特許 7352634 エアロゾル生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-20

(45)【発行日】2023-09-28

(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/57 20200101AFI20230921BHJP

   A24F 40/10 20200101ALI20230921BHJP

   A24F 40/40 20200101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

A24F40/57

A24F40/10

A24F40/40

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021538338

(86)(22)【出願日】2020-12-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-30

(86)【国際出願番号】 KR2020018258

(87)【国際公開番号】W WO2021145570

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2021-06-29

(31)【優先権主張番号】10-2020-0006165

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】519217032

【氏名又は名称】ケーティー アンド ジー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ピョン ソン

(72)【発明者】

【氏名】イ、ウォン キョン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ミン キョ

(72)【発明者】

【氏名】イ、チョン ソプ

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８２２８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５１３４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２３９５４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｆ ４０／５７

Ａ２４Ｆ ４０／１０

Ａ２４Ｆ ４０／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するための電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから提供された供給電圧を所定レベルの定電圧に変換するコンバータと、
前記バッテリの前記供給電圧の出力端と前記コンバータの前記定電圧の出力端に連結され、前記定電圧及び前記供給電圧のうち、いずれか１つが選択的に印加されるようにスイッチングを行うスイッチング回路と、
前記バッテリから前記スイッチング回路を通じて印加された前記供給電圧を用いて前記エアロゾル生成物質を加熱するヒータと、
前記コンバータから前記スイッチング回路を通じて出力された前記定電圧の印加によって、前記ヒータと接地の間に連結された抵抗素子の抵抗値に対する電流センシングを行うことで、前記ヒータの抵抗変化を検出する検出回路と、
前記定電圧を用いた前記ヒータの前記抵抗変化の検出を行うモニタリングモードと前記供給電圧を用いた前記ヒータの加熱を行う加熱モードをスイッチングすることで、前記エアロゾルを生成するための前記ヒータを制御するコントローラと、を含み、
前記ヒータの一端は前記スイッチング回路を通じて前記加熱モードで前記バッテリの前記供給電圧の出力端、又は前記モニタリングモードで前記コンバータの前記定電圧の出力端に選択的に連結され、前記ヒータの他端は前記検出回路の前記抵抗素子に連結され、
エアロゾルの生成が開始されれば、前記モニタリングモードと前記加熱モードが交互に繰り返して行われ、
前記コントローラは、現在モニタリングモードで前記定電圧の印加によって検出された抵抗変化に対応する前記ヒータの温度の変化に基づいて、次の加熱モードで前記エアロゾル生成物質がターゲット温度範囲の内で加熱されるようにＰＷＭ制御のデューティー比またはデューティーサイクルを調整する、
エアロゾル生成装置。

【請求項2】

前記コントローラは、
前記モニタリングモードで検出された前記ヒータの抵抗変化に基づいて、前記加熱モードにおける前記ＰＷＭ制御のためのデューティー比またはデューティーサイクルを決定する、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項3】

前記コントローラは、
前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より上昇した場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが減少するように前記ＰＷＭ制御を行い、
前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より減少した場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが増加するように前記ＰＷＭ制御を行う、
請求項２に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記モニタリングモード及び前記加熱モードのうち、いずれか１つが選択的に行われるように前記スイッチング回路を制御する、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項5】

前記所定レベルの定電圧は、３．３Ｖである、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項6】

液状の前記エアロゾル生成物質を含む液状保存部（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を備えたカートリッジをさらに含み、
前記カートリッジは、
前記エアロゾル生成物質を移送する芯(wick)及び前記芯上に巻き取られた前記ヒータを含む、
請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項7】

エアロゾル生成装置を制御する方法において、
コンバータによって、バッテリから提供された供給電圧を所定レベルの定電圧に変換する段階と、
検出回路によって、モニタリングモードにて、前記定電圧の印加によるヒータと接地の間の抵抗素子の抵抗値に対する電流センシングを行うことで前記ヒータの抵抗変化を検出する段階と、
前記バッテリの前記供給電圧の出力端と前記コンバータの前記定電圧の出力端に連結され、前記定電圧及び前記供給電圧のうち、いずれか１つが選択的に印加されるようにスイッチングを行うスイッチング回路を制御することによって、前記モニタリングモードと加熱モードとのスイッチングを制御する段階と、
前記加熱モードへのスイッチングに基づいて、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するために前記バッテリの前記供給電圧を、前記スイッチング回路を通じて前記ヒータで供給する段階と、を含み、
前記ヒータの一端は前記スイッチング回路を通じて前記加熱モードで前記バッテリの前記供給電圧の出力端、又は前記モニタリングモードで前記コンバータの前記定電圧の出力端に選択的に連結され、前記ヒータの他端は前記検出回路の前記抵抗素子に連結され、
エアロゾルの生成が開始されれば、前記モニタリングモードと前記加熱モードが交互に繰り返して行われ、
前記ヒータを制御する段階は、現在モニタリングモードで前記定電圧の印加によって検出された抵抗変化に対応する前記ヒータの温度の変化に基づいて、次の加熱モードで前記エアロゾル生成物質がターゲット温度範囲の内で加熱されるようにＰＷＭ制御のデューティー比またはデューティーサイクルを調整する、
方法。

【請求項8】

前記ヒータを制御する段階は、
前記モニタリングモードで検出された前記ヒータの抵抗変化に基づいて、前記加熱モードにおけるＰＷＭ制御のためのデューティー比またはデューティーサイクルを決定する段階と、
前記決定されたデューティー比またはデューティーサイクルに基づいた前記ＰＷＭ制御を行うことで、前記ヒータを制御する段階と、を含む、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記デューティー比またはデューティーサイクルを決定する段階は、
前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より上昇したと検出された場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが減少するように決定し、
前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より減少したと検出された場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが増加するように決定する、
請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアロゾル生成装置に係り、具体的に、定電圧(constant voltage)を用いる動作モードと、定電圧を利用しない動作モードとを区分してバッテリの効率性を高めたエアロゾル生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルを生成する方法に係わる需要が増加している。これにより、加熱式シガレットまたは加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。

【0003】

バッテリの供給電圧は、エアロゾル生成装置の各ハードウェア／ソフトウェア構成を駆動するのに用いられる。しかし、各構成に提供されるバッテリの供給電圧は、バッテリ充電量、エアロゾル生成装置の使用環境（例えば、周辺温度、湿度など）などの多様な要因によって電圧変動(voltage fluctuation)の現象が発生しうる。もし、ヒータの抵抗検出のように精密な測定が要求される場合、そのような不規則な電圧変動によって正確な抵抗値の検出に難点があり、これにより、ヒータの精密な加熱制御が困難である。したがって、ヒータの加熱制御を精密に遂行しながら、エアロゾル生成装置のバッテリの効率性を高めるための方案が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、定電圧を用いる動作モードと定電圧を利用しない動作モードを区分してバッテリ効率性を高めたエアロゾル生成装置を提供することである。本開示が解決しようとする技術的課題は、前述したような技術的課題に限定されず、１つ以上の実施例からさらに他の技術的課題が解決されうる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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からエアロゾルを生成するための電力を供給するバッテリと、前記バッテリから提供された供給電圧を定電圧(constant voltage)に変換するコンバータと、前記バッテリの前記供給電圧を用いて前記エアロゾル生成物質を加熱するヒータと、前記コンバータから出力された前記定電圧を用いた前記ヒータの電流流れに基づいて前記ヒータの抵抗値を獲得することで、前記ヒータの抵抗変化を検出する検出回路と、前記定電圧による前記抵抗変化の検出を行うモニタリングモードと前記供給電圧によって前記ヒータを加熱する加熱モードのスイッチングによって前記エアロゾルを生成するための前記ヒータを制御するコントローラとを含む。

【発明の効果】

【0006】

エアロゾル生成装置において精密かつ正確な制御が必要な動作については、定電圧が印加されるように制御し、精密かつ正確な制御が要求されない動作については、定電圧を印加する代わりに、バッテリの供給電圧を印加することで、バッテリの効率性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。

【図2】図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な一作動状態を示す斜視図である。

【図3】図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な他の作動状態を示す斜視図である。

【図4】他の実施例に係わるカートリッジを備えたエアロゾル生成装置を説明するための図面である。

【図5】一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図6】一実施例によってエアロゾル生成装置でエアロゾルを生成するためにヒータを制御する方法のフローチャートである。

【図7】一実施例によるエアロゾル生成装置の回路構成を説明するための図面である。

【図8】一実施例によるモニタリングモードにおけるエアロゾル生成装置の回路構成要素の動作を説明するための図面である。

【図9】一実施例による加熱モードにおけるエアロゾル生成装置の回路構成要素の動作を説明するための図面である。

【図10】一実施例によってエアロゾル生成装置がエアロゾルを生成する間、モニタリングモードと加熱モードとの反復的なスイッチングを説明するための図面である。

【図11】一実施例によってモニタリングモードで検出されたヒータの抵抗変化に基づいて加熱モードでＰＷＭ制御のパラメータを変更することを説明するための図面である。

【図12】一実施例によってエアロゾル生成装置でヒータの加熱を制御する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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からエアロゾルを生成するための電力を供給するバッテリと、前記バッテリから提供された供給電圧を所定レベルの定電圧(constant voltage)に変換するコンバータと、前記供給電圧を用いて前記エアロゾル生成物質を加熱するヒータと、前記コンバータから出力された前記定電圧を印加して前記ヒータの抵抗値に対する電流センシングを行うことで、前記ヒータの抵抗変化を検出する検出回路と、前記定電圧を用いた前記ヒータの前記抵抗変化の検出を行うモニタリングモードと前記供給電圧を用いた前記ヒータの加熱を行う加熱モードをスイッチングすることで、前記エアロゾルを生成するための前記ヒータを制御するコントローラとを含む。

【0009】

また、前記コントローラは、前記モニタリングモードで前記定電圧を印加して前記検出された抵抗変化を用いたモニタリングのフィードバックを行うことで、前記加熱モードのために、前記ヒータに供給される前記供給電圧に対するPWM(pulse width modulation)制御を行う。

【0010】

また、前記コントローラは、前記モニタリングモードによる前記フィードバックを通じてターゲット温度範囲で前記エアロゾル生成物質が加熱されるように、前記ＰＷＭ制御を行う。

【0011】

また、前記コントローラは、前記モニタリングモードで検出された前記ヒータの抵抗変化に基づいて、前記加熱モードにおける前記ＰＷＭ制御のためのデューティー比(duty ratio)またはデューティーサイクル(duty cycle)を決定する。

【0012】

また、前記コントローラは、前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より上昇した場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが減少するように前記ＰＷＭ制御を遂行し、前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より減少した場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが増加するように前記ＰＷＭ制御を行う。

【0013】

また、前記コントローラは、前記モニタリングモードと前記加熱モードとが交互に繰り返して行われるように前記スイッチングを制御する。

【0014】

また、前記定電圧及び前記供給電圧のうち、いずれか１つが選択的に前記ヒータに供給されるように前記スイッチングを行うスイッチング回路をさらに含み、前記コントローラは、前記モニタリングモード及び前記加熱モードのうち、いずれか１つが選択的に行われるように前記スイッチング回路を制御する。

【0015】

また、前記所定レベルの定電圧は、３．３Ｖでもある。

【0016】

また、液状の前記エアロゾル生成物質を含む液状保存部(reservoir)を備えたカートリッジをさらに含み、前記カートリッジは、前記エアロゾル生成物質を移送する芯(wick)及び前記芯上に巻き取られた前記ヒータを含む。

【0017】

他の側面によれば、エアロゾル生成装置を制御する方法は、バッテリから提供された供給電圧を所定レベルの定電圧(constant voltage)に変換する段階と、前記定電圧を印加してヒータの抵抗値に対する電流センシングを行うことで前記ヒータの抵抗変化を検出する段階と、モニタリングモードと加熱モードとのスイッチングを制御する段階と、前記加熱モードへのスイッチングに基づいて、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するために前記バッテリの前記供給電圧を前記ヒータで供給する段階とを含む。

【0018】

また、前記ヒータを制御する段階は、前記モニタリングモードで前記定電圧を印加して前記検出された抵抗変化によるモニタリングのフィードバックを行うことで、前記加熱モードから前記ヒータに供給される前記供給電圧に対するPWM(pulse width modulation)制御を行う。

【0019】

また、前記ヒータを制御する段階は、前記モニタリングモードで検出された前記ヒータの抵抗変化に基づいて、前記加熱モードにおけるＰＷＭ制御のためのデューティー比(duty ratio)またはデューティーサイクル(duty cycle)を決定する段階と、前記決定されたデューティー比またはデューティーサイクルに基づいた前記ＰＷＭ制御を行うことで、前記ヒータを制御する段階とを含む。

【0020】

また、前記デューティー比またはデューティーサイクルを決定する段階は、前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より上昇したと検出された場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが減少するように決定し、前記モニタリングモードで前記ヒータの抵抗値が所定抵抗値より減少したと検出された場合には、前記加熱モードで前記デューティー比または前記デューティーサイクルが増加するように決定する。

【0021】

また、前記ヒータの加熱の制御が所定期間行われた場合、前記加熱モードから前記モニタリングモードへの前記スイッチングを制御する段階をさらに含み、前記モニタリングモードと前記加熱モードは、交互に繰り返して行われるようにスイッチングされる。

【0022】

ここで、使用された「少なくとも１つ」のような表現は、構成リストの前に記載された場合、全体構成リスト(list)を修飾し、リストの個別構成を修飾しない。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とｂ」、「ａとｃ」、「ｂとｃ」、または「ａ、ｂ及びｃ」をいずれも含むと理解されねばならない。

【0023】

あるエレメントが他のエレメントの「上方に(over)」、「上部に(above)」、「上に(on)」、「連結された(connected to)」または「結合された(coupled to)」と指称されたとき、これは、他のエレメントに直接連結されるか、直接結合されるか、または別途の結合されたエレメントまたはレイヤが存在することができる。対照的に、あるエレメントが他のエレメントの「直ぐ上方に(directly over)」、「直ぐ上部に(directly above)」、「直上に(directly on)」、「直接連結された(directly connected)」または「直接結合された(directly coupled to)」と言及されたときには、中間に別途のエレメントが存在しないと理解されねばならない。

【0024】

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、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、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、当該発明の説明部分において、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とに基づいて定義されねばならない。

【0025】

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、「…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結合によっても具現される。

【0026】

以下、添付図面に基づい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理解可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態によって具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

【0027】

図１は、一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。

【0028】

図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置５は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ２０と、カートリッジ２０を支持する本体１０を含む。

【0029】

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１０に結合することができる。カートリッジ２０の一部分が本体１０の収容空間１９に挿入されることでカートリッジ２０が本体１０に挿入されうる。

【0030】

カートリッジ２０は、例えば、液体状態や、固体状態や、気体状態や、ゲル(gel)状態などのいずれか１つの状態を有するエアロゾル生成物質を保有することができる。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、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。

【0031】

例えば、液状組成物は、ニコチン塩が添加された任意の重量比の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であり、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。

【0032】

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５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。

【0033】

カートリッジ２０は、本体１０から伝達される電気信号または無線信号などによって作動することで、カートリッジ２０の内部のエアロゾル生成物質の状態(state)または相(phase)を気体の相に変換してエアロゾル(aerosol)を発生させる機能を行う。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の気体を意味する。

【0034】

例えば、カートリッジ２０は、本体１０から電気信号を供給されてエアロゾル生成物質を加熱するか、超音波振動方式を用いるか、誘導加熱方式を用いることでエアロゾル生成物質の相を変換することができる。他の例として、カートリッジ２０が自体的な電力源を含む場合には、本体１０からカートリッジ２０に伝達される電気的な制御信号や無線信号によってカートリッジ２０が作動することでエアロゾルを発生させうる。

【0035】

カートリッジ２０は、内部にエアロゾル生成物質を保存する液体保存部２１と、液体保存部２１のエアロゾル生成物質をエアロゾルで変換する霧化器(atomizer)を含んでもよい。

【0036】

液体保存部２１が内部に「エアロゾル生成物質を収容または保存する」ということは、液体保存部２１が容器(container)の用途のようにエアロゾル生成物質を入れる機能を行うことと、液体保存部２１の内部に、例えばスポンジ(sponge)や綿や布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浸（または含有）する要素を含むことを意味する。

【0037】

霧化器は、例えば、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液体伝達手段（wick；芯）と、液体伝達手段を加熱してエアロゾルを発生させるヒータを含んでもよい。

【0038】

液体伝達手段は、例えば、綿繊維、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つを含んでもよい。

【0039】

ヒータは、電気抵抗によって熱を発生させることで液体伝達手段に伝達されるエアロゾル生成物質を加熱するために、銅、ニッケル、タングステンなどの金属素材を含んでもよい。ヒータは、例えば、金属熱線(wire)、金属熱板(plate)、セラミック発熱体などによって具現され、ニクロム線のような素材を用いて伝導性フィラメントによって具現されるか、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。

【0040】

また、霧化器は、別途の液体伝達手段を使用せず、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を加熱してエアロゾルを発生させる機能をいずれも行うメッシュ状(mesh shape)や板状(plate shape)の発熱体によっても具現される。

【0041】

カートリッジ２０内のエアロゾル生成物質を外部で視覚的に確認可能なようにカートリッジ２０の液体保存部２１は、少なくとも一部が透明な素材を含んでもよい。液体保存部２１は、本体１０に結合するときに、本体１０の溝１１に挿入されるように液体保存部２１から突出する突出窓２１ａを含む。マウスピース２２及び液体保存部２１の全体が透明なプラスチックやガラスなどの素材によって作製され、液体保存部２１の一部に該当する突出窓２１ａだけが透明な素材によって作製されうる。

【0042】

本体１０は、収容空間１９の内側に配置された接続端子１０ｔを含む。本体１０の収容空間１９にカートリッジ２０の液体保存部２１が挿入されれば、本体１０は、接続端子１０ｔを通じてカートリッジ２０に電力を提供するか、カートリッジ２０の作動に係わる信号をカートリッジ２０に供給することができる。

【0043】

カートリッジ２０の液体保存部２１の一側端部には、マウスピース２２が結合される。マウスピース２２は、ユーザの口と接触するエアロゾル生成装置５の部分である。マウスピース２２は、液体保存部２１内部の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孔２２ａを含む。

【0044】

本体１０には、スライダ７が本体１０に対して移動自在に結合される。スライダ７は、本体１０に対して移動することで本体１０に結合されたカートリッジ２０のマウスピース２２の少なくとも一部を覆うか、マウスピース２２の少なくとも一部を外部に露出させる機能を行う。スライダ７は、カートリッジ２０の突出窓２１ａの少なくとも一部を外部に露出させる長孔７ａを含む。

【0045】

スライダ７は、内部が空いており、両側端部が開放された筒状を有する。スライダ７の構造は、図面に示されたように筒状に制限されるものではなく、本体１０の縁部に結合された状態を保持しながら、本体１０に対して移動可能なクリップ状の断面形状を有する折り曲げられた板構造や、湾曲された円弧状の断面形状を有する折り曲げられた半円筒状などの構造を有することができる。

【0046】

スライダ７は、本体１０とカートリッジ２０に対するスライダ７の位置を保持するための磁性体を含む。磁性体は、永久磁石や、鉄、ニッケル、コバルト、またはそれらの合金のような素材を含んでもよい。

【0047】

磁性体は、スライダ７の内部空間を介して互いに対向する１つの第１磁性体８ａと、スライダ７の内部空間を介して互いに対向する１つの第２磁性体８ｂを含む。第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂは、スライダ７の移動方向、すなわち、本体１０が延びる方向である本体１０の長手方向に沿って互いに離隔して配置される。

【0048】

本体１０は、スライダ７が本体１０に対して移動する間、スライダ７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂが移動する経路上に配置された固定磁性体９を含む。本体１０の固定磁性体９も収容空間１９を介して互いに対向するように１つが配置されうる。

【0049】

スライダ７の位置によって、固定磁性体９と第１磁性体８ａまたは固定磁性体９と第２磁性体８ｂとの間で作用する磁力によってスライダ７は、マウスピース２２の端部を覆うか、露出させる位置に安定して保持されうる。

【0050】

本体１０は、スライダ７が本体１０に対して移動する間、スライダ７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂの移動する経路上に配置される位置変化感知センサー３を含む。位置変化感知センサー３は、例えば、磁場の変化を感知して信号を発生させるホール効果(hall effect)を用いたホールセンサー(hall IC)を含んでもよい。

【0051】

上述した実施例に係わるエアロゾル生成装置５において本体１０とカートリッジ２０とスライダ７は、長手方向を横切る方向での断面形状がほぼ長方形であるが、実施例は、そのようなエアロゾル生成装置５の形状によって制限されない。エアロゾル生成装置５は、例えば、円形や楕円形や正方形やさまざまな形態の多角形の断面形状を有してもよい。また、エアロゾル生成装置５が長手方向に延びるとき、必ずしも直線的に延びる構造によって制限されるものではなく、ユーザが手で把持しやすく、例えば流線形に湾曲されるか、特定領域において既設定の角度によって折り曲げられつつ、長く延長することができる。

【0052】

図２は、図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な一作動状態を示す斜視図である。

【0053】

図２では、スライダ７が本体１０と結合されたカートリッジ２０のマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した作動状態が図示された。スライダ７がマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した状態では、マウスピース２２が外部の異物から安全に保護され、清潔な状態に保持されうる。

【0054】

ユーザは、スライダ７の長孔７ａを通じてカートリッジ２０の突出窓２１ａを視覚的に確認することで、カートリッジ２０が保有するエアロゾル生成物質の残量を確認することができる。ユーザは、エアロゾル生成装置５を使用するために、スライダ７を本体１０の長手方向に移動させうる。

【0055】

図３は、図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な他の作動状態を示す斜視図である。

【0056】

図３では、スライダ７が本体１０と結合されたカートリッジ２０のマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した作動状態が図示された。スライダ７がマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した状態で、ユーザが自分の口腔にマウスピース２２を挿入してマウスピース２２の排出孔２２ａを通じて排出されるエアロゾルを吸い込むことができる。

【0057】

スライダ７がマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した状態でも、スライダ７の長孔７ａを通じてカートリッジ２０の突出窓２１ａが外部に露出されるので、ユーザがカートリッジ２０が保有するエアロゾル生成物質の残量を視覚的に確認することができる。

【0058】

図４は、他の実施例に係わるカートリッジを備えたエアロゾル生成装置を説明するための図面である。

【0059】

図４を参照すれば、エアロゾル生成装置６は、図１ないし図３で説明されたエアロゾル生成装置５と異なって、スライダ７が備えられていないタイプである。したがって、エアロゾル生成装置６は、前述したカートリッジ２０及び本体１０のみの結合によっても具現される。カートリッジ２０及び本体１０との結合は、カートリッジ２０の突出窓２１ａが本体１０に挿入されることを含んでもよい。

【0060】

エアロゾル生成装置６には、スライダ７が備えられていないので、エアロゾル生成装置６は、図１ないし図３で説明された固定磁性体９、位置変化感知センサー３のようなホールセンサーに係わる構成を備えない。しかし、エアロゾル生成装置６は、ホールセンサーに係わる構成を除いた他の構成は、同様に備えられてもよい。

【0061】

エアロゾル生成装置６は、パフ(puff)センサーを用いてエアロゾル生成装置６の電源をオン／オフすることができる。パフセンサーは、エアロゾル生成装置６内部の気流を感知することができる。パフセンサーがしきい値を超える気流を感知すれば、ユーザがパフしていると判断され、エアロゾル生成装置６の電源がターンオン(turn on)される。一方、パフセンサーは、特定方向の気流だけ感知するように、予め設定されてもいるが、それに制限されない。

【0062】

すなわち、図１ないし図３の実施例で説明されたエアロゾル生成装置５におけるスライダ７を用いて電源のオン／オフを制御する代わりに、エアロゾル生成装置６は、ユーザの吸入行為によるパフセンサーの感知結果としてエアロゾル生成装置６の動作を開始させうる。したがって、別途のユーザ入力信号（例えば、電源ボタンの押し）なしにも、エアロゾル生成装置６の動作が開始されうる。エアロゾル生成装置６の動作が開始されるということは、バッテリからヒータへの電力供給を意味することができる。

【0063】

以下で説明されるエアロゾル生成装置は、図１ないし図４で説明された実施例における如何なるエアロゾル生成装置５または６にも該当しうる。

【0064】

図５は、一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【0065】

図５を参照すれば、エアロゾル生成装置４００は、バッテリ４１０、ヒータ４２０、センサー４３０、ユーザインターフェース４４０、メモリ４５０及びコントローラ４６０を含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置４００の内部構造は、図５に図示されたところに限定されない。エアロゾル生成装置４００の設計によって、図５に図示されたハードウェア構成のうち、一部が省略されるか、新たな構成がさらに含まれるということを、本実施例に係わ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。

【0066】

一方、図５のエアロゾル生成装置４００は、図１ないし図３で説明されたエアロゾル生成装置５に該当するか、または図４で説明されたエアロゾル生成装置６に該当するが、これらに制限されず、他の構造を有するデバイスでもある。

【0067】

一実施例において、エアロゾル生成装置４００は、本体のみを含み、その場合、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成は、本体に位置する。他の実施例において、エアロゾル生成装置４００は、本体及びカートリッジで構成され、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成は、本体及びカートリッジに分けられて位置する。また、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成のうち、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することもできる。

【0068】

以下では、エアロゾル生成装置４００に含まれた各構成が位置する空間を限定せず、各構成の動作について説明する。

【0069】

バッテリ４１０は、エアロゾル生成装置４００の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ４１０は、ヒータ４２０が加熱されるように電力を供給することができる。また、バッテリ４１０は、エアロゾル生成装置４００内に備えられた他のハードウェア構成、すなわち、センサー４３０、ユーザインターフェース４４０、メモリ４５０、及びコントローラ４６０の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ４１０は、充電可能なバッテリでも、使い捨てバッテリでもある。例えば、バッテリ４１０は、リチウムポリマー（ＬｉＰｏｌｙ）バッテリでもあるが、それに制限されない。

【0070】

ヒータ４２０は、コントローラ４６０の制御によってバッテリ４１０から電力を供給される。ヒータ４２０は、バッテリ４１０から電力を供給されてエアロゾル生成装置４００に挿入されたシガレットを加熱するか、エアロゾル生成装置４００に挿入されたカートリッジを加熱することができる。

【0071】

ヒータ４２０は、エアロゾル生成装置４００の本体に位置することができる。または、エアロゾル生成装置４００が本体及びカートリッジを含む場合、ヒータ４２０は、カートリッジに位置することができる。ヒータ４２０がカートリッジに位置する場合、ヒータ４２０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４１０から電力を供給されうる。

【0072】

ヒータ４２０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４２０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具現されるが、それらに制限されない。

【0073】

一実施例において、ヒータ４２０は、カートリッジに含まれた構成でもある。カートリッジは、ヒータ４２０、液体伝達手段及び液体保存部を含んでもよい。液体保存部に収容されたエアロゾル生成物質は、液体伝達手段に伝達され、ヒータ４２０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４２０は、ニッケルクロムのような素材を含み、液体伝達手段に巻かれるか（巻き取られるか）、液体伝達手段に隣接して配置されうる。

【0074】

他の実施例において、ヒータ４２０は、エアロゾル生成装置４００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４００の収容空間にシガレットが挿入されることにより、ヒータ４２０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４２０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。

【0075】

また、ヒータ４２０は、誘導加熱式ヒータでもある。ヒータ４２０は、シガレットまたはカートリッジを誘導加熱方式で加熱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、誘導加熱式ヒータによって加熱されうるサセプタが含まれる。

【0076】

エアロゾル生成装置４００は、少なくとも１つのセンサー４３０を含んでもよい。少なくとも１つのセンサー４３０によって獲得されたセンシング結果は、コントローラ４６０に伝達され、センシング結果によってコントローラ４６０は、ヒータの動作制御（例えば、PWM(pulse width modulation)のデューティー比(duty ratio)またはデューティーサイクル(duty cycle)の制御）、喫煙の制限、シガレット（または、カートリッジ）挿入有／無の判断、お知らせ表示のような多様な機能が行われるように、エアロゾル生成装置４００を制御することができる。例えば、コントローラ４６０は、パフセンサーによるセンシング結果に基づいてエアロゾルの生成を制御することができる。

【0077】

例えば、少なくとも１つのセンサー４３０は、パフセンサーを含んでもよい。パフセンサーは、温度変化、流量(flow)変化、電圧変化及び圧力変化のうち、いずれか１つに基づいてユーザのパフを感知することができる。

【0078】

また、少なくとも１つのセンサー４３０は、温度感知センサーを含んでもよい。温度感知センサーは、ヒータ４２０（または、エアロゾル生成物質）が加熱される温度を感知することができる。エアロゾル生成装置４００は、ヒータ４２０の温度を感知する別途の温度感知センサーを含むか、別途の温度感知センサーを含む代わりに、ヒータ４２０自体が温度感知センサーの役割を行うことができる。または、ヒータ４２０が温度感知センサーの役割を行うと共に、エアロゾル生成装置４００に別途の温度感知センサーがさらに含まれる。

【0079】

また、少なくとも１つのセンサー４３０は、位置変化感知センサーを含んでもよい。位置変化感知センサーは、本体に対して移動自在に結合されたスライダの位置変化を感知することができる。

【0080】

ユーザインターフェース４４０は、ユーザにエアロゾル生成装置４００の状態に係わる情報を提供することができる。ユーザインターフェース４４０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）インターフェース（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）を行う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スを含んでもよい。

【0081】

但し、エアロゾル生成装置４００には、上の例示された多様なユーザインターフェースのうち、一部のみ取捨選択されて具現されうる。

【0082】

メモリ４５０は、エアロゾル生成装置４００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４５０は、コントローラ４６０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリ４５０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。

【0083】

メモリ４５０には、エアロゾル生成装置４００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、少なくとも１つの電力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。

【0084】

コントローラ４６０は、エアロゾル生成装置４００の全般的な動作を制御するハードウェアである。コントローラ４６０は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、マイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサによって実行されう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、他の形態のハードウェアによっても具現されることを、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。

【0085】

コントローラ４６０は、少なくとも１つのセンサー４３０によるセンシング結果を分析し、それぞれの動作を制御することができる。

【0086】

コントローラ４６０は、少なくとも１つのセンサー４３０によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ４２０の動作が開始または終了するようにヒータ４２０に供給される電力を制御することができる。また、コントローラ４６０は、少なくとも１つのセンサー４３０によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ４２０が所定の温度まで加熱されるか、適切な温度を保持するように、ヒータ４２０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。

【0087】

コントローラ４６０は、少なくとも１つのセンサー４３０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４４０を制御することができる。例えば、パフ感知センサーを用いたパフ回数のカウントに基づいてパフ回数が既設定の値に到逹すれば、コントローラ４６０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４００がすぐ終了することを通知することができる。

【0088】

一方、図５には、図示されていないが、エアロゾル生成装置４００と別途のクレードルは、エアロゾル生成システムを構成することもできる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置４００のバッテリ４１０を充電するのに用いられる。例えば、エアロゾル生成装置４００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てエアロゾル生成装置４００のバッテリ４１０を充電することができる。

【0089】

図６は、一実施例によってエアロゾル生成装置でエアロゾルを生成するためのヒータを制御する方法のフローチャートである。

【0090】

図６を参照すれば、エアロゾル生成装置４００でのヒータを制御する方法は、前述したエアロゾル生成装置４００で時系列的に処理される段階で構成される。以下で省略された内容であっても前述した図面のエアロゾル生成装置４００について記述された内容は、図６の方法にも適用されうる。

【0091】

６０１段階で、エアロゾル生成装置４００は、エアロゾルの生成を開始するために、電源オン（ＯＮ）状態に進入する。エアロゾル生成装置４００は、ユーザがスライダ（図１の７）を操作することで電源オン（ＯＮ）状態に切り換えられるか、パフセンサーを通じてユーザパフを検出することで電源オン（ＯＮ）状態に切り換えられる。それ以外にも、エアロゾル生成装置４００は、別途のスイッチ、ボタンなどが備えられた場合には、ユーザがスイッチ、ボタンなどを操作することで電源オン（ＯＮ）状態に切り換えられるか、またはエアロゾル生成装置４００に支援される多様な手段によっても電源オン（ＯＮ）状態に切り換えられる。

【0092】

６０２段階で、エアロゾル生成装置４００のコントローラ４６０は、バッテリ４１０の供給電圧をチェックする。この際、コントローラ４６０は、バッテリ４１０の残っている充電量に基づいてバッテリ４１０から供給電圧及び供給電力のレベルをチェックすることができる。

【0093】

コントローラ４６０は、ヒータ４２０のＰＷＭ制御のためのデューティー比を決定するために供給電圧をチェックする。例えば、チェックされた供給電圧が４．３Ｖである場合、コントローラ４６０は、ヒータ４２０に３．８Ｖのバッテリ供給電圧を印加するために、ＰＷＭのデューティー比を８８％に決定することができる。しかし、バッテリ４１０の充電量が低くなり、チェックされた供給電圧が３．８Ｖである場合、コントローラ４６０は、ヒータ４２０に３．８Ｖのバッテリ供給電圧を印加するために、ＰＷＭのデューティー比を１００％に決定することができる。

【0094】

６０３段階で、コントローラ４６０は、現在動作モードを加熱モードにするか、またはモニタリングモードにするかを判断する。現在動作モードが加熱モードであると決定された場合、６０６段階に進み、現在動作モードがモニタリングモードであると決定された場合、６０４段階に進む。

【0095】

加熱モードは、バッテリ４１０の供給電圧によるヒータ４２０の加熱を行うモードであり、モニタリングモードは、バッテリ４１０の供給電圧からＤＣ／ＤＣ変換された定電圧によるヒータ４２０の抵抗変化の検出を行うモードである。コントローラ４６０は、モニタリングモードと加熱モードが交互に繰り返して行われるように動作モードをスイッチングすることができる。

【0096】

コントローラ４６０は、定電圧を用いる動作モード（すなわち、モニタリングモード）と定電圧を利用しない動作モード（すなわち、加熱モード）を区分して決定する。もし、エアロゾル生成装置４００がヒータ４２０の加熱、温度／抵抗モニタリングなどの動作をバッテリ４１０の供給電圧（例えば、４．３Ｖ）からＤＣ／ＤＣ変換された所定レベルの定電圧（例えば、３．３Ｖ）のみを用いて制御する場合、バッテリ４１０の供給電圧と定電圧との差ほどの電圧（例えば、１Ｖ）が使用できなくなり、バッテリ４１０の供給電圧（例えば、４．３Ｖ）の効率的な活用が困難にもなる。したがって、コントローラ４６０は、精密かつ正確な電力制御が必要な動作については、定電圧が印加されるように制御し、そうではない動作については、バッテリ４１０の供給電圧がそのまま印加されるように制御することで、バッテリ４１０の効率性が高くなりうる。

【0097】

６０４段階で、現在動作モードがモニタリングモードであると決定された場合、コントローラ４６０は、所定レベルの定電圧を用いてヒータ４２０の抵抗変化を検出する。ここで、所定レベルの定電圧は、３．３Ｖでもあるが、それに制限されず、他のレベルの電圧値でもある。

【0098】

コントローラ４６０は、ヒータ４２０に直列または並列連結された抵抗素子に定電圧を印加した後、抵抗素子に流れる電流をセンシングすることで、ヒータ４２０の抵抗変化を検出することができる。

【0099】

６０５段階で、コントローラ４６０は、検出された抵抗変化に基づいて、ヒータ４２０のＰＷＭ制御のパラメータ（例えば、デューティー比、デューティーサイクル、加熱時間など）を決定する。すなわち、コントローラ４６０は、現在モニタリングモードで検出されたヒータ４２０の抵抗変化に基づいて、次の加熱モードにおけるＰＷＭ制御のためのデューティー比またはデューティーサイクルを決定することができる。

【0100】

ヒータ４２０の抵抗値が増加したと検出された場合、ヒータ４２０の温度も増加したと判断される。ヒータ４２０の抵抗値が減少したと検出された場合、ヒータ４２０の温度も減少したと判断される。したがって、コントローラ４６０は、予め決定されたターゲット温度範囲内でヒータ４２０の加熱温度が制御されるように、現在モニタリングモードでヒータ４２０の抵抗値が所定抵抗値よりも上昇した場合には、次の加熱モードでデューティー比またはデューティーサイクルが減少するようにＰＷＭ制御を遂行し、現在モニタリングモードでヒータの抵抗値が所定抵抗値よりも減少した場合には、次の加熱モードでデューティー比またはデューティーサイクルが増加するようにＰＷＭ制御を行う。

【0101】

６０５段階が完了した場合、コントローラ４６０は、さらに６０３段階を行う。この際、コントローラ４６０は、モニタリングモードを通じて決定されたＰＷＭ制御のデューティー比またはデューティーサイクルに基づいて次の加熱モードが行われるように、現在動作モードを加熱モードに決定することができる。

【0102】

６０６段階で、現在動作モードが加熱モードであると決定された場合、コントローラ４６０は、バッテリ４１０から提供された供給電圧を用いてエアロゾル生成物質を加熱するようにヒータ４２０を制御する。この際、コントローラ４６０は、モニタリングモードで定電圧の印加を通じて検出された抵抗変化によるモニタリングのフィードバックに基づいて、ヒータ４２０で提供される供給電圧のＰＷＭ制御を行うことができる。

【0103】

６０７段階で、コントローラ４６０は、エアロゾル生成を終了するか否かを判断する。例えば、ユーザによって所定回数のパフが行われたか、電源オン（ＯＮ）状態から所定時間が経過したか、または電源オフ（ＯＦＦ）命令のユーザ入力が受信されたかなどに基づいて、コントローラ４６０は、エアロゾル生成を終了するか、すなわち、電源オフ（ＯＦＦ）状態に切り換えるかを判断することができる。エアロゾル生成を終了すると判断された場合、方法は終了する。しかし、まだエアロゾル生成を続けていると判断された場合（例えば、パフ可能回数が残っているか、または所定時間が経過されていない場合）、再び６０３段階に戻る(return)。

【0104】

また、６０３段階が行われる場合、コントローラ４６０は、加熱モードによるヒータの抵抗変化を検出するために、現在動作モードをモニタリングモードに決定することができる。

【0105】

すなわち、コントローラ４６０は、エアロゾル生成の終了前まで、定電圧による抵抗変化の検出を行うモニタリングモードとバッテリ４１０の供給電圧によるヒータ４２０の加熱を行う加熱モードのスイッチングを制御することで、エアロゾルを生成するためのヒータ４２０の加熱を制御する。

【0106】

図７は、一実施例によるエアロゾル生成装置の回路構成を説明するための図面である。図７の回路構成は、エアロゾル生成装置（図５の４００）内の回路構成に該当する。

【0107】

図７を参照すれば、コンバータ７１０（例えば、ＤＣ／ＤＣ変換（直流／直流変換））は、バッテリ（図５の４１０）から提供された供給電圧ＶＢＡＴを所定レベルの定電圧ＶＤＣＤＣに変換し、定電圧ＶＤＣＤＣを出力する。

【0108】

スイッチング回路７２０は、バッテリ４１０の供給電圧ＶＢＡＴと定電圧ＶＤＣＤＣのうち、いずれか１つが選択的に回路に提供されるようにスイッチングする。具体的に、スイッチング回路７２０の供給電圧ＶＢＡＴと定電圧ＶＤＣＤＣとのスイッチングは、コントローラ４６０から提供されたイネーブル信号ＥＮによって制御されうる。コントローラ４６０は、現在動作モードが加熱モードである場合、ヒータ４２０にバッテリ４１０の供給電圧ＶＢＡＴが印加されるためのイネーブル信号ＥＮをスイッチング回路７２０に伝送することができる。または、コントローラ４６０は、現在動作モードがモニタリングモードである場合、検出回路７３０に定電圧ＶＤＣＤＣが印加されるためのイネーブル信号ＥＮをスイッチング回路７２０に伝送することができる。すなわち、コントローラ４６０は、スイッチング回路７２０を制御することで、モニタリングモード及び加熱モードのうち、いずれか１つが選択的に行われるように制御することができる。

【0109】

ヒータ４２０は、加熱モードでエアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するために、バッテリ４１０から提供された供給電圧ＶＢＡＴを用いてエアロゾル生成物質を加熱する。コントローラ４６０は、加熱モードのためにヒータ４２０に提供される供給電圧ＶＢＡＴのＰＷＭ制御を行う。この際、コントローラ４６０は、以前モニタリングモードで定電圧ＶＤＣＤＣの印加を通じて検出された抵抗変化を用いたモニタリングのフィードバックを行うことで、ヒータ４２０に提供される供給電圧ＶＢＡＴのＰＷＭ制御を行うことができる。

【0110】

ヒータ４２０の一端には、スイッチング回路７２０が連結され、ヒータ４２０の他端には、検出回路７３０が連結されうる。

【0111】

検出回路７３０は、抵抗素子Ｒ ７３１及び増幅器（ＯＰ－ＡＭＰ）７３２を含む回路である。現在動作モードがモニタリングモードである場合、ヒータ４２０に直列に連結された検出回路７３０の抵抗素子Ｒ ７３１には、定電圧ＶＤＣＤＣが印加される。これにより、検出回路７３０は、抵抗素子Ｒ ７３１に流れる電流のセンシングを行うことで、ヒータ４２０の抵抗変化を検出することができる。具体的に、検出回路７３０は増幅器（ＯＰ－ＡＭＰ）７３２を通じて抵抗素子Ｒ ７３１に流れる電流値を増幅し、増幅された電流値に対してアナログ－デジタル変換(ADC, analog-digital convert)を遂行してコントローラ４６０に出力する。コントローラ４６０は、検出回路７３０から受信された電流センシングの結果に基づいて、ヒータ４２０の抵抗値を算出することでヒータ４２０の抵抗変化を検出することができる。

【0112】

一方、ヒータ４２０の抵抗値とヒータ４２０の温度との相関関係は、予め定義され、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）としてメモリ（図５の４５０）に保存されてもいる。これにより、コントローラ４６０は、ルックアップテーブルに基づいて、モニタリングモードで検出回路７３０によって検出されたヒータ４２０の抵抗値にマッピングされた温度値を獲得することで、ヒータ４２０の現在温度を推定することができる。

【0113】

図８は、一実施例によってモニタリングモードにおいてエアロゾル生成装置の回路構成要素の動作を説明するための図面である。

【0114】

図８を参照すれば、コントローラ（図７の４６０）は、モニタリングモードによって、定電圧ＶＤＣＤＣをスイッチング回路７２０に印加させるためのイネーブル信号ＥＮを生成する。スイッチング回路７２０は、イネーブル信号ＥＮによって定電圧ＶＤＣＤＣの印加をスイッチングする。

【0115】

提供された定電圧ＶＤＣＤＣが検出回路７３０の抵抗素子Ｒ ７３１に印加されることで電流センシングが行われ、検出回路７３０の増幅器７３２は、抵抗素子Ｒ ７３１からセンシングされた電流値を増幅してコントローラ４６０に出力する。

【0116】

コントローラ４６０は、モニタリングモードによって印加された定電圧ＶＤＣＤＣによってセンシングされた抵抗素子Ｒ ７３１の抵抗値に基づいて、抵抗素子Ｒ ７３１に連結されたヒータ４２０の抵抗変化を検出することができる。

【0117】

図９は、一実施例による加熱モードにおけるエアロゾル生成装置の回路構成要素の動作を説明するための図面である。

【0118】

図９を参照すれば、コントローラ（図７の４６０）は、加熱モードによって、バッテリ（図５の４１０）の供給電圧ＶＢＡＴをスイッチング回路７２０に印加させるためのイネーブル信号ＥＮを生成する。スイッチング回路７２０は、イネーブル信号ＥＮによって供給電圧ＶＢＡＴの印加をスイッチングする。

【0119】

ヒータ４２０は、加熱モードでエアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するために、供給電圧ＶＢＡＴを用いてエアロゾル生成物質を加熱する。

【0120】

コントローラ４６０は、加熱モードのためにヒータ４２０に提供される供給電圧ＶＢＡＴのＰＷＭ制御を行う。この際、コントローラ４６０は、モニタリングモードで定電圧ＶＤＣＤＣの印加を通じて検出された抵抗変化のフィードバックに基づいて、ＰＷＭ制御のパラメータ（例えば、デューティー比、デューティーサイクル、加熱時間など）を決定し、決定されたＰＷＭパラメータによってヒータ４２０に提供される供給電圧ＶＢＡＴのＰＷＭ制御を行うことができる。

【0121】

一方、コントローラ４６０は、エアロゾル生成装置（図５の４００）の電源オン（ＯＮ）状態でエアロゾルを生成する間、モニタリングモード（図８）と加熱モード（図９）が交互に繰り返して行われるようにスイッチングを制御する。モニタリングモードで定電圧ＶＤＣＤＣを用いて検出されたヒータ４２０の抵抗変化は、コントローラ４６０にフィードバックされ、加熱モードでコントローラ４６０は、フィードバック結果に基づいてヒータ４２０に提供される供給電圧ＶＢＡＴのＰＷＭ制御を行うことで、ターゲット温度範囲内でエアロゾル生成物質が加熱されるように制御する。

【0122】

図１０は、一実施例によってエアロゾル生成装置がエアロゾルを生成する間、モニタリングモードと加熱モードとの反復的なスイッチングを説明するための図面である。

【0123】

図１０を参照すれば、エアロゾル生成装置（図５の４００）の電源オン（ＯＮ）状態でエアロゾルの生成が開始されれば、コントローラ（図５の４６０）は、モニタリングモードと加熱モードとを反復的にスイッチングする。

【0124】

コントローラ４６０の制御によって、加熱モードの期間（例えば、２００ｍｓ）の間、供給電圧VBATによってヒータ（図５の４２０）が加熱され、その後のモニタリングモードの期間（例えば、２０ｍｓ）間、定電圧ＶＤＣＤＣによってヒータ４２０の抵抗変化が検出される。コントローラ４６０は、検出されたヒータ４２０の抵抗変化に基づいて、次の加熱モードにおけるＰＷＭ制御のためのパラメータ（例えば、デューティー比など）を決定する。コントローラ４６０の制御によって、次の加熱モードの期間（例えば、２００ｍｓ）の間、供給電圧が加熱モードである場合によってヒータ４２０が再び加熱され、その次のモニタリングモードの期間（例えば、２０ｍｓ）の間、定電圧ＶＤＣＤＣによってヒータ４２０の抵抗変化が検出される。モニタリングによるフィードバックとフィードバックによる加熱制御を反復する、そのようなプロセスを通じてターゲット温度範囲内にヒータ４２０の温度が保持された状態でエアロゾル生成物質が加熱されることで、ユーザの喫煙感を増大させうる。そのようなプロセスは、エアロゾル生成装置４００でエアロゾルの生成が終了するまで繰り返される。一方、図面で説明された電圧、時間などの数値は、例示に過ぎず、それに制限されず、他の多様な数値が適用されうる。

【0125】

図１１は、一実施例によってモニタリングモードで検出されたヒータの抵抗変化に基づいて、加熱モードでＰＷＭ制御のパラメータを変更することを説明するための図面である。

【0126】

図１１を参照すれば、ヒータ（図５の４２０）の抵抗が１．５Ωであるケース１１１０のＰＷＭデューティー比、ヒータ４２０の抵抗が１．７Ωであるケース１１２０のＰＷＭデューティー比及びヒータ４２０の抵抗が１．８Ωであるケース１１２０のＰＷＭデューティー比が図示されている。

【0127】

例えば、図１１では、ターゲット温度範囲を保持させるためのヒータ４２０のレファレンス抵抗が１．７Ωであると仮定して説明する。但し、これは、例示に過ぎず、本実施例は、それに制限されない。

【0128】

モニタリングモードでヒータ４２０の抵抗が１．７Ωから１．５Ωに減少したと検出された場合、コントローラ（図５の４６０）は、ＰＷＭのデューティー比が増加するように制御することができる。すなわち、コントローラ４６０は、ヒータ４２０にさらに多くの供給電圧VBATが供給されるように制御することができる。

【0129】

モニタリングモードでヒータ４２０の抵抗が１．７Ωから１．８Ωに増加したと検出された場合、コントローラ４６０は、ＰＷＭのデューティー比が減少されるように、またはＰＷＭ制御がさらに短い時間だけ行われるように制御することができる。すなわち、コントローラ４６０は、ヒータ４２０にさらに少ないエネルギーVBATが供給されるように制御することができる。

【0130】

このように、モニタリングモードで検出されたヒータ４２０の抵抗変化のフィードバックに基づいて、加熱モードで行われるＰＷＭ制御のパラメータを決定することで、ヒータ４２０は、ターゲット温度範囲内でエアロゾル生成物質の加熱を行うことができる。

【0131】

一方、コントローラ４６０は、比較的精密かつ正確な電力制御が必要なモニタリング動作に対しては、定電圧ＶＤＣＤＣが印加されるように制御し、比較的そうではない加熱動作については、バッテリ４１０の供給電圧VBATがそのまま印加されるように制御することで、バッテリ４１０の電圧が効率的に使用されうる。

【0132】

図１２は、一実施例によってエアロゾル生成装置でヒータの加熱を制御する方法のフローチャートである。

【0133】

図１２を参照すれば、エアロゾル生成装置（図５の４００）でのヒータの加熱制御方法は、前述したエアロゾル生成装置４００で時系列的に処理される段階によって構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、前述した図面のエアロゾル生成装置４００について記述された内容は、図１２の方法にも適用されうる。

【0134】

１２０１段階で、エアロゾル生成装置４００のコンバータ７１０は、バッテリ４１０から提供された供給電圧を所定レベルの定電圧（または、所定の定電圧）に変換する。

【0135】

１２０２段階で、検出回路７３０は、モニタリングモードによって、定電圧を印加してヒータ４２０の抵抗値に対する電流センシングを行うことで、ヒータ４２０の抵抗変化を検出する。

【0136】

１２０３段階で、コントローラ４６０は、モニタリングモードから加熱モードへのスイッチングを制御する。

【0137】

１２０４段階で、コントローラ４６０は、加熱モードによって、バッテリ４１０の供給電圧をヒータ４２０に提供することで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成するためのヒータ４２０を制御する。

【0138】

図５の制御部４６０のように、図面でブロックで表現される構成要素、エレメント、モジュールまたはユニット（この段落で総称して「構成要素」）のうち、少なくとも１つは、前述した例示的な実施例によってそれぞれの機能を行う多様な個数のハードウェア、ソフトウェア、及び／またはファームウェア構造として具現されうる。例えば、これらコンポネントのうち、少なくとも１つは、メモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテーブルのような１つ以上のマイクロプロセッサの制御を通じてそれぞれの機能を行う直接回路構造または他の制御装置を使用することができる。また、これら構成要素のうち、少なくとも１つは、モジュール、プログラムまたはコードの一部によって具体的に具現され、これは、特定論理機能を行うための１つ以上の実行可能な命令を含み、１つ以上のマイクロプロセッサ、または他の制御装置によって実行される。また、これら構成要素のうち、少なくとも１つは、それぞれの機能を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサなどのプロセッサを含むか、これによっても具現される。これら構成要素のうち、２以上は、１以上の単一構成要素に結合され、単一構成要素は、結合された２以上の構成要素の全動作または機能を行うことができる。また、これら構成要素のうち、少なくとも１つの機能のうち、一部は、他の構成要素によって行われうる。また、バス(bus)は、前記ブロック図に図示されていないが、構成要素間の通信は、バスを通じて行われうる。前記例示的な実施例の機能的な側面は、１つ以上のプロセッサで実行されるアルゴリズムで具現されうる。また、ブロック、またはプロセッシング段階で表現された構成要素は、電子構成、信号処理及び／または制御、データ処理などのための任意の数の関連技術を採用することができる。

【0139】

一方、上述した方法は、コンピュータで実行されるプログラムで作成可能であり、コンピュータで読取り可能な記録媒体を用いて前記プログラムを動作させるコンピュータで具現されうる。また、上述した方法で使用されたデータの構造は、コンピュータで読取り可能な非一時的(non-transitory)記録媒体に複数の手段を通じて記録されうる。前記コンピュータで読取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM、USB、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、DVDなど）のような記録媒体を含む。

【0140】

本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者は、本開示から外れない範囲で変形された形態によって具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、１以上の実施例は、本開示の範囲を限定する目的ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本開示の範囲は、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある如何なる変形、代替、改善または等価物は、本開示に含まれると解釈されねばならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】