KR102235643B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 생성 장치는, 히터, 배터리, 및 제어부를 포함하는 몸체 하우징과, 몸체 하우징의 상단부의 일부가 삽입될 수 있는 빈 공간을 구비하여 몸체 하우징의 상단부를 보호하도록 결합되고 몸체 하우징의 배터리를 충전하기 위한 보조 전력이 충전되는 보조 배터리 모듈을 구비하는 커버를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치 {AEROSOL GENERATING DEVICE}
에어로졸 생성 장치로서, 다양한 기능들을 지원하는 에어로졸 생성 장치에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 가열식 에어로졸 생성 장치는 스마트폰, 웨어러블 디바이스 등의 다른 전자 장치들과 같이, 배터리, 제어 회로, 센서 등의 하드웨어들을 구비하는 전자 장치로 구현되나, 그 동작/제어 방식은 다소 차이가 있다. 하지만, 에어로졸 생성 장치와 다른 종류의 전자 장치들은 모두 디바이스의 전자적 기능들을 제어하기 위한 하드웨어 요소들을 공통적으로 구비하므로, 에어로졸 생성 장치에서도 에어로졸 생성 외의 다양한 기능들의 지원이 가능할 수 있다. 이와 같은 다양한 기능들이 지원된다면 에어로졸 생성 장치의 사용자 편의성이 도모될 수 있다.
공개특허공보 제10-2018-0120688호(2018.11.06.). 공개특허공보 제10-2013-0113222호(2013.10.15.).
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸의 생성을 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터, 상기 히터의 가열을 위한 전력을 공급하는 배터리, 및 상기 히터의 가열 동작이 개시 또는 종료되도록 상기 배터리로부터 상기 히터로 공급되는 전력을 제어함으로써 상기 에어로졸의 생성을 제어하는 제어부를 포함하는 몸체 하우징; 및 상기 몸체 하우징의 상단부의 일부가 삽입될 수 있는 빈 공간을 구비하여 상기 몸체 하우징의 상단부를 보호하도록 결합되고, 상기 몸체 하우징의 상기 배터리를 충전하기 위한 보조 전력이 충전되는 보조 배터리 모듈 및 상기 몸체 하우징에 연결되어 상기 보조 배터리 모듈에 충전된 상기 보조 전력을 전달하는 충전 단자를 구비하는 커버;를 포함한다.
또한, 상기 보조 배터리 모듈은 상기 에어로졸 생성 장치를 이용한 1회 흡연이 가능한 수준의 전력 에너지가 최대로 충전될 수 있다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 사용자의 호기로부터 혈중 알코올 농도를 측정하는 음주 측정 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 음주 측정 센서로부터 측정된 혈중 알코올 농도에 따라 흡연을 제한하거나 상기 혈중 알코올 농도의 레벨에 따라 에어로졸 생성 정도를 조절하기 위한, 에어로졸 생성 동작의 제어를 수행한다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 히터 가열 상태, 사용 가능한 흡연 횟수 및 배터리 상태 중 적어도 하나에 대한 정보를 표시하기 위한 e-paper 디스플레이를 더 포함한다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 비접촉으로 사용자가 근접해 오는 것을 감지하는 근접 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 근접 센서에 의하여 상기 사용자의 접근이 감지된 경우, 상기 히터의 예열이 시작되도록 제어한다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 무선 통신 방식을 지원하는 통신 인터페이스를 더 포함하고, 상기 통신 인터페이스는 사용자의 전자 장치와 무선 통신으로 연결되는 기능을 수행하고, 상기 제어부는 상기 통신 인터페이스와 상기 전자 장치 간의 무선 연결된 경우에는 상기 에어로졸 생성 장치의 사용이 가능하도록 상기 에어로졸 생성 장치를 잠금 해제 상태로 제어하고, 상기 통신 인터페이스와 상기 전자 장치 간의 무선 연결이 해제된 경우에는 상기 에어로졸 생성 장치의 사용이 비활성화되도록 상기 에어로졸 생성 장치의 잠금을 실행한다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 상기 배터리 및 상기 제어부를 지지하는 고정 가이드의 하우징 구조물을 더 포함하고, 상기 하우징 구조물은 상기 에어로졸 생성 장치의 무선 통신 또는 무선 충전을 위한 안테나가 인쇄 또는 부착되어 있다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는 사용자 인증을 수행하기 위하여, 지문 인식 센서, 정맥 인식 센서, 얼굴 인식 센서 및 홍채 인식 센서 중 적어도 어느 하나의 인증 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 인증 센서에 의해 인증된 사용자에게 상기 에어로졸 생성 장치의 에어로졸 생성 기능의 활성화가 허용되도록 제어한다.
상기된 바에 따르면, 에어로졸 생성 장치에서 다양한 편의 기능들이 제공될 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치에 대한 보다 향상된 사용자 편의성이 도모될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 커버를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 태양광 충전을 지원하는 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치의 외부 표면에 구비된 e-paper 디스플레이(electronic paper display, EPD)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 음주 측정의 기능을 갖는 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따라 사용자 인증을 위한 센서가 적용된 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 근접 센서를 구비한 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 내에 구비된 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치의 잠금 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따라 다이얼 방식의 제어 수단을 구비한 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
실시예들에서 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.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13) 또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 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 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 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. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 4에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(45)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(420)와, 카트리지(420)를 지지하는 본체(410)를 포함한다.
카트리지(420)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(410)에 결합할 수 있다. 카트리지(420)의 일부분이 본체(410)의 수용 공간(419)에 삽입됨으로써 카트리지(420)가 본체(410)에 장착될 수 있다.
카트리지(420)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.
니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(45)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
카트리지(420)는 본체(410)로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지(420)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
예를 들어, 카트리지(420)는 본체(410)로부터 전기 신호를 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열하거나, 초음파 진동 방식을 이용하거나, 유도 가열 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 다른 예로서, 카트리지(420)가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체(410)로부터 카트리지(420)에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지(420)가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
카트리지(420)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(421)와, 액체 저장부(421)의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있다.
액체 저장부(421)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(421)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(421)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.
무화기는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(wick; 윅)과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
히터는 전기 저항에 의해 열을 발생시킴으로써 액체 전달 수단에 전달되는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위하여 구리, 니켈, 텅스텐 등의 금속 소재를 포함할 수 있다. 히터는 예를 들어, 금속 열선(wire), 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으며, 니크롬선과 같은 소재를 이용하여 전도성 필라멘트로 구현되거나 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.
무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생하는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 발열체로 구현될 수 있다.
카트리지(420)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(420)의 액체 저장부(421)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 액체 저장부(421)는 본체(410)에 결합할 때에 본체(410)의 홈(411)에 삽입될 수 있도록 액체 저장부(421)로부터 돌출하는 돌출창(421a)을 포함한다. 마우스피스(422) 및 액체 저장부(421)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(421)의 일부분에 해당하는 돌출창(421a)만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.
본체(410)는 수용 공간(419)의 내측에 배치된 접속 단자(410t)를 포함한다. 본체(410)의 수용 공간(419)에 카트리지(420)의 액체 저장부(421)가 삽입되면 본체(410)는 접속 단자(410t)를 통하여 카트리지(420)에 전력을 제공하거나, 카트리지(420)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(420)에 공급할 수 있다.
카트리지(420)의 액체 저장부(421)의 일측 단부에는 마우스피스(422)가 결합된다. 마우스피스(422)는 에어로졸 생성 장치(45)의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(422)는 액체 저장부(421) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(422a)을 포함한다.
본체(410)에는 슬라이더(47)가 본체(410)에 대하여 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더(47)는 본체(410)에 대해 이동함으로써 본체(410)에 결합된 카트리지(420)의 마우스피스(422)의 적어도 일부를 덮거나 마우스피스(422)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 기능을 수행한다. 슬라이더(47)는 카트리지(420)의 돌출창(421a)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 장공(47a)을 포함한다.
슬라이더(47)는 내부가 비어 있으며 양측 단부가 개방된 통 형상을 갖는다. 슬라이더(47)의 구조는 도면에 도시된 것과 같이 통 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본체(410)의 가장자리에 결합된 상태를 유지하면서 본체(410)에 대해 이동 가능한 클립 모양의 단면 형상을 갖는 절곡된 판의 구조나, 만곡된 원호 모양의 단면 형상을 갖는 구부러진 반원통 형상 등의 구조를 가질 수 있다.
슬라이더(47)는 본체(410)와 카트리지(420)에 대한 슬라이더(47)의 위치를 유지하기 위한 자성체를 포함한다. 자성체는 영구자석이나, 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금 등과 같은 소재를 포함할 수 있다.
자성체는 슬라이더(47)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제1 자성체(48a)와, 슬라이더(47)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제2 자성체(48b)를 포함한다. 제1 자성체(48a)와 제2 자성체(48b)는 슬라이더(47)의 이동 방향, 즉 본체(410)가 연장하는 방향인 본체(410)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
본체(410)는 슬라이더(47)가 본체(410)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(47)의 제1 자성체(48a)와 제2 자성체(48b)가 이동하는 경로 상에 배치된 고정 자성체(49)를 포함한다. 본체(410)의 고정 자성체(49)도 수용 공간(419)을 사이에 두고 서로 마주보도록 두 개가 설치될 수 있다.
슬라이더(47)의 위치에 따라, 고정 자성체(49)와 제1 자성체(48a) 또는 고정 자성체(49)와 제2 자성체(48b) 사이에서 작용하는 자력에 의하여 슬라이더(47)는 마우스피스(422)의 단부를 덮거나 노출시키는 위치에 안정적으로 유지될 수 있다.
본체(410)는 슬라이더(47)가 본체(410)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(47)의 제1 자성체(48a)와 제2 자성체(48b)의 이동하는 경로 상에 배치되는 위치변화 감지 센서(43)를 포함한다. 위치변화 감지 센서(43)는 예를 들어 자기장의 변화를 감지하여 신호를 발생하는 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC)를 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(45)에서 본체(410)와 카트리지(420)와 슬라이더(47)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시예는 이러한 에어로졸 생성 장치(45)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(45)는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(45)가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니며, 사용자가 손으로 잡기 편하게 예를 들어 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(500)는 배터리(510), 히터(520), 센서(530), 사용자 인터페이스(540), 메모리(550) 및 제어부(560)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(500)의 내부 구조는 도 5에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(500)의 설계에 따라, 도 5에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(500)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(500)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(500)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(500)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(500)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.
이하에서는 에어로졸 생성 장치(500)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.
배터리(510)는 에어로졸 생성 장치(500)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(510)는 히터(520)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(510)는 에어로졸 생성 장치(500) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(530), 사용자 인터페이스(540), 메모리(550) 및 제어부(560)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(510)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(510)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(520)는 제어부(560)의 제어에 따라 배터리(510)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(520)는 배터리(510)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(500)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(500)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.
히터(520)는 에어로졸 생성 장치(500)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(500)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(520)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(520)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(520)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(510)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
히터(520)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(520)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서 히터(520)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(520), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(520)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(520)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.
다른 실시예에서 히터(520)는 에어로졸 생성 장치(500)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(500)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(520)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(520)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
한편, 히터(520)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(520)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(500)는 적어도 하나의 센서(530)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(530)에서 센싱된 결과는 제어부(560)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(560)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(500)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(560)는 퍼프 감지 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 에어로졸의 생성을 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(530)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(530)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(520)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(500)는 히터(520)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(520) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(520)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(500)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(530)는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.
사용자 인터페이스(540)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(500)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(540)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.
다만, 에어로졸 생성 장치(500)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(540) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
메모리(550)는 에어로졸 생성 장치(500) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(550)는 제어부(560)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(550)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.
메모리(550)에는 에어로졸 생성 장치(500)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 적어도 하나의 전력 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
제어부(560)는 에어로졸 생성 장치(500)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(560)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 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 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(560)는 적어도 하나의 센서(530)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.
제어부(560)는 적어도 하나의 센서(530)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(520)의 가열 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(520)에 공급되는 전력을 제어할 수 있고, 이에 따라 에어로졸 생성이 제어될 수 있다. 또한, 제어부(560)는 적어도 하나의 센서(530)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(520)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(520)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
제어부(560)는 적어도 하나의 센서(530)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(540)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(560)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(500)가 곧 종료될 것임을 통지할 수 있다.
한편, 도 5에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(500)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(500)의 배터리(510)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(500)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(500)의 배터리(510)를 충전할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 커버를 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 커버(600)는 빈 공간(605)을 구비하여 빈 공간(605)에 에어로졸 생성 장치의 몸체 하우징의 일부가 삽입될 수 있는, 뚜껑, 덮개 또는 외장 케이스에 해당한다. 도 6에 도시된 커버(600)는 임의의 원통형 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 커버(600)의 빈 공간(605)은 커버(600)가 씌워질 에어로졸 생성 장치의 타입, 몸체 하우징의 외형에 맞춤화된 형상으로 제작될 수 있다.
커버(600)는 도 6에 도시된 화살표 방향을 따라 에어로졸 생성 장치의 몸체 하우징의 상단부를 덮는 방향으로 에어로졸 생성 장치의 몸체 하우징에 결합될 수 있다. 커버(600)는 예를 들어, 궐련 삽입 방식의 에어로졸 생성 장치(예를 들어, 도 1 내지 3의 에어로졸 생성 장치(1))의 몸체 하우징에서 상단부에 마련된 궐련의 삽입부를 보호하는 용도로 이용되거나, 또는 카트리지 방식의 에어로졸 생성 장치(예를 들어, 도 4의 에어로졸 생성 장치(45))의 몸체 하우징의 상단부에서 마우스피스를 보호하는 용도로 이용될 수 있다.
다만, 커버(600)는 이와 같은 보호 용도 외에도, 보조 배터리 용도로 이용될 수 있다. 구체적으로, 커버(600)는 보조 배터리 모듈(610), 충전 단자(620) 및 표시 수단(630)을 구비할 수 있다.
보조 배터리 모듈(610)은 에어로졸 생성 장치의 배터리를 충전하기 위한 전력이 충전될 수 있다. 보조 배터리 모듈(610)은 충전 단자(620)를 통하여, 에어로졸 생성 장치에 충전 전력을 공급하거나 또는 외부 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 보조 배터리 모듈(610)의 최대 충전량과 관련하여, 보조 배터리 모듈(610)에는 에어로졸 생성 장치를 이용한 1회 흡연이 가능한 수준의 전력 에너지가 최대로 충전될 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 사용 가능 횟수는 다양할 수 있고 이에 따라 보조 배터리 모듈(610)의 최대 충전량은 달라질 수 있다.
충전 단자(620)는 USB Type-C 방식, 마이크로 5핀 방식 등의 다양한 종류들의 커넥터와의 연결을 지원하는 단자로 구현될 수 있다. 예를 들어, 충전 단자(620)는 커버(600)가 결합되는 에어로졸 생성 장치의 몸체 하우징에 구비된 충전 단자의 충전 단자 방식과 동일한 타입의 단자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
충전 단자(620)의 위치는 빈 공간(605)에 위치되거나, 커버(600)의 외부에 노출되도록 위치될 수 있다. 즉, 충전 단자(620)의 위치는 어느 하나의 위치로 제한되지 않고, 다양하게 구현될 수 있다. 충전 단자(620)가 에어로졸 생성 장치의 몸체 하우징에 구비된 충전 단자와 연결됨으로써, 에어로졸 생성 장치에 보조 배터리 모듈(610)의 보조 전력이 공급될 수 있다.
보조 배터리 모듈(610)의 충전 레벨 상태는 표시 수단(630)에 의해 제공될 수 있다. 표시 수단(630)은 예를 들어 LED로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 7은 일 실시예에 따라 태양광 충전을 지원하는 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(700)의 일 표면에는 태양광 충전 패널(710)이 장착될 수 있다. 태양광 충전 패널(710)은 태양광의 열 에너지를 전기 에너지로 전환하는 모듈로서, 반도체의 광전자 특성을 이용하여 태양광으로부터 전력을 직접 생산해 내는 발전방식을 이용한 모듈이다. 실리콘을 이용하여 제작된 태양광 충전 패널(710)은 일종의 반도체 다이오드로 구현될 수 있고, 태양광이 다이오드의 PN 접합부위에 투과되어 입사되면 여분의 음전하 또는 양전하를 발생시키게 되며 이 전하들을 태양광 충전 패널(710)의 앞뒤의 전극들을 통해 수집함으로써 전기가 충전되는 원리가 적용된 모듈이다.
에어로졸 생성 장치(700)에 구비된 배터리는 태양광 충전 패널(710)과 연결되어 태양광 충전 패널(710)에 의해 수집된 전하들에 의해 충전될 수 있고, 배터리에 충전된 전력은 앞서 설명된 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(700)의 구동에 필요한 전력으로 이용될 수 있다.
한편, 도 7의 태양광 충전 패널(710)에 의한 충전 수단과 달리, 에어로졸 생성 장치(700)는 사용자가 수동으로 에어로졸 생성 장치(700)에 진동이 가해지도록 흔들어 전력을 생산할 수 있는 진동 방식(즉, 쿼츠)의 충전 수단이 구비될 수 있다.
또는, 상기 충전 수단들과 달리, 에어로졸 생성 장치(700)는 시끄러운 소리에 의한 음파진동으로 발전하여 전력을 생산하도록 구현된 Voice IC의 충전 수단이 구비될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치의 외부 표면에 구비된 e-paper 디스플레이(electronic paper display, EPD)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(800)는 외부 표면의 일부 영역에 e-paper 디스플레이(811 또는 812)를 구비할 수 있다. e-paper 디스플레이(811 또는 812)는 마이크로캡슐 내의 나노 입자들의 성질을 이용하여 구현된 디스플레이로서, e-paper 디스플레이(811 또는 812)의 투명한 실리콘의 마이크로캡슐 내에는 수천 개의 작은 입자들이 구비되어 있고, 일부는 흰색이고 나머지는 검정색을 띄는 이와 같은 입자들은 전기영동(electrophoretic)의 현상에 따라 이동하여 배치됨으로써 외부 표면에 정보를 표현할 수 있다.
구체적으로, e-paper 디스플레이(811 또는 812)는 콜로이드 용액(colloidal ink) 속에 전극을 넣고 직류 전압을 가했을 때 콜로이드 입자가 특성에 따라 양극이나 음극 어느 한쪽 전극을 따라 이동하는 현상을 의미하는 전기영동의 원리를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, e-paper 디스플레이(811 또는 812)는 전류가 인가되면 흰색 입자는 음극을 따라 이동하고, 검정색 입자는 양극을 따라 이동하는 특성에 기반하여, 전류 방향에 의존하여 배치된 검정 픽셀들과 흰 픽셀들로써 정보를 표현할 수 있다. 한편, 검정색 및 흰색 입자들 외에 다양한 컬러들의 입자들이 마이크로캡슐에 구비되는 경우, e-paper 디스플레이(811 또는 812)는 다양한 컬러들의 정보를 표현할 수 있다.
도 8에 따르면, 에어로졸 생성 장치(800)의 일부 영역에는 배터리 상태를 표시하는 e-paper 디스플레이(811)가 구비될 수 있고, 또는 다른 영역에는 시간, 날짜, 요일 등과 같은 정보를 표시하는 e-paper 디스플레이(812)가 구비될 수 있음이 예시적으로 도시되어 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 에어로졸 생성 장치(800)의 외부 표면의 하나 이상의 영역들에는, 도 8에서 설명된 정보들 외의 다양한 정보들(예를 들어, 히터 가열 상태, 사용 가능한 흡연 횟수 등)이 표시되고, 그 표시 방식도 다양하게 구현될 수 있는 e-paper 디스플레이가 구비될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 음주 측정의 기능을 갖는 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(900)의 센서(910)에는 음주 측정 센서가 포함될 수 있다. 센서(910)에 구비된 음주 측정 센서는 사용자의 호기(날숨)로부터 감지된 알코올 분자에 기초하여 혈중 알코올 농도를 측정하는 모듈이다. 구체적으로, 음주 측정 센서에서 혈중 알코올 농도를 측정하는 방식은 전기화학적 방식으로서, 음주 측정 센서 내에는 백금 전극이 구비되어 있고 사용자의 호기(날숨)로부터 나온 알코올 분자가 이 백금 전극의 양(+)극에 달라붙으며 산화 반응을 하는 원리가 활용될 수 있다. 산화 반응은 전극에 전자를 전달하여 전류를 흐르게 하고, 흐르는 전류의 세기가 측정됨으로써 혈중 알코올 농도가 측정될 수 있다. 다만, 센서(910)에 구비된 음주 측정 센서는 이와 같은 방식 외에도, 알코올에 흡수되는 자외선 양을 측정하거나, 기체 크로마토그래피(gas chromatography) 방식 등을 이용하는 모듈일 수도 있다.
제어부(920)는 센서(910)의 음주 측정 센서로부터 측정된 혈중 알코올 농도에 따라, 에어로졸 생성 장치(900)의 에어로졸 생성 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(920)는 혈중 알코올 농도에 따라 에어로졸 생성 장치(900)에 의한 흡연을 제한하거나, 혈중 알코올 농도의 레벨에 따라 에어로졸 생성 정도(즉, 흡연량)를 달리 조절하는 등의 다양한 방식들로 에어로졸 생성 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 혈중 알코올 농도에 대응하는 에어로졸 생성 동작의 제어는 히터의 가열 온도의 제어, 히터 가열 시간의 제어 등을 통해 수행될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 사용자 인증을 위한 센서가 적용된 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(1000)의 센서(1010)에는 사용자 인증을 위한 인증 센서가 포함될 수 있다. 여기서, 인증 센서는 지문 인식 센서(1011), 정맥 인식 센서(1012), 얼굴 인식 센서(1013) 및 홍채 인식 센서(1014) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
센서(1010)에 지문 인식 센서(1011)가 구비된 경우, 지문 인식 센서(1011)는 접촉한 사용자 손가락의 지문을 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(1020)로 전달한다. 제어부(1020)는 미리 등록되어(enroll) 있는 사용자들 중, 센싱된 지문에 매칭되는 사용자를 판단하여, 사용자 인증을 수행한다.
센서(1010)에 정맥 인식 센서(1012)가 구비된 경우, 정맥 인식 센서(1012)는 사용자의 손바닥 또는 손등 등의 피부 표면을 스캔하여 손바닥 또는 손등 등의 피부 표면 내 정맥을 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(1020)로 전달한다. 제어부(1020)는 미리 등록되어 있는 사용자들 중, 센싱된 정맥에 매칭되는 사용자를 판단하여, 사용자 인증을 수행한다.
센서(1010)에 얼굴 인식 센서(1013)가 구비된 경우, 얼굴 인식 센서(1013)는 사용자의 얼굴을 스캔하여 얼굴 특징들(features)을 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(1020)로 전달한다. 제어부(1020)는 미리 등록되어 있는 사용자들 중, 센싱된 얼굴 특징들에 매칭되는 사용자를 판단하여, 사용자 인증을 수행한다.
센서(1010)에 홍채 인식 센서(1014)가 구비된 경우, 홍채 인식 센서(1014)는 사용자 눈동자의 홍채를 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(1020)로 전달한다. 제어부(1020)는 미리 등록되어 있는 사용자들 중, 센싱된 홍채에 매칭되는 사용자를 판단하여, 사용자 인증을 수행한다.
이와 같이, 에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 사용자 인증 수단의 센서(1010)를 구비하여 사용자 인증을 수행하고, 인증된 사용자에게만 에어로졸 생성 장치(1000)의 에어로졸 생성 기능의 사용 또는 활성화가 허용되도록 제어할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 근접 센서를 구비한 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(1100)의 센서(1110)에는 근접 센서(proximity sensor)가 포함될 수 있다. 근접 센서는 에어로졸 생성 장치(1100)에 비접촉으로 사용자가 근접해 오는 것을 감지하는 센서이다.
제어부(1120)는 근접 센서와 협력하여 에어로졸의 생성 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 에어로졸 생성 장치(1100)를 쥐고 흡연을 하기 위하여, 에어로졸 생성 장치(1100)에 손을 가까이 할 수 있다. 따라서, 제어부(1120)는 근접 센서에 의하여 사용자(예를 들어, 사용자의 손)의 접근이 감지된 경우, 곧 사용자가 흡연을 시작할 수 있는 것으로 판단하여, 히터의 예열이 시작되도록 제어할 수 있다. 만약 히터의 예열이 시작되었으나 소정 시간이 경과하도록 사용자가 스위치 등을 통해 에어로졸 생성 장치(1100)를 턴-온하지 않은 경우, 제어부(1120)는 히터의 예열을 종료하고 에어로졸 생성 장치(1100)가 턴-오프되도록 제어할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치 내에 구비된 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참고하면, 에어로졸 생성 장치에는 무선 통신을 위한 안테나 또는 무선 충전을 위한 안테나(또는 코일)가 구비될 수 있다. 에어로졸 생성 장치를 조립하기 위한 하우징 구조물들 중에는, 예를 들어 센서, 메인보드, 배터리 등을 지지하기 위한 고정 가이드(1200)가 포함될 수 있다.
무선 통신 또는 무선 충전을 위한 안테나 모듈(1210)은 고정 가이드(1200)에 인쇄 또는 부착되는 형태로 구비될 수 있다. 이때, 안테나 모듈(1210)은 고정 가이드(1200)의 길이 방향으로 인쇄 또는 부착되어, 메인보드, 배터리 등의 다른 하드웨어 구성들과 간섭되지 않도록 제작될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치는 안테나 모듈을 위한 별도의 공간을 마련하지 않을 수 있는바, 다른 하드웨어 구성들을 위한 공간이 확보될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치의 잠금 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(1300)는 통신 인터페이스(1310)를 구비할 수 있다. 통신 인터페이스(1310)는 예를 들어, 블루투스, NFC(near field communication), Wi-Fi, Wi-Fi Direct 등의 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함한다. 통신 인터페이스(1310)는 사용자의 전자 장치(1350)(예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 디바이스 등)와 무선 통신으로 연결되는 기능을 수행할 수 있다.
도 13의 (b)를 참고하면, 통신 인터페이스(1310)는 사용자의 전자 장치(1350) 와의 무선 연결이 수립된 경우, 이를 제어부(1320)에 통지한다. 제어부(1320)는 전자 장치(1350)와 연결된 경우에는, 에어로졸 생성 장치(1300)의 사용이 가능하도록 에어로졸 생성 장치(1300)를 잠금 해제 상태로 제어할 수 있다.
하지만, 도 13의 (a)를 참고하면, 통신 인터페이스(1310)와 전자 장치(1350) 간의 무선 연결이 해제된 경우, 통신 인터페이스(1310)는 이를 제어부(1320)에 통지하고, 제어부(1320)는 에어로졸 생성 장치(1300)의 사용이 비활성화되도록 에어로졸 생성 장치(1300)의 잠금을 실행한다.
이와 같은, 사용자의 전자 장치(1350)와의 무선 연결 여부에 따라 에어로졸 생성 장치(1300)의 잠금 여부가 제어됨으로써, 에어로졸 생성 장치(1300)의 의도치 않은 사용이 방지될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따라 다이얼 방식의 제어 수단을 구비한 에어로졸 생성 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(1400)의 일부 표면의 영역에는 다이얼 방식의 제어 수단(1410)이 구비될 수 있다. 다이얼 방식의 제어 수단(1410)은 사용자가 물리적인 힘을 가하여 다이얼을 돌림으로써 에어로졸 생성 장치(1400)의 동작 모드를 변경시킬 수 있는 하드웨어 수단이다.
예를 들어, 사용자는 다이얼 방식의 제어 수단(1410)을 작동하여 에어로졸 생성 장치(1400)의 턴-온/턴-오프를 스위칭할 수 있다. 또한, 다이얼 방식의 제어 수단(1410)에는 에어로졸 생성 장치(1400)의 다양한 기능들, 예를 들어 흡연량 레벨 조절, 소리/진동 모드 전환 등의 기능들의 설정이 가능하도록 구현될 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸의 생성을 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터, 상기 히터의 가열을 위한 전력을 공급하는 배터리, 및 상기 히터의 가열 동작이 개시 또는 종료되도록 상기 배터리로부터 상기 히터로 공급되는 전력을 제어함으로써 상기 에어로졸의 생성을 제어하는 제어부를 포함하는 몸체 하우징; 및
    상기 몸체 하우징의 상단부의 일부가 삽입될 수 있는 빈 공간을 구비하여 상기 몸체 하우징의 상단부를 보호하도록 결합되는 뚜껑 또는 덮개 형태로 구현되고, 상기 몸체 하우징의 상기 배터리를 충전하기 위한 보조 전력이 충전되는 보조 배터리 모듈 및 상기 몸체 하우징에 연결되어 상기 보조 배터리 모듈에 충전된 상기 보조 전력을 전달하는 충전 단자를 구비하는 커버;
    를 포함하고,
    상기 보조 배터리 모듈은 상기 에어로졸 생성 장치를 이용한 소정 횟수의 흡연이 가능한 수준의 전력 에너지가 최대로 충전될 수 있고,
    상기 커버는 상기 몸체 하우징의 상기 상단부로부터 분리된 상태에서 상기 커버의 상기 충전 단자가 상기 몸체 하우징에 구비된 충전 단자와 연결됨으로써 상기 배터리의 충전을 수행하는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 배터리 모듈은
    상기 에어로졸 생성 장치를 이용한 1회 흡연이 가능한 수준의 전력 에너지가 최대로 충전될 수 있는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    사용자의 호기로부터 혈중 알코올 농도를 측정하는 음주 측정 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 음주 측정 센서로부터 측정된 혈중 알코올 농도에 따라 흡연을 제한하거나 상기 혈중 알코올 농도의 레벨에 따라 에어로졸 생성 정도를 조절하기 위한, 에어로졸 생성 동작의 제어를 수행하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    히터 가열 상태, 사용 가능한 흡연 횟수 및 배터리 상태 중 적어도 하나에 대한 정보를 표시하기 위한 e-paper 디스플레이를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    비접촉으로 사용자가 근접해 오는 것을 감지하는 근접 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 근접 센서에 의하여 상기 사용자의 접근이 감지된 경우, 상기 히터의 예열이 시작되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    무선 통신 방식을 지원하는 통신 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 통신 인터페이스는
    사용자의 전자 장치와 무선 통신으로 연결되는 기능을 수행하고,
    상기 제어부는
    상기 통신 인터페이스와 상기 전자 장치 간의 무선 연결된 경우에는 상기 에어로졸 생성 장치의 사용이 가능하도록 상기 에어로졸 생성 장치를 잠금 해제 상태로 제어하고, 상기 통신 인터페이스와 상기 전자 장치 간의 무선 연결이 해제된 경우에는 상기 에어로졸 생성 장치의 사용이 비활성화되도록 상기 에어로졸 생성 장치의 잠금을 실행하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    상기 배터리 및 상기 제어부를 지지하는 고정 가이드의 하우징 구조물을 더 포함하고,
    상기 하우징 구조물은
    상기 에어로졸 생성 장치의 무선 통신 또는 무선 충전을 위한 안테나가 인쇄 또는 부착되어 있는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는
    사용자 인증을 수행하기 위하여, 지문 인식 센서, 정맥 인식 센서, 얼굴 인식 센서 및 홍채 인식 센서 중 적어도 어느 하나의 인증 센서를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 인증 센서에 의해 인증된 사용자에게 상기 에어로졸 생성 장치의 에어로졸 생성 기능의 활성화가 허용되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
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