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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-14
(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/53 20200101AFI20240806BHJP
A24F 40/40 20200101ALI20240806BHJP
A24F 40/51 20200101ALI20240806BHJP
A24F 40/50 20200101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
A24F40/53
A24F40/40
A24F40/51
A24F40/50
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024502418
(86)(22)【出願日】2023-06-08
(85)【翻訳文提出日】2024-01-15
(86)【国際出願番号】 KR2023007848
(87)【国際公開番号】W WO2023243932
(87)【国際公開日】2023-12-21
(31)【優先権主張番号】10-2022-0074341
(32)【優先日】2022-06-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0121149
(32)【優先日】2022-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】キム、テ フン
(72)【発明者】
【氏名】パク、チュ オン
(72)【発明者】
【氏名】ユン、スン ウク
(72)【発明者】
【氏名】チュン、ヒョン チン
(72)【発明者】
【氏名】ハン、チュン ホ
【テーマコード（参考）】
4B162
【Ｆターム（参考）】
4B162AA03
4B162AA07
4B162AA22
4B162AB01
4B162AB12
4B162AB14
4B162AB23
4B162AC01
4B162AC34
4B162AD01
4B162AD06
4B162AD15
4B162AD16
4B162AD23
4B162AD32
(57)【要約】
収容空間を備えるハウジング、ハウジングの収容空間に着脱自在に結合されて、エアロゾル生成物質を保存するための保存槽及びエアロゾル生成物質を霧化させる霧化部を備えるカートリッジ、ハウジングの収容空間と隣接して配置され、保存槽の静電容量を検出するセンサ、カートリッジとセンサとの間に配置されてセンサを保護するカバー、並びにセンサと電気的に連結されるプロセッサを備え、プロセッサは、センサを通じて検出された保存槽の静電容量に基づいて、保存槽に保存されているエアロゾル生成物質の残量を検出するエアロゾル生成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
収容空間を備えるハウジングと、前記ハウジングの収容空間に着脱自在に結合されて、エアロゾル生成物質を保存するための保存槽及び前記エアロゾル生成物質を霧化させる霧化部を備えるカートリッジと、
前記ハウジングの前記収容空間と隣接して配置され、前記保存槽の静電容量を検出するセンサと、
前記カートリッジと前記センサとの間に配置されて前記センサを保護するカバーと、
前記センサと電気的に連結されるプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記センサを通じて検出された前記保存槽の静電容量に基づいて、前記保存槽に保存されている前記エアロゾル生成物質の残量を検出する、エアロゾル生成装置。
【請求項2】
前記カバーの第１側面は、前記センサに対向するように配置され、前記カバーの前記第１側面と逆方向に向う第２側面は、前記収容空間に対向するように配置される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項3】
前記カバーの前記第２側面は、前記カートリッジが前記収容空間に収容される時、前記カートリッジの一領域と接触するように配置される、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項4】
前記カバーの前記第２側面は、前記カートリッジの一領域と対応する形状に形成される、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項5】
前記センサは、前記収容空間から指定された距離ほど離隔された前記ハウジングの一領域に配置される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項6】
前記カバーは、前記センサの前記収容空間に向かう一領域を取り囲むように配置される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項7】
前記センサと前記カバーは、インサート成形により一体に形成される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項8】
前記センサはメタル素材であり、前記カバーはプラスチック素材である、請求項７に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項9】
前記カートリッジを前記ハウジングに固定させるための結合部材をさらに備え、前記カバーは、前記結合部材が貫通するホールをさらに備える、請求項６に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項10】
前記ハウジングの内部に配置されるバッテリと、前記ハウジングの内部に配置される印刷回路基板と、をさらに備え、
前記プロセッサは、前記印刷回路基板に配置される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項11】
前記センサと前記印刷回路基板とを電気的に連結するための電気的な連結部材をさらに備え、前記プロセッサは、前記電気的な連結部材を通じて前記センサと電気的に連結される、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項12】
前記センサは、前記収容空間に向かう方向と逆方向に突出する構造部をさらに備え、前記構造部の一領域は、前記センサと接触し、前記構造部の他の領域は、前記電気的な連結部材と接触する、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項13】
前記プロセッサは、前記保存槽に保存されている前記エアロゾル生成物質の残量が指定値以上である場合、前記バッテリを通じて前記霧化部に電力を供給する、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項14】
センサにより、エアロゾル生成物質が保存されている保存槽の静電容量を測定するステップと、測定された前記保存槽の静電容量に基づいて、前記エアロゾル生成物質の残量を検出するステップと、
検出された前記エアロゾル生成物質の残量に基づいて、霧化部に供給される電力を制御するステップと、を含むエアロゾル生成装置の動作方法。
【請求項15】
検出された前記エアロゾル生成物質の残量が、指定されたエアロゾル生成物質の量より多い場合、霧化部に電力を供給するステップをさらに含む、請求項１４に記載のエアロゾル生成装置の動作方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、センサを通じて、エアロゾル生成物質の残量を測定することができる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の方法への需要が増加しつつある。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成する方法ではなく、エアロゾル生成装置を用いて、シガレットまたはエアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを生成するシステムへの需要が増加しつつある。これによって、加熱式エアロゾル生成装置に関する研究が活発に行われている。
【0003】
エアロゾル生成装置は、カートリッジに保存される液状のエアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成することができる。エアロゾル生成装置が正常に作動するためには、エアロゾル生成物質がカートリッジに残っている量が検出されることが要求される。
【0004】
ユーザにエアロゾル生成装置が使用可能であるかどうかを知らせて、より均質なエアロゾルを提供するために、エアロゾル生成物質の残量を正確に測定するための技術に関する研究が段々増えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
エアロゾル生成物質の残量が検出されない場合、エアロゾル生成装置が使用可能かどうかが確認できず、ユーザの不便を招く恐れがある。また、残量によってエアロゾル生成物質が加熱される程度が異なって要求され、残量が検出されない場合、不均質にエアロゾルが提供される恐れがある。
【0006】
本発明の多様な実施形態は、センサを通じてエアロゾル生成物質の残量を検出することができるエアロゾル生成装置を提供することで、エアロゾル生成物質の残量検出の精密性を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一実施形態によるエアロゾル生成装置は、収容空間を備えるハウジング、ハウジングの収容空間に着脱自在に結合されて、エアロゾル生成物質を保存するための保存槽及び前記エアロゾル生成物質を霧化させる霧化部を備えるカートリッジ、ハウジングの収容空間と隣接して配置され、保存槽の静電容量を検出するセンサ、カートリッジとセンサとの間に配置されてセンサを保護するカバー、並びにセンサと電気的に連結されるプロセッサを備え、プロセッサは、センサを通じて検出された保存槽の静電容量に基づいて、保存槽に保存されているエアロゾル生成物質の残量を検出することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明の多様な実施形態によるエアロゾル生成装置は、カートリッジと、エアロゾル生成物質の残量を測定するセンサとの距離を最小化して、エアロゾル生成物質の残量についての検出精密性を向上させることができる。
【0009】
また、本発明の多様な実施形態によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成装置の使用如何に関する情報をユーザに提供することができて、便宜性が増大し、エアロゾル生成装置が、測定される残量に基づいてエアロゾル生成物質を加熱する程度を調整することができるため、より均質なエアロゾルを提供することができる。
【0010】
実施形態による効果が前述した効果に制限されるものではなく、言及されていない効果は、本明細書及び添付した図面から、当業者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態によるエアロゾル生成装置の斜視図である。
【図2】一実施形態によるエアロゾル生成装置の構成要素を概略的に示す断面図である。
【図3】一実施形態によるエアロゾル生成装置の一部の構成要素を拡大して示す断面図である。
【図4】一実施形態によるエアロゾル生成装置の一部の構成要素の分解図である。
【図5A】カバー及びセンサの一例を示す斜視図である。
【図5B】準外観部のカバーの正面図である。
【図5C】センサの正面図である。
【図6】一実施形態によるエアロゾル生成装置の一部の構成要素の配置を説明するための図面である。
【図7】カートリッジ及びセンサの一例を示す図面である。
【図8】一実施形態によるエアロゾル生成装置の動作方法を説明するフローチャートである。
【図9】一実施形態によるエアロゾル生成装置の動作方法を説明するフローチャートである。
【図10】他の実施形態によるエアロゾル生成装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
実施形態で使われる用語としては、本発明での機能を鑑みてなるべく現在広く使われている一般的な用語を選択したが、これは、当業者の意図または判例、新しい技術の出現などによって変わりうる。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。よって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が持っている意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。
【0013】
明細書の全般にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に逆の記載がない限り、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むことができるということを意味する。また、明細書に記載の「～部」、「～モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味するが、これは、ハードウェアまたはソフトウェアで具現されるか、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現される。
【0014】
本明細書で使われたように、「少なくともいずれか一つの」のような表現が、配列されている構成要素の前にある時、配列されているそれぞれの構成ではなく全体構成要素を修飾する。例えば、「ａ、ｂ、及びｃのうち少なくともいずれか一つ」という表現は、ａ、ｂ、ｃ、またはａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、またはａとｂとｃを含むものと解釈せねばならない。
【0015】
一実施形態で、エアロゾル生成装置は、内部空間に収容されるシガレットを電気的に加熱して、エアロゾルを生成する装置である。
【0016】
エアロゾル生成装置は、ヒータを備える。一実施形態で、ヒータは、電気抵抗性ヒータである。例えば、ヒータは、電気伝導性トラックを含み、電気伝導性トラックに電流が流れれば、ヒータが加熱される。
【0017】
ヒータは、管型の加熱要素、板型の加熱要素、針型の加熱要素または棒型の加熱要素を含み、加熱要素の形状によって、シガレットの内部または外部を加熱する。
【0018】
シガレットは、タバコロッド及びフィルタロッドを含む。タバコロッドは、シートで製作されてもよく、ストランド（ｓｔｒａｎｄ）で製作されてもよく、タバコシートの細かく切られてなる刻みタバコで製作されてもよい。また、タバコロッドは、熱伝導物質によって取り囲まれうる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルであり得るが、これに制限されるものではない。
【0019】
フィルタロッドは、セルロースアセテート・フィルタでもある。フィルタロッドは、少なくとも一つ以上のセグメントで構成されうる。例えば、フィルタロッドは、エアロゾルを冷却させる第１セグメント、及びエアロゾル内に含まれている所定の成分をフィルタリングする第２セグメントを備えうる。
【0020】
他の実施形態で、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を持っているカートリッジを用いて、エアロゾルを生成する装置である。
【0021】
エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を持っているカートリッジ、及びカートリッジを支持する本体を備える。カートリッジは、本体と脱着自在に結合されるが、これに制限されるものではない。カートリッジは、本体と一体に形成されるか、組み立てられ、またはユーザによって脱着されないように固定されてもよい。カートリッジは、その内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体に取り付けられる。但し、これに制限されるものではなく、カートリッジが本体に結合されている状態で、カートリッジの内部にエアロゾル生成物質が注入されてもよい。
【0022】
カートリッジは、液体状態、固体状態、気体状態、ゲル状態などの多様な状態のうちいずれか一つの状態を持つエアロゾル生成物質を持つ。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含む。例えば、液状組成物は、揮発性のタバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であってもよく、非タバコ物質を含む液体であってもよい。
【0023】
カートリッジは、本体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、カートリッジ内部のエアロゾル生成物質の相を気体の相に変換して、エアロゾルを発生させる機能を行える。エアロゾルは、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子及び空気が混合された状態の気体を意味する。
【0024】
さらに他の実施形態で、エアロゾル生成装置は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレットを通過してユーザに伝達される。すなわち、液状組成物から生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置の気流通路に沿って移動し、気流通路は、エアロゾルがシガレットを通過してユーザに伝達されるように構成される。
【0025】
さらに他の実施形態で、エアロゾル生成装置は、超音波振動方式を用いて、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する装置であってもよい。この時、超音波振動方式は、振動子によって発生する超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させることで、エアロゾルを発生させる方式を意味する。
【0026】
エアロゾル生成装置は、振動子を備え、振動子を通じて短い周期の振動を発生させて、エアロゾル生成物質を霧化させる。振動子で発生する振動は、超音波振動であり、超音波振動の周波数帯域は、約１００ｋＨｚないし約３．５ＭＨｚ周波数帯域であるが、これに制限されるものではない。
【0027】
エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を吸収する芯をさらに備える。例えば、芯は、振動子の少なくとも一領域を覆い包むように配置されるか、または振動子の少なくとも一領域と接触するように配置される。
【0028】
振動子に電圧（例えば、交流電圧）が印加されることによって、振動子から熱及び／または超音波振動が発生し、振動子から発生した熱及び／または超音波振動は、芯に吸収されたエアロゾル生成物質に伝達される。芯に吸収されたエアロゾル生成物質は、振動子から伝達される熱及び／または超音波振動によって、気体の相に変換され、その結果、エアロゾルが生成される。
【0029】
例えば、振動子から発生した熱によって、芯に吸収されたエアロゾル生成物質の粘度が低下し、振動子から発生した超音波振動によって、粘度が低下したエアロゾル生成物質が微細粒子化することで、エアロゾルが生成されるが、これに制限されるものではない。
【0030】
さらに他の実施形態で、エアロゾル生成装置は、誘導加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｈｅａｔｉｎｇ）方式で、エアロゾル生成装置に収容されるエアロゾル生成物品を加熱することで、エアロゾルを生成する装置である。
【0031】
エアロゾル生成装置は、サセプタ及びコイルを備える。一実施形態で、コイルは、サセプタに磁場を印加する。エアロゾル生成装置からコイルに電力が供給されることで、コイルの内部には磁場が形成される。一実施形態で、サセプタは、外部磁場によって発熱する磁性体である。サセプタがコイルの内部に位置して、磁場が印加されることによって、発熱することでエアロゾル生成物品が加熱される。また、選択的に、サセプタは、エアロゾル生成物品内に位置してもよい。
【0032】
さらに他の実施形態で、エアロゾル生成装置は、クレードル（ｃｒａｄｌｅ）をさらに備える。
【0033】
エアロゾル生成装置は、別途のクレードルと共にシステムを構成する。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置のバッテリを充電する。または、クレードルとエアロゾル生成装置とが結合された状態で、ヒータが加熱されてもよい。
【0034】
以下、添付した図面を参考して、本発明の実施形態について当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、前述した多様な実施形態のエアロゾル生成装置で具現可能な形態に実施されるか、またはいろいろな異なる形態に具現されて実施されるが、ここで説明する実施形態に制限されるものではない。
【0035】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0036】
図１は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の斜視図である。
【0037】
図１を参照すれば、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成物品１１０が挿入されるハウジング１２０を備える。
【0038】
ハウジング１２０は、エアロゾル生成装置１００の全体的な外観を形成し、エアロゾル生成装置１００の構成要素が配置される内部空間（または「配置空間」）を備える。図面上には、ハウジング１２０の全体的な断面が半円形状に形成される実施形態についてのみ示されているが、ハウジング１２０の形状がこれに限定されるものではない。ハウジング１２０は、全体的に略円柱状に形成されるか、多角形の柱状（例えば、三角柱状または四角柱状）にも形成される。
【0039】
ハウジング１２０の内部空間には、ハウジング１２０に挿入されるエアロゾル生成物品１１０を加熱して、エアロゾルを生成するための構成要素、及びエアロゾル生成物質の残量を測定するための構成要素が配置されるが、これについての具体的な説明は、後述する。
【0040】
一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、視覚的情報が表示されるディスプレイをさらに備える。
【0041】
ディスプレイは、少なくとも一部領域がハウジング１２０の外側に露出されるように配置され、エアロゾル生成装置１００は、ディスプレイを通じてユーザに多様な視覚的な情報を提供する。
【0042】
例えば、エアロゾル生成装置１００は、ディスプレイを通じてエアロゾル生成物質の残量に関する情報を提供することができるが、ディスプレイを通じて提供される情報が前述した実施形態に限定されるものではない。
【0043】
図２は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の構成要素を概略的に示す断面図である。
【0044】
図２を参照すれば、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、ハウジング１２０、ヒータ２１０、バッテリ２２０、印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）２３０、センサ３１０、カバー３２０及びカートリッジ３３０を備える。
【0045】
ハウジング１２０は、エアロゾル生成装置１００の全体的な外観を含み、エアロゾル生成装置１００の構成要素が配置される内部空間を備える。例えば、ハウジング１２０の内部空間には、ヒータ２１０、バッテリ２２０、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０、センサ３１０及びカバー３２０が配置されるが、これに限定されるものではない。
【0046】
一実施形態によれば、ハウジング１２０は、エアロゾル生成物品１１０がハウジング１２０の内部に挿入され得るエアロゾル生成物品の収容空間２４０を備える。エアロゾル生成物品１１０の少なくとも一部は、エアロゾル生成物品の収容空間２４０を通じてハウジング１２０の内部に挿入または収容される。
【0047】
図面上には、エアロゾル生成物品の収容空間２４０がハウジング１２０の＋ｚ軸方向に向かう一領域に形成される実施形態について示されているが、エアロゾル生成物品の収容空間２４０の配置構造が、示された実施形態に限定されるものではない。
【0048】
カートリッジ３３０は、エアロゾル生成物質を保存する保存槽及びエアロゾル生成物質を気化させる霧化部を備える。エアロゾル生成装置１００は、カートリッジ３３０を通じてエアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する。カートリッジ３３０によって生成されるエアロゾルは、ユーザに伝達される。
【0049】
エアロゾル生成物質は、液状組成物及びエアロゾル形成剤を含む。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あってもよく、非タバコ物質を含む液体であってもよい。例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤またはビタミン混合物を含む。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含み、香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供することができる成分を含む。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち少なくとも一つが混合されたものであるが、これらに限定されない。
【0050】
エアロゾル形成剤は、エアロゾル生成装置１００から提供されるエアロゾルの煙霧量を増大させることができる。例えば、エアロゾル形成剤は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち少なくとも一つを含むが、これらに限定されるものではない。また、エアロゾル形成剤には、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸のような他の添加物質が含まれ、メントールまたは保湿剤などの加香液がさらに含まれてもよい。
【0051】
保存槽は、エアロゾル生成物質を保存する。エアロゾル生成装置１００について喫煙が行われる場合、エアロゾル生成装置１００から生成されるエアロゾルがユーザに伝達され、それによって、保存槽に保存されるエアロゾル生成物質が消耗されて、保存槽にエアロゾル生成物質が残る量が減少する。
【0052】
エアロゾル生成物質の残量が変わる場合、エアロゾル生成物質を気化させるための加熱特性も変更されるように要求される。また、エアロゾル生成物質の残量が足りない場合、喫煙中にエアロゾルの提供が中断される。よって、保存槽の内部のエアロゾル生成物質の残量が検出されることが要求される。
【0053】
保存槽は、多様な形状に製作される。保存槽は、液状のエアロゾル生成物質を保存するための内部空間、及び内部空間をなす壁面を備える。例えば、保存槽は、底面、天井面及び側面で構成される内部空間を持つ柱状であり得る。但し、これに制限されるものではなく、保存槽は、液状のエアロゾル生成物質を保存することができる他の形状に具現されてもよい。
【0054】
霧化部は、エアロゾル生成物質を気化させる。霧化部は、保存槽に保存されるエアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾル生成物質を気化させる。例えば、霧化部は、エアロゾル生成物質を保存槽の外部に移送し、外部に移送されるエアロゾル生成物質を加熱することができる。
【0055】
霧化部は、液状伝達手段及び加熱要素を備える。液状伝達手段は、エアロゾル生成物質を保存槽の外部に移送するための手段であってもよく、加熱要素は、液状伝達手段によって保存槽の外部に伝達されるエアロゾル生成物質を加熱するための要素であってもよい。例えば、液状伝達手段は、エアロゾル生成物質を保存槽の外部に移送する芯（ｗｉｃｋ）であってもよく、加熱要素は、芯に沿って移送されるエアロゾル生成物質を加熱するコイルであってもよい。
【0056】
具体的に、芯は、毛細管現象を通じてエアロゾル生成材料を移送する綿繊維、セラミック繊維、ガラス繊維および多孔質セラミックのうちの少なくとも１つを含み、コイルは、芯に巻線される形状に配置されて、供給される電流によって発熱するニクロム線などの伝導性フィラメントを含むことができるが、これに制限されるものではない。
【0057】
カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００から脱着される。カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００に結合されてエアロゾルを生成してもよく、エアロゾル生成装置１００から分離されてもよい。例えば、カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００が使われることによって周期的に交換される消耗品である。カートリッジ３３０の保存槽に保存されるエアロゾル生成物質が全部消耗される場合、ユーザによってカートリッジ３３０は交換される。
【0058】
ヒータ２１０は、ハウジング１２０の内部空間に位置し、エアロゾル生成物品の収容空間２４０を通じてハウジング１２０の内部に挿入されるエアロゾル生成物品１１０を加熱して、エアロゾルを生成する。
【0059】
エアロゾル生成物品１１０の加熱によって生成された、蒸気化された粒子と、エアロゾル生成物品の収容空間２４０を通じてハウジング１２０の内部空間に流れ込んだ空気とが混合されて、エアロゾルが生成される。
【0060】
一例示で、ヒータ２１０は、誘導加熱式ヒータを含む。例えば、ヒータ２１０は、電力が供給されることによって、交番的な磁場を生成するコイル（または「電気伝導性コイル」）及びコイルで生成される交番的な磁場によって熱を発生するサセプタを備える。サセプタは、ハウジング１２０の内部に挿入されるエアロゾル生成物品１１０の外周面の少なくとも一部を取り囲むように配置されて、挿入されたエアロゾル生成物品１１０を加熱することができる。
【0061】
他の例示で、ヒータ２１０は、電気抵抗性ヒータを含むことができる。例えば、ヒータ２１０は、ハウジング１２０の内部に挿入されるエアロゾル生成物品１１０の外周面の少なくとも一部を取り囲むように配置されるフィルムヒータを含む。フィルムヒータは、電気伝導性トラックを含み、電気伝導性トラックに電流が流れることによってフィルムヒータが熱を発生して、ハウジング１２０に挿入されたエアロゾル生成物品１１０を加熱する。
【0062】
さらに他の例示で、ヒータ２１０は、ハウジング１２０に挿入されるエアロゾル生成物品１１０の内部を加熱する針型ヒータ、棒型ヒータ及び管型ヒータのうち少なくとも一つを含む。前述したヒータ２１０は、例えば、エアロゾル生成物品１１０の少なくとも一領域に挿入されて、エアロゾル生成物品１１０の内部を加熱することができる。
【0063】
ヒータ２１０は、前述した実施形態に限定されるものではなく、エアロゾル生成物品１１０の指定された温度まで加熱することができるならば、ヒータ２１０の実施形態は可変であり得る。本発明で「指定された温度」は、エアロゾル生成物品１１０に含まれているエアロゾル生成物質が加熱されて、エアロゾルを生成することができる温度を意味する。指定された温度は、エアロゾル生成装置１００に既定の温度であるが、該温度は、エアロゾル生成装置１００の種類及び／またはユーザの操作によって変わってもよい。
【0064】
センサ３１０は、エアロゾル生成物質の残量を検出するために、カートリッジ３３０の静電容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を測定する。センサ３１０は、少なくとも一対の電極からなる。ペアをなす２つの電極それぞれは、反対符号の電荷を保存するキャパシタとして機能する。ペアをなす２つの電極の間の空間に位置する物質の誘電率によって、ペアをなす２つの電極の静電容量が定められる。
【0065】
センサ３１０は、電極を構成するそれぞれのペアの静電容量を測定することで、電極の近傍に位置する物質の誘電率に関する情報を提供する。誘電率に関する情報から、電極の近傍にエアロゾル生成物質が満たされているか、空の空間が形成されているかが判断され、それからエアロゾル生成物質の残量が検出される。
【0066】
電極の近傍とは、電極を構成する少なくとも一つのペアの近傍を意味する。第１電極及び第２電極で構成されるペアの近傍とは、第１電極とび第２電極との間に形成される空間だけではなく、該空間から一定範囲まで拡張される空間までを意味する。
【0067】
センサ３１０は、対になる第１電極及び第２電極で構成されるペアの静電容量を測定するために、第１電極及び第２電極のうちいずれか一つに電流を印加した後、第１電極及び第２電極のうち残りの一つから返還される電流を測定することができる。センサ３１０は、両電流の関係を活用して、第１電極及び第２電極で構成されるペアの静電容量を導出する。センサ３１０は、第１電極及び第２電極と電流を送受信するために、第１電極及び第２電極と導線で連結される。
【0068】
センサ３１０は、連続的に配列されるペアをなす２つ以上の電極からなる。センサ３１０は、カートリッジ３３０の一側面に対向するように配置される。センサ３１０についての具体的な例示は、図３で後述する。センサ３１０によってカートリッジ３３０の静電容量が測定され、測定された静電容量からエアロゾル生成物質の残量が検出される。それによって、ユーザに、エアロゾル生成物質の残量に関する情報が提供され、便宜性が増大する。また、エアロゾル生成物質の残量によって霧化部７２０に供給される電力が制御され、エアロゾル生成装置１００からエアロゾルがさらに均一に提供されることができて、喫煙品質が向上する。
【0069】
カバー３２０は、センサ３１０を外部から保護する役割を行う。例えば、カバー３２０は、センサ３１０の少なくとも一領域を取り囲むように配置されて、センサ３１０がハウジング１２０の外部に露出されないようにすることで、センサ３１０を外部の衝撃または外部の異物（例えば、液滴、ほこりなど）から保護することができる。
【0070】
また、カバー３２０は、センサ３１０がカートリッジ３３０と直接に接触しないように配置される。カバー３２０についての具体的な例示は、図３で後述する。
【0071】
エアロゾル生成装置１００は、バッテリ２２０及び印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０をさらに備える。エアロゾル生成装置１００に備えられるバッテリ２２０及び印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０は、エアロゾル生成装置１００の下端に配置される。但し、これに限定されるものではなく、設計によってエアロゾル生成装置１００に配置される構成要素の位置は，変更されてもよい。また、図２に示される構成要素以外に，他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１００にさらに含まれてもよい。
【0072】
バッテリ２２０は、リチウムリン酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ４）バッテリであってもよいが、これに限定されるものではない。例えば、バッテリ２２０は、酸化リチウムコバルト（ＬｉＣｏＯ２）バッテリ、リチウムチタン酸塩バッテリなどであってもよい。
【0073】
バッテリ２２０は、霧化部に電力を供給する。霧化部が芯及びコイルを含む場合、バッテリ２２０は、芯を取り囲むコイルに電力を供給して、芯に沿って移送されるエアロゾル生成物質を加熱する。また、バッテリ２２０は、センサ３１０及び印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０が動作するために要求される電力を、センサ３１０及び印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０に供給する。
【0074】
印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０は、複数の論理ゲートのアレイで具現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されるメモリとの組み合わせで具現されてもよい。印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０は、複数のプロセッシングエレメントで構成されてもよい。また、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０は、他の形態のハードウェアで具現されてもよい。
【0075】
印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０に配置されるプロセスは、センサ３１０によって測定されるカートリッジ３３０の静電容量に基づいて、エアロゾル生成物質の残量を検出する。例えば、プロセスは、センサ３１０からカートリッジ３３０の静電容量に関するデータを受信し、受信されたカートリッジ３３０の静電容量に関するデータに基づいて、カートリッジ３３０に保存されているエアロゾル生成物質の残量（または「残量レベル」）を導出する。プロセスは、測定した静電容量によって、カートリッジ３３０の内部においてエアロゾル生成物質が存在する部分を定める。
【0076】
プロセスは、多様な方式でエアロゾル生成物質の残量を検出する。エアロゾル生成物質の残量レベルによって、カートリッジ３３０の静電容量測定値が実験的に予め定められ、プロセスは、静電容量と残量レベルとの対応関係に関するデータベースに基づいて、静電容量を入力されて、カートリッジ３３０内に保存されているエアロゾル生成物質の残量レベルを出力することができる。但し、これに制限されるものではなく、プロセスは、測定される静電容量に基づいて残量レベルを計算するアルゴリズムによって、カートリッジ３３０内に保存されているエアロゾル生成物質の残量レベルを導出してもよい。
【0077】
プロセスは、エアロゾル生成物質の残量に基づいて、バッテリ２２０から霧化部に供給される電力を制御する。芯及びコイルを含む霧化部に関して、エアロゾル生成物質の残量レベルが高い場合、エアロゾル生成物質が芯に沿ってカートリッジ３３０の外部に移送される速度が速い。エアロゾル生成物質の残量レベルが低い場合、エアロゾル生成物質が芯に沿ってカートリッジ３３０の外部に移送される速度が遅い。
【0078】
エアロゾル生成物質が移送される速度が速い場合、コイルにさらに多くの電力が供給されるように要求される。エアロゾル生成物質が移送される速度が遅い場合、コイルにさらに少ない電力が供給されるように要求される。一方、エアロゾル生成物質が移送される速度は、カートリッジ３３０の内部の温度などさらなる要因によって影響される。
【0079】
エアロゾル生成物質が移送される速度に一致する電力が供給されない場合、エアロゾル生成装置１００から不均質にエアロゾルが生成される恐れがある。また、エアロゾル生成物質が移送される速度が遅い場合、電力の供給を低減させないと、芯が燃えて問題になる恐れがある。プロセスは、エアロゾル生成物質の残量レベルに基づいて、コイルに供給される電力を制御することで、エアロゾル生成装置１００から生成されるエアロゾルの品質を向上させる。
【0080】
【0081】
図３を参照すれば、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、ハウジング１２０、ヒータ２１０、センサ３１０、カバー３２０、カートリッジ３３０及び連結通路３４０を備える。一実施形態によるエアロゾル生成装置１００の構成要素のうち少なくとも一つは、図２に示されているエアロゾル生成装置１００の構成要素のうち少なくとも一つと同一または類似していて、以下で重なる説明は省略する。
【0082】
連結通路３４０は、ハウジング１２０の内部空間に配置されてもよく、エアロゾル生成物品１１０とカートリッジ３３０とを流体連通（または流体連結）することができる。
【0083】
一実施形態によれば、連結通路３４０は、カートリッジ３３０で発生したエアロゾルが、エアロゾル生成物品１１０を通じて外部に排出されるように配置されてもよい。例えば、連結通路３４０は、「Ｌ」字状に形成され、エアロゾル生成物品１１０とカートリッジ３３０とを流体連動させるように配置されるが、連結通路３４０の形状が、前述した実施形態に限定されるものではない。
【0084】
連結通路３４０の前述した配置構造によって、エアロゾル生成物品１１０とカートリッジ３３０とが流体連通することができ、その結果、カートリッジ３３０で発生したエアロゾルは、連結通路３４０の内部に流れ込んで、エアロゾル生成物品１１０を通過した後、エアロゾル生成装置１００の外部に排出される。
【0085】
一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、ハウジング１２０の内部にセンサ３１０及びカバー３２０を備える。カートリッジ３３０の静電容量を測定するセンサ３１０は、測定の正確度を高めるために、直接にエアロゾル生成物質と接触しないように、カートリッジ３３０と離隔された空間に配置されてもよい。また、測定の正確度を高めるために、センサ３１０は、直接に外部に露出されないようにハウジング１２０の内部に配置されてもよい。
【0086】
一例示で、カートリッジ３３０とセンサ３１０は、ハウジング１２０の内部空間の相異なる領域に配置される。カートリッジ３３０とセンサ３１０とを離隔させることで、センサ３１０とエアロゾル生成物質との接触を最小化することができて、センサ３１０は、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量をさらに正確に測定することができる。また、センサ３１０は、直接にエアロゾル生成物質と接触しないながら、測定の正確度を高めるためにカートリッジ３３０から指定された距離ほど離隔される。
【0087】
他の例示で、カバー３２０は、センサ３１０の少なくとも一側面を取り囲むように配置されてもよい。センサ３１０が外部衝撃または外部異物（例えば、液滴、ほこりなど）に露出される場合、センサ３１０の測定の正確度が低くなる恐れがある。カバー３２０がセンサ３１０の両側面を取り囲むように配置される場合、センサ３１０は、外部衝撃または外部異物から保護される。また、カバー３２０がセンサ３１０の一側面を取り囲むように配置される場合にも、センサ３１０の他の側面がハウジング１２０の内部空間に向かうように配置することで、センサ３１０は、外部衝撃または外部異物から保護される。
【0088】
さらに他の例示で、カバー３２０の一側面はセンサ３１０に接し、カバー３２０の他の側面はカートリッジ３３０に接するように配置されてもよい。これにより、センサ３１０は、外部に直接に露出されずに、カートリッジ３３０と離隔されて配置されることができる。前述したセンサ３１０、カバー３２０及びカートリッジ３３０の前述した配置を通じて、センサ３１０のエアロゾルの残量の測定の正確度を高めることができる。
【0089】
センサ３１０のエアロゾルの残量の測定の正確度が高いほど、さらに均質なエアロゾルが生成される。一実施形態によるセンサ３１０は、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量を測定し、これに基づいて、プロセスは、バッテリ２２０から霧化部に供給される電力を供給することで、さらに均質なエアロゾルが生成される。さらに均質に生成されたエアロゾルは、連結通路３４０に沿ってエアロゾル生成物品１１０を通じて外部に排出されて、ユーザは、さらに良質の喫煙経験を提供される。
【0090】
図４は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の一部の構成要素の分解図である。図４は、図３のエアロゾル生成装置１００のセンサ３１０及びセンサ３１０の周辺に配置されている一部の構成要素を分解して示す図面である。
【0091】
図４を参照すれば、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、ハウジング１２０の内部空間に、センサ３１０、カバー３２０、カートリッジ３３０、センサカバー４２０、密封部３５０、及び電気的な連結部材４３０を備える。
【0092】
カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００から脱着される。カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質がいずれも消尽された場合、ユーザは、カートリッジのみを入れ替ってエアロゾル生成装置１００を再使用することができる。
【0093】
ハウジング１２０は、カートリッジ３３０をハウジング１２０の一領域に結合させるための結合部材４１０を備える。カートリッジ３３０がエアロゾル生成装置１００に結合される時、結合部材４１０は、カートリッジ３３０をエアロゾル生成装置１００に固定させることができる。
【0094】
一実施形態によれば、カバー３２０は、センサ３１０の一側面に接してもよく、センサ３１０とカートリッジ３３０との間に配置されてもよい。結合部材４１０は、カートリッジ３３０と共にセンサ３１０及びカバー３２０をエアロゾル生成装置１００に固定させる。
【0095】
センサカバー４２０は、センサ３１０の一部領域が露出されないように配置される。センサ３１０の一側面がカバー３２０によって取り囲まれれば、センサ３１０の他の側面は露出される。露出されたセンサ３１０の他の側面をセンサカバー４２０が取り囲むことで、センサ３１０を保護することができる。
【0096】
密封部３５０は、カートリッジ３３０で発生したエアロゾルが、連結通路３４０を通じてエアロゾル生成物品の収容空間（例えば、図２のエアロゾル生成物品の収容空間２４０）に移動する過程で発生される漏れ（ｌｅａｋａｇｅ）を防止する。例えば、カートリッジ３３０で発生したエアロゾルは、連結通路３４０の内部に流れ込んだ後、連結通路３４０に沿ってエアロゾル生成物品１１０が収容されているエアロゾル生成物品の収容空間に移動する。エアロゾルが連結通路３４０に沿って移動する過程で、少なくとも一部のエアロゾルが連結通路の外部に漏れる恐れがあるが、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、カートリッジ３３０と連結通路３４０との間に配置される密封部３５０により、エアロゾルの漏れを止めることができる。
【0097】
電気的な連結部材４３０は、センサ３１０と、ハウジング１２０の下部に配置されている印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０とを連結する。印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０は、プロセッサを備え、プロセッサは、電気的な連結部材４３０を通じてセンサ３１０と連結される。前述した電気的な連結関係を通じて、プロセッサは、センサからカートリッジ３３０の静電容量に関するデータを受信し、受信されたデータに基づいてエアロゾル生成物質の残量を検出する。
【0098】
【0099】
図５Ａを参照すれば、一実施形態によるセンサ３１０は、センサ３１０の少なくとも一側面がカバー３２０に接するように配置される。センサ３１０の一側面の全体がカバー３２０に接するように配置されてもよい。例えば、センサ３１０の一側面の全体が、カバー３２０によって取り囲まれるように配置されてもよい。
【0100】
一実施形態によれば、センサ３１０とカバー３２０とは一体に形成されてもよい。例えば、センサ３１０が、カバー３２０の少なくとも一領域にインサート成形（または「インサート射出」）されることによって、センサ３１０とカバー３２０とが一体に形成される。センサ３１０がカバー３２０にインサート成形されることによって、センサ３１０の一側面の全部がカバー３２０に接するように配置される。すなわち、センサ３１０の一側面は、カバー３２０の一側面と対向するように配置される。
【0101】
センサ３１０及びカバー３２０は、インサート成形に好適な素材（または「材料」）である。例えば、インサート成形が行われるように、センサ３１０はメタル素材からなり、カバー３２０はプラスチック素材からなる。但し、センサ３１０及びカバー３２０の素材は、これらに限定されるものではない。
【0102】
図５Ａに示されているセンサ３１０の形状は、カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０の一実施形態に過ぎない。センサ３１０の形状は、ハウジング１２０の内部に配置される他の構成要素の配列に鑑みて、カバー３２０に多様な形状でインサート成形され得る。
【0103】
【0104】
一実施形態によるセンサ３１０は、構造部５１０をさらに備える。構造部５１０は、センサ３１０から、カートリッジ３３０に向かう方向と逆方向に突出する。構造部５１０の一領域は、センサ３１０と接触し、構造部５１０の他の領域は、電気的な連結部材４３０と連結される。図５Ａ及び図５Ｃに示されている構造部５１０は一例示に過ぎず、構成要素の配列によって、構造部５１０は、センサ３１０の多様な位置に配置される。
【0105】
構造部５１０は、センサ３１０と、センサ３１０及び印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０を電気的に連結する電気的な連結部材４３０とを電気的に連結する。センサ３１０によって測定されたカートリッジ３３０の静電容量に関するデータは、構造部５１０及び電気的な連結部材４３０を通じて、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０に含まれているプロセスに受信される。
【0106】
センサ３１０は、一対以上の電極からなる。センサ３１０は、ペアの電極それぞれの静電容量を測定することで、電極の近傍（または「近く」）に位置する物質の誘電率に関する情報を提供する。
【0107】
センサ３１０は、連続的に配列されている一対以上の電極からなる。例えば、カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０は、センサ３１０の近傍に位置するカートリッジ３３０の静電容量を測定することで、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の誘電率に関する情報を提供する。カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０が、カートリッジ３３０の一側面の面積に対応する面積を持つことで、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度を高めることができる。
【0108】
図６は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の一部の構成要素の配置を説明するための図面である。図６に示されたエアロゾル生成装置１００は、図４のエアロゾル生成装置１００と実質的に同一または類似しているが、以下で重なる説明は省略する。
【0109】
センサ３１０は、カートリッジ３３０の静電容量を測定することで、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量を検出する。センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度を向上させるために、センサ３１０は、外部に露出されないように配置されてもよい。
【0110】
一実施形態によるセンサ３１０は、カバー３２０にインサート成形されてカートリッジ３３０の静電容量を測定する。カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０は、センサ３１０の一側面はカバー３２０によって、センサ３１０の他の側面はセンサカバー４２０によって取り囲まれることで、外部に露出されることが防がれる。
【0111】
センサ３１０がカートリッジ３３０に近いほど、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度は高くなる。また、センサ３１０とカートリッジ３３０との間に存在する他の構成物品がないほど、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度は高くなる。
【0112】
図６を参照すれば、カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０の一側面は、カートリッジ３３０の一側面に対向するように配置される。センサ３１０の一側面は、カートリッジ３３０の一側面の面積に対応する面積を持つことで、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度を高めることができる。
【0113】
また図６を参照すれば、センサ３１０、カバー３２０及びカートリッジ３３０は、センサ３１０とカートリッジ３３０との間にカバー３２０のみ存在するように配置されてもよい。前述した配置によって、カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０は、カートリッジ３３０との距離を最小化することができ、センサ３１０とカートリッジ３３０との間に存在する他の構成物品の数を最小化することができる。これによって、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度は向上する。
【0114】
センサ３１０がエアロゾル生成物質と接触を多くするほど、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度は低下する。前述した配置によって、センサ３１０とカートリッジ３３０との距離を最小化しつつ、センサ３１０とエアロゾル生成物質との接触も最小化することができる。これによって、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度を向上させることができる。
【0115】
結合部材４１０は、カートリッジ３３０をエアロゾル生成装置１００に固定させる。結合部材４１０は、カバー３２０によってインサート成形されたセンサ３１０及びカバー３２０を、カートリッジ３３０と共にエアロゾル生成装置１００に固定させる。
【0116】
一実施形態によってカバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０は、構造部５１０を備える。前述した配置によってカバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０は、さらに正確なカートリッジ３３０の静電容量に関するデータを収集することができる。収集されたデータを、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０に配置されているプロセッサが、構造部５１０及び電気的な連結部材４３０を通じて受信する。
【0117】
【0118】
一実施形態によるエアロゾル生成装置１００において、カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０の一側面は、カートリッジ３３０の一側面に対向するように配置される。カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度を高めるために、カバー３２０は、カートリッジ３３０の一側面に接するように配置される。
【0119】
センサ３１０とカートリッジ３３０との距離が近いほど、センサ３１０のエアロゾル生成物質の残量の測定の正確度が高くなる。カバー３２０の一側面の形態は、これと接するカートリッジ３３０の一側面の形態に対応するように形成される。このようにインサート成形されたセンサ３１０は、カートリッジ３３０との距離を最小化することができる。
【0120】
カバー３２０にインサート成形されたセンサ３１０の一側面は、カバー３２０と接するカートリッジ３３０の一側面の面積に対応する面積を持つ。このような面積を持つセンサ３１０は、カートリッジ３３０の内部のエアロゾル生成物質の残量を逃さずに測定することができる。
【0121】
カートリッジ３３０は、エアロゾル生成物質を保存する保存槽７１０、エアロゾル生成物質を気化させる霧化部７２０を備える。エアロゾル生成装置１００は、カートリッジ３３０を通じてエアロゾル生成物質からエアロゾルを生成する。カートリッジ３３０によって生成されるエアロゾルは、ユーザに伝達される。
【0122】
保存槽７１０は、エアロゾル生成物質を保存する。エアロゾル生成装置１００に対して喫煙が行われる場合、エアロゾル生成装置１００から生成されるエアロゾルがユーザに伝達され、それによって、保存槽７１０に保存されるエアロゾル生成物質が消耗されて、保存槽７１０にエアロゾル生成物質が残る量が減少する。
【0123】
カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００から脱着される。カートリッジ３３０は、エアロゾル生成装置１００が使われることによって周期的に交換される消耗品である。カートリッジ３３０の保存槽７１０に保存されるエアロゾル生成物質が全部消耗される場合、ユーザは、カートリッジ３３０を交換する。
【0124】
図８は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の動作方法を説明するフローチャートである。
【0125】
図８を参照すれば、エアロゾル生成装置の動作方法は、ステップ８１０ないしステップ８３０を含む。但し、これに制限されるものではなく、図８に示されるステップ以外に、他の汎用的なステップがエアロゾル生成装置の動作方法にさらに含まれてもよい。
【0126】
ステップ８１０で、エアロゾル生成装置１００は、センサ３１０により、カートリッジ３３０（例えば、エアロゾル生成物質が保存されている保存槽を含むカートリッジ）の静電容量を測定する。
【0127】
ステップ８２０で、エアロゾル生成装置１００は、測定されたカートリッジ３３０の静電容量に基づいて、エアロゾル生成物質の残量を検出する。
【0128】
ステップ８３０で、エアロゾル生成装置１００は、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０の上に配置されているプロセッサにより、エアロゾル生成物質の残量によって霧化部７２０に供給される電力を制御する。
【0129】
一方、図８のエアロゾル生成装置の動作方法は、その方法を実行する命令語を含む一つ以上のプログラムが記録される、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録される。
【0130】
図９は、一実施形態によるエアロゾル生成装置の動作方法を説明するフローチャートである。以下で、図９に示されているエアロゾル生成装置１００の動作方法を説明するに際して、図５及び／または図６に示されているエアロゾル生成装置１００の構成要素を参考にして説明する。
【0131】
図９を参照すれば、ステップ９１０で、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、センサ３１０によりカートリッジ３３０の静電容量を測定し、測定された静電容量に基づいて、カートリッジ３３０の保存槽に保存されているエアロゾル生成物質の残量を測定する。
【0132】
この時、印刷回路基板（ＰＣＢ）２３０の上に配置されているプロセッサは、センサ３１０で測定されたカートリッジ３３０の静電容量に関するデータを、構造部５１０及び電気的な連結部材４３０を通じて受信する。プロセッサは、測定された静電容量に関するデータに基づいて、エアロゾル生成物質の残量を検出する。
【0133】
ステップ９２０で、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００のプロセッサは、ステップ９１０で検出されたエアロゾル生成物質の残量を、実験によって指定された基準エアロゾル生成物質の量と比べる。本発明で「基準エアロゾル生成物質の量」は、十分なエアロゾルを発生させることができる程度のエアロゾル生成物質の最小残量を意味する。例えば、基準エアロゾル生成物質の量は、霧化部７２０によって気化されうるエアロゾル生成物質の最小残量を意味する。また、指定された基準エアロゾル生成物質の量は、プロセッサに保存され、指定された値は、エアロゾル生成装置１００の種類、使用環境またはユーザの操作によって変更されてもよい。
【0134】
ステップ９２０で測定されたエアロゾル生成物質の残量が、基準エアロゾル生成物質の残量と同一またはそれより少ない場合、ステップ９３０で、プロセッサは、エアロゾル生成物質の残量に対応する電力を霧化部７２０に供給する。このために、エアロゾル生成装置１００の動作が発生するかパフが感知される時、プロセッサは、センサ３１０を通じて検出されたエアロゾル生成物質の残量が、基準エアロゾル生成物質の量以上であるかどうかを判断することができる。
【0135】
一例示で、プロセッサは、エアロゾル生成装置１００のディスプレイを通じて、エアロゾル生成装置１００において、霧化部７２０に電力を供給する動作が発生したという視覚的知らせを出力することができるが、これに限定されるものではない。他の例示で、プロセッサは、スピーカを介して、エアロゾル生成装置１００の動作が発生したという聴覚的な通知を出力するか、モータを介して、振動を発生させて触覚的な通知を出力してもよい。
【0136】
これとは異なり、ステップ９２０で検出されたエアロゾル生成物質の残量が基準エアロゾル生成物質の量より少ないと判断される場合、一実施形態によるエアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成物質を加熱する動作を行わないこともある。
【0137】
一例示で、プロセッサは、エアロゾル生成装置１００のディスプレイを介して、エアロゾル生成装置１００においてエアロゾル生成物質が足りなくて、新たなカートリッジ３３０の入れ替えが必要であるという視覚的な通知を出力するが、これに限定されるものではなく、前述した聴覚的な通知または触覚的な通知を出力してもよい。新たなカートリッジ３３０に入れ替えられて十分なエアロゾル生成物質が残っている場合、その残量に基づいて霧化部７２０に提供する電力を制御するために、プロセッサは、ステップ９１０ないしステップ９２０を繰り返して行う。
【0138】
図１０は、他の実施形態によるエアロゾル生成装置１００のブロック図である。
【0139】
エアロゾル生成装置１００は、プロセッサ１０１０、センシング部１０２０、出力部１０３０、バッテリ１０４０、ヒータ１０５０、ユーザ入力部１０６０、メモリ１０７０、及び通信部１０８０を備える。但し、エアロゾル生成装置１００の内部構造は、図１０に示されたところに制限されるものではない。すなわち、エアロゾル生成装置１００の設計によって、図１０に示された構成のうち一部が省略されるか、新たな構成がさらに加えられ得るということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0140】
センシング部１０２０は、エアロゾル生成装置１００の状態またはエアロゾル生成装置１００の周辺の状態を感知し、感知した情報をプロセッサ１０１０に伝達する。プロセッサ１０１０は、前記感知された情報に基づいて、ヒータ１０５０の動作制御、喫煙の制限、エアロゾル生成物品（例えば、シガレット、カートリッジなど）の挿入如何の判断、お知らせ表示などの多様な機能が行われるように、エアロゾル生成装置１００を制御する。
【0141】
センシング部１０２０は、温度センサ１０２２、挿入感知センサ１０２４及びパフセンサ１０２６のうち少なくとも一つを備えるが、これに制限されるものではない。
【0142】
温度センサ１０２２は、ヒータ１０５０（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。エアロゾル生成装置１００は、ヒータ１０５０の温度を感知する別途の温度センサを備えるか、ヒータ１０５０自体が温度センサの役割を行う。または、温度センサ１０２２は、バッテリ１０４０の温度をモニタリングするように、バッテリ１０４０の周りに配置されたものであってもよい。
【0143】
挿入感知センサ１０２４は、エアロゾル生成物品の挿入及び／または除去を感知する。例えば、挿入感知センサ１０２４は、フィルムセンサ、圧力センサ、光センサ、抵抗性センサ、容量性センサ、誘導性センサ及び赤外線センサのうち少なくとも一つを含み、エアロゾル生成物品が挿入及び／または除去されることによる信号変化を感知する。
【0144】
パフセンサ１０２６は、気流通路または気流チャネルの多様な物理的変化に基づいて、ユーザのパフを感知する。例えば、パフセンサ１０２６は、温度変化、流量変化、電圧変化及び圧力変化のうちいずれか一つに基づいて、ユーザのパフを感知する。
【0145】
センシング部１０２０は、前述したセンサ１０２２ないし１０２６以外に、温／湿度センサ、気圧センサ、地磁気センサ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）、加速度センサ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ）、ジャイロスコープセンサ、位置センサ（例えば、ＧＰＳ）、近接センサ、及びＲＧＢセンサ（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒ）のうち少なくとも一つをさらに備える。各センサの機能は、その名称から通常の技術者が直観的に推論することができるため、具体的な説明は省略する。
【0146】
出力部１０３０は、エアロゾル生成装置１００の状態についての情報を出力して、ユーザに提供する。出力部１０３０は、ディスプレイ部１０３２、ハプティック部１０３４及び音響出力部１０３６のうち少なくとも一つを備えるが、これに制限されるものではない。ディスプレイ部１０３２とタッチパッドとが層構造をなしてタッチスクリーンに構成される場合、ディスプレイ部１０３２は、出力装置以外に入力装置としても使われる。
【0147】
ディスプレイ部１０３２は、エアロゾル生成装置１００についての情報を、ユーザに視覚的に提供する。例えば、エアロゾル生成装置１００についての情報は、エアロゾル生成装置１００のバッテリ１０４０の充／放電状態、ヒータ１０５０の予熱状態、エアロゾル生成物品の挿入／除去状態、またはエアロゾル生成装置１００の使用が制限される状態（例えば、異常物品の感知）などの多様な情報を意味し、ディスプレイ部１０３２は、前記情報を外部に出力する。ディスプレイ部１０３２は、例えば、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）、有機発光ディスプレイパネル（ＯＬＥＤ）などである。また、ディスプレイ部１０３２は、ＬＥＤ発光素子の形態であってもよい。
【0148】
ハプティック部１０３４は、電気的信号を機械的な刺激または電気的な刺激に変換して、エアロゾル生成装置１００についての情報をユーザに触覚的に提供する。例えば、ハプティック部１０３４は、モータ、圧電素子、または電気刺激装置を備える。
【0149】
音響出力部１０３６は、エアロゾル生成装置１００についての情報をユーザに聴覚的に提供する。例えば、音響出力部１０３６は、電気信号を音響信号に変換して外部に出力する。
【0150】
バッテリ１０４０は、エアロゾル生成装置１００の動作に用いられる電力を供給する。バッテリ１０４０は、ヒータ１０５０が加熱されるように電力を供給する。また、バッテリ１０４０は、エアロゾル生成装置１００内に備えられた他の構成（例えば、センシング部１０２０、出力部１０３０、ユーザ入力部１０６０、メモリ１０７０及び通信部１０８０の動作に必要な電力を供給する。バッテリ１０４０は、充電の可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリである。例えば、バッテリ１０４０は、リチウムポリマー（ＬｉＰｏｌｙ）バッテリでもあるが、これに制限されるものではない。
【0151】
ヒータ１０５０は、バッテリ１０４０から電力を供給されてエアロゾル生成物質を加熱する。図１０には示されていないが、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１０４０の電力を変換してヒータ１０５０に供給する電力変換回路（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ）をさらに備える。また、エアロゾル生成装置１００が誘導加熱方式でエアロゾルを生成する場合、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１０４０の直流電源を交流電源に変換するＤＣ／ＡＣコンバータをさらに備える。
【0152】
プロセッサ１０１０、センシング部１０２０、出力部１０３０、ユーザ入力部１０６０、メモリ１０７０、及び通信部１０８０は、バッテリ１０４０から電力を供給されて機能を行う。図１０に示されていないが、バッテリ１０４０の電力を変換してそれぞれの構成要素に供給する電力変換回路、例えば、ＬＤＯ（ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ）回路または電圧レギュレータ回路をさらに備える。
【0153】
一実施形態で、ヒータ１０５０は、任意の好適な電気抵抗性物質で形成される。例えば、好適な電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、プラチナ、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あるが、それらに制限されるものではない。また、ヒータ１３０は、金属熱線、電気伝導性トラックが配置された金属熱板、セラミックス発熱体などで具現されるが、それらに制限されるものではない。
【0154】
他の実施形態で、ヒータ１０５０は、誘導加熱方式のヒータである。例えば、ヒータ１０５０は、コイルによって印加された磁場を通じて発熱して、エアロゾル生成物質を加熱するサセプタを備える。
【0155】
ユーザ入力部１０６０は、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。例えば、ユーザ入力部１０６０は、キーパッド、ドームスイッチ（ｄｏｍｅ ｓｗｉｔｃｈ）、タッチパッド（接触式静電容量方式、圧力式抵抗膜方式、赤外線感知方式、表面超音波伝導方式、積分式張力測定方式、ピエゾ効果方式など）、ジョグホイール、ジョグスイッチなどがあるが、それらに制限されるものではない。また、図１０には示されていないが、エアロゾル生成装置１００は、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）インターフェースなどの連結インターフェースをさらに備え、ＵＳＢインターフェースなどの連結インターフェースを通じて、他の外部装置と連結して情報を送受信するか、バッテリ１０４０を充電する。
【0156】
メモリ１０７０は、エアロゾル生成装置１００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、プロセッサ１０１０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存する。メモリ１０７０は、フラッシュメモリタイプ、ハードディスクタイプ、マルチメディアカードマイクロタイプ、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤまたはＸＤメモリなど）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクのうち少なくとも一つのタイプの記録媒体を含む。メモリ１０７０は、エアロゾル生成装置１００の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも一つの温度プロファイル、及びユーザの喫煙パターンについてのデータなどを保存する。
【0157】
通信部１０８０は、他の電子装置との通信のための少なくとも一つの構成要素を含む。例えば、通信部１０８０は、近距離通信部１０８２及び無線通信部１０８４を備える。
【0158】
近距離通信部１０８２は、ブルートゥース（登録商標）通信部、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）通信部、近距離無線通信部、ＷＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ）通信部、ジグビー通信部、赤外線（ＩｒＤＡ、ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）通信部、ＷＦＤ（Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ）通信部、ＵＷＢ（ｕｌｔｒａ ｗｉｄｅｂａｎｄ）通信部、Ａｎｔ＋通信部などを含むが、それらに制限されるものではない。
【0159】
無線通信部１０８４は、セルラーネットワーク通信部、インターネット通信部、コンピュータネットワーク（例えば、ＬＡＮまたはＷＡＮ）通信部などを含むが、それらに制限されるものではない。無線通信部１０８４は、加入者情報（例えば、国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）を用いて、通信ネットワーク内でエアロゾル生成装置１００を確認及び認証してもよい。
【0160】
プロセッサ１０１０は、エアロゾル生成装置１００の全般的な動作を制御する。プロセッサ１０１０は、複数の論理ゲートのアレイで具現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサ１０１０と、このマイクロプロセッサ１０１０で実行されるプログラムが保存されたメモリとの組み合わせで具現されてもよい。また、他の形態のハードウェアで具現されてもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0161】
プロセッサ１０１０は、バッテリ１０４０の電力をヒータ１０５０に供給することを制御することで、ヒータ１０５０の温度を制御する。例えば、プロセッサ１０１０は、バッテリ１０４０とヒータ１０５０とのスイッチング素子のスイッチングを制御することで、電力供給を制御する。他の例で、プロセッサ１０１０の制御命令によって、加熱直接回路がヒータ１０５０への電力供給を制御してもよい。
【0162】
プロセッサ１０１０は、センシング部１０２０によって感知された結果を分析し、以後行われる処理を制御する。例えば、プロセッサ１０１０は、センシング部１０２０によって感知された結果に基づいて、ヒータ１０５０の動作が開始または終了するように、ヒータ１０５０に供給される電力を制御する。他の例として、プロセッサ１０１０は、センシング部１０２０によって感知された結果に基づいて、ヒータ１０５０が所定の温度まで加熱されるか、適当な温度を維持することができるように、ヒータ１０５０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。
【0163】
プロセッサ１０１０は、センシング部１０２０によって感知された結果に基づいて、出力部１０３０を制御する。例えば、パフセンサ１０２６を通じてカウントされたパフ回数が既定の回数に到逹すれば、プロセッサ１０１０は、ディスプレイ部１０３２、ハプティック部１０３４及び音響出力部１０３６のうち少なくとも一つを通じて、ユーザに、エアロゾル生成装置１００が間もなく終わるということを予告する。
【0164】
一実施形態は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールなどの、コンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現される。コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意に利用できる媒体であり、揮発性及び不揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。また、コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信媒体をいずれも含む。コンピュータ記録媒体は、コンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他のデータなどの、情報の保存のための任意の方法または技術で具現された、揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。通信媒体は、典型的にコンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュールなどの変調されたデータ信号のその他のデータ、またはその他の伝送メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
【0165】
コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、プロッピィーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクなどの磁気－光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの、プログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令語の例には、コンパイラによって作われるような機械語コードだけではなく、インタプリタなどを使ってコンピュータによって実行され得る高級言語コードが含まれる。
【0166】
前述した実施形態についての説明は、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。よって、発明の真の保護範囲は、添付した特許請求の範囲によって定められねばならず、特許請求の範囲に記載の内容と同等な範囲にあるすべての差異は、請求の範囲によって定められる保護範囲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5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】