KR20230017653A - 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 동작을 제어하는 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터, 히터의 온도를 측정하는 온도 센서 및 제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 온도 센서를 통해 측정된 히터의 온도에 기초하여 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출하고, 제2 흡연 동작이 검출된 경우 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.
Description
본 개시에 따른 다양한 실시 예들은, 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 온도 프로파일을 제어하는 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌, 에어로졸 생성 장치를 이용하여 궐련 또는 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 시스템에 관한 수요가 증가하고 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 목표 온도가 설정될 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 이전에, 일정 시간 동안 히터를 예열하여 히터의 온도를 목표 온도까지 높일 수 있다.
사용자가 에어로졸 생성 물품에 대하여 기 설정된 퍼프 수만큼 흡연한 후에 종료하면, 에어로졸 생성 장치의 히터는 이미 고온으로 가열된 상태일 수 있다. 이후에 사용자가 연속적으로 흡연을 하기 위하여 에어로졸 생성 장치에 새로운 에어로졸 생성 물품을 삽입하면, 에어로졸 생성 장치의 히터는 고온의 상태에서 재차 예열될 수 있다. 에어로졸 생성 장치의 히터가 최초 흡연 및 연속 흡연에 대해 동일한 온도 프로파일에 따라 예열되면, 연속 흡연 시에 에어로졸 생성 물품으로부터 고온의 에어로졸이 생성될 수 있고, 이로 인해 사용자의 불편을 초래할 수 있다.
본 개시에 따른 다양한 실시 예에서는 최초 흡연과 연속 흡연을 구분하고, 각각에 대응되는 예열 온도 프로파일에 따라 히터의 온도를 제어하는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 실시 예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예에서의 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터, 히터의 온도를 측정하는 온도 센서 및 제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 온도 센서를 통해 측정된 히터의 온도에 기초하여 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출하고, 제2 흡연 동작이 검출된 경우 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서의 에어로졸 생성 장치의 동작 방법은, 제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계, 온도 센서를 통해 측정된 히터의 온도에 기초하여 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출하는 단계, 및 제2 흡연 동작이 검출된 경우 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 최초 흡연과 연속 흡연에 대해 각각 대응되는 예열 온도 프로파일에 기초하여 예열을 수행함에 따라, 연속 흡연 시에도 에어로졸 생성 물품으로부터 생성되는 에어로졸의 열감을 완화할 수 있고, 고온의 에어로졸로 인한 사용자의 불편함을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 연속 흡연에 대응되는 예열 온도 프로파일의 경우에 온도 하강 구간에 대응하는 시간이 길어짐에 따라, 사용자의 연속 흡연 시 히터의 소모 전류가 감소할 수 있다.
다만, 실시 예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 프로파일에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다.
도 3a는 제1 흡연 동작에 대한 제1 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3b는 제2 흡연 동작에 대한 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 히터의 온도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 상승 속도에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 온도 상승 속도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 제2 흡연 동작을 검출하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 프로파일에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다.
도 3a는 제1 흡연 동작에 대한 제1 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3b는 제2 흡연 동작에 대한 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 히터의 온도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 상승 속도에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 온도 상승 속도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 제2 흡연 동작을 검출하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "-부", "-모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
일 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 내부 공간에 수용되는 궐련을 전기적으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 히터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐르면 히터가 가열될 수 있다.
히터는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소의 모양에 따라 궐련의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
궐련은 담배 로드 및 필터 로드를 포함할 수 있다. 담배 로드는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수 있고, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 또한, 담배 로드는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필터 로드는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드는 적어도 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 카트리지를 지지하는 본체를 포함할 수 있다. 카트리지는 본체와 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카트리지는 본체와 일체로 형성되거나 조립될 수 있고, 사용자에 의해 탈착되지 않도록 고정될 수도 있다. 카트리지는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체에 장착될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 카트리지가 본체에 결합된 상태에서 카트리지 내부에 에어로졸 생성 물질이 주입될 수도 있다.
카트리지는 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태들 중 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다.
카트리지는 본체로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써, 카트리지 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자 및 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 생성된 에어로졸은 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동 방식을 이용하여 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 이때, 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 진동자를 포함할 수 있고, 진동자를 통해 짧은 주기의 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자에서 발생되는 진동은 초음파 진동일 수 있고, 초음파 진동의 주파수 대역은 약 100kHz 내지 약 3.5MHz 주파수 대역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 심지는 진동자의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되거나 또는 진동자의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치될 수 있다.
진동자에 전압(예: 교류 전압)이 인가됨에 따라, 진동자로부터 열 및/또는 초음파 진동이 발생할 수 있으며, 진동자로부터 발생된 열 및/또는 초음파 진동은 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달될 수 있다. 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자로부터 전달되는 열 및/또는 초음파 진동에 의해 기체의 상(phase)으로 변환될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 진동자로부터 발생된 열에 의해 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아질 수 있으며, 진동자로부터 발생된 초음파 진동에 의해 점도가 낮아진 에어로졸 생성 물질이 미세 입자화됨으로써, 에어로졸이 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 서셉터(susceptor) 및 코일을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 코일은 서셉터에 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치로부터 코일에 전력이 공급됨에 따라, 코일의 내부에는 자기장이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 서셉터는 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체일 수 있다. 서셉터가 코일의 내부에 위치하여 자기장이 인가됨에 따라, 발열함으로써 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 또한, 선택적으로, 서셉터는 에어로졸 생성 물품 내에 위치할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 또는 크래들과 에어로졸 생성 장치가 결합된 상태에서 히터가 가열될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 개시는 앞서 설명된 다양한 실시 예들의 에어로졸 생성 장치들에서 구현 가능한 형태로 실시되거나 또는 여러 가지 상이한 형태로 구현되어 실시될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 제한되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 프로세서(110), 히터(120) 및 온도 센서(130)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소들이 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 다른 구성 요소가 추가되거나, 적어도 하나의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
일 실시 예에서, 히터(120)는 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열할 수 있다. 예를 들어, 히터(120)는 프로세서(110)를 통해 전력이 공급됨에 따라 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열할 수 있다. 상기 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부는 에어로졸 생성 물질 및 담배 물질 중 적어도 하나를 포함하는 담배 로드를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터(120)는 예열 구간 및 가열 구간에 대응하는 온도 프로파일에 따라 프로세서(110)를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 히터(120)는 예열 구간에 대응하는 예열 온도 프로파일에 따라 프로세서(110)를 통해 전력을 공급받을 수 있고, 상기 예열 온도 프로파일은 온도 상승 구간, 온도 유지 구간 및 온도 하강 구간을 포함할 수 있다. 예열 온도 프로파일에 대한 구체적인 설명은 후술하고자 한다.
일 실시 예에서, 온도 센서(130)는 히터(120)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(130)는 히터(120)와 접촉한 상태로 온도를 측정하는 접촉식 온도 센서이거나, 히터(120)와 접촉하지 않은 상태로 온도를 측정하는 비접촉식 온도 센서일 수 있다. 접촉식 온도 센서는, 써모커플(thermocouple), RTD(resistance temperature detector), 써미스터(thermistor) 또는 온도 라벨일 수 있고, 비접촉식 온도 센서는, 적외선 온도 센서일 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(110)는 사용자의 흡연 동작을 검출할 수 있다. 이때, 본 개시에서 '사용자의 흡연 동작'은 1개의 에어로졸 생성 물품에 대해 기 설정된 퍼프 수(예: 14회)만큼 사용자가 일련의 퍼프를 수행하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 온도 센서(130)를 통해 측정된 히터(120)의 온도에 기초하여 사용자의 연속 흡연 동작을 검출할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 시간에 기초하여 사용자의 연속 흡연 동작을 검출할 수도 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 사용자의 흡연 동작에 따라 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 사용자의 흡연 동작이 최초 흡연 동작인지 상기 최초 흡연 동작에 이어지는 연속 흡연 동작인지 여부를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하고자 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 프로파일에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(예: 도 1의 에어로졸 생성 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 동작 201에서, 제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 히터(예: 도 1의 히터(120))에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 본 개시에서 '제1 흡연 동작'은 에어로졸 생성 장치(100)의 전원이 온(on) 상태로 전환된 후, 최초로 삽입된 제1 에어로졸 생성 물품에 대해 기 설정된 퍼프 수만큼 일련의 퍼프가 수행되는 것을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 온도 프로파일은 기 설정된 예열 시간 동안에 상기 최초로 삽입된 제1 에어로졸 생성 물품을 예열하기 위한 예열 온도 프로파일을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 온도 프로파일은 상기 최초로 삽입된 제1 에어로졸 생성 물품을 예열하기 위하여, 제1 온도 상승 구간(S1H), 제1 온도 유지 구간(S1M) 및 제1 온도 하강 구간(S1L)을 포함할 수 있다. 기 설정된 예열 시간이 약 37초인 경우에, 제1 온도 프로파일은 약 19초의 제1 온도 상승 구간(S1H), 약 11초의 제1 온도 유지 구간(S1M) 및 약 7초의 제1 온도 하강 구간(S1L)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 흡연 동작의 개시가 검출되는 경우, 프로세서(110)는 히터(120)가 제1 온도 프로파일에 따라 예열되도록 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 별도의 사용자 입력(예: 물리적인 버튼 입력, 음성 입력, 터치 입력 등)을 수신하거나, 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지함에 따라 제1 흡연 동작의 개시를 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(110)는 동작 203에서 히터(120)의 온도에 기초하여 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출할 수 있다. 본 개시에서 '제2 흡연 동작'은 제1 흡연 동작이 종료됨에 따라 제1 에어로졸 생성 물품이 제거된 직후에 제2 에어로졸 생성 물품이 삽입되고, 상기 제2 에어로졸 생성 물품에 대해 기 설정된 퍼프 수만큼 일련의 퍼프가 수행되는 것을 의미할 수 있다. 이때, 제2 에어로졸 생성 물품은 제1 에어로졸 생성 물품과 구별되는 별도의 물품(article)(예: 궐련)을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 제1 흡연 동작의 종료가 검출된 이후에 추가적인 흡연 동작의 개시를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 별도의 사용자 입력을 수신하거나, 에어로졸 생성 물품의 제거를 감지함에 따라 제1 흡연 동작의 종료를 검출할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 상기 제1 흡연 동작의 종료를 검출한 이후에, 별도의 사용자 입력을 수신하거나 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지함에 따라 추가적인 흡연 동작의 개시를 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 온도 센서(예: 도 1의 온도 센서(130))에 의해 측정된 히터(120)의 온도에 기초하여 제2 흡연 동작을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 흡연 동작의 종료를 검출한 이후에 추가적인 흡연 동작의 개시가 검출된 경우, 프로세서(110)는 온도 센서(130)에 의해 측정된 히터(120)의 온도를 검출할 수 있다. 검출된 히터(120)의 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에, 프로세서(110)는 상기 추가적인 흡연 동작을 제2 흡연 동작으로 검출할 수 있다. 이때, 상기 기 설정된 온도는 약 80℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에 따르면, 제2 흡연 동작이 검출된 경우, 프로세서(110)는 동작 205에서 제2 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 온도 프로파일은 기 설정된 예열 시간 동안에 상기 제2 에어로졸 생성 물품을 예열하기 위한 예열 온도 프로파일을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제2 온도 프로파일은 상기 제2 에어로졸 생성 물품을 예열하기 위하여, 제2 온도 상승 구간(S2H), 제2 온도 유지 구간(S2M) 및 제2 온도 하강 구간(S2L)을 포함할 수 있다. 기 설정된 예열 시간이 약 37초인 경우에, 제2 온도 프로파일은 약 17초의 제2 온도 상승 구간(S2H), 약 9초의 제2 온도 유지 구간(S2M) 및 약 11초의 제2 온도 하강 구간(S2L)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 온도 프로파일은 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응하는 시간을 수정한 온도 프로파일일 수 있다. 예를 들어, 제2 온도 프로파일의 제2 온도 하강 구간(S2L)에 대응하는 시간은 제1 온도 프로파일의 제1 온도 하강 구간(S1L)에 대응하는 시간보다 길 수 있다. 이때, 제2 온도 프로파일의 제2 온도 상승 구간(S2H) 및 제2 온도 유지 구간(S2M)에 대응하는 시간은 제1 온도 프로파일의 제1 온도 상승 구간(S1H) 및 제1 온도 유지 구간(S1M)에 대응하는 시간보다 짧을 수 있다. 즉, 기 설정된 예열 시간에 대하여 제1 온도 프로파일과 비교하였을 때, 제2 온도 프로파일은 온도 상승 구간 및 온도 유지 구간에 대응하는 시간이 짧게 설정됨에 따라 상대적으로 온도 하강 구간에 대응하는 시간이 길게 설정될 수 있다.
본 개시에서 제1 흡연 동작 이후 연속 흡연 동작에 해당하는 제2 흡연 동작에 대하여, 온도 하강 구간에 대응하는 시간이 실질적으로 길게 설정된 제2 온도 프로파일에 기초하여 예열함으로써 히터(120)의 온도는 목표 예열 온도에 도달한 이후에 실질적으로 천천히 감소할 수 있다. 히터(120)의 온도가 목표 예열 온도에 도달한 이후에 실질적으로 천천히 감소함에 따라, 에어로졸 생성 물품의 열감이 완화될 수 있고, 연속으로 흡연함에 따라 발생하는 고온의 에어로졸로 인한 사용자의 불편함을 방지할 수 있다. 또한, 제2 흡연 동작에 대하여 온도 하강 구간에 대응하는 시간이 실질적으로 길어짐에 따라서, 사용자가 연속으로 흡연을 하는 경우에 히터(120)의 전류 소모가 감소할 수 있다.
도 3a는 제1 흡연 동작에 대한 제1 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3a의 설명에 있어서, 전술한 내용과 대응되거나 동일 또는 유사한 내용은 생략될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 제1 흡연 동작(300)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 별도의 사용자 입력(예: 물리적인 버튼 입력, 음성 입력, 터치 입력 등)을 수신하거나 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지하면, 기 설정된 조건(예: 온도 조건, 시간 조건)에 기초하여 제1 흡연 동작(300)을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 온도 센서(예: 도 1의 온도 센서(130))에 의해 측정된 온도에 기초하여 제1 흡연 동작(300)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 소정의 흡연 동작의 개시가 검출된 경우, 프로세서(110)는 온도 센서(130)에 의해 측정된 히터(120)의 온도를 검출할 수 있다. 검출된 히터(120)의 온도가 기 설정된 온도(315) 미만인 경우에, 프로세서(110)는 상기 소정의 흡연 동작을 제1 흡연 동작(300)으로 검출할 수 있다.
다른 실시 예에서, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 시간에 기초하여 제1 흡연 동작(300)을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 소정의 흡연 동작의 개시가 검출된 경우, 프로세서(110)는 타이머를 통해 에어로졸 생성 장치(예: 도 1의 에어로졸 생성 장치(100))의 전원이 온(on) 상태로 전환된 후에 경과 시간을 검출할 수 있다. 검출된 경과 시간이 기 설정된 시간(예: 1분) 이내인 경우에, 프로세서(110)는 상기 소정의 흡연 동작을 제1 흡연 동작으로 검출할 수 있다. 검출된 경과 시간이 기 설정된 시간을 초과하는 경우에, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전원을 오프(off) 상태로 전환하도록 배터리(미도시)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 흡연 동작(300)이 검출된 이후, 프로세서(110)는 기 설정된 예열 시간(305) 동안에 제1 온도 프로파일에 기초하여 제1 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 동작을 수행할 수 있다. 제1 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성 장치(100)의 전원이 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 전환된 후에 최초로 삽입된 에어로졸 생성 물품을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 온도 프로파일은 제1 온도 상승 구간(310), 제1 온도 유지 구간(312) 및 제1 온도 하강 구간(314)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 온도 상승 구간(310)은 히터(예: 도 1의 히터(120))의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 상승하는 구간을 의미할 수 있다. 제1 흡연 동작(300)이 검출된 이후, 프로세서(110)는 제1 온도 상승 구간(310)에서 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 상승하도록 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다. 이때, 제1 예열 온도(320)는 약 275℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 온도 유지 구간(312)은 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)로 유지되는 구간을 의미할 수 있다. 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)에 도달한 이후, 프로세서(110)는 제1 온도 유지 구간(312)에서 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)로 유지되도록 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다.
예를 들어, 제1 온도 하강 구간(314)은 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)에서 제2 예열 온도(325)로 하강하는 구간을 의미할 수 있다. 히터(120)의 온도가 기 설정된 유지 시간만큼 제1 예열 온도(320)로 유지된 이후, 프로세서(110)는 제1 온도 하강 구간(314)에서 히터(120)의 온도가 제2 예열 온도(325)로 하강하도록 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다. 이때, 제2 예열 온도(325)는 약 260℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 PID(proportional-integral-differential) 제어 방식으로 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 히터(120)가 설정된 온도 프로파일에 대응하는 온도를 갖도록, PID 제어 방식으로 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 흡연 동작(300)이 검출된 경우, 프로세서(110)는 제1 온도 프로파일에 따라 제1 온도 상승 구간(310)에 대응하는 시간 동안에 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 도달하도록, P 제어에 대한 파라미터(Kp), I 제어에 대한 파라미터(Ki) 및 D 제어에 대한 파라미터(Kd)를 조정하여 전력을 공급할 수 있다.
도 3b는 제2 흡연 동작에 대한 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3b의 설명에 있어서, 전술한 내용과 대응되거나 동일 또는 유사한 내용은 생략될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 별도의 사용자 입력(예: 물리적인 버튼 입력, 음성 입력, 터치 입력 등)을 수신하거나 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지하면, 기 설정된 조건(예: 온도 조건, 시간 조건)에 기초하여 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 온도 센서(예: 도 1의 온도 센서(130))에 의해 측정된 온도에 기초하여 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 소정의 흡연 동작의 개시가 검출된 경우, 프로세서(110)는 온도 센서(130)에 의해 측정된 히터(120)의 온도를 검출할 수 있다. 검출된 히터(120)의 온도가 기 설정된 온도(315) 이상인 경우에, 프로세서(110)는 상기 소정의 흡연 동작을 제2 흡연 동작(330)으로 검출할 수 있다.
다른 실시 예에서, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 시간에 기초하여 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수도 있다. 다만, 이에 대한 구체적인 설명은 도 7에서 후술하고자 한다.
일 실시 예에서, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 이후, 프로세서(110)는 기 설정된 예열 시간(305) 동안에 제2 온도 프로파일에 기초하여 제2 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 동작을 수행할 수 있다. 제2 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성 장치(100)로부터 제1 에어로졸 생성 물품이 제거된 직후에 새로 삽입된 에어로졸 생성 물품을 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 3a의 제1 온도 프로파일과 도 3b의 제2 온도 프로파일은 기 설정된 예열 시간(305)이 동일하게 설정될 수 있다
일 실시 예에서, 제2 온도 프로파일은 제2 온도 상승 구간(340), 제2 온도 유지 구간(342) 및 제2 온도 하강 구간(344)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 온도 상승 구간(340)은 히터(예: 도 1의 히터(120))의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 상승하는 구간을 의미할 수 있다. 제2 흡연 동작(330)이 검출된 이후, 프로세서(110)는 제2 온도 상승 구간(340)에서 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 상승하도록 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다. 이때, 제1 예열 온도(320)는 약 275℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시 예에서, 제2 온도 상승 구간(340)은 소정의 지연 시간(350)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 이후, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 소정의 지연 시간(350)(예: 2초)이 경과한 것을 검출하고 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다.
본 개시에서 제2 온도 프로파일의 제2 온도 상승 구간(340)이 소정의 지연 시간(350)을 포함함에 따라 PID 제어 방식의 P 제어에 대한 파라미터(Kp)가 실질적으로 높게 조정될 수 있다. P 제어에 대한 파라미터(Kp)가 실질적으로 높게 조정됨에 따라, 프로세서(110)는 히터(120)의 온도가 목표 온도(예: 제1 예열 온도(320))에 도달하도록 충분한 제어량을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 소정의 지연 시간(350)은 제2 흡연 동작(330)이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도가 높을수록 소정의 지연 시간(350)은 길어지고, 히터(120)의 온도가 낮을수록 소정의 지연 시간(350)은 짧아지도록 설정될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하고자 한다.
도 4는 일 실시 예에 따른 히터의 온도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4의 설명에 있어서, 전술한 내용과 대응되거나 동일 또는 유사한 내용은 생략될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 이후, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 기 설정된 예열 시간(예: 도 3b의 기 설정된 예열 시간(305)) 동안에 제2 온도 프로파일에 기초하여 제2 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 제2 온도 상승 구간(340)에서 히터(120)의 온도가 제1 예열 온도(320)까지 상승하도록 히터(120)에 대해 전력을 공급할 수 있다. 이때, 제2 온도 상승 구간(340)은 소정의 지연 시간을 포함할 수 있으며, 소정의 지연 시간은 제2 흡연 동작(330)이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 시점에 히터(120)의 온도가 제1 온도(400)인 경우에, 제2 온도 상승 구간(340)은 제1 지연 시간(420)만큼의 지연 시간을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 흡연 동작(330)이 검출된 시점에 히터(120)의 온도가 제1 온도(400)보다 높은 제2 온도(410)인 경우에, 제2 온도 상승 구간(340)은 제1 지연 시간(420)보다 긴 제2 지연 시간(422)만큼의 지연 시간을 포함할 수 있다. 이때, 제1 온도(400) 및 제2 온도(410)는 도 3a 및 도 3b의 기 설정된 온도(315) 이상일 수 있다.
본 개시에서 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도에 따라 제2 온도 상승 구간(340)이 서로 다른 지연 시간을 포함함에 따라 PID 제어 방식의 P 제어에 대한 파라미터(Kp)가 유동적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도가 비교적 낮은 제1 온도(400)인 경우에, 프로세서(110)는 제1 온도(400) 및 제1 예열 온도(320)의 온도 차이만큼 히터(120)의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 따라서, 프로세서(110)는 히터(120)의 온도를 제1 온도(400) 및 제1 예열 온도(320)의 온도 차이만큼 상승시키기 위하여, P 제어에 대한 파라미터(Kp1)를 비교적 낮게 조정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도가 비교적 높은 제2 온도(410)인 경우에, 프로세서(110)는 제2 온도(410) 및 제1 예열 온도(320)의 온도 차이만큼 히터(120)의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 따라서, 프로세서(110)는 히터(120)의 온도를 제2 온도(410) 및 제1 예열 온도(320)의 온도 차이만큼 상승시키기 위하여, P 제어에 대한 파라미터(Kp2)를 비교적 높게 조정할 수 있다. 즉, 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 히터(120)의 온도에 따라 P 제어에 대한 파라미터(Kp1, Kp2)를 상이하게 조정함에 따라서, 제2 온도 상승 구간(340)에서 히터(120)의 온도가 상승하는 기울기가 실질적으로 동일하게 조정될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 온도 상승 속도에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 흐름도이다. 도 5는 도 3b의 제2 온도 상승 구간(340)에서 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 구체적인 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(예: 도 1의 에어로졸 생성 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 동작 501에서, 히터(예: 도 1의 히터(120))의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(예: 도 3b의 제1 예열 온도(320))에 도달하는지 여부를 검출할 수 있다. 본 개시에서 '기 설정된 시간'은 담배 로드의 수분량이 기준 수분량(예: 담배 로드의 중량 대비 약 15wt%의 수분량)을 포함하는 에어로졸 생성 물품이 제1 예열 온도(320)에 도달하는 데 걸리는 시간을 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하는 경우, 프로세서(110)는 동작 503에서 제1 예열 온도(320)로 유지되도록 히터(120)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하면, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품을 일반적인 상태의 에어로졸 생성 물품으로 판단할 수 있다. '일반적인 상태'는 에어로졸 생성 물품의 담배 로드(예: 에어로졸 생성 물질 및/또는 담배 물질을 포함하는 부분)가 기준 수분량(예: 약 15wt%) 미만의 수분량을 포함하는 상태를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하면, 프로세서(110)는 제2 온도 유지 구간(예: 도 3b의 제2 온도 유지 구간(342))에 진입하도록 히터(120)에 전력을 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하지 않는 경우, 프로세서(110)는 동작 505에서 히터(120)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다. 예를 들어, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하지 않으면, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품을 과습 상태의 에어로졸 생성 물품으로 판단할 수 있다. '과습 상태'는 에어로졸 생성 물품의 담배 로드가 기준 수분량 이상의 수분량을 포함하는 상태를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하지 않으면, 프로세서(110)는 제2 온도 유지 구간(342)에 진입하지 않도록 히터(120)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 온도 상승 속도에 대응하는 제2 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 6의 설명에 있어서, 전술한 내용과 대응되거나 동일 또는 유사한 내용은 생략될 수 있다.
도 6을 참조하면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 별도의 사용자 입력(예: 물리적인 버튼 입력, 음성 입력, 터치 입력 등)을 수신하거나 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지하면, 기 설정된 조건(예: 온도 조건, 시간 조건)에 기초하여 제2 흡연 동작(330)을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 히터(예: 도 1의 히터(120))의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하는지 여부를 검출할 수 있다. 이때, '기 설정된 시간'은 제2 온도 상승 구간(340)에 대응하는 시간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 온도 센서(예: 도 1의 온도 센서(130)) 및 타이머(미도시)에 기초하여 히터(120)의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도(320)에 도달하는지 여부를 검출할 수 있다. 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 제2 온도 상승 구간(340)에 대응하는 시간이 경과하였는지 여부를 검출하고, 제2 온도 상승 구간(340)에 대응하는 시간이 경과하면 온도 센서(130)를 통해 히터(120)의 온도를 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 온도 상승 구간(340)에 대응하는 시간 내에 제1 예열 온도(320)에 도달한 경우에, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(예: 도 1의 에어로졸 생성 장치(100))에 삽입된 에어로졸 생성 물품을 일반적인 상태의 에어로졸 생성 물품으로 판단하고, 온도 프로파일(650)에 기초하여 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 온도 프로파일(650)에 기초하여 제2 온도 유지 구간(342)에 진입하도록 히터(120)에 전력을 공급할 수 있다.
다른 실시 예에서, 제2 온도 상승 구간(340)에 대응하는 시간 내에 제1 예열 온도(320)에 도달하지 않은 경우에, 프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품을 과습 상태의 에어로졸 생성 물품으로 판단하고, 온도 프로파일(655)에 기초하여 히터(120)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 온도 프로파일(650)에 기초하여 제2 온도 유지 구간(342)에 진입하지 않도록 히터(120)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치가 제2 흡연 동작을 검출하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(110))는 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출할 수 있다. 본 개시에서 '제1 흡연 동작의 종료'는 제1 에어로졸 생성 물품에 대해 기 설정된 퍼프 수만큼 일련의 퍼프가 수행된 뒤에, 제1 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 장치(예: 도 1의 에어로졸 생성 장치(100))로부터 제거되는 것을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 온도 센서(예: 도 1의 온도 센서(130))를 통해 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 가열되던 제1 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 장치(100)로부터 제거됨에 따라, 히터(예: 도 1의 히터(120))의 온도는 실질적으로 급격하게 증가할 수 있다. 프로세서(110)는 히터(120)의 온도 변화의 기울기에 기초하여 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 프로세서(110)는 다양한 센서를 통해 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 통해 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출한 이후, 제2 흡연 동작의 개시(710)를 검출할 수 있다. 본 개시에서 '제2 흡연 동작의 개시'는 제1 에어로졸 생성 물품이 제거된 뒤에, 제2 에어로졸 생성 물품이 연속적으로 삽입되어 예열 동작이 수행되는 것을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 시간에 기초하여 제2 흡연 동작을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 흡연 동작의 종료(700)를 검출한 이후에 추가적인 흡연 동작의 개시가 검출된 경우, 프로세서(110)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 경과 시간을 검출할 수 있다. 상기 경과 시간은 제1 흡연 동작의 종료(700)가 검출된 시점으로부터 추가적인 흡연 동작의 개시가 검출된 시점까지의 시간을 의미할 수 있다. 검출된 경과 시간이 기 설정된 소정 시간(720) 이내인 경우에, 프로세서(110)는 상기 추가적인 흡연 동작을 제2 흡연 동작으로 검출할 수 있다. 이때, 상기 기 설정된 소정 시간(720)은 약 30초일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(800)는 제어부(810), 센싱부(820), 출력부(830), 배터리(840), 히터(850), 사용자 입력부(860), 메모리(870) 및 통신부(880)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(800)의 내부 구조는 도 8에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(800)의 설계에 따라, 도 8에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
센싱부(820)는 에어로졸 생성 장치(800)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(800) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(810)에 전달할 수 있다. 제어부(810)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(850)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품(예: 궐련, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(800)를 제어할 수 있다.
센싱부(820)는 온도 센서(822), 삽입 감지 센서(824) 및 퍼프 센서(826) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(822)는 히터(850)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(800)는 히터(850)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(850) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(822)는 배터리(840)의 온도를 모니터링하도록 배터리(840)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.
삽입 감지 센서(824)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(824)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 물품이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(826)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(826)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
센싱부(820)는 전술한 센서(822 내지 826) 외에, 온/습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(830)는 에어로졸 생성 장치(800)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(830)는 디스플레이부(832), 햅틱부(834) 및 음향 출력부(836) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(832)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(832)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(832)는 에어로졸 생성 장치(800)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(800)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(800)의 배터리(840)의 충/방전 상태, 히터(850)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(800)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(832)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(832)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(832)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(834)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(800)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(834)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(836)는 에어로졸 생성 장치(800)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(836)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리(840)는 에어로졸 생성 장치(800)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(840)는 히터(850)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(840)는 에어로졸 생성 장치(800) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(820), 출력부(830), 사용자 입력부(860), 메모리(870) 및 통신부(880))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(840)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(840)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(850)는 배터리(840)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 8에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(800)는 배터리(840)의 전력을 변환하여 히터(850)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(800)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(800)는 배터리(840)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(810)는 에어로졸 생성 물품에 대한 예열 온도 프로파일에 기초하여 히터(850)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 최초 흡연에 해당하는 제1 흡연 동작이 검출되면, 제어부(810)는 제1 온도 프로파일에 기초하여 히터(850)에 대해 전력을 공급할 수 있다. 다른 예를 들어, 연속 흡연에 해당하는 제2 흡연 동작이 검출되면, 제어부(810)는 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 기초하여 히터(850)에 대해 전력을 공급할 수 있다.
제어부(810), 센싱부(820), 출력부(830), 사용자 입력부(860), 메모리(870) 및 통신부(880)는 배터리(840)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 8에 도시되지는 않았으나, 배터리(840)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(850)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(850)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시 예에서, 히터(850)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(850)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(860)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(860)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 8에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(800)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(840)를 충전할 수 있다.
메모리(870)는 에어로졸 생성 장치(800) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(810)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(870)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(870)는 에어로졸 생성 장치(800)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
통신부(880)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(880)는 근거리 통신부(882) 및 무선 통신부(884)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(882)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부(884)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(884)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(800)를 확인 및 인증할 수도 있다.
제어부(810)는 에어로졸 생성 장치(800)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(810)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(810)는 배터리(840)의 전력을 히터(850)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(850)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(810)는 배터리(840)와 히터(850) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(810)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(850)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
제어부(810)는 센싱부(820)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(810)는 센싱부(820)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(850)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(850)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(810)는 센싱부(820)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(850)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(850)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
제어부(810)는 센싱부(820)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(830)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(826)를 통해 카운트 된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(810)는 디스플레이부(832), 햅틱부(834) 및 음향 출력부(836) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(800)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다.
일 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
상술한 실시 예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (15)
- 에어로졸 생성 장치에 있어서,
에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터;
상기 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 온도 센서를 통해 측정된 상기 히터의 온도에 기초하여 상기 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출하고,
상기 제2 흡연 동작이 검출된 경우, 상기 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간은 상기 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간보다 긴, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 온도 프로파일 및 상기 제2 온도 프로파일은 기 설정된 예열 시간에 대한 예열 온도 프로파일인, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 온도 센서를 통해 측정된 상기 히터의 온도가 기 설정된 온도 이상인지 여부를 검출하고,
상기 히터의 온도가 상기 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 제2 흡연 동작을 검출하는, 에어로졸 생성 장치. - 제4항에 있어서,
상기 기 설정된 온도는 80℃인, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 온도 프로파일은,
소정의 지연 시간이 경과한 후 상기 히터의 온도가 제1 시간 동안에 제1 예열 온도까지 상승하는 온도 상승 구간, 제2 시간 동안 상기 히터의 온도가 상기 제1 예열 온도로 유지되는 온도 유지 구간, 및 상기 히터의 온도가 제3 시간 동안에 제2 예열 온도까지 하강하는 온도 하강 구간을 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 프로세서는,
PID(proportional-integral-differential) 제어 방식으로 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하고,
상기 소정의 지연 시간은 상기 PID 제어 방식의 P제어에 대한 파라미터(Kp)를 조정하기 위해 설정되는, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제3 시간은, 상기 소정의 지연 시간, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 합한 시간과 기 설정된 예열 시간의 차(difference)인, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 지연 시간은 상기 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 상기 히터의 온도에 기초하여 설정되는, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 상기 히터의 온도가 제1 온도인 경우에, 상기 지연 시간은 제1 지연 시간으로 설정되고,
상기 제2 흡연 동작이 검출된 시점에서의 상기 히터의 온도가 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도인 경우에, 상기 지연 시간은 상기 제1 지연 시간보다 긴 제2 지연 시간으로 설정되는, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 히터의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도에 도달하는지 여부에 기초하여 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 히터의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도에 도달하는지 여부를 검출하고,
상기 기 설정된 시간 이내에 상기 제1 예열 온도에 도달하는 경우, 상기 히터의 온도가 상기 제1 예열 온도로 유지되도록 상기 히터에 전력을 공급하고, 상기 기 설정된 시간 이내에 상기 제1 예열 온도에 도달하지 않은 경우, 상기 히터에 대한 전력 공급을 차단하는, 에어로졸 생성 장치. - 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 있어서,
제1 흡연 동작에 대해 제1 온도 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계;
온도 센서를 통해 측정된 상기 히터의 온도에 기초하여 상기 제1 흡연 동작 이후 제2 흡연 동작을 검출하는 단계; 및
상기 제2 흡연 동작이 검출된 경우, 상기 제1 온도 프로파일의 온도 하강 구간에 대응되는 시간을 수정한 제2 온도 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계를 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제2 흡연 동작을 검출하는 단계는:
상기 온도 센서를 통해 측정된 상기 히터의 온도가 기 설정된 온도 이상인지 여부를 검출하는 단계; 및
상기 히터의 온도가 상기 기 설정된 온도 이상인 경우, 상기 제2 흡연 동작을 검출하는 단계를 포함하는, 방법 - 제13항에 있어서,
상기 히터의 온도가 기 설정된 시간 이내에 제1 예열 온도에 도달하는지 여부를 검출하는 단계; 및
상기 기 설정된 시간 이내에 상기 제1 예열 온도에 도달하는 경우, 상기 히터의 온도가 상기 제1 예열 온도로 유지되도록 상기 히터에 전력을 공급하고, 상기 기 설정된 시간 이내에 상기 제1 예열 온도에 도달하지 않은 경우, 상기 히터에 대한 전력 공급을 차단하는 단계를 포함하는, 방법
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