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特表2024-541162振動子の静電容量補償駆動回路を有するエアロゾル生成装置
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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】2024-11-08
(54)【発明の名称】振動子の静電容量補償駆動回路を有するエアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
   A24F 40/05 20200101AFI20241031BHJP
   A24F 40/50 20200101ALI20241031BHJP
   A24F 40/42 20200101ALI20241031BHJP
   A24F 40/10 20200101ALI20241031BHJP
【FI】
A24F40/05
A24F40/50
A24F40/42
A24F40/10
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024501549
(86)(22)【出願日】2023-09-19
(85)【翻訳文提出日】2024-01-11
(86)【国際出願番号】 KR2023014148
(87)【国際公開番号】W WO2024076046
(87)【国際公開日】2024-04-11
(31)【優先権主張番号】10-2022-0127336
(32)【優先日】2022-10-05
(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】ソ、チャン ウォン
(72)【発明者】
【氏名】コ、ギョン ミン
(72)【発明者】
【氏名】チャン、チュル ホ
(72)【発明者】
【氏名】チョン、チン チュル
【テーマコード(参考)】
4B162
【Fターム(参考)】
4B162AA12
4B162AB14
4B162AC27
4B162AC34
(57)【要約】
一例に係る電子装置の駆動回路にカートリッジ部の振動子が接続されているか否かを決定し、駆動回路に接続された振動子の固有周波数を決定し、決定された固有周波数に基づいて振動子にそれぞれ並列に接続される1つ以上のキャパシタの接続方式を制御する電子装置の制御方法が開示される。一例に係る振動子に電力を供給するための駆動回路は、4つのスイッチから構成されるフルブリッジの形態を有し、駆動回路は第1スイッチ及び第4スイッチのゲート端に電圧を提供する第1交流電源、第2スイッチ及び第3スイッチのゲート端に電圧を提供する第2交流電源、第1スイッチ及び第3スイッチのドレイン端に直流電圧を提供する直流電源、及び振動子の第1端に接続される第1電気的接点及び振動子の第2端に接続される第2電気的接点にそれぞれ並列に接続される1つ以上のキャパシタを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カートリッジの振動子の第1端に接続される第1電気的接点及び前記振動子の第2端に接続される第2電気的接点と、
前記第1電気的接点と前記第2電気的接点との間に並列に接続される1つ以上のキャパシタであって、前記1つ以上のキャパシタの第1端が前記第1電気的接点に接続され、前記1つ以上のキャパシタの第2端が前記第2電気的接点に接続される、1つ以上のキャパシタと、
前記第1電気的接点に接続される第1端を有するインダクタと、
前記インダクタの第2端に接続されるソース端を有する第1スイッチと、
前記インダクタの第2端に接続されるドレイン端を有する第2スイッチであって、前記第2スイッチのソース端は接地に接続される、第2スイッチと、
前記第2電気的接点に接続されるソース端を有する第3スイッチと、
前記第2電気的接点に接続されるドレイン端を有する第4スイッチであって、前記第4スイッチのソース端は前記接地に接続される、第4スイッチと、
前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に電圧を提供する第1電源と、
前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に電圧を提供する第2電源と、
前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に電圧を提供する第3電源と、
を含む、駆動回路。
【請求項2】
前記第1電源は、前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に直流電圧を提供する、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項3】
前記第2電源は、前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に第1交流電圧を提供し、
前記第3電源は、前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に第2交流電圧を提供する、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項4】
前記第2電源及び前記第3電源は交互に動作する、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項5】
前記第2電気的接点に接続される第5スイッチと、
前記第3スイッチのドレイン端と前記第1電源との間に位置する第6スイッチであって、前記第6スイッチのソース端が前記第3スイッチのドレイン端に接続され、前記第6スイッチのドレイン端が前記第1電源に接続される、第6スイッチと、
をさらに含み、
前記第5スイッチのゲート端に提供される第1制御信号及び前記第6スイッチのゲート端に提供される第2制御信号は互いに異なる、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項6】
前記1つ以上のキャパシタの前記第1端と前記第1電気的接点との間、又は前記1つ以上のキャパシタの前記第2端と前記第2電気的接点との間に直列に接続されるスイッチをさらに含む、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項7】
前記駆動回路は電子タバコ内に含まれる、請求項1に記載の駆動回路。
【請求項8】
電子装置は、
エアロゾル生成物質を振動させることによってエアロゾルを生成する振動子を含むカートリッジ部と、
前記カートリッジ部に連結されるボディ部と、
を含み、
前記ボディ部は、
前記カートリッジ部が前記ボディ部に連結された場合、前記振動子を駆動させるための駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御部と、
を含み、
前記駆動回路は、
前記振動子の第1端に接続される第1電気的接点及び前記振動子の第2端に接続される第2電気的接点と、
前記第1電気的接点と前記第2電気的接点との間に並列に接続される1つ以上のキャパシタであって、前記1つ以上のキャパシタの第1端が前記第1電気的接点に接続され、前記1つ以上のキャパシタの第2端が前記第2電気的接点に接続される、1つ以上のキャパシタと、
前記第1電気的接点に接続される第1端を有するインダクタと、
前記インダクタの第2端に接続されるソース端を有する第1スイッチと、
前記インダクタの第2端に接続されるドレイン端を有する第2スイッチであって、前記第2スイッチのソース端は接地に接続される、第2スイッチと、
前記第2電気的接点に接続されるソース端を有する第3スイッチと、
前記第2電気的接点に接続されるドレイン端を有する第4スイッチであって、前記第2スイッチのソース端は前記接地に接続される、第4スイッチと、
前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に電圧を提供する第1電源と、
前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に電圧を提供する第2電源と、
前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に電圧を提供する第3電源と、
を含む、電子装置。
【請求項9】
電子装置によって実行される振動周波数制御方法であって、
前記電子装置の駆動回路にカートリッジ部の振動子が接続されているか否かを決定する動作と、
前記駆動回路に前記振動子が接続されている場合、前記振動子の固有周波数を決定する動作と、
前記決定された固有周波数に基づいて1つ以上のキャパシタを前記振動子に並列に接続する接続方式を制御する動作と、
を含み、
前記1つ以上のキャパシタの接続方式により前記駆動回路の振動周波数が制御される、電子装置の制御方法。
【請求項10】
前記振動子の前記固有周波数を決定する動作は、
第1接続方式により、前記1つ以上のキャパシタが前記振動子に並列に接続されているとき前記振動子の第1端と第2端との間の第1インピーダンスを測定する動作と、
第2接続方式により、前記1つ以上のキャパシタが前記振動子に並列に接続されているとき前記振動子の第1端と第2端との間の第2インピーダンスを測定する動作と、
前記第1インピーダンス及び前記第2インピーダンスに基づいて前記固有周波数を決定する動作と、
を含む、請求項9に記載の電子装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下の実施形態はエアロゾルを生成する装置に関し、具体的に、エアロゾル生成装置の振動子静電容量を補償する駆動回路に関する。
【背景技術】
【0002】
近来、電子タバコに対する需要が少しずつ増加している。また、このように電子タバコに対する需要が増加することにより、電子タバコの種類及び特性による機能のような電子タバコに関する機能が持続的に開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
一実施形態は、エアロゾル生成装置の振動子を駆動させるための駆動回路を提供することにある。
【0004】
一実施形態は、エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態に係る駆動回路は、カートリッジの振動子の第1端に接続される第1電気的接点及び前記振動子の第2端に接続される第2電気的接点と、前記第1電気的接点と前記第2電気的接点との間に並列に接続される1つ以上のキャパシタ(前記1つ以上のキャパシタの第1端が前記第1電気的接点に接続され、前記1つ以上のキャパシタの第2端が前記第2電気的接点に接続される)と、前記第1電気的接点に接続される第1端を有するインダクタと、前記インダクタの第2端に接続されるソース端を有する第1スイッチと、前記インダクタの第2端に接続されるドレイン端を有する第2スイッチ(前記第2スイッチのソース端は接地に接続される)と、前記第2電気的接点に接続されるソース端を有する第3スイッチと、前記第2電気的接点に接続されるドレイン端を有する第4スイッチ(前記第4スイッチのソース端は前記接地に接続される)と、前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に電圧を提供する第1電源と、前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に電圧を提供する第2電源と、前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に電圧を提供する第3電源とを含む。
【0006】
前記第1電源は、前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に直流電圧を提供することができる。
【0007】
前記第2電源は、前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に第1交流電圧を提供し、前記第3電源は、前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に第2交流電圧を提供することができる。
【0008】
前記第2電源及び前記第3電源は交互に動作することができる。
【0009】
前記駆動回路は、前記第2電気的接点に接続される第5スイッチと、前記第3スイッチのドレイン端と前記第1電源との間に位置する第6スイッチ(前記第6スイッチのソース端が前記第3スイッチのドレイン端に接続され、前記第6スイッチのドレイン端が前記第1電源に接続される)と、をさらに含み、前記第5スイッチのゲート端に提供される第1制御信号及び前記第6スイッチのゲート端に提供される第2制御信号は互いに異なり得る。
【0010】
前記駆動回路は、前記1つ以上のキャパシタの前記第1端と前記第1電気的接点との間、又は前記1つ以上のキャパシタの前記第2端と前記第2電気的接点との間に直列に接続されるスイッチをさらに含むことができる。
【0011】
前記駆動回路は電子タバコ内に含まれることができる。
【0012】
一実施形態に係る電子装置は、エアロゾル生成物質を振動させることによってエアロゾルを生成する振動子を含むカートリッジ部と、前記カートリッジ部に連結されるボディ部と、を含み、前記ボディ部は、前記カートリッジ部が前記ボディ部に連結された場合、前記振動子を駆動させるための駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御部とを含み、前記駆動回路は、前記振動子の第1端に接続される第1電気的接点及び前記振動子の第2端に接続される第2電気的接点と、前記第1電気的接点と前記第2電気的接点との間に並列に接続される1つ以上のキャパシタ(前記1つ以上のキャパシタの第1端が前記第1電気的接点に接続され、前記1つ以上のキャパシタの第2端が前記第2電気的接点に接続される)と、前記第1電気的接点に接続される第1端を有するインダクタと、前記インダクタの第2端に接続されるソース端を有する第1スイッチと、前記インダクタの第2端に接続されるドレイン端を有する第2スイッチ(前記第2スイッチのソース端は接地に接続される)と、前記第2電気的接点に接続されるソース端を有する第3スイッチと、前記第2電気的接点に接続されるドレイン端を有する第4スイッチ(前記第2スイッチのソース端は前記接地に接続される)と、前記第1スイッチのドレイン端及び前記第3スイッチのドレイン端に電圧を提供する第1電源と、前記第1スイッチのゲート端及び前記第4スイッチのゲート端に電圧を提供する第2電源と、前記第2スイッチのゲート端及び前記第3スイッチのゲート端に電圧を提供する第3電源とを含む。
【0013】
一実施形態に係る電子装置によって実行される振動周波数制御方法は、前記電子装置の駆動回路にカートリッジ部の振動子が接続されているか否かを決定する動作と、前記駆動回路に前記振動子が接続されている場合、前記振動子の固有周波数を決定する動作と、前記決定された固有周波数に基づいて1つ以上のキャパシタを前記振動子に並列に接続する接続方式を制御する動作と、を含み、前記1つ以上のキャパシタの接続方式により前記駆動回路の前記振動周波数が制御される。
【0014】
前記振動子の前記固有周波数を決定する動作は、第1接続方式により、前記1つ以上のキャパシタが前記振動子に並列に接続されているとき前記振動子の第1端と第2端との間の第1インピーダンスを測定する動作と、第2接続方式により、前記1つ以上のキャパシタが前記振動子に並列に接続されているとき前記振動子の第1端と第2端との間の第2インピーダンスを測定する動作と、前記第1インピーダンス及び前記第2インピーダンスに基づいて前記固有周波数を決定する動作とを含む。
【発明の効果】
【0015】
一実施形態によれば、エアロゾル生成装置の振動子を駆動させるための駆動回路を提供することができる。
【0016】
一実施形態によれば、エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】一例に係るエアロゾル生成装置のブロック図である。
図2】一例に係るエアロゾル生成装置の概略図である
図3】一例に係るエアロゾル生成装置のカートリッジとボディ部とが分離した斜視図である。
図4】一例に係るエアロゾル生成装置のカートリッジとボディ部が結合された斜視図である。
図5】一実施形態に係る駆動回路を示す。
図6】一例に係るフルブリッジモード及びハーフブリッジモードをスイッチングできる駆動回路を示す。
図7】一例に係るハーフブリッジモードで動作する駆動回路の等価回路を示す。
図8】一実施形態に係る駆動回路の振動周波数を制御する方法のフローチャートである。
図9】一例に係る振動子の固有周波数を決定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】
【0018】
実施形態に対する特定な構造的又は機能的な説明は、単なる例示のための目的として開示されたものであって、様々な形態に変更されることができる。したがって、実施形態は特定な開示形態に限定されることなく、本明細書の範囲は技術的な思想に含まれる変更、均等物ないし代替物を含む。
【0019】
第1又は第2などの用語を複数の構成要素を説明するために用いることがあるが、このような用語は1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第1構成要素は第2構成要素と命名することができ、同様に、第2構成要素は第1構成要素にも命名することができる。
【0020】
いずれかの構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及されたときには、その他の構成要素に直接的に連結されているか又は接続されているが、中間に他の構成要素が存在し得るものと理解されなければならない。
【0021】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は、明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれを組み合わせたものが存在することを示すものであって、1つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【0022】
異なるように定義さがれない限り、技術的又は科学的な用語を含み、ここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【0023】
以下、添付する図面を参照しながら実施形態を詳細に説明する。図面を参照して説明する際に、図面符号に拘わらず同じ構成要素は同じ参照符号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。
【0024】
図1は、一実施形態に係るエアロゾル生成装置のブロック図である。
【0025】
一実施形態によれば、図1に示すエアロゾル生成装置100は、制御部110、検出部120、出力部130、バッテリ140、霧化部150、ユーザ入力部160、メモリ170及び通信部180を含む。但し、エアロゾル生成装置100の内部構造は図1に示されたものに制限されない。即ち、エアロゾル生成装置100の設計に応じて、図1に示された構成のうちの一部が省略されたり、新しい構成が追加さ得ることを本実施形態に関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のであろう。
【0026】
検出部120は、エアロゾル生成装置100の状態又はエアロゾル生成装置100周辺の状態を検出し、検出された情報を制御部110に伝達する。制御部110は前記検出された情報に基づいて、霧化部150の動作制御、喫煙の制限、エアロゾル発生物品(例えば、エアロゾル発生物品、カートリッジなど)の挿入の有無判断、通知表示などのような様々な機能が実行されるようにエアロゾル生成装置100を制御することができる。
【0027】
検出部120は、温度センサ122、挿入検出部124、及びパフセンサ126のうち少なくとも1つを含むが、これに制限されない。
【0028】
温度センサ122は、霧化部150(又は、エアロゾル生成物質)の温度を検出する。エアロゾル生成装置100は、霧化部150の温度を検出する別途の温度センサを含んだり、霧化部150そのものが温度センサの役割を行ってもよい。又は、温度センサ122は、バッテリ140の温度をモニタリングするように、バッテリ140の周辺に配置されたものであってもよい。
【0029】
挿入検出センサ124は、エアロゾル発生物品の挿入及び/又は除去を検出する。例えば、挿入検出センサ124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少なくとも1つを含み、エアロゾル発生物品の挿入及び/又は除去による信号変化を検出する。
【0030】
パフセンサ126は、気流通路又は気流チャネルの様々な物理的変化に基づいてユーザのパフを検出する。例えば、パフセンサ126は、温度変化、流量(flow)変化、電圧変化、及び圧力変化のいずれか1つに基づいてユーザのパフを検出してもよい。
【0031】
検出部120は、前述のセンサ122~126の他に、温度/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)の少なくとも1つをさらに含んでもよい。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ので、具体的な説明は省略されることができる。
【0032】
出力部130は、エアロゾル生成装置100の状態に関する情報を出力してユーザに提供する。出力部130は、ディスプレイ部132、ハプティック部134、及び音響出力部136の少なくとも1つを含むが、これに限定されない。ディスプレイ部132とタッチパッドがレイヤ構造を成してタッチスクリーンから構成される場合、ディスプレイ部132は出力装置だけでなく、入力装としても使用される。
【0033】
ディスプレイ部132は、エアロゾル生成装置100に関する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に関する情報は、エアロゾル生成装置100のバッテリ140の充電/放電状態、霧化部150の状態、エアロゾル発生物品の挿入/除去状態、又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、異常物品の検出)などの様々な情報を意味し、ディスプレイ部132は、前記情報を外部に出力する。ディスプレイ部132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132は、LED発光素子の形態であってもよい。
【0034】
ハプティック部134は、電気的信号を機械的な刺激又は電気的な刺激に変換してエアロゾル生成装置100に関する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134は、モータ、圧電素子、又は電気刺激装置を含む。
【0035】
音響出力部136は、エアロゾル生成装置100に関する情報をユーザに聴覚的に提供する。例えば、音響出力部136は、電気信号を音響信号に変換して外部に出力してもよい。
【0036】
バッテリ140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ことができる。バッテリ140は、霧化部150が動作するように電力を供給する。また、バッテリ140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、検出部120、出力部130、ユーザ入力部160、メモリ170、及び通信部180)の動作に必要な電力を供給する。バッテリ140は、充電可能なバッテリ、又は使い捨てバッテリであってもよい。例えば、バッテリ140は、リチウムポリマー(LiPoly)バッテリであってもよいが、これに限定されない。
【0037】
霧化部150は、バッテリ140から電力を供給されてエアロゾル生成物質を霧化させる。図1に示されていないが、エアロゾル生成装置100は、バッテリ140の電力を変換して霧化部150に供給する電力変換回路(例えば、DC/DCコンバータ)をさらに含んでもよい。また、エアロゾル生成装置100が超音波振動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140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含んでもよい。
【0038】
制御部110、検出部120、出力部130、ユーザ入力部160、メモリ170、及び通信部180は、バッテリ140から電力を供給されて機能してもよい。図1に示されていないが、バッテリ140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)回路又は電圧レギュレータ回路をさらに含んでもよい。
【0039】
一実施形態において、霧化部150は印加された信号(例えば、電力)によって超音波振動を引き起こす振動子を含む。例えば、振動子の素材は圧電セラミックを含むが、これに制限されることはない。振動子は圧電体を含む。一実施形態に係る圧電体は、電気的なエネルギーを機械的エネルギーに変換させる変換素子として、制御部110の制御により超音波振動を発生させてもよい。一実施形態において、分極処理された圧電体に交流電源が印加される場合、圧電体は膨張と収縮を繰り返すことができる。圧電体の繰り返された膨張及び収縮により、振動子は特性の周波数で振動する。振動子に信号が印加されることで短い高周波の振動が発生し、発生した振動は、エアロゾル生成物質を小さい粒子に割ってエアロゾルに霧化させることができる。
【0040】
ユーザ入力部160は、ユーザから入力された情報を受信したり、ユーザに情報を出力したりしてもよい。例えば、ユーザ入力部160は、キーパッド(key pad)、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、赤外線検出方式、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、これに制限されない。また、図1に示されていないが、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ような接続インターフェース(connection interface)をさらに含み、USBインターフェースなどのような接続インターフェースを介して他の外部装置に連結して情報を送受信したり、バッテリ140を充電したりすることができる。
【0041】
メモリ170は、エアロゾル生成装置100内で処理される各種のデータを格納するハードウェアであって、制御部110で処理されたデータ及び処理されるデータを格納する。メモリ170は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、SD又は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、光ディスクの少なくとも1つのタイプの格納媒体を含む。メモリ170は、エアロゾル生成装置100の動作時間、最大パフ回数、現在のパフ回数、少なくとも1つの温度プロファイル、及びユーザの喫煙パターンに関するデータなどを格納することができる。
【0042】
通信部180は、他の電子装置との通信のための少なくとも1つの構成要素を含む。例えば、通信部180は、近距離通信部182及び無線通信部184を含んでもよい。
【0043】
近距離通信部(short-range wireless communication unit)182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(Near Field Communication unit)、WLAN(ワイファイ)通信部、ジグビー(Zigbee(登録商標))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、これに限定されない。
【0044】
無線通信部184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又はWAN)通信部などを含むが、これに限定されない。無線通信部184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を確認及び認証することもできる。
【0045】
制御部110は、エアロゾル生成装置100の全般的な動作を制御する。一実施形態において、制御部110は、少なくとも1つのプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、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このマイクロプロセッサで実行できるプログラムが格納されたメモリ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得るが、本実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば理解できるのであろう。
【0046】
制御部110は、バッテリ140の電力を霧化部150に供給することを制御することにより霧化部150の動作を制御する。例えば、制御部110は、バッテリ140と霧化部150との間に位置する駆動回廊138のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより電力供給を制御することができる。
【0047】
制御部110は、検出部120により検出された結果を分析し、その後行われる処理を制御する。例えば、制御部110は、検出部120により検出された結果に基づいて、霧化部150の動作が開始又は終了するように霧化部150に供給される電力を制御する。他の例として、制御部110は、検出部120により検出された結果に基づいて、霧化部150が所定の周波数で振動したり、適切な振動周波数を維持するように、霧化部150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。
【0048】
制御部110は、検出部120により検出された結果に基づいて、出力部130を制御する。例えば、パフセンサ126を介してカウントされたパフ回数が予め設定された回数に到逹すると、制御部110は、ディスプレイ部132、ハプティック部134、及び音響出力部136の少なくとも1つを介してユーザにエアロゾル生成装置100が直ちに終了することを予告することができる。
【0049】
一実施形態において、制御部110は、検出部120により検出されたエアロゾル発生物品の状態に応じて駆動回路138を制御することで、霧化部150への電力供給時間及び/又は電力供給量を制御し得る。例えば、エアロゾル発生物品の種類又は残余量に応じて、制御部110は霧化部150の振動子の振動周波数を制御することができる。
【0050】
一実施形態は、コンピュータにより実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータで実行可能な命令語を含む記録媒体の形でも具現される。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータによりアクセスすることができる任意の可用媒体であってもよく、揮発性及び非揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体をすべて含む。また、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ格納媒体及び通信媒体をすべて含み得る。コンピュータ格納媒体は、コンピュータ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又はその他データのような情報の格納のための任意の方法、又は技術で具現された揮発性及び非揮発性、分離型及び非分離型媒体をすべて含む。通信媒体は、典型的にコンピュータ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のような変調されたデータ信号のその他データ、又はその他送信メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
【0051】
図2は、一例に係るエアロゾル生成装置の概略図である。
【0052】
図2を参照すると、エアロゾル生成装置200(例えば、図1に示すエアロゾル生成装置100)は、エアロゾル生成物質を保持するカートリッジ220及びカートリッジ220に連結されるボディ部210を含む。
【0053】
エアロゾル生成装置200のカートリッジ220は、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態でボディ部210に結合することができる。例えば、カートリッジ220の少なくとも一部がボディ部210に挿入されることで、カートリッジ200とボディ部210とが結合される。異なる例として、ボディ部210の少なくとも一部がカートリッジ220に挿入されことで、カートリッジ220とボディ部210とが結合される。
【0054】
カートリッジ220とボディ部210は、スナップフィット(snap-fit)方式、螺合方式、磁力結合方式、又は無理嵌め合わせ方式のうち少なくとも1つの方式により結合されてもよいが、カートリッジ220とボディ部210の結合方式は上述した例示に限定されることはない。
【0055】
一実施形態によれば、カートリッジ220は、ハウジング222、マウスピース224、格納部230、伝達部230、振動子250及び電気端子260を含む。
【0056】
エアロゾル生成装置200のハウジング222は、マウスピース224と共にカートリッジ220の全体的な外観を形成し、ハウジング222の内部にはカートリッジ220の作動のための構成要素が配置されている。例えば、ハウジング222は、直六面体の形状に形成されているが、ハウジング222の形状が上述した実施形態に限定されることはない。実施形態によって、ハウジング222は多角形の柱(例えば、三角柱、五角柱)又は円柱状に形成されてもよい。
【0057】
エアロゾル生成装置200のマウスピース224は、ハウジング222の一領域に配置され、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ための流出口224eを含む。例えば、マウスピース224は、ボディ部210と結合されるカートリッジ220の一領域と反対方向に位置する他の領域に配置され、ユーザは、マウスピース224に口腔を接触して吸入することで、カートリッジ220からのエアロゾルが供給されることができる。
【0058】
ユーザの吸入又はパフ動作により、カートリッジ220の外部とカートリッジ220の内部との間に圧力差が発生し、カートリッジ220の内部と外部の圧力差によってカートリッジ220の内部で生成されたエアロゾルが流出口224eを介してカートリッジ220の外部に排出される。即ち、ユーザは、マウスピース224に口腔を接触して吸入することによって、流出口224eを介してカートリッジ220の外部に排出されるエアロゾルが供給され得る。
【0059】
エアロゾル生成装置200の格納部230は、ハウジング222の内部空間に位置してエアロゾル生成物質を収容することができる。本開示において、「格納部がエアロゾル生成物質を収容する」という表現は、格納部230が容器(container)の用途のようにエアロゾル生成物質を単に入れる機能を行うことと、格納部230の内部に、例えば、スポンジ(sponge)綿、布、又は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(含有)する要素を含むことを意味する。また、上述した表現は、以下でも同じ意味として使用される。
【0060】
格納部230には、液体状態、固体状態、気体状態、又はゲル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が収容されることができる。
【0061】
一実施形態において、エアロゾル生成物質は液相組成物を含む。液相組成物は、揮発性タバコ香り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。
【0062】
液相組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、及びビタミン混合物のいずれか1つの成分であるか、その成分の混合物を含んでもよい。香料は、メンソール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種のフルーツの香り成分などを含んでもよいが、これに限定されない。
【0063】
香味剤は、ユーザに様々な香味又は風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンA、ビタミンB、ビタミンC、及びビタミンEの少なくとも1つが混合されたものであってもよいが、これに限定されない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
【0064】
例えば、液相組成物は、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。液相組成物には2種以上のニコチン塩が含まれてもよい。ニコチン塩は、ニコチンに有機酸又は無機酸を含む適切な酸を添加することにより形成されてもよい。ニコチンは、自然に発生するニコチン又は合成ニコチンとして、液相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し得る。
【0065】
ニコチン塩を形成するための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル生成装置200の作動温度、香味又は風味、溶解度などを考慮して適切に選択されてもよい。例えば、ニコチン塩を形成するための酸としては、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、吉草酸、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、又は、リンゴ酸から構成された群より選択される単独の酸又は前記群から選択される2以上の酸の混合であってもよいが、これに限定されない。
【0066】
エアロゾル生成装置200の伝達部240は、エアロゾル生成物質を吸収することができる。例えば、格納部230に格納又は収容されたエアロゾル生成物質は、伝達部240を介して格納部230から振動子250に伝達し、振動子250は、伝達部240のエアロゾル生成物質又は伝達部240から伝達されたエアロゾル生成物質を霧化させてエアロゾルを生成することができる。このとき、伝達部240は、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つを含んでもよいが、伝達部240が上述の実施形態に限定されることはない。
【0067】
一実施形態によれば、伝達部240は、格納部230と隣接に配置されて格納部230から液相のエアロゾル生成物質が供給される。例えば、格納部230に格納されたエアロゾル生成物質は、格納部230が伝達部240に向かう一領域に形成される液相供給口を介して格納部230の外部に排出され、伝達部240は、格納部230から排出されるエアロゾル生成物質を吸収することができる。
【0068】
一実施形態によれば、カートリッジ210は、エアロゾルが生成される振動子250の少なくとも一部を覆うように配置され、伝達部240が吸収したエアロゾル生成物質を振動子250に伝達する吸収体(図示せず)をさらに含んでもよい。吸収体は、エアロゾル生成物質を吸収できる素材で製造されてもよい。例えば、吸収体は、SPL30(H)、SPL50(H)V、NP100(V8)、SPL60(FC)、メラミン(Melamine)のうち少なくとも1つの素材を含む。カートリッジ220に吸収体がさらに含まれることにより、エアロゾル生成物質は伝達部240だけでなく吸収体にも吸収されることで、エアロゾル生成物質の吸収量が向上され得る。
【0069】
エアロゾル生成装置200の振動子250はハウジング222の内部に位置し、カートリッジ220の内部に格納されたエアロゾル生成物質の相(phase)を変換してエアロゾルを発生させることができる。例えば、振動子250は、エアロゾル生成物質を加熱したり振動することでエアロゾルを生成することができる。
【0070】
また、吸収体が振動子250の少なくとも一部を覆うように配置されることにより、吸収体は、エアロゾルの生成過程で十分に微粒化されていない粒子が直ちにエアロゾル生成装置200の外部に排出される「液はね」を防止する物理的な障壁として果たす。ここで、「液はね」は、十分に微粒化されず相対的に大きいサイズを有するエアロゾル生成物質の粒子がカートリッジ220の外部に排出されることを意味する。カートリッジ220に吸収体がさらに含まれることにより、液はねの発生を減少し、ユーザの喫煙の満足感が向上される。
【0071】
一実施形態において、吸収体は、エアロゾルが生成される振動子250の一面と伝達部240との間に位置し、伝達部240に供給されたエアロゾルを振動子250に伝達することができる。例えば、吸収体の一領域は伝達部240の下端面と接触し、吸収体の他の領域は振動子250の上端面と接触してもよい。即ち、吸収体は、振動子250の上端面(例えば、+z方向)に位置し、伝達部240に吸収されたエアロゾル生成物質を振動子250に供給することができる。
【0072】
一実施形態によれば、エアロゾル生成装置200の振動子250は、超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させる超音波振動方式を使用することで、エアロゾル生成物質の相を変換し得る。例えば、振動子250は、短い周期の振動を発生させてもよく、振動子250から生成される振動は超音波振動であってもよい。超音波振動の周波数は、約100kHz~約10MHz範囲(好ましくは、約100kHz~3.5MHz範囲)内の周波数であるが、これに限定されることはない。振動子が上述した周波数帯域の超音波振動を発生することで、振動子は、カートリッジ220又はハウジング222の長手方向(例えば、z軸方向)に沿って振動される。しかし、実施形態は振動子が振動する方向により制限されず、振動子が振動する方向は様々な方向(例えば、x軸方向、y軸方向、z軸方向のいずれか1つ又はその方向の組み合せ)に変更されてもよい。振動子250から生成された短い周期の振動により、格納部230から振動子250に供給されたエアロゾル生成物質は、気化及び/又は粒子化されてエアロゾルに霧化されることができる。
【0073】
例えば、振動子250は圧電セラミックを含んでもよく、圧電セラミックは、物理的な力(圧力)によって電力(電圧)を発生し、逆に電力が印加されるとき振動(機械的な力)を発生することで電力と機械的な力を相互変換できる機能性材料であってもよい。即ち、振動子250に電力が印加されることで短い周期の振動(物理的な力)が発生し、発生した振動は、エアロゾル生成物質を小さい粒子に割ってエアロゾルに霧化させることができる。
【0074】
振動子250は、電気端子260を介してエアロゾル生成装置200の他の構成要素と電気的に接続される。電気端子500は、カートリッジ220の一面に配置されてもよい。例えば、電気端子260は、カートリッジ220がエアロゾル生成装置20のボディ部210と結合するカートリッジ220の結合面に配置されてもよい。電気端子260は、マウスピース224と対向されるハウジング222の一面に配置されてもよい。
【0075】
一実施形態によれば、振動子250は、カートリッジ220のハウジング222内部に位置する電気端子260を介してボディ部210の駆動回路212、制御部214、バッテリ216のうち少なくとも1つと電気的に接続されてもよい。
【0076】
例えば、振動子250は、第1伝導体を介してカートリッジ220の内部に位置する電気端子260と電気的に接続し、電気端子260は、第2伝導体を介してボディ部210の駆動回路212と電気的に接続してもよい。即ち、振動子250は、電気端子260を媒介にボディ部210の構成要素と電気的に接続される。
【0077】
振動子250は、電気端子260を介してボディ部210のバッテリ216からの電力の供給を受け、超音波振動を発生させることができる。また、振動子250は、電気端子260を介してボディ部210の制御部214と電気的に接続され、制御部214は駆動回路212を介して振動子250の作動を制御することができる。
【0078】
例えば、電気端子260は、ポゴピン(Pogo Pin)、ワイヤ(wire)、ケーブル、プリント回路基板(PCB)、軟性プリント回路基板(FPCB:flexible printed circuit board)及びC-クリップのうち少なくとも1つを含むが、電気端子260は上述した例示に限定されることはない。
【0079】
一実施形態において、振動子250は別途の伝達部240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な状態に保持する機能と、エアロゾル生成物質に振動を伝達してエアロゾルを発生させる機能を全て行うメッシュ形状(mesh shape)や板形状(plate shape)の振動収容部に実現されることもできる。
【0080】
振動子250によって生成されたエアロゾルは、気流通路223を介してカートリッジ220の外部に排出され、ユーザに供給され得る。
【0081】
一実施形態によれば、気流通路223はカートリッジ220の内部に位置し、振動子250及びマウスピース224の流出口224eに連結されてもよい。そのため、振動子250で発生したエアロゾルは気流通路223に沿って流動し、流出口224eを介してカートリッジ220又はエアロゾル生成装置200の外部に排出される。ユーザはマウスピース224に口腔を接触し、流出口224eから排出されるエアロゾルを吸入することでエアロゾルが供給され得る。
【0082】
図面には示していないが、気流通路223は、カートリッジ220の外部の空気がカートリッジ220の内部に流入するための少なくとも1つの流入口を含んでもよい。流入口は、カートリッジ220のハウジング222の少なくとも一部に配置される。例えば、流入口は、カートリッジ220とボディ部210とが結合するカートリッジ220の結合面(例えば、底面)に配置されてもよい。
【0083】
カートリッジ220とボディ部210が結合された部分には少なくとも1つの隙間が形成され得るため、カートリッジ220とボディ部210との間の隙間で外部空気が流入し、流入口を介してカートリッジ220の内部に移動することができる。
【0084】
気流通路223は、流入口で振動子250によってエアロゾルが生成される空間に連結され、該当空間で流出口224eに連結される。
【0085】
そのため、流入口を介して流入した空気が振動子250に伝達され、伝達された空気は、振動子250で生成されたエアロゾルと共に流出口224eに移動してカートリッジ220の内部で気流の循環を行うことができる。
【0086】
一例によれば、気流通路223の少なくとも一部は、ハウジング222の内部で格納部230によって外周面が囲まれるように配置されてもよい。異なる例によれば、気流通路223の少なくとも一部は、ハウジング222の内壁と格納部230の外壁との間に配置されてもよい。気流通路223の配置構造は上述した例示に限定されず、気流通路223は、流入口と振動子250と流出口224eとの間で気流を循環させる様々な構造に配置されることができる。
【0087】
一実施形態によれば、ボディ部210は、内部に駆動回路212、制御部214及びバッテリ216を含み、ボディ部210の一端部は、カートリッジ220の一端部と結合することができる。例えば、ボディ部210はカートリッジ220の底面又は結合面に結合してもよい。
【0088】
駆動回路212は、電気端子260を介してカートリッジ220の振動子250が駆動回路212に電気的に接続される場合、振動子250に電力を供給する。例えば、振動子250に供給される電力のサイズは、制御部214によって決定されてもよい。電力のサイズに応じて振動子250の振動数などが制御される。一実施形態に係る駆動回路212の形態は、class E電力増幅器回路、ハーフブリッジ回路、又は、フルブリッジ回路の形態であってもよく、記載された実施形態に限定されることはない。
【0089】
制御部214は、エアロゾル生成装置200の全般的な動作を制御する。例えば、制御部214は、バッテリ216から振動子250に供給される電力を制御し、振動子250で生成されるエアロゾルの生成量を制御することができる。例えば、制御部214は、振動子250が所定の周波数で振動できるように振動子に供給される電力を制御してもよい。
【0090】
制御部214は、複数の論理ゲートのアレイで実現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサとそのマイクロプロセッサで実行されるプログラムが格納されたメモリの組み合せで実現されてもよい。また、制御部214が他の形態のハードウェアで実現されることを、本実施形態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のであろう。
【0091】
制御部214は、エアロゾル生成装置200に含まれた少なくとも1つのセンサによって検出された結果を分析し、続けて実行される処理を制御する。例えば、制御部214は、少なくとも1つのセンサによって検出された結果に基づいて、振動子250の動作が開示又は終了するよう振動子250に供給される電力を制御することができる。また、制御部214は、少なくとも1つのセンサによって検出された結果に基づいて、振動子250が適切な量のエアロゾルを発生させるよう、振動子250に供給される電力量及び電力が供給される時間を制御することができる。
【0092】
バッテリ216は、エアロゾル生成装置200が動作するために使用される電力を供給する。例えば、バッテリ216は、ボディ部210がカートリッジ220と電気的に結合されれば、振動子250に電力を供給することができる。
【0093】
バッテリ216は、エアロゾル生成装置200内に備えられた他のハードウェア要素(例えば、センサ、ユーザインターフェース、メモリ、及び制御部214)の動作に必要な電力を供給する。バッテリ216は、充電可能なバッテリや使い捨てバッテリであってもよい。
【0094】
例えば、バッテリ216は、ニッケル系バッテリ(例えば、ニッケル-金属ハイドライドバッテリ、ニッケル-カドミウムバッテリ)、又は、リチウム系バッテリ(例えば、リチウム-コバルトバッテリ、リチウム-リン酸バッテリ、リチウムチタン酸バッテリ、リチウム-イオンバッテリ、又は、リチウム-ポリマーバッテリ)を含んでもよい。
【0095】
一実施形態において、エアロゾル生成装置200のカートリッジ220及び/又はボディ部210の長手方向を横切る方向における断面は、円形、楕円形、正方形、矩形、又は様々な形態の多角形の断面形状であってもよい。但し、カートリッジ220及び/又はボディ部210の断面の形状が上述した形状に限定されない。また、エアロゾル生成装置200は必ず長手方向に直線的に延びる構造から形成されなければならないものではない。
【0096】
一実施形態において、エアロゾル生成装置200は、ユーザが把持しやすいように湾曲したり折曲してもよく、エアロゾル生成装置200の断面の形状は長手方向に沿って変化し得る。
【0097】
図3は、一例に係るエアロゾル生成装置のカートリッジとボディ部が分離した斜視図であり、図4は、一例に係るエアロゾル生成装置のカートリッジとボディ部が結合された斜視図である。
【0098】
図3及び図4に示された実施形態に関するエアロゾル生成装置300は、図2に示されたエアロゾル生成装置200(又は、図1のエアロゾル生成装置100)を変形した例であり、図3及び図4に示された実施形態に関するカートリッジ220-1及びボディ部210-1のそれぞれは、図2に示されたカートリッジ220及びボディ部210を変形した例であり、以下で重複する内容は省略する。
【0099】
カートリッジ220-1は、ボディ部210-1に分離可能に結合されることができる。例えば、カートリッジ220-1の少なくとも一部は、ボディ部210-1の内部に挿入されることでボディ部210-1と結合されてもよい。
【0100】
カートリッジ220-1は、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能なマウスピース10mを含む。例えば、マウスピース10mは、開放位置と閉鎖位置との間で回転することにより開閉される。
【0101】
カートリッジ220-1のボディ部10bは、マウスピース10mと回転軸を介して結合することができる。一例として、マウスピース10mは、開放位置に配置されてもよい。マウスピース10mが開放された状態は、マウスピース10mがユーザが口部に接触しやくするために、カートリッジ220-1の長手方向に広がった状態を意味する。ここで、長手方向は、様々な方向のうちカートリッジ220-1が最も長く延びる方向を意味する。他の一例として、マウスピース10mは閉鎖位置に配置されてもよい。マウスピース10mが閉鎖された状態は、マウスピース10mがエアロゾル生成装置300のボディ部210-1に収納されるよう、カートリッジ220-1の長手方向を横切る方向に折り畳まれた状態を意味する。
【0102】
カートリッジ220-1は、エアロゾルを生成して生成されたエアロゾルを排出するために必要な複数の構成要素を含むボディ部10bを含む。例えば、ボディ部10bは、格納部、振動子、及び気流通路の少なくとも一部を含む。
【0103】
ボディ部210-1は、カートリッジ220-1が結合可能な結合部20aを含む。例えば、ボディ部210-1は、カートリッジ220-1の少なくとも一部が収容される収容溝20a-1を含む。カートリッジ220-1のボディ部10bは、収容溝20a-1の内部に挿入してもよい。例えば、カートリッジ220-1のボディ部10bは、略矩形の柱の形態であってもよく、矩形の柱の角はC面取り(chamfering)又はR面取り(rounding)処理されてもよい。しかし、カートリッジ220-1のボディ部10bの形状は、上述した例に限定されるものではなく、円柱又は多角柱の形態であってもよい。
【0104】
図2を参照して前述したように、カートリッジ220-1は、ボディ部210-1とスナップフィット方式、螺合方式、磁力結合方式、又は無理嵌め合わせ方式のうち少なくとも1つの方式で結合されてもよい。例えば、カートリッジ220-1は第1磁性体を含み、ボディ部210-1は第2磁性体を含み、カートリッジ220-1とボディ部210-1は磁力に結合される。但し、第1磁性体と第2磁性体の強度は、カートリッジ220-1とボディ部210-1の着脱の容易性及び/又はエアロゾル生成装置300の運用の安定性を考慮して設計され得る。
【0105】
ボディ部210-1はボタン20bを含む。ボタン20bは、ボディ部210-1の一面に配置される。例えば、ボタン20bは、カバー20cの一端20c-1に対応するボディ部210-1の一面に配置されてもよい。ユーザは、エアロゾル生成装置300の使用時にボタン20bを用いてエアロゾル生成装置300の動作を操作することができる。
【0106】
ボディ部210-1は、カートリッジ220-1のマウスピース10mが閉鎖位置に移動した時、マウスピース10mを収納できる収納部20sをさらに含んでもよい。収納部20sはボディ部210-1の一面に位置し、マウスピース10mに対応する形状又はサイズを有する。
【0107】
図4に示すように、閉鎖位置に移動したマウスピース10mは、閉鎖位置でエアロゾル生成装置1の外部に突出する部分、即ち、ボディ部210-1の外側表面で外部に向かって突出している部分が最小化されることで携帯性が向上する。
【0108】
一実施形態において、ボディ部210-1は、ボディ部210-1の一部に結合するカバー20cをさらに含む。カバー20cはボディ部210-1の少なくとも一面に結合してもよい。例えば、カバー20cは結合部20aが位置するボディ部210-1の一側に結合してもよい。また、カバー20cは、収納部20sが位置するボディ部210-1の一側に結合してもよい。
【0109】
カバー20cは、開口20c-oを含む。カバー20cは、マウスピース10mに対応するサイズの開口20c-oを有する。例えば、開口20c-oは所定の長さ及び幅を有する。ここで、開口20c-oの幅は、カートリッジ220-1のボディ部よりも小さいか同一であり、マウスピース10mよりも大きいか同じであってもよい。開口20c-oの長さは、マウスピース10mよりも長いか同じであってもよい。
【0110】
カバー20cは、一端20c-1から他端20c-2まで延び、ボディ部210-1の載置部20c’に配置される。例えば、載置部20c’は、カバー20cに対応するサイズ及び形状を有する。載置部20c’は、カバー20cが結合されるように結合部20aの入口側の部分と収納部20sを中心に両側方向に延び、所定の深さで凹んでいる部分である。
【0111】
カートリッジ220-1をボディ部210-1に結合するとき、カバー20cは、カートリッジ220-1がボディ部210-1に結合された後ボディ部210-1に結合することができる。カバー20cは、ボディ部210-1の一側にスナップフィット方式、無理嵌め合わせ方式、又は、磁力結合方式のうち少なくとも1つの方式により結合されるが、これに限定されない。
【0112】
カバー20cは、マウスピース10mが通過可能な開口20c-oを含むため、カートリッジ220-1がボディ部210-1に結合された状態でマウスピース10mの開閉動作には支障を与えないながらもカートリッジ220-1を保護し、カートリッジ220-1とボディ部210-1との結合を保持することができる。
【0113】
図4には、ボディ部210-1にカートリッジ220-1とカバー20cが全て結合し、マウスピース10mは、閉鎖位置に位置しているエアロゾル生成装置300が図示されている。図示するように、ボディ部210-1がマウスピース10mに対応するサイズ及び形状の収納部20s、カバー20cに対応するサイズ及び形状の載置部20c’を含み、カバー20cは、マウスピース10mに対応するサイズ及び形状の開口20c-oを含むことで、エアロゾル生成装置300の全体的な仕上げが強固で流麗に完成される。
【0114】
カートリッジ220-1をボディ部210-1から分離するとき、カバー20cがボディ部210-1から先に分離されてから、にカートリッジ220-1がボディ部210-1から分離されてもよい。このように、カバー20cとカートリッジ220-1は、ボディ部210-1から順に分離されたり、ボディ部210-1に順に結合されてもよい。
【0115】
図5は、一実施形態に係る駆動回路を示す。
【0116】
一実施形態に係る駆動回路500(例えば、図1の駆動回路138又は図2の駆動回路212)は、振動子510(例えば、図1の霧化部150又は図2の振動子250)に電力を供給する。駆動回路500は、振動子510の第1端に接続される第1電気的接点511及び振動子510の第2端に接続される第2電気的接点513、第1電気的接点511と第2電気的接点513との間に振動子510とそれぞれ並列に接続される1つ以上のキャパシタ(例えば、第1キャパシタ515及び第2キャパシタ517)(即ち、1つ以上のキャパシタの第1端が第1電気的接点511に接続され、1つ以上のキャパシタの第2端が第2電気的接点513に接続される)、第1電気的接点511に接続される第1端を有するインダクタ520(例えば、コイル)、インダクタ520の第2端に接続されるソース(source)端を有する第1スイッチ(SW1)531、インダクタ520の第2端に接続されるドレイン(drain)端を有する第2スイッチ(SW2)533及び接地に接続されるソース端、第2電気的接点513に接続されるソース端を有する第3スイッチ(SW3)535、第2電気的接点513に接続されるドレイン端を有する第4スイッチ(SW4)537、接地に接続されるソース端、第1スイッチ531のドレイン端及び第3スイッチ535のドレイン端に電圧を提供する第1電源501、第1スイッチ531のゲート端及び第4スイッチ537のゲート端に電圧を提供する第2電源(V2)503、及び第2スイッチ533のゲート端及び第3スイッチ535のゲート端に電圧を提供する第3電源(V3)505を含む。例えば、第1スイッチ531、第2スイッチ533、第3スイッチ535、及び第4スイッチ537はそれぞれFET(field effect transistor)に基づいたスイッチであってもよい。
【0117】
ここで、2つの要素が「接続可能」であることは、1つの要素を含むエアロゾル生成装置の脱付着の部分(例えば、カートリッジユニット)が他の要素を含むエアロゾル生成装置の他の脱付着の部分(即ち、ボディ)に結合されるとき、その要素が互いに接続される構成を意味する。
【0118】
一実施形態によれば、振動子510はカートリッジ部に含まれてもよく、カートリッジ部がボディ部に機械的に結合する場合、振動子510が駆動回路500の第1電気的接点511及び第2電気的接点513に電気的に接続される。第1電気的接点511及び第2電気的接点513が振動子510を介して接続される場合、制御部214は振動子510の結合を認識し、駆動回路500を介して振動子510に電力を供給することができる。
【0119】
一実施形態によれば、1つ以上のキャパシタはボディ部(例えば、駆動回路500)に含まれてもよく、カートリッジ部がボディ部に機械的に結合する場合、振動子510が駆動回路500の第1電気的接点511及び第2電気的接点513に電気的に接続されることで、1つ以上のキャパシタが振動子510と並列に接続されてもよい。例えば、図5を参照すると、1つ以上のキャパシタは、第1キャパシタ515及び第2キャパシタ517を含む。これは例示的なもので、振動子510と並列に接続されるキャパシタの数は本明細書に制限されない。
【0120】
一実施形態によれば、カートリッジ部に含まれる振動子510は、振動子510の物理的特性に応じて決定される固有周波数を有する。振動子510に供給される信号の周波数が固有周波数に類似するほど共振(共鳴)が発生する。即ち、振動子510が駆動回路500を介して電力が供給されるとき、駆動回路500の振動周波数が振動子510の固有周波数と一致すれば、最も強い共振が発生する。ここで、駆動回路500の振動周波数は、共振周波数又は特性周波数に表現されてもよい。駆動回路500の振動周波数は、振動子510の両端に印加される信号の周波数を示す。振動子510の物理的特性に応じて、振動子510の固有周波数が変わるため、振動子510が電気的に接続された後の駆動回路500の振動周波数が調整され得る。言い換えれば、駆動回路500の振動周波数が固定されている一方、結合されるカートリッジ部の振動子510の固有周波数により振動子510の共振の強度が変わり得る。
【0121】
一実施形態によれば、振動子510に1つ以上のキャパシタを並列に接続することにより、駆動回路500の振動周波数が振動子510の固有周波数と一致するように制御することができる。これによって共振が発生し、それにより、振動子510の振動効率の増大及び過熱を防止することができる。
【0122】
一実施形態によれば、1つ以上のキャパシタは、それぞれスイッチ(図示せず)と直列に接続されてもよい。例えば、第1キャパシタ515の第1端が第1電気的接点511に接続され、第1キャパシタ515の第2端がスイッチの端部に接続され、スイッチの他の端部が第2電気的接点513に接続されてもよい。スイッチをon/offすることによって、キャパシタと振動子510との間の並列接続が制御される。
【0123】
一実施形態に係る第1電源501は、第1スイッチ531のドレイン端及び第3スイッチ535のドレイン端に直流電圧を提供することができる。例えば、直流電圧は15V以下(例えば、10V)であってもよいが、記載された実施形態に限定されない。
【0124】
一実施形態に係る第2電源503は、第1スイッチ531のゲート端及び第4スイッチ537のゲート端に第1交流電圧を提供し、第3電源505は、第2スイッチ533のゲート端及び第3スイッチ535のゲート端に第2交流電圧を提供する。例えば、第1交流電圧のピーク値及び第2交流電圧のピーク値はそれぞれ4V以下であってもよく、記載された実施形態に限定されない。
【0125】
一実施形態に係る第2電源503及び第3電源505は交互に動作してもよい。即ち、第2電源503及び第3電源505は同時に動作できないことがある。駆動回路500によって提供される振動子510の両端の電圧は100V以上であってもよく、記載された実施形態に限定されない。
【0126】
前記の駆動回路500を使用する場合、ブーストコンバータ形態の駆動回路のスイッチ印加電圧(例えば、17V)に比べて低い電圧(例えば、10V)においても振動子510の振動を発生させるための高電圧の印加が可能になる。
【0127】
駆動回路500のスイッチに印加される電圧は、直接スイッチのドレインに印加される電圧(例えば、10V)であるため、高い電圧を耐えるスイッチを適用する必要がない。そのため、駆動回路500にRds(on)抵抗の低いスイッチが適用できるため、部品発熱などの問題が改善され得る。
【0128】
図6は、一例に係るフルブリッジモード及びハーフブリッジモードをスイッチングできる駆動回路を示す。
【0129】
一実施形態によれば、駆動回路600は、図5を参照して駆動回路500に比べて第2電気的接点613に接続されている第5スイッチ638、及び第3スイッチ635のドレイン端及び第1電源601との間に位置する第6スイッチ639をさらに含んでもよい。第6スイッチ639のソース端が第3スイッチ635のドレイン端に接続され、第6スイッチ639のドレイン端が第1電源601に接続されてもよい。例えば、第5スイッチ638のゲート端に提供される第1制御信号及び第6スイッチ639のゲートに提供される第2制御信号は互いに異なってもよく、第1制御信号及び第2制御信号は制御部214によって提供されることができる。
【0130】
一実施形態によれば、駆動回路600は1つ以上のキャパシタ(例えば、第1キャパシタ615及び第2キャパシタ617)を含み、1つ以上のキャパシタは、カートリッジ部の振動子610が駆動回路600に接続される場合、振動子610と並列的に接続されるように駆動回路600内に配置されてもよい。
【0131】
図7は、一例に係るハーフブリッジモードで動作する駆動回路の等価回路を示す。
【0132】
一実施形態によれば、第1制御信号がロー(LOW)であり、第2制御信号がロー(HIGH)である場合、駆動回路600はフルブリッジモードとして動作し、反対に、第1制御信号がハイ(HIGH)であり、第2制御信号がロー(LOW)である合、駆動回路600はハーフブリッジモードとして動作してもよい。図7は、ハーフブリッジモードとして動作する駆動回路600の等価回路700を示す。
【0133】
一実施形態によれば、第2電源603及び第3電源605が交互に動作する場合、振動子610に流れる電流の方向も交互に変わり得る。
【0134】
フルブリッジモードに比べてハーフブリッジモードでは振動部610に印加される最大電圧が減少し、駆動回路600が消耗する全体の電力も減少する。そのため、エアロゾル生成装置200が相対的に少ないエアロゾルの量を生成するモードとして動作する場合、ハーフブリッジモードを用いることができる。
【0135】
図6図7を参照して説明された駆動回路の動作モードは例示的なものであり、本開示の駆動回路は、フルブリッジモード、ハーフブリッジモード、又は、その他にスイッチの個数が2以下である動作モードとして動作可能であり、これは本開示に制限されない。
【0136】
図8は、一実施形態に係る駆動回路の振動周波数を制御する方法のフローチャートである。
【0137】
動作810において、制御部(例えば、図1の制御部110又は図2の制御部214)は、電子装置の駆動回路にカートリッジ部の振動子が接続されているか否かを決定する。
【0138】
一実施形態によれば、振動子はカートリッジ部に含まれてもよく、カートリッジ部がボディ部に機械的に結合する場合、振動子が駆動回路の第1電気的接点及び第2電気的接点に電気的に接続されてもよい。第1電気的接点及び第2電気的接点が振動子を介して接続される場合、制御部は振動子の結合を認識し、駆動回路を介して振動子に電力を供給することができる。
【0139】
動作820において、駆動回路に振動子が接続されている場合、制御部は振動子の固有周波数を決定する。
【0140】
一実施形態によれば、電子装置のボディ部にカートリッジ部が結合されることで駆動回路に振動子が接続されている場合、1つ以上のキャパシタ(例えば、図5の第1キャパシタ515及び第2キャパシタ517)が振動子に接続されていない状態(即ち、1つ以上のキャパシタに直列に接続されているスイッチを全て開放した状態)で駆動回路のテスト駆動により振動子の固有周波数を決定することができる。
【0141】
一実施形態によれば、電子装置は、振動子に接続される1つ以上のキャパシタの接続方式を変更しながら振動子の両端間のインピーダンスを測定し、測定されたインピーダンスに基づいて振動子の固有周波数を決定することができる。例えば、第1接続方式は、振動子に接続されるキャパシタのない方式であってもよい。例えば、第2接続方式は、振動子と第1キャパシタ(例えば、第1キャパシタ515)が並列に接続される方式であってもよい。例えば、第3接続方式は、振動子と第2キャパシタ(例えば、第2キャパシタ517)が並列に接続される方式であってもよい。例えば、第4接続方式は、第1キャパシタ(例えば、第1キャパシタ515)及び第2キャパシタ(例えば、第2キャパシタ517)が振動子とそれぞれ並列に接続される方式であってもよい。接続方式のうち、測定されるインピーダンスが最も低い接続方式に対応する周波数で振動子の固有周波数が決定され得る。各接続方式に対応する振動子の固有周波数が予め設定されていてもよい。
【0142】
動作830において、制御部は、決定された固有周波数に基づいて振動子に接続される1つ以上のキャパシタの接続方式を制御する。以下で、図9を参照して説明するように、駆動回路の振動周波数が振動子の固有周波数に近いほど、振動子の第1端と第2端との間で測定されるインピーダンスが低くなる。従って、最も低いインピーダンスを有する接続方式により、振動子に並列に接続されるキャパシタの種類及び数が制御され得る。
【0143】
図9は、一例に係る振動子の固有周波数を決定する方法のフローチャートである。
【0144】
一実施形態によれば、図8を参照して上述した動作820は、以下の動作910~930を含む。
【0145】
動作910において、制御部(例えば、図1の制御部110又は図2の制御部214)は、第1接続方式により1つ以上のキャパシタが振動子に並列に接続されているとき、振動子の第1端と第2端との間の第1インピーダンスを測定する。例えば、第1接続方式は、1つ以上のキャパシタのうち容量が最も大きいキャパシタだけ振動子に並列に接続する方式である。異なる例として、第1接続方式は、1つ以上のキャパシタにうち容量が最も小さいキャパシタだけ振動子に並列に接続する方式であってもよい。異なる例として、第1接続方式は、1つ以上のキャパシタのうち容量が最も大きい1つのキャパシタを除いて全てのキャパシタを振動子に並列に接続する方式であってもよい。
【0146】
動作920において、制御部は、第2接続方式で1つ以上のキャパシタが振動子に並列に接続されているとき振動子の両端の第2インピーダンスを測定する。例えば、第2接続方式は、第1接続方式により振動子に並列に接続されているキャパシタよりも容量がさらに小さいキャパシタを振動子に並列にさらに接続する方式であってもよい。異なる例として、第2接続方式は、第1接続方式により振動子に並列に接続されているキャパシタよりも容量がさらに大きいキャパシタを振動子に並列にさらに接続する方式であってもよい。異なる例として、第2接続方式は、第1接続方式により振動子に並列に接続されているキャパシタのうち少なくとも1つの接続を解除し、他の1つ以上のキャパシタを振動子にそれぞれ並列に接続する方式であってもよい。
【0147】
動作930において、制御部は、第1インピーダンス及び第2インピーダンスに基づいて振動子の固有周波数を決定する。実施形態は本記載に限定されず、第3インピーダンス、第4インピーダンスなどがさらに測定されることで振動子の固有周波数が決定され得る。振動子の第1端と第2端との間のインピーダンスが低いほど、駆動回路の振動周波数が振動子の固有周波数に近いか一致することを意味するため、測定されたインピーダンスのうち最も低いインピーダンスに対応する駆動回路の振動周波数が振動子の固有周波数に決定されてもよい。
【0148】
以上で説明された実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組み合せで具現される。例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ALU(arithmetic logic unit)、デジタル信号プロセッサ(digital signal processor)、マイクロコンピュータ、FPA(field programmable array)、PLU(programmable logic unit)、マイクロプロセッサー、又は命令(instruction)を実行して応答する異なる装置のように、1つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム(OS)及びオペレーティングシステム上で実行される1つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は1つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素(processing element)及び/又は複数類型の処理要素を含むことが把握する。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は1つのプロセッサ及び1つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ(parallel processor)のような、他の処理構成も可能である。
【0149】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はそのうちの一つ以上の組合せを含み、希望の通りに動作するよう処理装置を構成したり、独立的又は結合的に処理装置を命令することができる。ソフトウェア及び/又はデータは、処理装置によって解釈されたり処理装置に命令又はデータを提供するために、いずれかの類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ格納媒体又は装置、又は送信される信号波に永久的又は一時的に具体化することができる。ソフトウェアはネットワークに連結されたコンピュータシステム上に分散され、分散した方法で格納されたり実行され得る。ソフトウェア及びデータは一つ以上のコンピュータで読出し可能な記録媒体に格納され得る。
【0150】
本実施形態による方法は、様々なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合せて格納することができ、記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例として、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、CD-ROM、DVDのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気-光媒体、及びROM、RAM、フラッシュメモリなどのような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を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。
【0151】
上記で説明したハードウェア装置は、本発明に示す動作を実行するために1つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【0152】
上述したように実施形態をたとえ限定された図面によって説明したが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記の説明に基づいて様々な技術的な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順に実行され、及び/又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法とは異なる形態に結合又は組み合わせられてもよく、他の構成要素又は均等物によって置き換え又は置換されたとしても適切な結果を達成することができる。
【0153】
したがって、他の具現、他の実施形態及び特許請求の範囲と均等なものも後述する特許請求範囲の範囲に属する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
【国際調査報告】