JP7413539B2 - 振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法に関する。

従来のシガレットを代替して非燃焼方式でエアロゾルを生成するエアロゾル生成装置に係わる需要が増加している。例えば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質から燃焼なしにエアロゾルを生成してユーザに供給することができる。

超音波振動を用いるエアロゾル生成装置は、振動子に交流電圧を印加して超音波振動を発生させ、超音波振動を通じてエアロゾル生成物質を微粒子化することができる。エアロゾル生成物質が微粒子化されて放出されることにより、エアロゾルが生成されうる。超音波振動によって生成されるエアロゾルは、振動子の特性によって大きな影響を受ける。したがって、振動子の特性または状態に係わる情報をリアルタイムで獲得し、獲得された情報をエアロゾル生成装置の制御に活用する技術が要求されうる。

多様な実施例は、振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法を提供する。本発明が解決しようとする技術的課題は、前記のような技術的課題に限定されず、以下の実施例からさらに他の技術的課題が類推されうる。

一実施例によれば、エアロゾル生成物質を収容する保存槽、超音波振動を発生させて前記エアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化する振動子、前記振動子に交流電圧を印加するための駆動回路、前記駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧を出力するフィードバック回路、及び前記電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、前記駆動回路に印加されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を制御するプロセッサを含む、エアロゾル生成装置が提供されうる。

本発明は、振動子を含むエアロゾル生成装置及びその動作方法を提供することである。

具体的に、本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、フィードバック回路を用いて、振動子に交流電圧を印加するための駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧をフィードバックし、電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、駆動回路に印加されるＰＷＭ信号を制御することができる。これにより、振動子の特性がエアロゾルの安定した霧化が達成されうるレベルに保持されうる。

また、本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、電圧に対応する値が第１下限よりも低い第２下限未満である場合、振動子を含むカートリッジが本体に結合されていないと判断する。エアロゾル生成装置は、カートリッジが本体に結合されていないと判断される場合、少なくとも１つの動作を中止することで、無駄な電力消耗を防止することができる。

これに加えて、本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、電圧に対応する値が第１上限よりも高い第２上限に到逹する場合、エアロゾル生成物質が足りないか、振動子の特性が変更されたと判断する。振動子の特性が変更されたということは、振動子が過熱状態にあるか、キュリー温度以上への温度増加による損傷を意味する。エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質が足りないか、振動子の特性が変更されたと判断される場合、少なくとも１つの動作を中止するか、カートリッジまたは振動子の交換が必要であるというお知らせを出力する。

一方、本発明の一実施例によれば、エアロゾル生成装置の最適の状態を決定するためのしきい値（例えば、第１上限及び第１下限）は、エアロゾル生成装置の動作不能状態を決定するためのしきい値（例えば、第２上限及び第２下限）と互いに異なって設定されうる。これにより、エアロゾル生成装置は、単に動作可能状態に制御されるものではなく、エアロゾルの安定した霧化が達成されうる最適の状態に制御されうる。

本発明の一実施例によれば、フィードバック回路は、駆動電圧が印加される非反転入力端子、駆動回路の入力端子と連結される反転入力端子、及び出力端子を含む演算増幅器を含んでもよい。また、フィードバック回路は、非反転入力端子と反転入力端子との間に並列に連結される第１抵抗及び第１キャパシタを含んでもよい。演算増幅器は、非反転入力端子と反転入力端子との間の電圧をプロセッサで許容可能な範囲に増幅し、出力端子を介して増幅された電圧を出力する。

第１抵抗は、非反転入力端子に印加される駆動電圧が駆動回路の入力端子に実質的な降下なしに伝達されるように十分に小さい抵抗値を有する。また、第１キャパシタは、演算増幅器を介して非反転入力端子と反転入力端子との間の電圧が増幅される過程でのノイズを減少させうる。このようにフィードバック回路は、駆動回路に駆動電圧が印加される過程に対する実質的な影響なしに振動子の特性をフィードバックすることができる。

また、フィードバック回路は、出力端子と直列に連結される第２抵抗及び第２キャパシタを含み、第２キャパシタを介してフィードバック回路の出力電圧を提供するＲＣフィルタをさらに含んでもよい。これにより、フィードバック回路を介して電圧が出力される過程でのノイズが追加的に減少し、エアロゾル生成装置の精密な制御が遂行されうる。

一実施例によるエアロゾル生成装置のブロック図である。 一実施例によるエアロゾル生成装置を概略的に示す図面である。 一実施例による駆動回路を示す回路図である。 一実施例による駆動回路の動作を説明するための図面である。 一実施例によるフィードバック回路を示す回路図である。 一実施例によるフィードバック電圧に基づいて、エアロゾル生成装置を制御する過程を説明するための図面である。 一実施例によるフィードバック電圧に基づいて、エアロゾル生成装置を制御する過程を説明するための図面である。 一実施例によるフィードバック電圧に基づいて、エアロゾル生成装置を制御する過程を説明するための図面である。 一実施例によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。

本発明の一側面によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を収容する保存槽；超音波振動を発生させて前記エアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化する振動子；前記振動子に交流電圧を印加するための駆動回路；前記駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧を出力するフィードバック回路；及び前記電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、前記駆動回路に印加されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を制御するプロセッサを含む。

前記エアロゾル生成装置は、ユーザのパフを感知するためのセンサをさらに含み、前記プロセッサは、前記パフの開始を感知することに基づいて、前記駆動回路に前記ＰＷＭ信号を印加し、前記ユーザの各パフの間に、前記電圧に対応する値が前記第１上限に到逹するのにかかる時間が実質的に一定になるように前記ＰＷＭ信号を制御することができる。

前記エアロゾル生成装置は、前記保存槽及び前記振動子を含むカートリッジ；及び前記駆動回路、前記フィードバック回路及び前記プロセッサを含み、前記カートリッジと着脱自在に結合される本体；をさらに含み、前記プロセッサは、前記電圧に対応する値が前記第１下限よりも低い第２下限未満になることに基づいて、前記カートリッジが前記本体に結合されていないと判断する。

前記プロセッサは、前記電圧に対応する値が前記第１上限よりも高い第２上限に到逹することに基づいて、前記エアロゾル生成物質が足りないか、前記振動子の特性が変更されたと判断する。

前記フィードバック回路は、駆動電圧が印加される非反転入力端子、前記駆動回路の入力端子と連結される反転入力端子、及び出力端子を含む演算増幅器；及び前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間に並列に連結される第１抵抗及び第１キャパシタ；を含み、前記演算増幅器は、前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間の電圧を前記プロセッサで許容可能な範囲に増幅し、前記出力端子を介して増幅された電圧を出力することができる。

前記第１抵抗は、前記非反転入力端子に印加される前記駆動電圧が前記駆動回路の入力端子に実質的な降下なしに伝達されるように十分に小さい抵抗値を有する。

前記フィードバック回路は、前記出力端子と直列に連結される第２抵抗及び第２キャパシタを含み、前記第２キャパシタを介して前記フィードバック回路の出力電圧を提供するＲＣフィルタをさらに含む。

前記プロセッサは、アナログ－デジタルコンバータを用いて、前記フィードバック回路から出力された前記電圧をデジタル値に変換することで、前記電圧に対応する値を獲得することができる。

前記駆動回路は、駆動電圧が印加される入力端子；一端が前記入力端子と連結されるインダクタ；前記インダクタの他端と連結され、前記インダクタを介して流れる電流が前記振動子及び接地のうち、１つに流れるようにスイッチングを遂行するトランジスタ；及び前記ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング電圧を生成する電力ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）；を含み、前記トランジスタが前記スイッチング電圧によって前記スイッチングを遂行するので、前記振動子に前記交流電圧が印加されうる。

また、本発明の他の側面によれば、エアロゾル生成装置の動作方法は、フィードバック回路を用いて、振動子に交流電圧を印加するための駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧をフィードバックする段階；及びプロセッサを用いて、前記電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、前記駆動回路に印加されるＰＷＭ信号を制御する段階；を含んでもよい。

実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用されている一般的な用語を選択したが、それは、当分野に従事する技術者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、該当する発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単なる用語の名称ではない、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。

明細書全体においてある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「．．．部」、「．．．モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによっても具現される。

本発明で使用されたように、「少なくとも１つ」のような表現は、構成要素のリストに先行するとき、構成要素の全体リストを限定するものであって、リストの個別的な構成要素を限定しない。例えば、「ａ、ｂ及びｃのうち、少なくとも１つ」という表現は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａ及びｂ」、「ａ及びｃ」、「ｂ及びｃ」、または「ａ、ｂ及びｃ」を含むと理解されうる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な互いに異なる形態によっても具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

図１は、一実施例によるエアロゾル生成装置のブロック図である。

図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１１０、霧化器１２０、センサ１３０、ユーザインターフェース１４０、メモリ１５０及びプロセッサ１６０を含む。しかし、エアロゾル生成装置１０の内部構造は、図１に示されたところに限定されない。エアロゾル生成装置１０の設計によって、図１に示されたハードウェア構成の一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されうるということを、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

一例として、エアロゾル生成装置１０は、本体を含み、その場合、エアロゾル生成装置１０に含まれたハードウェア要素は、本体に位置する。

他の実施例として、エアロゾル生成装置１０は、本体及びカートリッジを含み、エアロゾル生成装置１０に含まれたハードウェア要素は、本体及びカートリッジに分配されて位置しうる。または、エアロゾル生成装置１０に含まれたハードウェア要素のうち、少なくとも一部は、本体及びカートリッジそれぞれに位置してもよい。

以下、エアロゾル生成装置１０に含まれた各要素の位置を限定せず、各要素の動作について説明する。

バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１０の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１０は、霧化器１２０がエアロゾル生成物質を霧化させるように電力を供給する。また、バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１０内に備えられた他のハードウェア要素、例えば、センサ１３０、ユーザインターフェース１４０、メモリ１５０及びプロセッサ１６０の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ１１０は、充電可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリである。

例えば、バッテリ１１０は、ニッケル系バッテリ（例えば、ニッケル金属ハイドライドバッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ）、またはリチウム系バッテリ（例えば、リチウムコバルトバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、チタン酸リチウムバッテリまたはリチウムポリマーバッテリ）でもある。但し、エアロゾル生成装置１０に使用されるバッテリ１１０の種類は、上述したところによって制限されない。必要によって、バッテリ１１０は、アルカリンバッテリ、またはマンガンバッテリを含んでもよい。

霧化器１２０は、プロセッサ１６０の制御によってバッテリ１１０から電力を供給される。霧化器１２０は、バッテリ１１０から電力を供給され、エアロゾル生成装置１０に保存されたエアロゾル生成物質を霧化させうる。

霧化器１２０は、エアロゾル生成装置１０の本体に位置する。または、エアロゾル生成装置１０が本体及びカートリッジを含む場合、霧化器１２０は、カートリッジに位置するか、本体及びカートリッジに分けられても位置する。霧化器１２０がカートリッジに位置する場合、霧化器１２０は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか１箇所に位置したバッテリ１１０から電力を供給されうる。また、霧化器１２０が本体及びカートリッジに分けられて位置する場合、霧化器１２０で電力供給が必要な部品は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか１箇所に位置したバッテリ１１０から電力を供給されうる。

霧化器１２０は、カートリッジ内部のエアロゾル生成物質からエアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させる。エアロゾルは、気体中に液体及び／または固体微粒子が分散されている浮遊物を意味する。したがって、霧化器１２０から発生するエアロゾルは、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と空気が混合された状態を意味する。例えば、霧化器１２０は、エアロゾル生成物質の相（ｐｈａｓｅ）を気化及び／または昇華を通じて気相に変換させうる。また、霧化器１２０は、液相及び／または固相のエアロゾル生成物質を微粒子化して放出することで、エアロゾルを生成させうる。

例えば、霧化器１２０は、超音波振動方式を用いることで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを発生させうる。超音波振動方式は、振動子によって発生する超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させることで、エアロゾルを発生させる方式を意味する。

図１に示されていないが、霧化器１２０は、熱を発生させることで、エアロゾル生成物質を加熱するヒータを選択的に含む。エアロゾル生成物質は、ヒータによって加熱され、その結果、エアロゾルが生成されうる。

ヒータは、任意の適した電気抵抗性物質で形成されうる。例えば、適した電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、白金、ニッケル、コバルト、クロム、ハフニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、錫、ガリウム、マンガン、鉄、銅、ステンレス鋼、ニクロムなどを含む金属または金属合金でもあるが、それらに制限されない。また、ヒータは、金属熱線（ｗｉｒｅ）、導電性トラック（ｔｒａｃｋ）が配置された金属熱板（ｐｌａｔｅ）、セラミック発熱体などによっても具現されるが、それらに制限されない。

例えば、一実施例においてヒータは、カートリッジの一部でもある。また、カートリッジは、後述する液体伝達手段及び保存槽を含んでもよい。保存槽に収容されたエアロゾル生成物質は、液体伝達手段に移動し、ヒータは、液体伝達手段に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させうる。例えば、ヒータは、液体伝達手段に巻かれるか、液体伝達手段に隣接して配置されうる。

他の例として、エアロゾル生成装置１０は、シガレットを収容する収容空間を含み、ヒータは、エアロゾル生成装置１０の収容空間に挿入されたシガレットを加熱することができる。エアロゾル生成装置１０の収容空間にシガレットが収容されることにより、ヒータは、シガレットの内部及び／または、外部に位置することができる。これにより、ヒータは、シガレット内のエアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させうる。

一方、ヒータは、誘導加熱式ヒータでもある。ヒータは、交番磁場を誘導するための導電性コイルを含み、シガレットまたはカートリッジには、交番磁場によって加熱されるサセプタが含まれうる。

エアロゾル生成装置１０は、少なくとも１つのセンサ１３０を含む。少なくとも１つのセンサ１３０でセンシングされた結果は、プロセッサ１６０に伝達され、センシング結果によってプロセッサ１６０は、霧化器１２０の動作制御、喫煙の制限、カートリッジ（または、シガレット）挿入有／無の判断、お知らせ表示のような多様な機能が遂行されるように、エアロゾル生成装置１０を制御することができる。

例えば、少なくとも１つのセンサ１３０は、パフ感知センサを含む。パフ感知センサは、外部から流入される気流の流量（ｆｌｏｗ）変化、圧力変化、及び音の検出のうち、少なくとも１つに基づいてユーザのパフを感知することができる。パフ感知センサは、ユーザのパフ開始時点及び終了時点を検出し、プロセッサ１６０は検出されたパフ開始時点及び終了時点によってパフ期間（ｐｕｆｆ ｐｅｒｉｏｄ）及び非パフ（ｎｏｎ－ｐｕｆｆ）期間を判断することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、ユーザ入力センサを含んでもよい。ユーザ入力センサは、スイッチ、物理的ボタン、タッチセンサなどのようにユーザの入力を受信するセンサでもある。例えば、タッチセンサは、ユーザが金属材質によって形成された所定の領域をタッチする場合、キャパシタンス（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化が発生して、キャパシタンスの変化を検出することでユーザの入力を感知することができる静電容量型センサでもある。プロセッサ１６０は、静電容量型センサによって検出されるキャパシタンスの変化に基づいてユーザの入力発生有無を決定することができる。キャパシタンスの変化前後値が既設定のしきい値を超過した場合、プロセッサ１６０は、ユーザの入力が発生したと決定する。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、モーションセンサを含んでもよい。モーションセンサを介してエアロゾル生成装置１０の傾度、移動速度及び加速度のようなエアロゾル生成装置１０の動きに係わる情報が獲得されうる。例えば、モーションセンサは、エアロゾル生成装置１０が動く状態、エアロゾル生成装置１０の停止状態、パフのためにエアロゾル生成装置１０が所定の範囲内の角度で傾いた状態、及び各パフ動作の間でパフ動作時とは異なる角度でエアロゾル生成装置１０が傾いた状態に係わる情報を測定する。モーションセンサは、当該技術分野で知られた多様な方法を用いて、エアロゾル生成装置１０の運動情報を測定する。例えば、モーションセンサは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸３方向の加速度を測定する加速度センサ及び３方向の角速度を測定するジャイロセンサを含んでもよい。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、近接センサを含んでもよい。近接センサは、接近する物体、あるいは近傍に存在する物体の有無または距離を電磁界の力または赤外線などを用いて機械的接触なしに検出するセンサを意味する。したがって、近接センサは、エアロゾル生成装置１０に接近するユーザを検出することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、イメージセンサを含む。イメージセンサは、例えば、物体のイメージを獲得するためのカメラを含む。イメージセンサは、カメラによって獲得されたイメージに基づいて物体を認識する。プロセッサ１６０は、イメージセンサを介して獲得されたイメージを分析し、ユーザが、エアロゾル生成装置１０を使用するための状況であるか否かを決定することができる。例えば、ユーザがエアロゾル生成装置１０を使用するために、エアロゾル生成装置１０を唇あたりに接近させるとき、イメージセンサは、唇のイメージを獲得することができる。プロセッサ１６０は、獲得されたイメージを分析して唇と判断される場合、ユーザがエアロゾル生成装置１０を使用するための状況であるか否かを決定することができる。これを介してエアロゾル生成装置１０は、霧化器１２０を予め動作させるか、ヒータを予熱させうる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、エアロゾル生成装置１０に使用されうる消耗品（例えば、カートリッジ、シガレットなど）の装着または脱去を感知する消耗品脱着センサを含む。例えば、消耗品脱着センサは、消耗品がエアロゾル生成装置１０に接触したか否かを感知するか、イメージセンサによって消耗品が脱着されたか否かを判断する。また、消耗品脱着センサは、消耗品のマーカーと相互作用するコイルのインダクタンス値の変化を感知するインダクタンスセンサであるか、消耗品のマーカーと相互作用するキャパシタのキャパシタンス値の変化を感知するキャパシタンスセンサでもある。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、温度センサを含んでもよい。温度センサは、霧化器１２０の振動子またはヒータ（または、エアロゾル生成物質）の温度を感知する。エアロゾル生成装置１０は、振動子またはヒータの温度を感知する別途の温度センサを含むか、別途の温度センサを含む代わりに、ヒータ自体が温度センサの役割を遂行することができる。または、ヒータが温度センサの役割を遂行すると共に、エアロゾル生成装置１０に別途の温度センサがさらに含まれうる。また、温度センサは、振動子またはヒータだけではなく、エアロゾル生成装置１０の印刷回路基板（ＰＣＢ）、バッテリのような内部部品の温度も感知することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０は、エアロゾル生成装置１０の周辺環境の情報を測定する多様なセンサを含んでもよい。例えば、少なくとも１つのセンサ１３０は、周辺環境の温度を測定する温度センサ、周辺環境の湿度を測定する湿度センサ、周辺環境の圧力を測定する大気圧センサなどを含む。

エアロゾル生成装置１０に備えられるセンサ１３０は、上述した種類に限定されず、多様なセンサをさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１０は、ユーザ認証及び保安のためにユーザの指から指紋情報を獲得する指紋センサ、瞳の虹彩パターンを分析する虹彩認識センサ、手の平を撮影したイメージから静脈内還元ヘモグロビンの赤外線吸収量を感知する静脈認識センサ、目、鼻、口及び顔面輪郭などの特徴点を２Ｄまたは３Ｄ方式で認識する顔面認識センサ、及びＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）センサなどを含む。

エアロゾル生成装置１０には、上の例示された多様なセンサ１３０の例示の一部のみを選択的に含みうる。すなわち、エアロゾル生成装置１０は、前記センサのうち、少なくとも１つ以上のセンサでセンシングされる情報を組み合わせて活用することができる。

ユーザインターフェース１４０は、ユーザにエアロゾル生成装置１０の状態に係わる情報を提供する。ユーザインターフェース１４０は、視覚情報を出力するディスプレイまたはランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、ユーザから入力された情報を受信するか、ユーザに情報を出力する入／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）とデータ通信を行うか、充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信（例えば、ＷＩ－ＦＩ、ＷＩ－ＦＩ Ｄｉｒｅｃｔ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ－Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など）を遂行するための通信インターフェースなどの多様なインターフェーシング手段を含んでもよい。

但し、エアロゾル生成装置１０には、上の例示された多様なユーザインターフェース１４０の例示のうち、一部のみが取捨選択されて具現されうる。

メモリ１５０は、エアロゾル生成装置１０内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリ１５０は、プロセッサ１６０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存する。メモリ１５０は、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のようなＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）などの多様な種類によっても具現される。

メモリ１５０には、エアロゾル生成装置１０の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも１つの温度プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存されうる。

プロセッサ１６０は、エアロゾル生成装置１０の全般的な動作を制御する。プロセッサ１６０は、多数の論理ゲートのアレイによって具現され、マイクロプロセッサと該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、プロセッサ１６０が異なる形態のハードウェアによっても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

プロセッサ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果を分析してから遂行される処理を制御する。例えば、プロセッサ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、霧化器１２０の動作が開始または終了されるように、霧化器１２０に供給される電力を制御することができる。また、プロセッサ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、霧化器１２０が適量のエアロゾルを発生させるように、霧化器１２０に供給される電力の量及び電力が供給される時間を制御することができる。例えば、プロセッサ１６０は、霧化器１２０の振動子が所定の周波数で振動するように振動子に供給される電流または電圧を制御することができる。

一実施例において、プロセッサ１６０は、エアロゾル生成装置１０に対するユーザ入力を受信した後、霧化器１２０の動作を開始する。また、プロセッサ１６０は、パフ感知センサによってユーザのパフが感知されれば、霧化器１２０の動作を開始する。また、プロセッサ１６０は、パフ感知センサを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定の回数に到逹すれば、霧化器１２０に電力供給を中断させうる。

プロセッサ１６０は、少なくとも１つのセンサ１３０によってセンシングされた結果に基づいて、ユーザインターフェース１４０を制御する。例えば、パフ感知センサを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定の回数に到逹すれば、プロセッサ１６０は、ランプ、モータ及びスピーカのうち、少なくともいずれか１つを用いて、ユーザにエアロゾル生成装置１０がすぐ終了することを予告する。

一方、図１には示されていないが、エアロゾル生成装置１０は、別途のクレードルと結合されてエアロゾル生成システムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１０のバッテリ１１０を充電するのに用いられうる。例えば、エアロゾル生成装置１０は、クレードル内部の収容空間に収容された状態で、クレードルのバッテリから電力を供給され、エアロゾル生成装置１０のバッテリ１１０を充電することができる。

一実施例は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現されうる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータによってアクセスされる任意の可用媒体でもあり、揮発性及び不揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。また、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信媒体をいずれも含む。コンピュータ記録媒体は、コンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他データのような情報の保存のための任意の方法または技術によって具現された揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。通信媒体は、典型的にコンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールのような変調されたデータ信号のその他データ、またはその他送信メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。

図２は、一実施例によるエアロゾル生成装置を概略的に示す図面である。

図２に示された実施例によるエアロゾル生成装置１０は、エアロゾル生成物質を保持するカートリッジ２０、及びカートリッジ２０を支持する本体２５を含む。

カートリッジ２０は、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体２５に結合することができる。一例として、カートリッジ２０の少なくとも一部が本体２５に挿入されることで、カートリッジ２０と本体２５とが結合されうる。他の例として、本体２５の少なくとも一部がカートリッジ２０に挿入されることで、カートリッジ２０と本体２５とが結合されうる。

カートリッジ２０と本体２５は、スナップフィット（ｓｎａｐ－ｆｉｔ）方式、螺合方式、磁力結合方式または嵌合方式のうち、少なくとも１つの方式によって結合されるが、カートリッジ２０と本体２５の結合方式が、上述した例示に限定されるものではない。

一実施例において、カートリッジ２０は、ユーザの吸入過程でユーザの口腔に挿入されるマウスピース２１０を含む。一実施例において、マウスピース２１０は、カートリッジ２０の一端部領域に配置され、他端部領域は、本体２５と結合されうる。マウスピース２１０は、エアロゾル生成物質から発生したエアロゾルを外部に排出する排出口２１０ｅを含んでもよい。

ユーザの吸入またはパフ動作によってカートリッジ２０の外部と内部との圧力差が発生し、カートリッジ２０の内部と外部との圧力差によってカートリッジ２０の内部で生成されたエアロゾルが排出口２１０ｅを介してカートリッジ２０の外部に排出されうる。ユーザは、マウスピース２１０を介してエアロゾルを吸い込むことで、排出口２１０ｅを介してカートリッジ２０の外部に排出されるエアロゾルを供給されうる。

一実施例において、カートリッジ２０は、ハウジング２００の内部空間に位置し、エアロゾル生成物質を収容する保存槽２２０を含んでもよい。すなわち、保存槽２２０は、エアロゾル生成物質を直接収容する容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）の役割が行える。代案的に、保存槽２２０は、例えば、スポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）や綿や布地や多孔性セラミック構造体のようなエアロゾル生成物質を含む要素を含んでもよい。

カートリッジ２０は、例えば、液状や、固状や、気状や、ゲル（ｇｅｌ）状などのいずれか１つの状態を有するエアロゾル生成物質を保持することができる。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含んでもよい。例えば、液状組成物は、タバコ含有物質を含む液体、揮発性タバコ香成分を含む液体、及び／または非タバコ物質を含む液体でもある。

液状組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、及びビタミン混合物のいずれか１つの成分や、それら成分の混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。

例えば、液状組成物は、ニコチン塩が添加されたグリセリン及びプロピレングリコール溶液を含んでもよい。液状組成物には、２種以上のニコチン塩が含まれうる。ニコチン塩は、ニコチンに有機酸または無機酸を含む適切な酸を添加することで形成されうる。ニコチンは、自然に発生するニコチンまたは合成ニコチンとして、液状組成物の総溶液重量に対する任意の適切な重量の濃度を有することができる。

ニコチン塩の形成のための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル生成装置１０の作動温度、香味または風味、溶解度などを考慮して適切に選択されうる。例えば、ニコチン塩の形成のための酸は、安息香酸、乳酸、サリチル酸、ラウリン酸、ソルビン酸、レブリン酸、ピルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、クエン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、グルコン酸、サッカリン酸、マロン酸またはリンゴ酸で構成された群から選択される単独の酸または前記群から選択される２以上の酸の混合にもなるが、それらに限定されない。

エアロゾル生成装置１０は、カートリッジ２０の内部のエアロゾル生成物質の相（ｐｈａｓｅ）を変換し、エアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させる霧化器１２０を含んでもよい。

一例示として、保存槽２２０に保存または収容されたエアロゾル生成物質は、液体伝達手段２３０によって霧化器１２０に供給され、霧化器１２０は、液体伝達手段２３０から供給されたエアロゾル生成物質を霧化させることで、エアロゾルを生成させうる。液体伝達手段２３０は、例えば、コットン、セラミック繊維、ガラス繊維、多孔性セラミックの少なくとも１つを含む芯（ｗｉｃｋ）でもあるが、それに限定されるものではない。

一実施例によれば、エアロゾル生成装置１０の霧化器１２０は、超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させる超音波振動方式を用いることで、エアロゾル生成物質の相を変換させうる。

例えば、霧化器１２０は、短周期の振動を発生させる振動子を含み、振動子から生成される振動は、超音波振動でもある。超音波振動の周波数は、約１００ｋＨｚ～３．５ＭＨｚでもあるが、それに限定されるものではない。振動子から生成された短周期の振動によって保存槽２２０から霧化器１２０に供給されたエアロゾル生成物質は、気化及び／または粒子化され、エアロゾルに霧化されうる。

振動子は、例えば、圧電セラミックを含み、圧電セラミックは、物理的な力（例えば、圧力）によって電気（例えば、電圧）を発生させ、逆に電気が印加されるとき、振動（すなわち、機械的な力）を発生させることで、電気と機械的な力を相互変換することができる機能性材料でもある。振動子に電気が印加されることにより、短周期の振動（すなわち、物理的な力）が発生し、発生した振動は、エアロゾル生成物質を小さな粒子に分け出し、エアロゾルを生成させうる。

振動子は、電気的連結部材を介してエアロゾル生成装置１０の他の構成要素と電気的に連結されうる。例えば、振動子は、電気的連結部材を介してエアロゾル生成装置１０のバッテリ１１０、プロセッサ１６０、またはエアロゾル生成装置１０の回路のうち、少なくとも１つと電気的に連結されうるが、振動子と電気的に連結される構成要素が上述した例示に限定されるものではない。

振動子は、電気的連結部材を介してバッテリ１１０から電流または電圧を供給されて超音波振動を発生させるか、プロセッサ１６０によって作動が制御されうる。

電気的連結部材は、例えば、ポゴピン（Ｐｏｇｏ Ｐｉｎ）またはＣクリップのうち、少なくとも１つを含んでもよいが、電気的連結部材が上述した例示に限定されるものではない。他の例として、電気的連結部材は、ケーブルまたは軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）のうち、少なくとも１つを含む。

他の実施例（図示せず）において、霧化器１２０は、別途の液体伝達手段２３０を使用せず、エアロゾル生成物質を吸収して、エアロゾルに変換するための最適の状態に保持する機能とエアロゾル生成物質に振動を伝達してエアロゾルを発生させる機能とをいずれも遂行するメッシュ状（ｍｅｓｈ ｓｈａｐｅ）や板状（ｐｌａｔｅ ｓｈａｐｅ）の振動収容部によっても具現される。

図２は、液体伝達手段２３０及び霧化器１２０がカートリッジ２０に配置される実施例を示すが、本発明は、それに制限されるものではない。他の実施例において、液体伝達手段２３０は、カートリッジ２０に配置され、霧化器１２０は、本体２５にも配置される。

エアロゾル生成装置１０のカートリッジ２０は、排出通路２４０を含んでもよい。排出通路２４０は、カートリッジ２０の内部に形成され、霧化器１２０及びマウスピース２１０の排出口２１０ｅと流体連通しうる。これにより、霧化器１２０で発生したエアロゾルは、排出通路２４０に沿って流動し、排出口２１０ｅを介してエアロゾル生成装置１０の外部に排出されてユーザに伝達されうる。

例えば、排出通路２４０は、カートリッジ２０の内部で保存槽２２０によって覆い包まれるようにも配置されるが、それに限定されるものではない。

図面には示されていないが、エアロゾル生成装置１０のカートリッジ２０は、エアロゾル生成装置１０の外部に位置した空気（以下、「外部空気」）がエアロゾル生成装置１０の内部に流入されるための少なくても１つの空気流入通路を含んでもよい。

外部空気は、少なくとも１つの空気流入通路を介して排出通路２４０または霧化器１２０によって、エアロゾルが発生する空間に流入されうる。流入された外部空気は、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と混合され、その結果、エアロゾルが生成されうる。

カートリッジ２０と本体２５の縦方向（すなわち、長手方向）と垂直な断面は、ほぼ円形、楕円形、正方形、長方形またはさまざまな形態の多角形のように、実施例によって異なる形状を有する。但し、エアロゾル生成装置１０の断面の形状は、上述した形状に限定されない。また、本発明は、エアロゾル生成装置１０の直線的に延びる構造に限定されない。

他の実施例において、エアロゾル生成装置１０は、ユーザが手で取りやすく流線形に湾曲されるか、特定領域で既定の角度で折り曲げられる。また、エアロゾル生成装置１０の断面形状は、長手方向に沿って異なってもいる。

一方、エアロゾル生成装置１０は、振動子を駆動させるために振動子に交流電圧を印加するための駆動回路を含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、振動子の特性をリアルタイムで感知し、感知された振動子の特性をエアロゾル生成装置の制御に活用するために、フィードバック回路をさらに含んでもよい。以下、図面を参照して駆動回路及びフィードバック回路について詳細に説明する。

図３は、一実施例による駆動回路を示す回路図である。

図３を参照すれば、駆動回路３０は、少なくとも１つの電力ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３１０及び少なくとも１つのスイッチング回路３２０を含んでもよい。また、駆動回路３０は、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}が印加される少なくとも１つの入力端子を含んでもよい。例えば、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}は、少なくとも１つの入力端子によって電力ＦＥＴ ３１０及び／または、スイッチング回路３２０に印加されうる。

電力ＦＥＴ ３１０は、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}が印加されれば、ＰＷＭ信号ＰＷＭに基づいてスイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}を生成させうる。スイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}は、ＰＷＭ信号ＰＷＭに対応する周波数を有し、ハイ（ＨＩＧＨ）状態及びロー（ＬＯＷ）状態を繰り返す電圧信号を意味する。電力ＦＥＴ ３１０によって生成されたスイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}は、スイッチング回路３２０の制御に用いられうる。

スイッチング回路３２０は、インダクタＬ及びトランジスタＴＲを含んでもよい。インダクタＬの一端は、入力端子と連結されて駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}が印加され、インダクタＬの他端は、トランジスタＴＲ及び振動子Ｐと連結されうる。トランジスタＴＲは、インダクタＬを介して流れる電流が振動子Ｐ及び接地のうち、１つに伝達されるようにスイッチングされうる。トランジスタＴＲは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でもある。例えば、トランジスタＴＲは、ゲート端子で受信された信号のタイプによって、接地に連結されたソース端子とインダクタＬに連結されたドレイン端子間の電流フローをスイッチングオン及びオフする。但し、それに制限されるものではなく、トランジスタＴＲは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴや他のタイプの半導体スイッチング素子でもある。

トランジスタＴＲがスイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}によってスイッチングされることに基づいて、振動子Ｐに交流電圧が印加されうる。以下、図４を参照して、振動子Ｐに交流電圧が印加される過程について詳細に説明する。

図４は、一実施例による駆動回路の動作を説明するための図面である。

図４を参照すれば、スイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}がハイ（ＨＩＧＨ）状態である場合、及びロー（ＬＯＷ状態）である場合のそれぞれに対するスイッチング回路（例えば、図３のスイッチング回路３２０）を示す等価回路図である。

スイッチング回路に印加されるスイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}がハイ（ＨＩＧＨ）状態である場合、トランジスタ（例えば、図３のトランジスタＴＲ）のソース端子とドレイン端子間の電流フローが許容されうる。これにより、インダクタＬと接地が連結され、電流Ｉは、インダクタＬを介して接地に流れる。その場合、インダクタＬは、振動子Ｐとも連結されているが、振動子Ｐは、０ではない負荷値（例えば、キャパシタンス）を有するが、一方、接地の抵抗は、０であるか、実質的に０に近い。したがって、インダクタＬを介して流れる電流Ｉは、実質的にいずれも接地に進むことができる。一方、インダクタＬを介して電流Ｉが流れるので、インダクタＬは、電流Ｉに対応するエネルギーを保存することができる。

スイッチング回路に印加されるスイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}がロー（ＬＯＷ）状態である場合、トランジスタのソース端子とドレイン端子との電流フローが遮断されうる。これにより、インダクタＬに保存されていたエネルギーが振動子Ｐに供給されうる。

スイッチング電圧Ｖ_{ＳＷＩＴＣＨ}は、ＰＷＭ信号によってハイ（ＨＩＧＨ）状態またはロー（ＬＯＷ）状態を繰り返すところ、前述したスイッチング状態が早く繰り返される。これにより、振動子Ｐに交流電圧が印加され、振動子Ｐは、超音波振動を発生させ、エアロゾル生成物質を霧化させうる。

図５は、一実施例によるフィードバック回路を示す回路図である。

図５を参照すれば、フィードバック回路５０は、駆動回路（例えば、図３の駆動回路３０）に供給される電流の強度に比例する電圧を出力する。フィードバック回路５０は、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}を生成する電力供給回路と駆動回路の間に配置されうる。電力供給回路は電源を含んでもよい。電力供給回路によって生成される駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}は、バッテリ電圧でもあるが、それに制限されるものではない。駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}は、バッテリ電圧をコンバータ回路などによって昇圧することで獲得された電圧に対応しうる。

フィードバック回路５０は、演算増幅器５１０を含んでもよい。演算増幅器５１０は、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}が印加される非反転入力端子、駆動回路の入力端子と連結される反転入力端子、及び出力端子を含む。また、フィードバック回路５０は、非反転入力端子と反転入力端子との間に並列に連結される第１抵抗Ｒ_１及び第１キャパシタＣ_１を含む。演算増幅器５１０は、非反転入力端子と反転入力端子との間の電圧をプロセッサ（例えば、図１または、図２のプロセッサ１６０）で許容可能な範囲に増幅し、出力端子を介して増幅された電圧を出力することができる。

一例において、振動子は、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０）に含まれ、カートリッジは、本体（例えば、図２の本体２５）に着脱自在に結合されうる。その場合、カートリッジが本体に結合される前に、駆動回路は、図３の駆動回路３０において振動子Ｐが連結されていない状態に対応しうる。したがって、駆動回路には、実質的な負荷が含まれないところと同一であり、第１抵抗Ｒ_１を介して駆動回路の入力端子に流れる電流の強度は、相当小さい。例えば、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度は、数十～数百ｍＡに過ぎない。

一方、カートリッジが本体に結合され、振動子が駆動される場合、図３及び図４に基づいて前述した駆動回路の動作によってカートリッジに含まれた振動子に交流電圧が印加され、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度は、２Ａ以上に増加しうる。

オームの法則によれば、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度は、第１抵抗Ｒ_１の両端にかかる電圧に比例することができる。一方、第１抵抗Ｒ_１の両端にかかる電圧は、演算増幅器５１０の非反転入力端子と反転入力端子との間の電圧に該当するので、演算増幅器５１０は、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度、すなわち、駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧を出力することができる。

例えば、第１抵抗Ｒ_１の抵抗値が約０．０１Ωであり、カートリッジが本体に結合されていない場合、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度が約１００ｍＡであり、カートリッジが本体に結合され、振動子が駆動される場合、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度が約２Ａと仮定する。その場合、カートリッジが本体に結合されていない場合、第１抵抗Ｒ_１の両端にかかる電圧は、約１ｍＶ（＝１００ｍＡ＊０．０１Ω）であり、カートリッジが本体に結合され、振動子が駆動される場合、第１抵抗Ｒ_１の両端にかかる電圧は、約２０ｍＶ（＝２Ａ＊０．０１Ω）でもある。

演算増幅器５１０は、プロセッサによって許容可能な範囲にあるように第１抵抗Ｒ_１の両端にかかる電圧を、例えば、５０倍増幅させうる。これにより、前記例示において、カートリッジが本体に結合されていない場合の演算増幅器５１０によって出力される電圧は、約５０ｍＶになり、カートリッジが本体に結合され、振動子が駆動される場合の演算増幅器５１０によって出力される電圧は、約１０００ｍＶにもなる。

このようにカートリッジが本体に結合されたか否かによって演算増幅器５１０によって出力される電圧が異なる。したがって、エアロゾル生成装置（例えば、図１または、図２のエアロゾル生成装置１０）は、演算増幅器５１０によって出力される電圧を用いてカートリッジが本体に結合されたか否かを判断することができる。

これに付け加えて、エアロゾル生成装置は、演算増幅器５１０によって出力される電圧を用いて振動子の特性または状態を感知することができる。交流電圧に応答して超音波振動を生成する過程で振動子の特性が変更されれば、振動子の負荷値（例えば、キャパシタンス）が変更され、これにより、駆動回路に提供される電流の強度も変更されるためである。一例において、振動子の温度が増加すれば、キャパシタンスと振動子の負荷値が増加する。これにより、駆動回路に提供される電流の強度が増加する。このように、一実施例によるエアロゾル生成装置は、演算増幅器５１０によって出力される電圧を用いたフィードバック制御を遂行することで、振動子の特性を適正な範囲に保持することができる。

第１抵抗Ｒ_１は、非反転入力端子に印加される駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}が駆動回路の入力端子に実質的な降下なしに伝達されるように十分に小さい抵抗値を有する。すなわち、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}は、許容範囲（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｒａｎｇｅ）内でのみ降下されうる。例えば、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}が約１３Ｖであり、第１抵抗Ｒ_１を介して流れる電流の強度が約２Ａである場合、第１抵抗Ｒ_１の抵抗値は、約０．０１Ωでもある。その場合、第１抵抗Ｒ_１による電圧降下は、２Ａ＊０．０１Ω＝０．０２Ｖに該当する。当該電圧降下は、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０} １３Ｖの約０．１５％に過ぎないので、駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ ０}と駆動回路の入力端子に印加される駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}は、実質的に同一であるとも見られる。

また、第１キャパシタＣ_１は、演算増幅器５１０を介して非反転入力端子と反転入力端子との間の電圧が増幅される過程でのノイズを減少させうる。このようにフィードバック回路５０は、駆動回路に駆動電圧Ｖ_{ＤＲＩＶＥ}が印加される過程に対する実質的な影響なしに振動子の特性をフィードバックすることができる。

また、フィードバック回路５０は、演算増幅器５１０の出力端子と直列に連結される第２抵抗Ｒ_２及び第２キャパシタＣ_２を含むＲＣフィルタ５２０を含んでもよい。ＲＣフィルタ５２０は、第２キャパシタＣ_２を介してフィードバック回路５０の出力電圧を出力することができる。これにより、フィードバック回路５０を介して電圧が出力される過程でのノイズがさらに減少し、エアロゾル生成装置の精密な制御が遂行されうる。

プロセッサは、アナログ－デジタルコンバータを用いて、フィードバック回路５０から出力された電圧をデジタル値に変換することで、電圧に対応する値を獲得する。アナログ－デジタルコンバータは、プロセッサ内部に内蔵されても、プロセッサの外部に別途に備えられてもよい。プロセッサは、電圧に対応する値が既設定の範囲にあるように駆動回路に印加されるＰＷＭ信号を制御する。以下、図６ないし図８を参照して、エアロゾル生成装置またはプロセッサがＰＷＭ信号を制御する方法をより詳細に説明する。

図６ないし図８は、一実施例によるフィードバック電圧に基づいて、エアロゾル生成装置を制御する過程を説明するための図面である。

図６を参照すれば、一例示における経時的なフィードバック電圧の変化が示されている。フィードバック電圧は、フィードバック回路（例えば、図５のフィードバック回路５０）から出力されたアナログ電圧を、アナログ－デジタルコンバータを用いてデジタル値に変換することで獲得された電圧値に対応しうる。一方、エアロゾル生成装置（例えば、図１または、図２のエアロゾル生成装置１０）は、ユーザのパフを感知するためのセンサを含んでもよい。また、プロセッサ（例えば、図１または、図２のプロセッサ１６０）は、ユーザのパフ開始を感知することにより、駆動回路（例えば、図３の駆動回路３０）に駆動電圧及びＰＷＭ信号を印加することができる。

駆動回路に駆動電圧及びＰＷＭ信号が印加されることにより、フィードバック回路を介してフィードバック電圧が出力されうる。図６に示されたように、エアロゾル生成装置は、フィードバック電圧が第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲にあるように、駆動回路に印加されるＰＷＭ信号を制御する。

一例において、エアロゾル生成装置またはプロセッサは、ユーザの各パフの間、フィードバック電圧が第１上限に到逹するのにかかる時間が実質的に一定になるようにＰＷＭ信号を制御する。例えば、図６に示されたように、エアロゾル生成装置またはプロセッサは、第１パフ、第２パフ、及び第３パフのそれぞれにおいて、フィードバック電圧が第１上限に到逹するのにかかる時間であるｔ１、ｔ２及びｔ３が互いに実質的に同一になるようにＰＷＭ信号を制御することができる。これにより、パフごとに均一な特性を有する安定した霧化が達成されうる。

一方、図６では、フィードバック電圧が第１上限に到逹すれば、駆動回路の動作が中止される例示が示されているが、必ずしもそれに制限されるものではない。エアロゾル生成装置は、フィードバック電圧が第１上限に到逹する場合、フィードバック電圧を第１上限に保持するか、第１上限より小さくなるように制御しつつ、続けて駆動回路を動作させうる。

図７を参照すれば、他の例示における経時的なフィードバック電圧の変化が示されている。エアロゾル生成装置またはプロセッサは、フィードバック電圧（すなわち、フィードバック回路の出力電圧に対応する値）が第１上限よりも高い第２上限に到逹する場合、エアロゾル生成物質が足りないか、振動子の特性が変わったと判断する。例えば、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０）の保存槽（例えば、図２の保存槽２２０）または液体伝達手段（例えば、図２の液体伝達手段２３０）に収容されるエアロゾル生成物質が消尽される場合、振動子の温度が予想より早く増加しうる。振動子の温度が増加することにより、振動子の負荷値が増加し、振動子と連結される駆動回路に供給される電流の強度も増加しうる。これにより、フィードバック電圧が第１上限よりも高い第２上限に到逹することができる。

また、振動子の特性が変更されたということは、振動子が過熱状態にあるか、振動子がキュリー温度以上に加熱されることにより、損傷されたということを意味する。エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質が足りないか、振動子の特性が変更されたと判断される場合、少なくとも１つの動作を中止するか、カートリッジまたは振動子の交換が必要であるというお知らせを出力する。例えば、エアロゾル生成装置は、駆動回路または振動子への電力供給を遮断する。但し、必ずしもそれに制限されるものではなく、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を減少させることで、フィードバック電圧を第１上限の下に減少させようとすることもできる。

図８を参照すれば、さらに他の例示における経時的なフィードバック電圧の変化が示されている。当該例示において、カートリッジが保存槽及び振動子を含み、カートリッジと着脱自在に結合される本体が駆動回路、フィードバック回路及びプロセッサを含んでいると仮定する。その場合、エアロゾル生成装置またはプロセッサは、フィードバック電圧（フィードバック回路の出力電圧に対応する値）が第１下限よりも低い第２下限未満である場合、カートリッジが前記本体に結合されていないと判断する。エアロゾル生成装置またはプロセッサは、カートリッジが本体に結合されていないと判断される場合、少なくとも１つの動作を中止することで、無駄な電力消耗を防止することができる。

一例において、第１上限は、９００ｍＶ、第１下限は、７００ｍＶ、第２上限は、１０００ｍＶ、第２下限は、２００ｍＶであるが、必ずしもそれらに制限されるものではない。しきい値は、他の適切な値にも設定される。第１上限は、１７００ｍＶ、第１上限は、８００ｍＶ、第２上限は、２０００ｍＶ、第２下限は、２００ｍＶでもある。一方、第１上限、第１下限、第２上限、及び第２下限のようなしきい値は、固定され、動的にも変更される。例えば、エアロゾル生成装置は、振動子を用いた喫煙動作が繰り返されることにより、振動子の特性が異なるという点を考慮して、しきい値を動的に調整することができる。

前述したように、本発明の一実施例によれば、エアロゾル生成装置の最適の状態を決定するためのしきい値（例えば、第１上限及び第１下限）は、エアロゾル生成装置の動作不能状態を決定するためのしきい値（例えば、第２上限及び第２下限）と互いに異なって設定されうる。これにより、エアロゾル生成装置は、単に動作可能状態に制御されるものではなく、エアロゾルの安定した霧化が達成されうる最適の状態に制御されうる。

図９は、一実施例によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。

図９を参照すれば、エアロゾル生成装置の動作方法は、図１及び図２に示されたエアロゾル生成装置１０において時系列的に処理される段階で構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、図１及び図２のエアロゾル生成装置１０について以上で記述された内容は、図９のエアロゾル生成装置の動作方法にも適用されうる。

段階９１０において、エアロゾル生成装置は、フィードバック回路（例えば、図５のフィードバック回路５０）を用いて、振動子に交流電圧を印加するための駆動回路（例えば、図３の駆動回路３０）に供給される電流の強度に比例する電圧をフィードバックすることができる。

段階９２０において、エアロゾル生成装置は、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、第１上限と第１下限との間にあるかどうかを決定する。エアロゾル生成装置は、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、第１上限と第１下限との間にある場合、段階９３０を遂行する。そうではなければ、エアロゾル生成装置は、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、第１下限未満である場合、段階９４０を遂行し、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、第１上限超過である場合、段階９５０を遂行する。

段階９３０において、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を保持する。フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、第１上限と第１下限との間にあるということは、振動子が安定した霧化のための最適状態に駆動されていることを意味するので、エアロゾル生成装置は、現状を保持する。但し、必ずしもそれに制限されるものではなく、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を保持する代わりに、フィードバック電圧（すなわち、フィードバック回路の出力電圧に対応する値）がさらに適正な値（例えば、第１上限及び第１下限の中間値、または第１上限など）に調整されるように、ＰＷＭ信号のデューティー比を調整することもできる。

段階９４０において、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を増加させうる。エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を増加させることで、駆動回路に供給される電力を増加させうる。これにより、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が増加され、適正な範囲（すなわち、第１上限と第１下限との間）以内にもなる。

但し、エアロゾル生成装置が、可能な範囲内でＰＷＭ信号のデューティー比を増加させたにもかかわらず、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が依然として第１下限よりも低い第２下限未満である場合、エアロゾル生成装置は、駆動回路に対する電力供給を中断するか、カートリッジが前記本体に結合されていないと判断する。

段階９５０において、エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を減少させうる。エアロゾル生成装置は、ＰＷＭ信号のデューティー比を減少させることで、駆動回路に供給される電力を減少させうる。これにより、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が減少して適正な範囲（すなわち、第１上限と第１下限との間）以内にもなる。

但し、エアロゾル生成装置が、可能な範囲内でＰＷＭ信号のデューティー比を減少させたにもかかわらず、フィードバック回路の出力電圧に対応する値が、依然として第１上限よりも高い第２上限を超過する場合、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質が足りないか、振動子の特性が変わったと判断し、少なくとも１つの動作を中止するか、カートリッジまたは振動子の交換が必要であるというお知らせを出力する。

上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができる。したがって、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならず、請求範囲に記載された内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。

Claims (12)

1. エアロゾル生成装置において、
   エアロゾル生成物質を収容する保存槽と、
   超音波振動を発生させて前記エアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化する振動子と、
   前記振動子に交流電圧を印加するための駆動回路と、
   前記駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧を出力するフィードバック回路と、
   前記電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、前記駆動回路に印加されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を制御するプロセッサと、を含む、エアロゾル生成装置。
2. 前記エアロゾル生成装置は、
   ユーザのパフを感知するためのセンサをさらに含み、
   前記プロセッサは、前記パフの開始を感知することに基づいて、前記駆動回路に前記ＰＷＭ信号を印加し、前記ユーザの各パフの間に、前記電圧に対応する値が前記第１上限に到逹するのにかかる時間が実質的に一定になるように前記ＰＷＭ信号を制御する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記エアロゾル生成装置は、
   前記保存槽及び前記振動子を含むカートリッジと、
   前記駆動回路、前記フィードバック回路、及び前記プロセッサを含み、前記カートリッジと着脱自在に結合される本体と、をさらに含み、
   前記プロセッサは、前記電圧に対応する値が前記第１下限よりも低い第２下限未満であることに基づいて、前記カートリッジが前記本体に結合されていないと判断する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記プロセッサは、前記電圧に対応する値が前記第１上限よりも高い第２上限に到逹することに基づいて、前記エアロゾル生成物質が足りないか、前記振動子の特性が変更されたと判断する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記フィードバック回路は、
   駆動電圧が印加される非反転入力端子、前記駆動回路の入力端子と連結される反転入力端子、及び出力端子を含む演算増幅器と、
   前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間に並列に連結される第１抵抗及び第１キャパシタと、を含み、
   前記演算増幅器は、前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間の電圧を前記プロセッサで許容可能な範囲に増幅し、前記出力端子を介して増幅された電圧を出力する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記第１抵抗は、前記非反転入力端子に印加される前記駆動電圧が前記駆動回路の入力端子に実質的な降下なしに伝達されるように十分に小さい抵抗値を有する、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記フィードバック回路は、
   前記出力端子と直列に連結される第２抵抗及び第２キャパシタを含み、前記第２キャパシタを介して前記フィードバック回路の出力電圧を提供するＲＣフィルタをさらに含む、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記プロセッサは、
   アナログ－デジタルコンバータを用いて、前記フィードバック回路から出力された前記電圧をデジタル値に変換することで、前記電圧に対応する値を獲得する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記駆動回路は、
   駆動電圧が印加される入力端子と、
   一端が前記入力端子と連結されるインダクタと、
   前記インダクタの他端と連結され、前記インダクタを介して流れる電流が前記振動子及び接地のうち、１つに流れるようにスイッチングを遂行するトランジスタと、
   前記ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング電圧を生成する電力ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、を含み、
   前記トランジスタが前記スイッチング電圧によって前記スイッチングを遂行するので、前記振動子に前記交流電圧が印加される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
10. 超音波振動を発生させてエアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化する振動子と、前記振動子に交流電圧を印加するための駆動回路と、フィードバック回路と、プロセッサと、を含むエアロゾル生成装置を動作する動作方法において、
    前記フィードバック回路を用いて、前記駆動回路に供給される電流の強度に比例する電圧をフィードバックする段階と、
    前記プロセッサを用いて、前記電圧に対応する値が、第１上限及び第１下限によって定義される既設定の範囲に位置するように、前記駆動回路に印加されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を制御する段階と、を含む、動作方法。
11. 前記フィードバック回路は、
    駆動電圧が印加される非反転入力端子、前記駆動回路の入力端子と連結される反転入力端子、及び出力端子を含む演算増幅器と、
    前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間に並列に連結される第１抵抗及び第１キャパシタと、を含み、
    前記演算増幅器は、前記非反転入力端子と前記反転入力端子との間の電圧を前記プロセッサで許容可能な範囲に増幅し、前記出力端子を介して増幅された電圧を出力する、請求項１０に記載の動作方法。
12. 前記駆動回路は、
    駆動電圧が印加される入力端子と、
    一端が前記入力端子と連結されるインダクタと、
    前記インダクタの他端と連結され、前記インダクタを介して流れる電流が前記振動子及び接地のうち、１つに流れるようにスイッチングを遂行するトランジスタと、
    前記ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング電圧を生成する電力ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、を含み、
    前記トランジスタが前記スイッチング電圧によって前記スイッチングを遂行するので、前記振動子に交流電圧が印加される、請求項１０に記載の動作方法。