드, 광학 또는 시각적 코드 또는 기타 적절한 인증 방법(본 명세서에 설명된 것을 포함하지만 이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 인증 방법은 블록체인 기술, 얼굴 인식 또는 기타 생체 인식 식별 기술, 핀 코드, 일련 번호 등과 같은 신뢰성 있는 자격 증명의 제공을 포함할 수 있고, 이는 인증 프로세스와 동시에 제공되거나 이전에 제공되었거나, 기타 적절한 방법으로 제공될 수 있다.
스캔된 코드가 검증 또는 인증되었는지 여부에 대한 결정이 동작(2522)에서 이루어질 수 있다. 코드가 인증 또는 검증되지 않는 경우, 동작(2524)에서 웨이크업 타이머가 초과되었는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 웨이크업 타이머는 동작(2506)에서 웨이크 이벤트가 검출될 때 시작될 수 있다. 사용자는 웨이크업 타이머가 만료되기 전에 하나 이상의 인증 시도를 수행할 수 있다. 따라서, 웨이크업 타이머가 만료되지 않은 경우, 흐름은 동작(2520)으로 돌아갈 수 있고, 사용자는 인증 코드에 대한 다른 스캔을 시도할 수 있다. 일부 경우에, 타이머 대신 또는 타이머에 더하여 시도 횟수가 카운트될 수 있다(그리고 제한될 수 있다). 웨이크업 타이머가 코드 검증 실패 후에 만료되면(또는 허용 가능한 시도 횟수가 초과되면), 웨이크 이벤트 플래그는 동작(2526)에서 소거될 수 있고, 흐름은 동작(2508)으로 돌아갈 수 있다.
코드가 동작(2522)에서의 결정에 응답하여 검증 또는 인증되면, 검증된 코드가 잠금 코드인지 또는 잠금 해제 코드인지에 대한 결정이 동작(2530)에서 이루어지기 전에 동작(2528)에서 웨이크 이벤트 플래그가 소거될 수 있다. 검증된 코드가 잠금 코드이면, 흐름은 다시 동작(2500)으로 돌아가고, 상태는 잠금 상태로 설정되고, 전압 스위치와 충전 스위치가 모두 열린다. 검증된 코드가 잠금 해제 코드이면, 흐름은 동작(2532)으로 진행한다. 동작(2532)에서, 잠금 조립체는 최소 전력에서 계속 동작할 수 있고, 잠금 상태는 "잠금 해제 상태"로 변경될 수 있다. 충전 스위치와 전압 스위치는 닫힐 수 있고, (적용 가능한 경우) 1회 충전 플래그도 소거될 수 있다. 이후, 흐름은 그 다음 인터럽트를 대기하기 위해 동작(2502)으로 돌아갈 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예에 따르면, 에어로졸 전달 디바이스가 제공될 수 있다. 디바이스는 에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스, 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치, 및 잠금 상태에서 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 다를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 전력 소스를 재충전하고, 전력 소스로부터 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체를 포함할 수 있다. 잠금 조립체는 1) 잠금 조립체가 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트를 검출하고, 2) 웨이크 이벤트에 응답하여 잠금 조립체를 깨우고, 3) 인증 프로세스를 수행하고, 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여, 4) 잠금 상태와 잠금 해제 상태 간에 잠금 조립체를 전이시키는 것을 포함하는 다양한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 참고로, 동작(1 내지 4)은 순차적으로 수행될 수 있지만 이러한 순서는 고정되거나 이 순서로 의도된 것이 아니다. 따라서, 위의 순서에 할당된 번호(및 목록 내의 순서 자체)는 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 동작이 수행되는 순서는 다양한 예시적인 실시예에서 변경될 수 있다. 예를 들어, 위의 인증 프로세스(동작(3))가 수행될 수 있고 그 결과 잠금 해제 키가 제공될 수 있다. 그런 다음 디바이스가 깨어날 수 있고 잠금 해제 키로 디바이스가 잠금 해제될 수 있다. 이 예에서, 특정 순서는 3), 1), 2), 4)이다.
물품(들)의 사용에 대한 전술한 설명은 본 명세서에 제공된 다른 개시 내용에 비추어 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 수 있는 약간의 변경을 통해 본 명세서에 설명된 다양한 예시적인 구현예에 적용될 수 있다. 그러나, 위의 사용 설명은 물품의 사용을 제한하기 위해 의도된 것이 아니라 본 발명의 개시에 필요한 모든 요건을 준수하기 위해 제공된 것이다. 도 1 내지 도 25에 도시된 물품(들)에 도시된 임의의 요소 또는 위에서 설명된 요소는 본 발명에 따른 에어로졸 전달 디바이스에 포함될 수 있다.
본 명세서에 제시된 내용의 많은 변경 및 다른 구현예는 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 내용의 이점이 있는 본 발명이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 구현예로 제한되지 않고, 변경 및 다른 구현예가 첨부된 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 전술한 설명 및 관련 도면이 요소 및/또는 기능의 특정 예시적인 조합의 맥락에서 예시적인 구현예를 설명하지만, 요소 및/또는 기능의 상이한 조합이 첨부된 청구범위를 벗어나지 않고 대안적인 구현예에서 제공될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 위에서 명시적으로 설명된 것과 다른 요소 및/또는 기능의 조합이 또한 첨부된 청구범위의 일부에 제시될 수 있는 바와 같이 고려된다. 본 명세서에서는 특정 용어가 사용되지만, 이들 용어는 일반적이고 설명적인 의미로만 사용될 것일 뿐 본 발명을 제한하는 목적으로 사용된 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 에어로졸 전달 디바이스로서,
    에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스;
    상기 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 상기 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치; 및
    잠금 상태에서 상기 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 다를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 상기 전력 소스를 재충전하고, 상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체
    를 포함하되, 상기 잠금 조립체는,
    상기 잠금 조립체가 상기 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트(wake event)를 검출하고;
    상기 웨이크 이벤트에 응답하여 상기 잠금 조립체를 깨우고;
    인증 프로세스를 수행하고;
    상기 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여 상기 잠금 조립체를 상기 잠금 상태와 상기 잠금 해제 상태 간에 전이시키도록 구성된, 에어로졸 전달 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 잠금 조립체는 상기 웨이크 이벤트에 응답하여 상기 잠금 상태에서 저전력 또는 휴면 모드로부터 상기 잠금 조립체를 깨우도록 구성된 웨이크업 관리자(wake up manager)를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 웨이크업 관리자는 액추에이터의 동작에 응답하여 상기 웨이크 이벤트를 검출하도록 구성된, 에어로졸 전달 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 작동 패턴 또는 작동 코드에 따라 사용자에 의해 작동되는 버튼 또는 동작 가능한 부재를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액추에이터는 차폐되어 있고, 사용자가 도구와 접촉을 개시한 것에 응답하여 작동되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도구는 상기 전력 소스를 재충전하기 위해 상기 전력 소스와 인터페이싱하도록 구성된 충전 디바이스에 통합되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  7. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 에어로졸 전달 디바이스의 위치 또는 움직임 패턴을 검출한 것에 응답하여 활성화되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  8. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 에어로졸 전달 디바이스의 판매와 연관된 포장과 인터페이싱하거나 포장 안에 통합되도록 구성되고,
    상기 포장을 제거하면 상기 액추에이터가 활성화되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  9. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 인터럽트를 생성하기 위해 인터럽트 생성기와 인터페이싱하도록 구성되고,
    상기 에어로졸 전달 디바이스의 마이크로제어기는 상기 인터럽트에 응답하여 대기 상태로부터 활성화되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  10. 제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 에어로졸 전달 디바이스의 일부로부터 탭을 제거한 것에 응답하여 활성화되는, 에어로졸 전달 디바이스.
  11. 제2항에 있어서, 상기 잠금 조립체는 상기 웨이크 이벤트에 응답하여 상기 인증 프로세스를 수행하도록 구성된 인증 관리자를 포함하고,
    상기 인증 프로세스는 인증 코드를 스캔하고, 상기 인증 코드를 검증한 것에 응답하여 상기 잠금 조립체를 상기 잠금 해제 상태로 전이시키는 단계를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하기 위해 닫히고, 상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하기 위해 열리도록 동작 가능한 제어 스위치 회로부, 및
    상기 전력 소스를 재충전하기 위해 닫히고, 상기 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하기 위해 열리도록 동작 가능한 충전 스위치 회로부
    중 하나 또는 둘 모두를 더 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 잠금 조립체는 상기 잠금 해제 상태로 전이된 것에 응답하여 상기 제어 스위치 회로부와 상기 충전 스위치 회로부를 닫고, 상기 잠금 상태로 전이된 것에 응답하여 상기 제어 스위치 회로부와 상기 충전 스위치 회로부를 열도록 구성된, 에어로졸 전달 디바이스.
  14. 저전력 또는 휴면 모드로부터 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법으로서,
    상기 에어로졸 전달 디바이스가 충전 기능 또는 에어로졸 생성 기능이 인에이블되지 않은 잠금 상태에 있는 동안 웨이크 이벤트를 검출하는 단계;
    웨이크 이벤트를 검출한 것에 응답하여 상기 저전력 또는 휴면 모드로부터 상기 에어로졸 전달 디바이스의 잠금 조립체를 깨우는 단계;
    상기 잠금 조립체를 통해 인증 프로세스를 수행하는 단계; 및
    상기 인증 프로세스를 완료한 것에 응답하여, 상기 잠금 조립체를 상기 충전 기능과 상기 에어로졸 생성 기능이 인에이블된 잠금 해제 상태로 전이시키는 단계
    를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 잠금 조립체를 깨우는 단계는 대기 모드로부터 상기 에어로졸 전달 디바이스의 마이크로제어기를 깨우는 단계, 및 상기 인증 프로세스를 수행하기 위해 인증 관리자를 깨우는 단계를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 웨이크 이벤트를 검출하는 단계는 액추에이터의 동작을 검출하는 단계를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 액추에이터의 동작을 검출하는 단계는 작동 패턴 또는 작동 코드에 따라 사용자에 의해 작동되는 버튼 또는 동작 가능한 부재의 작동을 검출하는 단계를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 액추에이터는 차폐되어 있고, 사용자에 의해 동작되는 도구와 사용자가 접촉을 개시한 것에 응답하여 작동되거나, 상기 에어로졸 전달 디바이스의 배터리와 인터페이싱하도록 구성된 충전 디바이스에 통합되는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 인증 프로세스를 수행하는 단계는 인증 코드를 스캔하고, 상기 인증 코드를 검증한 것에 응답하여 상기 잠금 조립체를 상기 잠금 해제 상태로 전이시키는 단계를 포함하는, 에어로졸 전달 디바이스를 잠금 해제하는 방법.
  20. 잠금 및 포장된 구성요소를 활성화하기 위한 시스템으로서,
    에어로졸 전달 디바이스, 및
    상기 에어로졸 전달 디바이스의 판매와 연관된 포장을 포함하는 포장 조립체
    를 포함하되, 상기 에어로졸 전달 디바이스는,
    에어로졸을 생성하기 위한 전력을 제공하도록 구성된 재충전 가능한 전력 소스;
    상기 전력 소스로부터 전력을 인가한 것에 응답하여 상기 에어로졸을 생성하도록 구성된 디바이스 전자 장치; 및
    잠금 상태에서 상기 전력 소스를 재충전하는 것을 방지하는 것과, 상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 방지하는 것 중 하나 또는 둘 다를 수행하고, 잠금 해제 상태에서 상기 전력 소스를 재충전하고, 상기 전력 소스로부터 상기 디바이스 전자 장치로 전력이 인가되는 것을 가능하게 하도록 구성된 잠금 조립체
    를 포함하고,
    상기 잠금 조립체는 상기 에어로졸 전달 디바이스의 깨우기, 인증 및 잠금 해제를 수행하도록 구성되고,
    상기 잠금 조립체는 포장이 제거되면 상기 에어로졸 전달 디바이스를 깨우는 것을 개시하도록 상기 포장과 인터페이싱하거나 상기 포장에 통합되도록 구성된, 잠금 및 포장된 구성요소를 활성화하기 위한 시스템.
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