WO2023249202A1 - 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스 - Google Patents

정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스 Download PDF

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WO2023249202A1
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WO
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touch sensor
aerosol
generating device
control unit
puff
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배형진
고원영
손기호
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주식회사 케이티앤지
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    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors

Definitions

  • the embodiments below relate to an aerosol generating device using capacitive touch sensing.
  • the purpose of the embodiment is to provide an aerosol generating device using capacitive touch sensing that allows a smoker to control the amount of atomization.
  • An aerosol generating device using capacitive touch sensing includes a housing, an aerosol outlet provided inside the housing and one side of which is exposed to the outside, a cartridge provided inside the housing and storing an aerosol-forming substrate, and an aerosol outlet provided inside the cartridge. It is provided and includes a heater that heats the cartridge to generate an aerosol, a control unit that controls the operation of the heater, and a touch sensor provided on an outer peripheral surface of the housing, wherein the touch sensor transmits contact area information to the control unit, The control unit may adjust the power value applied to the heater based on the contact area information.
  • the touch sensor may be configured as a capacitance sensor.
  • the capacitance of the touch sensor increases as the contact area increases, and the control unit can calculate the amount of change in capacitance and apply a power value to the heater.
  • it may further include a puff sensor that detects the intensity of the puff and transmits it to the control unit.
  • control unit further includes a memory, and the memory can store the current value at the time of the previous puff.
  • control unit generates a compensation current value by comparing contact area information from the touch sensor during the previous puff with contact area information from the touch sensor during the current puff, and generates the compensation current value. can be added or subtracted from the current value at the time of the previous puff.
  • P nPuff is the power value at the time of the current puff
  • V BAT is the voltage value applied from the battery
  • I (n-1Puff) is the current value at the previous puff, may be a compensation current value.
  • the touch sensor may be provided on at least one outer peripheral surface of the housing.
  • the housing includes an end surface provided with the aerosol outlet, a first side perpendicular to the aerosol outlet, and a second side perpendicular to the aerosol outlet and opposite to the first side;
  • the touch sensor may include a first touch sensor disposed on the first side, and a second touch sensor disposed on the second side.
  • the aerosol generating device using capacitive touch sensing is provided with a touch sensor, so that the smoker can easily adjust the amount of atomization by changing the contact area of the touch sensor.
  • Figure 1 is a diagram showing a cross section of an aerosol generating device using capacitive touch sensing according to an embodiment.
  • Figure 2 is a block diagram of an aerosol generating device using capacitive touch sensing according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the cartridge of FIG. 1 according to one embodiment.
  • Figure 4 is a diagram showing a touch sensor provided in a housing according to one embodiment.
  • Figure 5 is a diagram for explaining the principle of a touch sensor according to an embodiment.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term.
  • a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an aerosol-generating device using capacitive touch sensing according to an embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of an aerosol-generating device using capacitive touch sensing according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the cartridge of FIG. 1 according to an embodiment
  • FIG. 4 is a view showing a touch sensor provided in a housing according to an embodiment
  • FIG. 5 is a view showing a touch sensor according to an embodiment. This is a drawing to explain the principle.
  • an aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing includes a housing 10, an aerosol outlet 30, a cartridge 20, a heater 40, and a control unit 50. , and a touch sensor 60.
  • the housing 10 forms the exterior of the aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing.
  • the housing 10 has a battery (B) mounted in its internal space, and although not shown in the drawing, a circuit board (not shown) on which an electronic chip (not shown) is mounted may be mounted, and the front end may be mounted according to the suction operation.
  • a light emitting diode (not shown) that lights up, or a display unit (not shown) that displays suction information may be installed.
  • the battery (not shown) may be a rechargeable polymer lithium battery or lithium ion battery.
  • the aerosol outlet 30 is provided inside the housing 10, and one side is exposed to the outside.
  • the other side of the aerosol outlet 30 is connected to the cartridge 20, which will be described later, so that the aerosol A generated from the cartridge 20 can be discharged to the outside.
  • the aerosol outlet 30 may have a straw shape protruding from one side of the cartridge 20, but is not necessarily limited thereto.
  • it may include openings in the form of a gourd, a cylinder, or a hole. Additionally, the opening may be made of various materials such as plastic synthetic resin, stainless steel, glass, Teflon, and rubber.
  • the cartridge 20 is provided inside the housing 10 and stores an aerosol-forming substrate (L).
  • the aerosol-forming substrate (L) may refer to a material that can form an aerosol (A). Aerosol (A) may contain volatile compounds.
  • the aerosol-forming substrate (L) may be solid or liquid.
  • the solid aerosol-forming substrate (L) may include solid materials based on tobacco raw materials such as leaf tobacco, cut tobacco, and reconstituted tobacco
  • the liquid aerosol-forming substrate (L) may include nicotine, tobacco extract, and /or may contain liquid composition substances based on various flavoring agents.
  • the scope of this embodiment is not limited thereto.
  • the heater 40 is disposed inside the cartridge 20 and heats the cartridge 20 to generate an aerosol (A).
  • the heater 40 may include a wick 41 and a heating coil 42.
  • the wick 41 may include at least one of cotton fiber, ceramic fiber, glass fiber, and porous ceramic, or a compound thereof, but is not limited thereto.
  • the heating coil 42 may be arranged in a form that winds the wick 41, and is connected to a control unit 50, which will be described later, to generate heat, thereby heating the wick 41 and using the heated wick 41.
  • An aerosol (A) may be generated from the aerosol-forming substrate (L) stored inside the cartridge 20.
  • the control unit 50 controls the operation of the heater 40. Additionally, the control unit 50 can control the overall operation of the aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing.
  • the control unit 50 may include at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory 51 storing a program that can be executed on the microprocessor. Additionally, those skilled in the art can understand that this embodiment may be implemented with other types of hardware.
  • the control unit 50 may control the temperature of the heater 40 by controlling the supply of power to the heater 40.
  • the control unit 50 may control power supply by controlling the switching of the switching element between the battery and the heater 40.
  • the heating direct circuit may control power supply to the heater 40 according to a control command from the control unit 50.
  • the touch sensor 60 is provided on the outer peripheral surface of the housing 10.
  • the touch sensor 60 may be provided on at least one outer peripheral surface of the housing 10.
  • the housing 10 has an end surface 11 provided with an aerosol outlet 30, a first side 12 perpendicular to the aerosol outlet 30, and a first side 12 perpendicular to the aerosol outlet 30. It includes a second side 13 on the opposite side of the first side 12, and the touch sensor 60 includes a first touch sensor 61 disposed on the first side 12, and a second side 13. It may include a second touch sensor 62 disposed in .
  • the touch sensor 60 may be configured as a capacitance sensor.
  • a capacitance sensor is a sensor that operates by detecting changes in capacitance/capacitance that occur when a body or a specific object touches it.
  • the touch sensor 60 When the touch sensor 60 is not in contact with a body or a specific object, it has a predetermined capacitance/capacitance value, and when it is in contact with a body or a specific object, it has the same effect as if the touch sensors 60 were connected in parallel. can be paid. That is, when the body or a specific object touches the touch sensor 60, the capacitance/capacitance value can increase and the change in capacitance/capacitance can be transmitted to the control unit.
  • the touch sensor 60 increases the capacitance as the contact area increases, and the control unit 50 calculates the amount of change in capacitance and applies a power value to the heater 40.
  • the touch sensor 60 transmits contact area information to the control unit 50, and the control unit 50 adjusts the power value applied to the heater 40 based on the contact area information.
  • the aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing may further include a puff sensor 70.
  • puff refers to the user's inhalation
  • inhalation refers to the situation of pulling the puff into the user's oral cavity, nasal cavity, or lungs through the user's mouth or nose.
  • the puff sensor 70 detects the intensity of the puff and transmits it to the control unit 50.
  • the puff sensor 70 can detect the user's puff based on various physical changes in the airflow passage or airflow channel.
  • the puff sensor 70 may detect the user's puff based on any one of temperature change, flow change, voltage change, and pressure change.
  • the puff sensor 70 may be provided at the aerosol outlet 30 to detect a puff, but is not necessarily limited thereto.
  • control unit 50 further includes a memory 51, and the memory 51 may store the current value at the time of the previous puff.
  • the memory 51 is hardware that stores various data processed within the aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing, and can store data processed by the control unit 50 and data to be processed.
  • the memory 51 may be a flash memory 51 type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory 51 (for example, SD or XD memory (51, etc.), RAM (random access memory), SRAM (static random access memory), ROM (read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), PROM (programmable read) -only memory), magnetic memory 51, magnetic disk, and optical disk may include at least one type of storage medium.
  • the memory 51 stores the current value applied from the control unit 50 to the heater 40 during the previous puff, thereby generating reference information for determining the current value during the subsequent puff. You can.
  • the memory 51 may store the operation time of the aerosol generating device 1 using capacitive touch sensing, the maximum number of puffs, the current number of puffs, at least one temperature profile, and data on the user's smoking pattern. .
  • control unit 50 compares the contact area information from the touch sensor 60 during the previous puff with the contact area information from the touch sensor 60 during the current puff, generates a compensation current value, and compensates.
  • the current value can be added or subtracted from the current value during the previous puff. That is, the control unit 50 adds or subtracts the amount of change in contact area information from the touch sensor 60 to the current value applied from the control unit 50 to the heater 40 at the time of the previous puff stored in the memory 51, ), the amount of aerosol generation can be adjusted depending on the intensity of the user's touch, etc.
  • control unit 50 can adjust the power value applied to the heater 40 according to the equation below.
  • P nPuff is the power value at the time of the current puff
  • V BAT is the voltage value applied from the battery
  • I (n-1Puff) is the current value at the previous puff
  • the control unit 50 stores the current value (I (n-1Puff) ) at the time of the previous puff in the memory 51, contact area information from the touch sensor 60 at the time of the previous puff, and the touch sensor at the time of the current puff.
  • the compensation current value derived by comparing the contact area information from (60) ( ) can be applied to the heater 40 by adding or subtracting from the current value (I (n-1Puff) ) at the time of the previous puff.
  • the compensation current value ( ) is derived, and this can be added to the current value (I (n-1Puff) ) from the previous puff and applied to the heater 40.
  • the power value (P nPuff ) applied to the heater 40 may increase compared to the previous puff, thereby increasing the amount of atomization. That is, the control unit 50 according to one embodiment sets the compensation current value ( ), the power value (P nPuff ) during the current puff can be adjusted and the amount of aerosol generated can be adjusted.
  • an aerosol generating device using capacitive touch sensing is provided with a touch sensor linked to a control unit and can adjust the amount of atomization to suit the user's preference.
  • an aerosol generating device using capacitive touch sensing has the advantage of being easy and simple to operate because the amount of atomization can be adjusted by changing the contact area of the touch sensor.

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Abstract

정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스가 개시된다. 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스는, 하우징, 에어로졸 배출구, 카트리지, 히터, 제어부, 및 터치센서를 포함하고, 상기 터치센서는 접촉 면적 정보를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 접촉 면적 정보에 기반하여 상기 히터에 인가되는 전력 값을 조절할 수 있다.

Description

정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스
아래의 실시예들은 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 장치에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 종래의 가열식 에어로졸 생성 장치는, 흡연자가 더 많은 무화량을 원하더라도 카트리지 윅의 탄화 방지를 위해 발생하는 에어로졸이 일정하거나 증가하는데 한계점이 있었다. 따라서, 에어로졸의 흡연자의 기호에 따라 무화량을 조절할 수 있는 에어로졸 발생 디바이스 개발이 필요하다. 예를 들면, 공개특허공보 제10-2013-0036585호는 에어로졸 흡입 장치를 개시한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
실시예의 목적은, 흡연자가 무화량을 조절 가능한 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스를 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스를 개시한다. 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스는, 하우징, 상기 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 외부로 노출되는 에어로졸 배출구, 상기 하우징 내부에 구비되고, 에어로졸 형성 기재를 저장하는 카트리지, 상기 카트리지의 내부에 구비되고, 상기 카트리지를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터, 상기 히터의 작동을 제어하는 제어부, 및 상기 하우징 외주면에 구비되는 터치센서를 포함하고, 상기 터치센서는 접촉 면적 정보를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 접촉 면적 정보에 기반하여 상기 히터에 인가되는 전력 값을 조절할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 터치센서는 정전용량 센서로 구성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 터치센서는 접촉 면적이 증가하면 정전용량이 증가하고, 상기 제어부는 정전용량 변화량을 연산하여 상기 히터에 전력 값을 인가할 수 있다.
일 측에 따르면, 퍼프의 세기를 감지하여 상기 제어부에 전달하는 퍼프센서를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는 메모리를 더 포함하고, 상기 메모리는, 이전 퍼프 시의 전류 값을 저장할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는, 이전 퍼프 시의 상기 터치센서로부터의 접촉 면적 정보와, 현재 퍼프 시의 상기 터치센서로부터의 접촉 면적 정보를 비교하여, 보상 전류 값을 생성하고, 상기 보상 전류 값을 상기 이전 퍼프 시의 전류 값에 가감할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는 아래의 식에 의해 상기 히터에 인가되는 전력 값을 조절하는, PnPuff=VBAT(I(n-1Puff)+
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000001
) 여기서, PnPuff는 현재 퍼프 시의 전력 값이고, VBAT는 배터리에서 인가되는 전압 값이고, I(n-1Puff)는 이전 퍼프 시의 전류 값이고,
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000002
는 보상 전류 값일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 터치센서는, 상기 하우징의 적어도 하나 이상의 외주면에 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 하우징은, 상기 에어로졸 배출구가 구비된 단부면, 상기 에어로졸 배출구로부터 수직하는 제1측면, 및 상기 에어로졸 배출구로부터 수직하고, 상기 제1측면의 반대 측의 제2측면을 포함하고, 상기 터치센서는, 상기 제1측면에 배치된 제1터치센서, 및 상기 제2측면에 배치된 제2터치센서를 포함할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시예들에 따르면, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스는, 터치센서를 구비함으로써 흡연자가 터치센서의 접촉 면적을 변화시킴으로써 쉽게 무화량을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스의 블록도이다.
도 3 은 일 실시 예에 따른 도 1의 카트리지의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 하우징에 터치센서가 구비되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 터치센서의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도면을 참조하여, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스에 대해 설명한다. 참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스의 단면을 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스의 블록도이고, 도 3 은 일 실시 예에 따른 도 1의 카트리지의 단면을 나타낸 도면이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 하우징에 터치센서가 구비되는 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 터치센서의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1)는, 하우징(10), 에어로졸 배출구(30), 카트리지(20), 히터(40), 제어부(50), 및 터치센서(60)를 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 하우징(10)은, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1)의 외관을 형성한다. 하우징(10)은, 내부 공간에 배터리(B)가 장착되고, 도면에 도시하지는 않지만, 전자칩(미도시)이 장착되는 회로 기판(미도시)이 장착될 수 있고, 선단부에는 흡입 동작에 따라 점등하는 발광 다이오드(미도시), 또는 흡입 정보를 표시하는 디스플레이부(미도시) 등이 장착될 수 있다. 여기서 배터리(미도시)는 재충전이 가능한 폴리머 리튬 전지, 리튬 이온 전지 등이 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 배출구(30)는 하우징(10) 내부에 구비되고, 일 측이 외부로 노출된다. 에어로졸 배출구(30)의 타 측은 후술하는 카트리지(20)와 연결되어, 카트리지(20)로부터 발생하는 에어로졸(A)을 외부로 배출할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 배출구(30)는 카트리지(20)의 일 측으로부터 돌출된 스트로 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이외에도 호리병 형태, 원통 형태, 홀 형태 등의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 개구부의 재료로서 플라스틱 합성 수지, 스테인레스 강, 유리, 테프론, 고무 등의 다양한 재료로 제작될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카트리지(20)는 하우징(10) 내부에 구비되고, 에어로졸 형성 기재(L)를 저장한다. 여기서, 에어로졸 형성 기재(L)는 에어로졸(A)을 형성할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸(A)은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재(L)는 고체 또는 액상일 수 있다. 예를 들면, 고체의 에어로졸 형성 기재(L)는 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 액상의 에어로졸 형성 기재(L)는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 실시 예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에 따른 히터(40)는 카트리지(20)의 내부에 배치되고, 카트리지(20)를 가열하여 에어로졸(A)을 발생시킨다. 히터(40)는 심지(41) 및 가열 코일(42)을 포함할 수 있다. 심지(41)는 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 가열 코일(42)은 심지(41)를 권취하는 형태로 배치될 수 있으며, 이는 후술하는 제어부(50)와 연결되어 열을 발생시킴으로써, 심지(41)를 가열하여 가열된 심지(41)에 의해 카트리지(20) 내부에 저장된 에어로졸 형성 기재(L)로부터 에어로졸(A)이 발생될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(50)는 히터(40)의 작동을 제어한다. 또한, 제어부(50)는 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1)의 전반적인 작동을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(50)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 메모리(51)의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(50)는 전력을 히터(40)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(40)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(50)는 배터리와 히터(40) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(50)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(40)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 터치센서(60)는 하우징(10) 외주면에 구비된다. 터치센서(60)는 하우징(10)의 적어도 하나 이상의 외주면에 구비될 수 있다. 예를 들어, 하우징(10)은, 에어로졸 배출구(30)가 구비된 단부면(11), 에어로졸 배출구(30)로부터 수직하는 제1측면(12), 에어로졸 배출구(30)로부터 수직하고, 상기 제1측면(12)의 반대 측의 제2측면(13)을 포함하고, 터치센서(60)는, 제1측면(12)에 배치된 제1터치센서(61), 및 제2측면(13)에 배치된 제2터치센서(62)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 터치센서(60)는 정전용량 센서로 구성될 수 있다. 정전용량 센서는 신체 또는 특정 물체가 접촉하였을 때, 발생하는 정전용량/커패시턴스(capacitance)의 변화를 감지하여 동작하는 센서이다. 터치센서(60)는, 신체 또는 특정 물체가 접촉하지 않을 때에는 소정 크기의 정전용량/커패시턴스(capacitance) 값을 갖고, 신체 또는 특정 물체가 접촉하였을 때에는 터치센서(60)가 병렬로 연결된 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 즉, 터치센서(60)에 신체 또는 특정 물체가 접촉함으로써, 정전용량/커패시턴스(capacitance) 값이 증가할 수 있고 정전용량/커패시턴스(capacitance) 변화량을 제어부로 전달할 수 있다.
여기서, 일 실시 예에 따른 터치센서(60)는 접촉 면적이 증가하면 정전용량이 증가하고, 제어부(50)는 정전용량 변화량을 연산하여 히터(40)에 전력 값을 인가할 수 있다. 터치센서(60)는 접촉 면적 정보를 제어부(50)에 전달하고, 제어부(50)는 접촉 면적 정보에 기반하여 히터(40)에 인가되는 전력 값을 조절한다.
또한, 일 실시 예에 따른 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1)는 퍼프센서(70)를 더 포함할 수 있다. 이하의 실시 예들에서, "퍼프(puff)"는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미한다.
일 실시 예에 따른 퍼프센서(70)는 퍼프의 세기를 감지하여 제어부(50)에 전달한다. 퍼프센서(70)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프센서(70)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프센서(70)는 에어로졸 배출구(30)에 구비되어 퍼프를 감지할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 일 실시 예에 따른 제어부(50)는 메모리(51)를 더 포함하고, 메모리(51)는 이전 퍼프 시의 전류 값을 저장할 수 있다. 여기서, 메모리(51)는 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(50)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(51)는 플래시 메모리(51) 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disc type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(51)(예를 들어 SD 또는 XD 메모리(51) 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(51), 자기 디스크, 광디스크 중 적 어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(51)는 이전 퍼프 시의 제어부(50)에서 히터(40)로 인가된 전류 값을 저장함으로써, 후속되는 퍼프 시의 전류 값을 결정하는 데 기준이 되는 정보를 생성할 수 있다.
또한, 메모리(51)는 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스(1)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
여기서, 제어부(50)는, 이전 퍼프 시의 터치센서(60)로부터의 접촉 면적 정보와, 현재 퍼프 시의 터치센서(60)로부터의 접촉 면적 정보를 비교하여, 보상 전류 값을 생성하고, 보상 전류 값을 이전 퍼프 시의 전류 값에 가감할 수 있다. 즉, 제어부(50)는 메모리(51)에 저장된 이전 퍼프 시의 제어부(50)에서 히터(40)로 인가된 전류 값에 터치센서(60)로부터의 접촉 면적 정보 변화량을 가감하여, 히터(40)로 전력을 공급함으로써, 사용자의 터치 세기 등에 따라 에어로졸 발생량을 조절할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하면, 일 실시 예에 따른 제어부(50)는 아래의 식에 의해 히터(40)에 인가되는 전력 값을 조절할 수 있다.
PnPuff=VBAT(I(n-1Puff)+I
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000003
C)
여기서, PnPuff는 현재 퍼프 시의 전력 값이고, VBAT는 배터리에서 인가되는 전압 값이고, I(n-1Puff)는 이전 퍼프 시의 전류 값이고,
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000004
는 보상 전류 값일 수 있다. 제어부(50)는 메모리(51)에 이전 퍼프 시의 전류 값 (I(n-1Puff))을 저장하고, 이전 퍼프 시의 터치센서(60)로부터의 접촉 면적 정보와, 현재 퍼프 시의 터치센서(60)로부터의 접촉 면적 정보를 비교하여 도출된 보상 전류 값(
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000005
)을 이전 퍼프 시의 전류 값(I(n-1Puff))에 가감하여 히터(40)에 인가할 수 있다. 예를 들어, 이전 퍼프 시보다 현재 퍼프 시에 접촉 면적이 증가하면, 증가된 접촉 면적에 따라 보상 전류 값(
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000006
)이 도출되고, 이를 이전 퍼프 시의 전류 값(I(n-1Puff))에 더하여 히터(40)에 인가할 수 있다. 이 경우, 히터(40)에 인가되는 전력 값(PnPuff)이 이전 퍼프 대비 증가하여, 무화량이 증가될 수 있다. 즉, 일 실시 예에 따른 제어부(50)는 보상 전류 값(
Figure PCTKR2023002896-appb-img-000007
)을 가감하여 인가함으로써, 현재 퍼프 시의 전력 값(PnPuff)이 조절되고, 에어로졸 발생량을 조절할 수 있다.
실시예들에 따르면, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스는, 제어부와 연동되는 터치센서를 구비하여 사용자의 기호에 맞게 무화량을 조절할 수 있다.
또한, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스는, 터치센서의 접촉 면적 변화를 통해 무화량을 조절할 수 있으므로, 조작이 쉽고 간편하다는 장점이 있다.
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.
앞서 설명된 임의의 실시 예(들)의 특징들 및 양태들은 명백한 기술적 충돌이라는 결과를 낳지 않는 한 다른 임의의 실시 예(들)의 특징들 및 양태들과 결합될 수 있다.

Claims (9)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 외부로 노출되는 에어로졸 배출구;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 에어로졸 형성 기재를 저장하는 카트리지;
    상기 카트리지의 내부에 구비되고, 상기 카트리지를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터;
    상기 히터의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 하우징 외주면에 구비되는 터치센서;
    를 포함하고,
    상기 터치센서는 접촉 면적 정보를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 접촉 면적 정보에 기반하여 상기 히터에 인가되는 전력 값을 조절하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치센서는 정전용량 센서로 구성되는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치센서는 접촉 면적이 증가하면 정전용량이 증가하고, 상기 제어부는 정전용량 변화량을 연산하여 상기 히터에 전력 값을 인가하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    퍼프의 세기를 감지하여 상기 제어부에 전달하는 퍼프센서를 더 포함하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 메모리를 더 포함하고,
    상기 메모리는, 이전 퍼프 시의 전류 값을 저장하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 이전 퍼프 시의 상기 터치센서로부터의 접촉 면적 정보와, 현재 퍼프 시의 상기 터치센서로부터의 접촉 면적 정보를 비교하여, 보상 전류 값을 생성하고, 상기 보상 전류 값을 상기 이전 퍼프 시의 전류 값에 가감하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 아래의 식에 의해 상기 히터에 인가되는 전력 값을 조절하는,
    PnPuff=VBAT(I(n-1Puff)+
    Figure PCTKR2023002896-appb-img-000008
    )
    여기서, PnPuff는 현재 퍼프 시의 전력 값이고,
    VBAT는 배터리에서 인가되는 전압 값이고,
    I(n-1Puff)는 이전 퍼프 시의 전류 값이고,
    Figure PCTKR2023002896-appb-img-000009
    는 보상 전류 값인, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치센서는, 상기 하우징의 적어도 하나 이상의 외주면에 구비되는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 에어로졸 배출구가 구비된 단부면;
    상기 에어로졸 배출구로부터 수직하는 제1측면;
    상기 에어로졸 배출구로부터 수직하고, 상기 제1측면의 반대 측의 제2측면;
    을 포함하고,
    상기 터치센서는,
    상기 제1측면에 배치된 제1터치센서; 및
    상기 제2측면에 배치된 제2터치센서;
    를 포함하는, 정전용량 터치 센싱을 이용한 에어로졸 발생 디바이스.
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