KR102570079B1 - 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치는, 진동함으로써 액상 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 진동자, 진동자에 전압을 공급하는 배터리, 배터리로부터 제공된 전압을 컨버터 제어신호에 따라 진동자에 공급되는 공급 전압으로 변환하는 컨버터, 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출하는 퍼프 센서 및 퍼프 센서에 의해 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 컨버터 제어신호 및 PWM(pulse width modulation) 제어신호를 생성함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법{AEROSOL GENERATING DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}

에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법에 관한다.

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 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치 또는 초음파 진동식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

진동자를 사용한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 진동시켜서 에어로졸을 생성한다. 이때 에어로졸 생성 물질이 점도가 있는 액상 형태인 경우에 에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 생성 물질의 온도를 소정의 온도까지 올려 점도를 낮춰 줄 필요가 있다.

한편, 매 퍼프가 시작되고 난 후 에어로졸 생성 물질의 온도를 에어로졸 생성이 가능한 소정의 온도로 조절하면, 에어로졸의 발생이 지연되고 무화량이 적어지는 문제가 있다.

다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법을 제공한다. 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 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 진동자, 진동자에 전압을 공급하는 배터리, 배터리로부터 제공된 전압을 컨버터 제어신호에 따라 진동자에 공급되는 공급 전압으로 변환하는 컨버터, 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출하는 퍼프 센서 및 퍼프 센서에 의해 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 컨버터 제어신호 및 PWM(pulse width modulation) 제어신호를 생성함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하는 제어부를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 퍼프 센서를 이용하여 사용자의 퍼프의 시작 타이밍을 검출하는 단계, 시작 타이밍이 검출된 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 제 1 온도로 조절되도록 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성하는 단계, 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호에 기초하여 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 진동자에 제공하는 단계, 퍼프의 종료 타이밍을 검출하는 단계 및 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는 단계를 포함한다.

상기된 바에 따르면, 사용자가 퍼프를 하지 않는 기간에도 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절함으로써 각 퍼프 시마다 사용자에게 균일한 에어로졸 양을 제공할 수 있으므로, 사용자의 흡연감을 증진시킬 수 있다.

실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 진동자에 공급되는 전압의 주파수에 따른 진동자의 진동속도의 경향을 나타내는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물질의 온도의 경향을 나타내는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 기간 및 비 퍼프 기간 동안 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 사용자의 퍼프 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 비 퍼프 기간 동안 에어로졸 생성 물질을 예열하지 않았을 때, 온도의 감소 경향을 나타내는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따라 퍼프 기간 및 비 퍼프 기간에서의 PWM 제어신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 비 퍼프 기간 동안 예열하는 케이스와 비 퍼프 기간 동안 예열하지 않는 케이스 간의 에어로졸 생성 물질의 온도 변화를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 타이밍의 검출에 따라 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어하는 방법의 흐름도이다.

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.

또한, 명세서 전체에서 퍼프(puff)는, 사용자가 에어로졸 생성 장치의 흡입구 주변을 물고 흡입하는 동작을 나타낸다.

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 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(2000)와, 카트리지(2000)를 지지하는 본체(1000)를 포함한다.

카트리지(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(1000)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(2000)의 일부분이 본체(1000)에 삽입되거나, 본체(1000)의 일부분이 카트리지(2000)에 삽입됨으로써 카트리지(2000)가 본체(1000)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(1000)와 카트리지(2000)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(1000)와 카트리지(2000)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

카트리지(2000)는 마우스피스(2100)를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100)는 본체(1000)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(2100)는 카트리지(2000) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(2110)을 포함할 수 있다.

카트리지(2000)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.

액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.

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(10000)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(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(2200)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(2200)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(2200)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(2200)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 카트리지(2000)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기를 포함할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)의 무화기는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(1300)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(2400)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(2300)를 포함할 수 있다.

진동자(1300)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.

진동자(1300)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있으며, 압전 세라믹은 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)가 발생하고, 역으로 전기가 인가될 때 진동(기계적인 힘)으로 상호 변환할 수 있는 기능성의 재료이다. 따라서, 진동자(1300)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생 되고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.

진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적 접촉이 이루어질 수 있다. 따라서, 진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류를 공급받아 진동이 발생될 수 있다. 다만, 진동자(1300)에 전류를 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

진동 수용부(2300)는 진동자(1300)로부터 발생되는 진동을 전달 받아 액체 저장부(2200)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

액체 전달 수단(2400)은 액체 저장부(2200)의 액상 조성물을 진동 수용부(2300)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(2400)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질에 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 진동 수용부로 구현될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 실시예에서 무화기의 진동자(1300)는 본체(1000)에 배치되고, 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)은 카트리지(2000)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(2000)는 진동자(1300), 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)을 포함할 수 있으며, 본체(1000)에 카트리지(2000)의 일부분이 삽입되면 본체(1000)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(2000)에 전력을 제공하거나, 카트리지(2000)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(2000)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(1300)의 작동이 제어될 수 있다.

카트리지(2000)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(2000)의 액체 저장부(2200)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100) 및 액체 저장부(2200)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(2200)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)의 카트리지(2000)는 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)를 포함할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(2500)는 액체 저장부(2200)의 내부에 형성되어 마우스피스(2100)의 배출공(2110)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(2500)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(2100)의 배출공(2110)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

기류 통로(2600)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(2600)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)로 유입될 수 있거나, 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 기류 통로(2600)는 에어로졸 배출 통로(2500)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)의 형태는 에어로졸 배출 통로(2500)가 내측에 배치되고 기류 통로(2600)가 에어로졸 배출 통로(2500)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.

한편, 기류 통로(2600)의 구성은 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(1000)와 카트리지(2000)가 결합할 때 본체(1000)와 카트리지(2000)의 사이에 형성되어 무화기와 유체 연통되는 공간일 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)에서 본체(1000)와 카트리지(2000)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 대략 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(10000)는 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 있으며, 이때의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 진동자(12000), 컨버터(13000), 트랜지스터(14000), 퍼프 센서(15000), 제어부(16000), 사용자 인터페이스(17000) 및 메모리(18000)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 2에 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(10000)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 진동자(12000)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 컨버터(13000), 트랜지스터(14000), 퍼프센서(15000), 제어부(16000), 사용자 인터페이스(17000) 및 메모리(18000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.

예를 들어, 배터리(11000)는 니켈 계열 배터리(예를 들어, 니켈-금속 하이드라이드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리), 또는 리튬 계열 배터리(예를 들어, 리튬-코발트 배터리, 리튬-포스페이트 배터리, 리튬 티타네이트 배터리, 리튬-이온 배터리 또는 리튬-폴리머 배터리)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용될 수 있는 배터리(11000)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(11000)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.

진동자(12000)는 제어부(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 진동자(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자(12000)는 배터리(11000)의 전압을 컨버터(13000)로 변환하여 공급 전압을 공급받을 수 있다.

진동자(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 진동자 (12000)는 카트리지에 위치하거나, 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 진동자(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 진동자(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 진동자(12000)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우, 진동자(12000)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

진동자(12000)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서 진동자(12000)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 진동자(12000)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한, 진동자(12000)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

진동자(12000)는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다. 진동자(12000)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다.

진동자(12000)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절할 수 있다. 진동자(12000)는 소정의 전압이 소정의 주파수로 공급됨으로써 진동하고, 진동에너지가 에어로졸 생성 물질에 전달됨으로써, 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절할 수 있다.

에어로졸 생성 물질은 진동자(12000)에 의해 진동됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 소정의 온도까지 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질이 점도가 있는 액상 형태인 경우에 에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 생성 물질의 온도를 소정의 온도까지 올려 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮출 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아짐으로써 진동에 의한 무화 시간이 단축될 수 있고, 이로 인해 무화가 더욱 증가할 수 있다.

에어로졸의 생성을 위한 온도는 140~160℃일 수 있다. 에어로졸의 생성을 위한 온도는 타겟 가열 온도 또는 제 1 온도로 지칭될 수 있다. 예열을 위한 온도는 50~60℃일 수 있다. 예열을 위한 온도는 타겟 가열 온도보다 낮은 온도 일 수 있다. 예열을 위한 온도는 타겟 예열 온도 또는 제 2 온도로 지칭될 수 있다. 다만, 앞서 설명된 수치들은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 이 수치들은 에어로졸 생성 물질의 특성, 진동자(12000)의 특성 및 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 환경 등의 다양한 요인들에 의해 조정될 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 온도에 대해서는 도 2를 참조하여 자세히 후술한다.

컨버터(13000)는 배터리(11000)로부터 제공된 전압을 진동자(12000)에 공급되는 공급 전압으로 DC/DC 변환(직류/직류 변환)하여 출력할 수 있다. 컨버터(13000)는 제어부(16000)에서 생성된 컨버터 제어신호에 따라 진동자(12000)에 공급되는 공급 전압을 조절할 수 있다. 컨버터(13000)를 통해 출력된 공급 전압은 트랜지스터(14000)를 통해 진동자(12000)에 공급될 수 있다.

진동자(12000)에 공급되는 전압이 더 증가할수록 에어로졸 생성 물질의 온도는 더 증가할 수 있다. 진동자(12000)에 공급되는 전압이 더 증가할수록 진동자(12000)의 진동의 진폭은 더 증가할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도로 조절하는 경우, 컨버터 제어신호를 생성하여 컨버터(13000)에 제공할 수 있다. 컨버터(13000)는 배터리(11000)의 전압을 변환하여, 진동자(12000)에 소정의 전압을 제공할 수 있다. 이때 진동자(12000)에 공급되는 전압은 제 1 공급 전압이라 지칭될 수 있다. 예를 들어, 배터리(11000)전압이 3.6~4.2V인 경우, 컨버터(13000)는 제어부(16000)로부터 제공된 컨버터 제어신호에 의해 20~40V의 전압을 진동자(12000)에 제공할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절하는 경우, 컨버터 제어신호를 생성하여 컨버터(13000)에 제공할 수 있다. 이때 진동자(12000)에 공급되는 전압은 제 2 공급 전압이라 지칭될 수 있다. 예를 들어, 배터리(11000)전압이 3.6~4.2V인 경우, 컨버터(13000)는 제어부(16000)로부터 제공된 컨버터 제어신호에 의해 5~10V의 전압을 진동자(12000)에 제공할 수 있다.

즉, 컨버터(13000)는 제어부(16000)의 컨버터 제어신호에 의해 제어됨으로써, 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도와 타겟 예열 온도 중 어느 하나로 조절할 수 있다.

트랜지스터(14000)는 제어부(16000)로부터 PWM(pulse width modulation) 제어신호를 받아서 온오프(ON-OFF)동작을 반복하여 진동자(12000)에 공급 전압을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 트랜지스터(14000)는 컨버터로부터 공급 전압을 받아서 진동자(12000)에 공급 전압을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 트랜지스터(14000)는 소정 주기의 PWM 제어신호 및 공급 전압을 받아서, 진동자(12000)에 공급 전압을 PWM 제어신호의 주기에 상응하는 주파수로 제공할 수 있다.

트랜지스터(14000)는 PWM 제어신호의 주기에 따라서 온오프(ON-OFF) 동작을 수행하여 컨버터(13000)에 의해 변환된 공급 전압이 진동자(12000)에 PWM 제어신호의 주기로 인가되도록 제어할 수 있다.

트랜지스터(14000)는 전계 효과 트랜지스터(FET:Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), 전력 MOSFET을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

트랜지스터(14000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에서 생략될 수도 있으며, 트랜지스터(14000)가 생략되면 제어부(16000) 또는 컨버터(13000)로부터 출력되는 신호는 진동자에 직접 전달된다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서에서 센싱된 결과는 제어부(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(16000)는 진동자(12000)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 퍼프 센서(15000)를 포함할 수 있다. 퍼프 센서(15000)는 외부에서 유입되는 기류의 유량(flow) 변화, 압력 변화, 및 소리의 검출 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 센서(15000)는 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출할 수 있고, 제어부(16000)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프 기간(non-puff period)을 판단할 수 있다.

제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)에 현재 채용된 센싱 방식에 따라 퍼프 센서(15000)로부터 검출된 값(예를 들어, 압력 값, 온도 값, 전압 값, 또는 커패시턴스 값 등)이 미리 정해진 제 1 임계값을 초과하는 시점이 퍼프의 시작 타이밍에 해당하는 것으로 판단할 수 있고, 퍼프 센서(15000)로부터 검출된 값이 미리 정해진 제 2 임계값보다 낮아지는 시점이 퍼프의 종료 타이밍에 해당하는 것으로 검출할 수 있다. 여기서, 퍼프의 시작 및 종료 타이밍들을 검출하기 위한 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 에어로졸 생성 장치(10000)의 사용 환경에 따라 동일하거나 또는 서로 다른 임의의 값(예를 들어, 압력 값, 온도 값, 전압 값, 또는 커패시턴스 값 등)으로 설정될 수 있다.

한편, 적어도 하나의 센서는 사용자 입력 센서를 포함할 수 있다. 사용자 입력 센서는 스위치, 물리적 버튼, 터치 센서 등과 같이 사용자의 입력을 수신할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 사용자가 금속 재질로 형성된 소정의 영역을 터치하는 경우 커패시턴스(capacitance)의 변화가 발생하고, 커패시턴스의 변화를 검출함으로써 사용자의 입력을 감지할 수 있는 정전용량형 센서일 수 있다. 제어부(16000)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 제어부(16000)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(10000)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(10000)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(10000)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(10000)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 운동 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서는 x축, y축 및 z축 3방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서 및 3 방향의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무 또는 거리를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 의미하며, 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어 물체의 이미지를 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 물체를 인식할 수 있다. 제어부(16000)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(10000)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 제어부(16000)는 획득된 이미지를 분석하여, 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)는 진동자(12000)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 사용될 수 있는 소모품(예를 들어, 카트리지, 궐련 등)의 장착 또는 탈거를 감지할 수 있는 소모품 탈착 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 소모품 탈착 센서는 소모품이 에어로졸 생성 장치(10000)에 접촉하였는지 여부를 감지하거나, 이미지 센서에 의해 소모품이 탈착되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 소모품 탈착 센서는 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 코일의 인덕턴스 값의 변화를 감지하는 인덕턴스 센서이거나, 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 커패시터의 커패시턴스 값의 변화를 감지하는 커패시턴스 센서일 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 진동자(12000)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10000)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.

또한 적어도 하나의 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)에 구비될 수 있는 센서는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 사용자 인증 및 보안을 위하여 사용자의 손가락으로부터 지문 정보를 획득할 수 있는 지문 센서, 눈동자의 홍채 무늬를 분석하는 홍채 인식 센서, 손바닥을 촬영한 이미지로부터 정맥 내 환원 헤모글로빈의 적외선의 흡수량을 감지하는 정맥 인식 센서, 눈, 코, 입 및 안면 윤곽 등의 특징점들을 2D 또는 3D 방식으로 인식하는 안면 인식 센서 및 RFID(Radio-Frequency Identification) 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)에는 위의 예시된 다양한 센서의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(16000)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 제어부와 이 마이크로 제어부에서 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(16000)는 컨버터 제어신호를 생성할 수 있다. 컨버터 제어신호를 생성함으로써, 배터리(11000)로부터 진동자(12000)에 공급되는 전압의 크기를 선택할 수 있다. 제 1 공급 전압을 진동자(12000)에 공급하는 컨버터 제어신호는 제 1 컨버터 제어신호로 지칭될 수 있다. 제 1 공급 전압보다 낮은 제 2 공급 전압을 진동자(12000)에 공급하는 컨버터 제어신호는 제 2 컨버터 제어신호로 지칭될 수 있다.

제어부(16000)는 PWM 제어신호를 생성할 수 있다. 서로 다른 주기(T)의 PWM 제어신호를 생성함으로써, 진동자(12000)에 공급되는 전압의 주파수를 조절할 수 있다. PWM 제어신호의 주기(T)는 ON되는 시간과 OFF되는 시간의 합일 수 있다. PWM 제어신호의 주기(T)에 상응하는 주파수(f)는 아래 수학식1에 따라 계산된다.

즉, 제어부(16000)에서 공급된 PWM 제어신호의 주기에 따라 진동자에 공급되는 전압의 주파수가 결정될 수 있다. 진동자(12000)는 공급되는 주파수에 따라 소정의 진동속도로 진동함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 진동자(12000)에 공급되는 주파수에 관해서는 도3을 참조하여 자세히 후술한다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 펄스폭변조기처리부를 더 포함할 수 있다. PWM 제어신호는 펄스폭변조기처리부에 의해 생성될 수 있다. 펄스폭변조기처리부는 제어부(16000)의 제어신호가 입력되면, 제어신호에 따라서 다양한 주기의 PWM 제어신호를 생성할 수 있다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 진동자(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 진동자(12000)에 공급되는 전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 진동자(12000)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 진동자(12000)에 공급되는 전압의 양 및 전압이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(16000)는 진동자(12000)가 소정의 진동속도로 진동할 수 있도록 진동자(12000)에 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(15000)의 센싱된 결과에 기초하여 진동자(12000)에 공급되는 전압을 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)에 의해 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 컨버터 제어신호 및 PWM 제어신호를 생성함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절할 수 있다.

제어부(16000)는 현재 퍼프의 시작 타이밍이 검출된 경우, 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 타겟 가열 온도로 조절되도록. 진동자에 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 제공하기 위한 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성할 수 있다.

다음으로, 제어부(16000)는 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도보다 낮은 타겟 예열 온도로 조절할 수 있다. 타겟 예열 온도로 조절하는 방법은 도 3 및 도 4에서 자세히 후술한다.

즉, 제어부(16000)는 비 퍼프 기간에도 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어함으로써, 에어로졸 생성 물질의 온도가 낮아지는 것을 방지하고, 퍼프가 시작될 때의 반응시간을 극대화 할 수 있다.

제어부(16000)가 비 퍼프 기간에도 에어로졸 생성 물질을 타겟 예열 온도로 유지함에 따라, 다시 퍼프가 개시되어도 에어로졸 생성 물질이 타겟 가열 온도까지 가열되기까지의 시간이 단축될 수 있다. 이로 인하여 각각의 퍼프 기간에서 충분한 에어로졸 양이 제공될 수 있고, 이에 따라 사용자에게 바람직한 흡연감이 제공될 수 있다. 종래에는, 비 퍼프 기간 동안에 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하지 않았으므로, 다음 퍼프가 개시될 때 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도까지 상승시키기 위해 상대적으로 더 오랜 시간이 소요되어 퍼프 기간 내에 충분한 에어로졸 양을 제공하지 못하였다.

따라서, 본 실시예에 따른 제어부(16000)는, 현재 퍼프가 수행되는 동안 생성된 에어로졸 양과 다음 퍼프가 수행되는 동안 생성될 에어로졸 양의 차이가 소정 범위 이내에 들도록 비 퍼프 기간 동안에도 에어로졸 생성 물질을 타겟 예열 온도로 조절한다.

제어부(16000)는 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도가 감소하는 소정의 시간이 도과한 후에, 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절할 수 있다. 만약 퍼프와 퍼프 사이의 간격이 짧다면 에어로졸 생성 물질이 과도하게 식지 않아서, 비 퍼프 기간에 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어할 필요성이 없을 수 있다. 따라서, 제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도가 충분히 감소하는 소정의 시간이 도과한 후에 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 제어함으로써, 전력을 효율적으로 사용할 수 있다.

일 실시예에서 제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 진동자(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 진동자(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 진동자(12000)에 전압 공급을 중단시킬 수 있다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(17000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(15000)를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

사용자 인터페이스(17000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(17000)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.

제어부(16000)는 사용자 인터페이스(17000)로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 제어부(16000)는 사용자 입력에 기초하여 진동자(12000)의 동작을 개시하고, 첫번째 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지, 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절할 수 있다. 첫번째 퍼프의 시작 전에 미리 타겟 예열 온도로 에어로졸 생성 물질을 예열함으로써, 첫번째 퍼프가 시작될 때 타겟 가열 온도까지 상대적으로 짧은 시간 안에 가열할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(17000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(18000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(18000)는 제어부(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(18000)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(18000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

한편, 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 진동자(도2의 12000)에 공급되는 전압의 주파수에 따른 진동자(12000)의 진동속도의 경향을 나타내는 그래프이다. 진동자(12000)에 공급되는 전압의 크기는 일정하다고 전제한다.

도 3을 참고하면, 진동자(12000)는 진동자(12000)의 두께, 넓이, 소재와 같은 특성에 따라 공급되는 전압의 주파수와 진동속도간에 일정한 관계를 갖는다. 제 1 주파수(301)의 전압이 진동자(12000)에 공급되는 경우에 진동자(12000)는 제 1 진동속도(311)로 진동한다. 제어부(16000)는 에어로졸을 생성하기 위한 제 1 주파수(301)의 전압을 진동자(12000)에 공급하여 제 1 진동속도(311)로 진동하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸을 생성하기 위한 주파수는 1.7Mhz~3Mhz일 수 있다.

진동자(12000)는 제 1 주파수(301)의 전압이 공급됨으로써 진동자(12000)의 최대 진동속도로 진동할 수 있다. 제 1 주파수(301)는 진동자(12000)의 공진 주파수(resonace frequency)일 수 있다. 제어부(16000)는 진동자(12000)의 공진 주파수나 공진 주파수와 가까운 범위의 주파수를 가진 전압을 진동자(12000)에 공급할 수 있다. 공진 주파수의 전압이 진동자에 공급됨으로써 진동 속도가 최대될 수 있고, 에어로졸 생성 물질의 온도가 증가할 수 있다.

한편, 제 1 주파수(301)보다 낮은 주파수인 제 2 주파수(302)의 전압이 진동자(12000)에 공급되는 경우, 진동자(12000)는 제 1 진동속도(311)보다 낮은 속도인 제 2 진동속도(312)로 진동한다. 제 1 주파수(301)보다 높은 주파수인 제 3 주파수(303)의 전압이 진동자(12000)에 공급되는 경우, 진동자(12000)는 제 1 진동속도(311)보다 낮은 속도인 제 3 진동속도(312)로 진동한다. 제 2 진동속도(312)로 진동하거나 제 3 진동속도(312)로 진동하는 경우, 에어로졸을 생성하기 위한 진동속도보다 작기 때문에 에어로졸을 충분히 생성할 수 없다. 하지만, 제어부(16000)는 제 2 주파수(302) 또는 제 3 주파수(303)의 전압을 진동자(12000)에 공급함으로써 진동자(12000)의 온도를 타겟 예열 온도로 조절할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질을 타겟 예열 온도로 조절하도록 PWM 제어신호를 생성하여 소정 주파수의 전압을 진동자(12000)에 공급하고, 진동자(12000)는 제 2 주파수(302) 또는 제 3 주파수(303)의 전압이 공급됨으로써 제 1 진동속도(311)보다 낮은 제 2 진동속도(312) 또는 제 3 진동속도(313)로 진동할 수 있다. 제 2 주파수(302)에 상응하는 PWM 제어신호의 주기는 제 2 주파수(302)의 역수이고, 제 3 주파수(303)에 상응하는 PWM 제어신호의 주기는 제 3 주파수(303)의 역수일 수 있다..

도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물질의 온도의 경향을 나타내는 그래프이다. 도 4를 참고하면, 진동자(도2의 12000)에 공급되는 전압의 크기와 주파수의 조합에 따라서 에어로졸 생성 물질의 온도가 다를 수 있다.

진동자(12000)를 사용한 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 물질을 진동시켜서 에어로졸을 생성한다. 이때 에어로졸 생성 물질이 점도가 있는 액상 형태인 경우에 에어로졸 생성 물질의 온도를 에어로졸을 생성하기 위한 온도까지 올려 점도를 낮춰 줄 필요가 있다.

에어로졸의 생성을 위한 온도는 140~160℃일 수 있다. 에어로졸의 생성을 위한 온도는 타겟 가열 온도 또는 제 1 온도로 지칭될 수 있다. 예열을 위한 온도는 50~60℃일 수 있다. 예열을 위한 온도는 타겟 가열 온도보다 낮은 온도 일 수 있다. 예열을 위한 온도는 타겟 예열 온도 또는 제 2 온도로 지칭될 수 있다. 다만, 앞서 설명된 수치들은 설명의 편의를 예시일 뿐이며, 이 수치들은 에어로졸 생성 물질의 특성, 진동자(12000)의 특성 및 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 환경 등의 다양한 요인들에 의해 조정될 수 있다.

제 1 그래프(401)는 진동자(12000)에 제 1 공급 전압이 제 1 주파수(도3의 301)로 제공된 경우를 도시한다. 제 1 공급 전압이 제 1 주파수(301)로 공급된 경우, 진동자(12000)는 에어로졸을 생성하기 충분한 진동속도로 진동함과 동시에 에어로졸 생성 물질을 제 1 온도까지 가열할 수 있다. 제 1 온도는 타겟 가열 온도일 수 있다. 즉, 에어로졸을 생성하기 위한 타겟 가열 온도로 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해서는 제 1 공급 전압이 제 1 주파수(301)로 공급되어야 할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 2 온도로 조절하도록, 제 2 컨버터 제어신호를 생성하여 제 1 공급 전압보다 낮은 제 2 공급 전압을 진동자(12000)에 공급할 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 2 온도로 조절하도록, 진동자(12000)에 전압을 제 2 주파수로 제공하기 위한 제 2 주기의 PWM 제어신호를 생성할 수 있다. 진동자(12000)는 제 2 주파수의 전압이 제공됨으로써 제 1 진동속도보다 낮은 제 2 진동속도로 진동할 수 있다.

제 2 그래프(403)는 진동자(12000)에 제 1 공급 전압이 제 2 주파수(도 3의 302)로 공급되거나 제 2 공급 전압이 제 1 주파수(301)로 공급된 경우를 도시한다. 제 1 공급 전압과 제 1 주파수(301) 중 하나의 조건이 만족되지 않은 경우, 진동자(12000)는 에어로졸을 생성하기 충분한 진동속도로 진동할 수 없지만, 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 2 온도로 조절할 수 있다. 제 2 온도는 타겟 예열 온도일 수 있다.

제 3 그래프(405)는 진동자(12000)에 제 2 공급 전압이 제 2 주파수(302)로 공급된 경우를 도시한다. 제 1 공급 전압과 제 1 주파수(301) 중 모든 조건이 만족되지 않은 경우, 진동자(12000)는 에어로졸을 생성하기 충분한 진동속도로 진동할 수 없고, 제 2 온도보다 낮은 제 3 온도까지 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다.

한편, 도 4에서, 제 1 주파수(301)보다 낮은 제 2 주파수(302)의 전압이 공급된 것으로 설명된 내용은 제 3 주파수(303)의 전압이 공급됨으로써 대체될 수 있음은 물론이다.

도 5는 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치(10000)에서 퍼프 기간 및 비 퍼프 기간동안 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참고하면, 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어하는 방법은 앞서 설명된 에어로졸 생성 장치(10000)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10000)에 관하여 기술된 내용들은 도 5의 방법에도 적용될 수 있다.

501 단계에서, 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸을 생성하기 위하여, 동작을 개시한다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 사용자 입력에 기초하여 진동자(12000)의 동작을 개시할 수 있다.

502 단계에서, 제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절한다. 첫번째 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지, 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절함으로써, 첫번째 퍼프가 시작될 때 타겟 가열 온도까지 상대적으로 짧은 시간 안에 가열할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 타겟 예열 온도는 에어로졸 생성 물질을 예열하기 위한 온도로써, 예를 들어 50~60℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

503 단계에서, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)에 의해 퍼프의 시작 타이밍이 검출되었는지 여부를 판단한다. 제어부(16000)는, 퍼프 센서(15000)에 현재 채용된 센싱 방식에 따라 검출된 값(예를 들어, 압력 값, 온도 값, 전압 값, 또는 커패시턴스 값 등)이 미리 정해진 제 1 임계값을 초과하는 시점이 퍼프의 시작 타이밍에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 만약 제어부(16000)가 퍼프 센서(15000)에 의해 퍼프의 시작 타이밍이 검출된 것으로 판단한 경우, 504 단계로 진입된다. 그러나, 아직 퍼프의 시작 타이밍이 검출되지 않은 것으로 판단된 경우, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)에 의해 퍼프의 시작 타이밍이 검출될 때까지 502 단계 및 503 단계를 반복하여 수행한다.

504 단계에서, 제어부(16000)는 퍼프의 시작 타이밍이 검출된 경우, 에어로졸 생성을 위해 진동자(12000)로의 전압 공급을 제어한다. 구체적으로, 제어부(16000)는 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 제 1 온도로 조절되도록, 진동자(12000)에 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 제공하기 위한 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 제 1 온도(타겟 가열 온도)는 에어로졸을 발생시키기 적절한 온도로써, 예를 들어 140~160℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 사용자는 에어로졸 생성 물질로부터 생성된 에어로졸을 카트리지(도 1의 2000) 상에 구비된 마우스피스(도 1의 2100)를 통해 흡입할 수 있다.

505 단계에서, 제어부(16000)는 퍼프 센서(15000)에 의해 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출되었는지 여부를 판단한다. 퍼프 센서(15000)는 현재 검출된 값이 미리 정해진 제 2 임계값보다 작아지는 시점이 퍼프의 종료 타이밍에 해당하는 것으로 검출할 수 있다. 만약, 제어부(16000)가 퍼프 센서(15000)에 의해 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 것으로 판단한 경우, 506 단계로 진입된다. 그러나, 아직 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출되지 않은 것으로 판단된 경우, 제어부(16000)는 현재 퍼프 기간 동안 지속적으로 에어로졸을 생성하기 위하여 504 단계를 반복하여 수행한다.

한편, 앞서 설명된 바와 같이, 퍼프의 시작 및 종료 타이밍 각각을 검출하기 위한 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 사용 환경에 따라 동일하거나 다른 임의의 값(예를 들어, 압력 값, 온도 값, 전압 값, 또는 커패시턴스 값 등)으로 설정될 수 있다.

506 단계에서, 제어부(16000)는 누적 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달하였는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 1회의 흡연은 연속한 14회의 퍼프들에 의해 구성되는 것으로 설정될 수 있고, 이때의 최대 퍼프 횟수는 14회에 해당한다. 다만, 최대 퍼프 횟수는 다양하게 변경될 수 있다. 이와 같은 경우, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 개시하고 누적하여 14회의 퍼프들을 수행하면, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작은 종료되고 1회의 흡연은 종료될 수 있다.

제어부(16000)는 누적 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달하였는지 여부를 판단하고, 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 상태에서 누적 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달한 것으로 판단되면, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 종료할 수 있다.

하지만, 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 상태에서 누적 퍼프 횟수가 최대 횟수에 도달하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(16000)는 502 단계를 수행하여 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 2 온도로 조절한다. 제어부(16000)는 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출될 때까지 502 단계 및 503 단계를 반복하여 수행한다.

한편, 506 단계에서는 제어부(16000)가 누적 퍼프 횟수를 기준으로 에어로졸 생성 장치(10000)의 전원 종료를 판단하는 것으로 설명하였으나, 본 실시예는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에 따르면, 제어부(16000)는 누적 사용 시간을 기준으로 PWM 제어의 에어로졸 생성 장치(10000)의 전원 종료를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전원이 켜진 후 누적 사용 시간 4분이 경과하는 경우에, 에어로졸 생성 장치(10000)의 전원이 꺼지도록 할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 사용자의 퍼프 패턴을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참고하면, 사용자는 흡연을 개시한 이후부터 미리 설정된 최대 퍼프 횟수(예를 들어, 14회) 이하의 퍼프들을 수행할 수 있다. 또는 미리 설정된 최대 사용 시간(예를 들어, 4분) 이내로 퍼프들을 수행할 수 있다.

예시적으로 도시된 퍼프 패턴(600)에서, 각 퍼프에 대응하는 블록의 폭(width)은 퍼프 기간의 상대적인 길이를 나타내고, 두 퍼프들에 대응하는 두 블록들 간의 간격은 비 퍼프 기간의 상대적인 길이를 나타낸다.

퍼프 패턴(600)에 따르면, n번째 퍼프, ..., n+4번째 퍼프의 퍼프 기간들은 각각 상이하고, 각 퍼프들 사이의 비 퍼프 기간들 또한 상이할 수 있다. 여기서, 비 퍼프기간에 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 2 온도로 조절하지 않는다면, 비 퍼프 기간의 길이에 따라, 에어로졸 생성 물질의 온도 감소의 정도가 달라질 수 있다.

비 퍼프 기간이 지나치게 오래 지속되는 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도를 지속적으로 제 2 온도로 조절 하는 것은 배터리(11000)의 전력 관리의 측면에서 비효율적일 수 있다. 따라서, 제어부(16000)는 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 상태에서 소정 시간이 경과하면, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 종료할 수 있다.

도 7은 비 퍼프 기간 동안 에어로졸 생성 물질을 예열하지 않았을 경우, 온도의 감소 경향을 나타내는 그래프이다. 도 7의 그래프(700)를 참고하면, 어느 퍼프가 종료된 후 다음 퍼프가 시작되기 전의 비 퍼프 기간 동안 제어부(16000)에 의한 에어로졸 생성 물질의 온도 조절이 종료된 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도는 시간이 지남에 따라 점차적으로 감소하게 된다. 따라서, 비 퍼프 기간 이후에 다음 퍼프가 시작되는 경우, 비 퍼프 기간 동안 감소된 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도까지 상승시키기 위해서는 시간이 소요될 수 있다.

다시 도 6을 참고하면, 비 퍼프 기간(예를 들어, n번째 퍼프와 n+1번째 퍼프 간의 기간)이 상대적으로 긴 경우에는, 보다 오랜 시간 동안 전력 공급이 중단되었기 때문에 에어로졸 생성 물질의 온도가 보다 많이 감소할 수 있고, 이로 인하여 다음 퍼프(예를 들어, n+1번째 퍼프)가 시작되었을 때 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도까지 상승시키기 위해 보다 많은 시간이 소요될 수 있다. 이때, 다음 퍼프(n+1번째 퍼프)의 퍼프 기간이 상대적으로 짧다면, 이 퍼프(n+1번째 퍼프)의 퍼프 기간 동안에는 충분한 양의 에어로졸이 생성되지 못할 수 있다. 따라서, 사용자에게는 각 퍼프 시마다 균일한 흡연감이 제공되지 못할 수 있다.

하지만, 도 5의 502 단계에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)의 제어부(16000)는 현재 퍼프(예를 들어, n번째 퍼프)의 종료 타이밍이 검출되었을 때, 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프(예를 들어, n+1번째 퍼프)의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 예열 온도로 조절한다. 이로써, 에어로졸 생성 물질의 온도는 타겟 예열 온도로 유지될 수 있고, 에어로졸 생성 물질의 온도는 다음 퍼프(예를 들어, n+1번째 퍼프)가 시작될 때 보다 빠르게 타겟 가열 온도로 조절될 수 있으므로, 생성될 에어로졸 양이 크게 감소되지 않을 수 있다.

이하의 도 8 및 도 9에서는, 에어로졸 생성 물질의 온도가 주파수에 의해 어떻게 조절되는지 설명하기 위해서 진동자(12000)에 공급되는 전압은 도 3에서 앞서 설명한 제 1 공급 전압인 것으로 전제한다.

도 8은 일 실시예에 따라 퍼프 기간 및 비 퍼프 기간에서의 PWM 제어신호를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참고하면, 제어부(16000)는 현재 퍼프(예를 들어, n번째 퍼프)의 시작 타이밍이 검출된 경우, 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 에어로졸을 생성하는 제 1 온도로 조절하도록 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성하여 제 1 주파수를 진동자(12000)에 공급한다. 또한 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프(예를 들어, n+1번째 퍼프)의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하도록 제 2 주기의 PWM 제어신호를 생성하여 제 2 주파수를 진동자(12000)에 공급한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 주기는 0.5μs, 제 2 주기는 1μs, 각 PWM 제어신호의 듀티비는 60%로 설정되었다. 이에 따라, n번째 퍼프가 시작된 경우에 진동자(12000)에는 2Mhz의 주파수가 공급되고, n번째 퍼프가 종료된 경우에 진동자(12000)에는 1Mhz의 주파수가 공급된다.(수학식1에 의해 계산) 다만, 전술한 설정된 값들에 제한되지 않고 제 1 주기, 제 2 주기 및 듀티비는 다양한 수치들로 변경될 수 있다. 여기서 듀티비(duty cycle)는 한 주기에 대해서 ON상태인 시간의 비율이다. 예를 들어, 주기(T)는 10ms인 경우에 ON상태가 6ms이고 OFF상태가 4ms라면, 듀티비는 60%이다.

비 퍼프 기간 동안 진동자(12000)는 에어로졸을 거의 생성하지 않는 것이 바람직하므로, 비 퍼프 기간동안 에어로졸 생성 물질의 온도는 에어로졸 생성을 위한 타겟 가열 온도 보다 낮고, 액상 에어로졸 생성 물질이 진동에 의해 에어로졸화 되지 않는 타겟 예열 온도로 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 제어부(16000)는 이와 같이 타겟 예열 온도 이하로 감소되는 것을 방지하기 위해서 비퍼프 기간동안 제 2 주기의 PWM 제어신호를 생성하여 진동자(12000)의 진동 속도 및 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따라 비 퍼프 기간 동안 예열하는 케이스와 비 퍼프 기간 동안 예열하지 않는 케이스 간의 에어로졸 생성 물질의 온도 변화를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참고하면, 1회의 흡연이 개시될 때부터 종료될 때까지의 사용자의 퍼프 패턴(900)이 도시되어 있다. 또한, 퍼프 패턴(900)에서의 퍼프 기간들 및 비 퍼프 기간들 각각의 타이밍에 대응하는 PWM 제어신호 주기 변화(910) 및 에어로졸 생성 물질의 온도 변화(920)가 도시되어 있다.

제어부(16000)는 퍼프 패턴(900)에 포함된 퍼프 기간마다 에어로졸 생성 물질의 온도를 타겟 가열 온도로 조절하기 위하여, PWM 제어신호의 주기(제 1 주기)를 0.5μs로 설정하여 진동자(12000)에 0.5us에 상응하는 주파수(2Mhz)의 전압을 공급한다. 진동자(12000)는 공급 주파수에 상응하는 진동 속도로 진동하고, 에어로졸 생성 물질의 온도는 타겟 가열 온도로 상승함으로써, 에어로졸이 생성된다.

퍼프 센서(15000)에 의해 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 제어부(16000)는 퍼프 기간에서와 달리 진동자(12000)의 진동 속도를 떨어트림으로써, 에어로졸 생성 물질의 온도가 타겟 예열 온도로 조절되도록 한다. 이때, 예를 들어 비 퍼프 기간 동안의 PWM 제어신호의 듀티비는 약 60%이고 주기(제 2 주기)는 1μs 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이와 같은 비 퍼프 기간에서의 예열에 따라, 에어로졸 생성 물질의 온도는 다소 감소할 수 있으나, 타겟 예열 온도로 유지될 수 있다. 만약, 에어로졸 생성 물질의 온도 변화(930)와 같이 비 퍼프 기간 동안 어떠한 예열도 없는 경우에는 비 퍼프 기간 동안 에어로졸 생성 물질의 온도는 지속적으로 감소하게 될 수 있기 때문에, 에어로졸 생성 물질의 온도 변화(920)와는 차이가 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 물질의 온도 변화(1102)의 경우 t0에서 퍼프가 시작되면 제 1 온도까지 t0~t1의 시간이 걸린다. 반면에, 에어로졸 생성 물질의 온도 변화(930)의 경우에는 예열이 없었기 때문에 t0에서 퍼프가 시작되면 제 1 온도까지 t0~t1보다 긴 t0~t2의 시간이 걸린다. 에어로졸 생성 물질은 비 퍼프 기간 동안 예열을 함으로써, 다음 퍼프가 시작될 때 보다 빠르게 타겟 가열 온도로 조절될 수 있으므로, 각 퍼프시마다 생성될 에어로졸 양이 균일하게 되어 사용자에게 보다 만족스런 흡연감을 제공할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 1회 흡연 동안의 전반적 제어 사이클에서와 같이, 퍼프 기간이 길거나 짧다 할지라도 비 퍼프 기간 동안의 에어로졸 생성 물질의 온도는 제 2 온도로 유지될 수 있으므로, 각 퍼프 시마다 균일한 에어로졸 양을 확보할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)에서 퍼프 타이밍의 검출에 따라 에어로졸 생성 물질의 온도를 제어하는 방법의 흐름도이다.

도 10을 참고하면, 에어로졸 생성 물질의 온도 제어 방법은 앞서 설명된 에어로졸 생성 장치(10000)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 할지라도, 앞서 도면들에서 설명된 내용들은 도 10의 방법에도 적용될 수 있다.

1010단계에서, 제어부(16000)는 퍼프 센서를 이용하여, 사용자의 퍼프의 시작 타이밍을 검출할 수 있다.

1020단계에서, 제어부(16000)는 시작 타이밍이 검출된 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 제 1 온도로 조절되도록 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성할 수 있다.

1030단계에서, 제어부(16000)는 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호에 기초하여 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 진동자(12000)에 공급할 수 있다.

1040단계에서, 제어부(16000)는 퍼프의 종료 타이밍을 검출할 수 있다.

1050단계에서, 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 에어로졸 생성 물질의 온도를 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절할 수 있다.

한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적인(non-transitory) 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시예들에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 실시예가 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 실시예에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

1. 진동함으로써 액상 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 진동자;
   상기 진동자에 전압을 공급하는 배터리;
   상기 배터리로부터 제공된 전압을 컨버터 제어신호에 따라 상기 진동자에 공급되는 공급 전압으로 변환하는 컨버터;
   사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출하는 퍼프 센서; 및
   상기 퍼프 센서에 의해 상기 퍼프의 상기 검출된 시작 타이밍 및 상기 종료 타이밍에 따라 상기 컨버터 제어신호 및 PWM(pulse width modulation) 제어신호를 생성함으로써 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 PWM 제어신호의 주기에 상응하는 주파수를 변경함으로써 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하는, 에어로졸 생성 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는
   현재 퍼프의 시작 타이밍이 검출된 경우 상기 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출되기 전까지 상기 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 제 1 온도로 조절되도록, 상기 진동자에 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 제공하기 위한 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성하고, 상기 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 상기 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 진동자는
   상기 제 1 주파수의 전압이 공급됨으로써 상기 진동자의 최대 진동속도인 제 1 진동속도로 진동하는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 2 온도로 조절하도록, 제 2 컨버터 제어신호를 생성하여 상기 제 1 공급 전압보다 낮은 제 2 공급 전압을 상기 진동자에 공급하는, 에어로졸 생성 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 2 온도로 조절하도록, 상기 진동자에 전압을 제 2 주파수로 제공하기 위한 제 2 주기의 PWM 제어신호를 생성하고,
   상기 진동자는
   상기 제 2 주파수의 전압이 공급됨으로써 상기 제 1 진동속도보다 낮은 제 2 진동속도로 진동하는, 에어로졸 생성 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   트랜지스터를 더 포함하고,
   상기 트랜지스터는
   상기 PWM 제어신호의 주기에 따라서 온오프(ON-OFF) 동작을 수행하여 상기 공급 전압이 상기 진동자에 상기 주기로 인가되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는
   누적 퍼프 횟수가 최대 퍼프 횟수에 도달하였는지 여부를 판단하고, 상기 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 상태에서 상기 누적 퍼프 횟수가 상기 최대 퍼프 횟수에 도달한 것으로 판단되면 상기 에어로졸 생성 장치의 동작을 종료하는, 에어로졸 생성 장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 현재 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 상태에서 소정 시간이 경과하면 상기 에어로졸 생성 장치의 동작을 종료하는, 에어로졸 생성 장치.
9. 제 2 항에 있어서,
   사용자 입력을 수신하는 사용자 인터페이스를 더 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 사용자 입력에 기초하여 상기 진동자의 동작을 개시하고, 첫번째 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 상기 진동자의 온도를 상기 제 2 온도로 조절하는, 에어로졸 생성 장치.
10. 퍼프 센서를 이용하여 사용자의 퍼프의 시작 타이밍을 검출하는 단계;
    상기 시작 타이밍이 검출된 경우, 에어로졸 생성 물질의 온도가 에어로졸의 생성을 위한 제 1 온도로 조절되도록 제 1 컨버터 제어신호 및 제 1 주기의 PWM 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 제 1 컨버터 제어신호 및 상기 제 1 주기의 PWM 제어신호에 기초하여 제 1 공급 전압을 제 1 주파수로 진동자에 제공하는 단계;
    상기 퍼프의 종료 타이밍을 검출하는 단계; 및
    상기 퍼프의 종료 타이밍이 검출된 경우, 상기 검출된 종료 타이밍부터 다음 퍼프의 시작 타이밍이 검출되기 전까지 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는 단계를 포함하되,
    상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는 단계는, 상기 진동자에 전압을 제 2 주파수로 제공하기 위한 제 2 주기의 PWM 제어신호를 생성하는, 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진동자는,
    상기 제 1 주파수의 전압이 공급됨으로써 상기 진동자의 최대 진동속도인 제 1 진동속도로 진동하는, 방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는 단계는
    제 2 컨버터 제어신호를 생성하여 상기 제 1 공급 전압보다 낮은 제 2 공급 전압을 상기 진동자에 공급함으로써 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 2 온도로 조절하는, 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 진동자는,
    상기 제 1 주파수의 전압이 공급됨으로써 상기 진동자의 최대 진동속도인 제 1 진동속도로 진동하고,
    상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 조절하는 단계는
    상기 진동자에 상기 제 2 주파수의 전압이 공급됨으로써 상기 제 1 진동속도보다 낮은 제 2 진동속도로 진동하여 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상기 제 2 온도로 조절하는, 방법.
14. 제 10 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적인(non-transitory) 기록매체.

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