JP7186882B2 - エアロゾル生成装置及びシステム - Google Patents

Description

本開示は、エアロゾル生成装置及びシステムに係り、さらに詳細には、エアロゾル生成基質の脱離をさらに正確に判断することができるエアロゾル生成装置及びシステムに関する。

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、エアロゾルを生成させる方法ではない、シガレットまたは液体保存部内のエアロゾル生成物質が加熱されることで、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。

このようなエアロゾル生成装置は、誘導センサ(inductive sensor)を通じてシガレットの存否を検知し、シガレットの存否に基づいてヒータを加熱することができる。

しかし、シガレットを誘導加熱方式によって加熱する場合、誘導コイルで発生した可変磁場が誘導センサのノイズ成分として作用するので、シガレットの存否を正確に検知できないという問題がある。

本開示が解決しようとする技術的課題は、加熱部に供給される電力を制御することで、エアロゾル生成基質の存否を正確に判断することができるエアロゾル生成装置及びシステムを提供するところにある。

本開示の技術的課題は、前述したところに限定されず、以下の例から、さらに他の技術的課題が類推されうる。

前述の技術的課題を解決するための本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質を収容する空洞、前記空洞に挿入される前記エアロゾル生成基質を加熱する加熱部、前記エアロゾル生成基質の挿入及び脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部、及び前記加熱部に供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の脱離を判断する制御部、を含んでもよい。

前記技術的課題を解決するための本発明の他の実施例によるエアロゾル生成システムは、エアロゾル生成基質及び前記エアロゾル生成基質が収容される空洞を取り囲むように配置されるサセプタ、及び可変磁場を発生させて前記サセプタを加熱する誘導コイルを含むエアロゾル生成装置を含み、前記エアロゾル生成装置は、前記エアロゾル生成基質の挿入及び脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部、及び前記誘導コイルに供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の脱離を判断する制御部をさらに含んでもよい。

本開示のエアロゾル生成装置及びシステムは、加熱部に供給される電力を周期的に遮断し、電力が遮断された状態でインダクタンスの変化を周期的に検出するので、加熱部で発生した可変磁場による誘導センサのノイズ成分を完璧に除去することができる。

また、エアロゾル生成装置及びシステムは、誘導センサのノイズ成分が除去された状態でインダクタンスの変化量を計算するので、シガレットの脱離をさらに正確に判断することができる。

また、エアロゾル生成装置及びシステムは、電力供給時間を電力遮断時間よりも長く設定することで、加熱部の温度が急激に下降することを防止することができる。

また、エアロゾル生成装置及びシステムは、加熱部の温度急変を防止することで、ユーザの喫味感を阻害せずとも、正確にシガレットの脱離を判断することができる。

また、エアロゾル生成装置及びシステムは、シガレットが脱離された場合、加熱部に供給される電力を遮断することで、エアロゾル生成装置の過熱を防止すると共に、消費電力を顕著に減少させうる。

本開示の効果は、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、本明細書及び添付された図面から本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本開示によるエアロゾル生成システムを示す図面である。 本開示によるエアロゾル生成装置の内部ブロック図である。 本開示によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。 本開示によるエアロゾル生成基質の挿入有無を検知する方法及びエアロゾル生成基質が挿入された場合における、加熱部の制御方法を示すフローチャートである。 本開示によるエアロゾル生成基質の脱離を検知する方法及びエアロゾル生成基質が脱離された場合、加熱部の制御方法を示すフローチャートである。 １以上の実施例による電力遮断時間及び電力供給時間を説明するための図面である。 １以上の実施例によるインダクタンス変化量の計算方法を説明するための図面である。

前記技術的課題を解決するための本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質を収容する空洞を含む本体、前記空洞に挿入される前記エアロゾル生成基質を加熱する加熱部、前記エアロゾル生成基質の前記空洞への挿入及び前記空洞からの脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部、及び前記加熱部に供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する制御部を含んでもよい。

また、前記制御部は、前記加熱部に供給される電力を遮断した状態で、前記基質検知部を活性化させ、前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算し、既設定の上限臨界値以上の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたか否かを決定しうる。

また、前記制御部は、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたという決定に基づいて、前記加熱部への電力供給を開始することができる。

また、前記制御部は、前記空洞に挿入された前記エアロゾル生成基質に基づいて、前記加熱部に供給される電力を周期的に遮断し、前記加熱部に供給される電力を周期的に遮断した状態で、前記基質検知部が出力したインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を周期的に計算し、周期的に計算された前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断することができる。

また、前記制御部は、周期的制御信号の電力供給時間に基づいて前記加熱部に供給される電力を供給し、周期的制御信号の電力遮断時間に基づいて前記加熱部に供給される電力を遮断し、前記周期的制御信号の一周期において、前記電力遮断時間は、前記電力供給時間よりも短く設定されうる。

また、前記制御部は、前記電力遮断時間に前記基質検知部が出力した前記インダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算することができる。

また、前記制御部は、既設定の下限臨界値以下の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたか否かを決定しうる。

また、前記制御部は、前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたという決定に基づいて、前記加熱部に供給される電力を遮断することができる。

前記技術的課題を解決するための本開示の他の実施例によるエアロゾル生成システムは、エアロゾル生成基質及び前記エアロゾル生成基質が収容される前記エアロゾル生成装置の空洞を取り囲むように配置されるサセプタ、可変磁場を発生させて前記サセプタを加熱する誘導コイル、前記エアロゾル生成基質の前記空洞への挿入及び前記空洞からの脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部、及び前記誘導コイルに供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する制御部を含むエアロゾル生成装置を含んでもよい。

また、前記制御部は、前記誘導コイルに供給される電力を遮断した状態で、前記基質検知部を活性化させ、前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算し、既設定の上限臨界値以上の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたか否かを決定しうる。

また、前記制御部は、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたという決定に基づいて、前記誘導コイルに電力を供給することができる。

また、前記制御部は、前記空洞に挿入された前記エアロゾル生成基質に基づいて、前記誘導コイルに供給される電力を周期的に遮断し、前記誘導コイルに供給される電力を周期的に遮断した状態で、前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を周期的に計算し、周期的に計算された前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断することができる。

また、前記制御部は、周期的制御信号の電力供給時間に基づいて前記誘導コイルに供給される電力を供給し、前記周期的制御信号の電力遮断時間に基づいて前記誘導コイルに供給される電力を遮断し、前記周期的制御信号の一周期において、前記電力遮断時間は、前記電力供給時間よりも短く設定されうる。

また、前記制御部は、前記電力遮断時間に前記基質検知部が出力した前記インダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算することができる。

また、前記制御部は、既設定の下限臨界値以下の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたか否かを決定しうる。

実施例で使用される用語は、本開示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、それは、当分野に係わる技術者の意図、判例、または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に基づいて定義されねばならない。

ここで、使用された「少なくとも１つ」のような表現は、全体構成リストを修飾し、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。

あるエレメントまたはあるレイヤが他のエレメントまたは他のレイヤの「上方に」、「上に」、「連結される」または「結合される」と指称されるとき、それは、他のエレメントまたは他のレイヤに直接連結されたり、直接結合されたり、または別途の結合されるエレメントまたはレイヤが存在してもよい。対照的に、あるエレメントが他のエレメントまたはレイヤの「直ぐ上に」、「直上に」、「直接に連結される」または「直接に結合される」と言及されたとき、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。同じ参照番号は、全体として同じ要素を指称する。

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、特別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、本明細書に記載される「－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、これは、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。

本明細書全体において、「パフ」とは、ユーザの吸入を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を介して空気及びまたはエアロゾルをユーザの口腔内、鼻腔内または肺に吸い込む状況を意味することができる。

本明細書全体で予熱区間は、第１ヒータ及び第２ヒータの温度を増加させるための区間を意味し、喫煙区間は、第１ヒータの温度を保持させるための区間であって、ユーザの吸入が遂行される区間を意味することができる。以下において、予熱区間及び喫煙区間は、それぞれ予熱時間及び喫煙時間と同じ意味でもある。

以下、添付図面に基づいて、本開示の実施例について本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本開示は、多様な互いに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

以下では、図面を参照して、本開示の実施例を詳細に説明する。

図１は、本開示によるエアロゾル生成システムを示す図面である。

図面を参照すれば、エアロゾル生成システム１は、エアロゾル生成装置１０及びシガレット２０を含んでもよい。エアロゾル生成装置１０は、シガレット２０が挿入される空洞１６０を含み、空洞１６０に挿入されるシガレット２０を加熱し、エアロゾルを生成することができる。シガレット２０は、エアロゾル生成基質の一種として、エアロゾル生成物質を含んでもよい。

エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１１０、制御部１２０、サセプタ１３０、誘導コイル１４０、及び基質検知部１５０を含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置１０の内部構造は、図１に図示されるところに限定されない。エアロゾル生成装置１０の設計によって、図１に図示される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追加されることを、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。

バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１０の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１０は、誘導コイル１４０が可変磁場を発生させるように電力を供給することができる。また、バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１０内に備えられる他のハードウェア構成、例えば、各種センサ（図示せず）、ユーザインターフェース（図示せず）、メモリ（図示せず）及び制御部１２０の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ１１０は、充電が可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリでもある。例えば、バッテリ１１０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。

制御部１２０は、エアロゾル生成装置１０の全般的な動作を制御するハードウェアである。例えば、制御部１２０は、バッテリ１１０、サセプタ１３０、誘導コイル１４０、及び基質検知部１５０だけではなく、エアロゾル生成装置１０に含まれる他の構成の動作を制御する。また、制御部１２０は、エアロゾル生成装置１０の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１０が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。

制御部１２０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として具現され、汎用的なマイクロプロセッサと該マイクロプロセッサで実行可能なプログラムが保存されるメモリの組合わせによっても具現される。また、プロセッサが異なる形態のハードウェアとしても具現可能であるということを、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。

サセプタ１３０は、可変磁場が印加されることにより加熱される物質を含んでもよい。例えば、サセプタ１３０は、金属または炭素を含んでもよい。サセプタ１３０は、フェライト(ferrite)、強磁性合金(ferromagnetic alloy)、ステンレス鋼(stainless steel)及びアルミニウム（Ａｌ）のうち、少なくとも１つを含んでもよい。また、サセプタ１３０は、黒鉛(graphite)、モリブデン(molybdenum)、シリコンカーバイド(silicon carbide)、ニオブ(niobium)、ニッケル合金(nickel alloy)、金属フィルム(metal film)、ジルコニア(zirconia)のようなセラミック、ニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ）のような遷移金属、ホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）のような準金属のうち、少なくとも１つを含んでもよい。但し、それに制限されるものではない。

一例において、サセプタ１３０は、管状または円筒状でもあり、シガレット２０が挿入される空洞１６０を取り囲むように配置されうる。シガレット２０がエアロゾル生成装置１０の空洞１６０に挿入されれば、サセプタ１３０は、シガレット２０を取り囲むように配置されうる。したがって、外部のサセプタ１３０から伝達される熱によってシガレット２０内のエアロゾル生成物質の温度が増加されうる。

誘導コイル１４０は、バッテリ１１０から電力が供給されることで可変磁場を発生させうる。誘導コイル１４０によって発生する可変磁場は、サセプタ１３０に印加され、これにより、サセプタ１３０が加熱されうる。制御部１２０の制御によって誘導コイル１４０に供給される電力が調整され、サセプタ１３０が加熱される温度が適切に保持されうる。

基質検知部１５０は、シガレット２０が空洞１６０に挿入されたか否かを検知することができる。基質検知部１５０は、シガレット２０の挿入及び脱離によって発生するインダクタンスの変化量を検知することができる。そのために、シガレット２０は、電磁気誘導体２１０を含んでもよい。電磁気誘導体２１０は、基質検知部１５０のインダクタンスを変化させうる。電磁気誘導体２１０は、渦電流(Eddy current)が誘導される伝導体及び磁束変化を発生させうる磁性体などを含んでもよい。例えば、電磁気誘導体２１０は、金属物質、マグネチックインク、マグネチックテープなどを含んでもよい。また、電磁気誘導体２１０は、アルミニウムのような金属物質でもある。但し、それに制限されるものではなく、電磁気誘導体２１０は、基質検知部４５１のインダクタンスを変化させる物質を制限なしに含んでもよい。

基質検知部１５０は、検知コイル（図示せず）を含み、シガレット２０の挿入及び脱離によって可変される周波数値を、インダクタンス出力値に変換して出力することができる。

制御部１２０は、基質検知部１５０が出力するインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を計算し、インダクタンスの変化量に基づいてシガレット２０の挿入及び脱離を判断することができる。

制御部１２０は、シガレット２０の挿入を検知する場合、追加的な外部の入力がなくても、自動的に加熱動作が行える。例えば、制御部１２０は、基質検知部１５０を用いてシガレット２０の挿入を検知すれば、バッテリ１１０が誘導コイル１４０に電力を供給するように制御することができる。誘導コイル１４０によって可変磁場が発生することで、サセプタ１３０が加熱されうる。したがって、サセプタ１３０内部に配置されるシガレット２０が加熱され、エアロゾルが発生しうる。

シガレット２０は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２０は、エアロゾル生成物質を含む第１部分とフィルタなどを含む第２部分に区分されうる。または、シガレット２０の第２部分にもエアロゾル生成物質が含まれる。例えば、顆粒状またはカプセル状に作られたエアロゾル生成物質が第２部分に挿入される。

エアロゾル生成装置１０の内部には、第１部分の全体が挿入され、第２部分は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１０の内部に第１部分の一部だけ挿入され、第１部分の全体及び第２部分の一部が挿入されうる。ユーザは、第２部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込むことができる。この際、エアロゾルは、外部空気が第１部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分を通過してユーザの口に伝達される。

一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１０に形成される少なくとも１つの空気通路を通じて流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置１０に形成される空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節されうる。これにより、霧化量、喫煙感などが、ユーザによって調節されうる。他の例として、外部空気は、シガレット２０の表面に形成される少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２０の内部に流入される。

一方、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１１０、制御部１２０、サセプタ１３０、誘導コイル１４０、及び基質検知部１５０以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１０は、基質検知部１５０外に他のセンサ（例えば、温度検知センサ、パフ検知センサなど）及びユーザインターフェースなどをさらに含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、シガレット２０が挿入される状態でも、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される構造によっても作製されうる。

ユーザインターフェースは、ユーザにエアロゾル生成装置１０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、及び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）インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）を含んでもよい。また、ユーザインターフェースは、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）を遂行するための通信インターフェーシングモジュールなどの多様なインターフェーシング手段を含んでもよい。

実施例によって、エアロゾル生成装置１０には、前記例示された多様なユーザインターフェース例示のうち、一部だけが取捨選択されて具現される。また、エアロゾル生成装置１０には、前記例示された多様なユーザインターフェース例示のうち、少なくとも一部が組み合わせられて具現されうる。例えば、エアロゾル生成装置１０は、前面に視覚情報を出力しながらユーザ入力も受信可能なタッチスクリーンディスプレイを含んでもよい。タッチスクリーンディスプレイは、指紋センサを含み、指紋センサによってユーザ認証が行われる。

図１には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１０は、別途のクレードルと共に、システムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１０のバッテリ１１０の充電に用いられうる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１０とが結合された状態で誘導コイル１４０が加熱される。

図２は、本開示によるエアロゾル生成装置の内部ブロック図である。

図面を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１１０、制御部１２０、サセプタ１３０、誘導コイル１４０、基質検知部１５０、及びメモリ１７０を含んでもよい。図２には、エアロゾル生成装置１０の一部構成が図示されている。しかし、図２に図示される構成要素以外に他の構成要素がエアロゾル生成装置１０に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。以下では、図１と重複する説明は、省略する。

基質検知部１５０は、空洞１６０にエアロゾル生成基質２０が存在するか否かを検知することができる。基質検知部１５０は、エアロゾル生成基質２０の挿入及び脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知することができる。エアロゾル生成基質２０は、図１のシガレット２０でもある。

基質検知部１５０は、エアロゾル生成基質２０が挿入及び脱離されることで発生するインダクタンスの変化を検知するインダクティブセンサ(inductive sensor)を含んでもよい。その場合、エアロゾル生成基質２０は、インダクティブセンサによって検知される電磁気誘導体２１０を含んでもよい。例えば、エアロゾル生成基質２０に含まれる複数のラッパのうち、少なくともいずれか１枚のラッパは、アルミ箔でもある。

基質検知部１５０は、エアロゾル生成基質２０の挿入及び脱離によって発生するインダクタンス変化量をインターラプト信号ｉｒとして制御部１２０に伝送することができる。

制御部１２０は、基質検知部１５０が出力するインターラプト信号ｉｒに基づいて、エアロゾル生成基質の挿入及び脱離を検知することができる。また、制御部１２０は、基質検知部１５０が出力するインダクタンス出力値に基づいて、エアロゾル生成基質２０に含まれる金属の種類を区別し、これに基づいて、エアロゾル生成基質２０の真正品及び／または種類を確認することができる。

制御部１２０は、待機モード(standby mode)において加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態で、基質検知部１５０が出力するインダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたか否かを判断することができる。

制御部１２０は、待機モードでインダクタンスの変化量が既設定の上限臨界値以上である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断することができる。

制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断した場合、加熱部３１０への電力供給を開始することができる。この際、加熱部３１０は、サセプタ１３０及び誘導コイル１４０を含む構成でもある。

制御部１２０は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation: PWM)方式を通じて加熱部３１０に供給される電力を制御することができる。このために、制御部１２０は、パルス幅変調モジュールを含んでもよい。

制御部１２０は、加熱部３１０への電力供給を開始した状態で、加熱部３１０に供給される電力を周期的に遮断することができる。これは、誘導コイル１４０によって発生する基質検知部１５０のノイズ成分を除去するためである。

制御部１２０は、加熱部３１０への電力供給を開始した場合、既設定の電力遮断時間に出力されたインダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０の脱離を判断することができる。制御部１２０は、既設定の遮断時間に出力されたインダクタンスの変化量が既設定の下限臨界値以下である場合、エアロゾル生成基質が空洞１６０から脱離されたと判断することができる。

制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断した場合、加熱部３１０に供給される電力を遮断することができる。

メモリ１７０は、エアロゾル生成装置１０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１７０は、制御部１２０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具現される。

メモリ１７０には、エアロゾル生成基質２０の存否を判断するためのインダクタンス変化量の上限臨界値及び下限臨界値が保存されうる。また、メモリ１７０には、エアロゾル生成装置１０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。

図３は、本開示によるエアロゾル生成装置の動作方法を示すフローチャートである。

図面を参照すれば、エアロゾル生成装置１０の動作方法は、図１及び図２に図示されるエアロゾル生成装置１０で時系列的に処理される段階で構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、図１及び図２のエアロゾル生成装置１０について前述した内容は、図３のエアロゾル生成装置の動作方法にも適用されることが分かる。

Ｓ３１０段階において、制御部１２０は、加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態で、インダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたか否かを判断することができる。

制御部１２０は、加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態で、インダクタンスの変化量が既設定の上限臨界値以上である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断することができる。

制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されていないと判断する場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されるまで待機することができる。

Ｓ３１０段階は、待機モード(standby mode)で行われる。待機モードは、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入される前にエアロゾル生成基質２０の挿入を検知するための構成（例えば、基質検知部など）を除いた残り構成の電力を遮断する全てのモードを意味するものであって、本開示の待機モードは、その名称に制限されない。例えば、待機モードは、節電モード(power saving mode)、スリープモード(sleep mode)などと同一モードを意味してもよい。

Ｓ３２０段階において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断した場合、加熱部３１０への電力供給を開始することができる。

制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断した場合、追加的な外部の入力がなくても、自動的に誘導コイル１４０に電力を供給することができる。制御部１２０は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation: PWM)方式を通じて誘導コイル１４０に供給される電力を制御することができる。エアロゾル生成基質２０の挿入有無を検知する方法及びエアロゾル生成基質２０が挿入された場合、加熱部３１０の制御方法は、図４でさらに詳細に説明する。

一方、基質検知部１５０は、検知コイルを含むので、誘導コイル１４０に電力が供給される場合、誘導コイル１４０によって発生した可変磁場が検知コイルに影響を及ぼすことができる。すなわち、誘導コイル１４０に電力が供給される場合、誘導コイル１４０によって発生した可変磁場が検知コイルにまで誘導電流を誘導することで、基質検知部１５０のインダクタンス出力値を変化させうる。誘導コイル１４０によって誘導された誘導電流は、基質検知部１５０のノイズ成分として作用するので、そのようなノイズ成分を除去せず、インダクタンスの変化量を計算する場合、エアロゾル生成基質２０の脱離を正確に判断することができない。

本開示のエアロゾル生成装置１０は、誘導コイル１４０による基質検知部１５０のノイズ成分を除去するために、加熱部３１０への電力供給を周期的に遮断し、既設定の電力遮断時間の間に基質検知部１５０が出力したインダクタンス出力値に基づいて、エアロゾル生成基質２０の脱離を検知することができる。

具体的に、Ｓ３３０段階において、制御部１２０は、加熱部３１０への電力供給を開始した状態で、加熱部３１０に供給される電力を周期的に遮断することができる。

例えば、制御部１２０は、１９００ｍｓごとに１００ｍｓずつ加熱部３１０に供給される電力を遮断することができるが、それに制限されない。

Ｓ３４０段階において、制御部１２０は、加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態でインダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたか否かを判断することができる。

制御部１２０は、既設定の電力遮断時間に出力されたインダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０の脱離を判断することができる。例えば、制御部１２０が１９００ｍｓごとに１００ｍｓずつ誘導コイル１４０に供給される電力を遮断する場合、１００ｍｓの間のインダクタンス変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０の脱離を判断することができる。

制御部１２０は、既設定の電力遮断時間に出力されたインダクタンスの変化量が下限臨界値以下である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断することができる。

本開示のエアロゾル生成装置１０は、誘導コイル１４０に供給される電力を遮断した状態で基質検知部１５０のインダクタンス変化量を計算するので、誘導コイル１４０によって発生する基質検知部１５０のノイズ成分を完璧に除去することができ、よって、エアロゾル生成基質２０の脱離を正確に判断することができる。

Ｓ３５０段階において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断した場合、加熱部３１０に供給される電力を遮断することができる。

制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断した場合、追加的な外部の入力がなくても、自動的に誘導コイル１４０に供給される電力を遮断することができる。エアロゾル生成基質２０の脱離を検知する方法及びエアロゾル生成基質２０が脱離された場合、加熱部３１０の制御方法は、図５に基づいてさらに詳細に説明する。

図４は、本開示によるエアロゾル生成基質の挿入有無を検知する方法及びエアロゾル生成基質が挿入された場合、加熱部の制御方法を示すフローチャートである。

図４を参照すれば、Ｓ４１０段階において、制御部１２０は、加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態で、基質検知部１５０を活性化させうる。

制御部１２０は、待機モード(standby mode)において加熱部３１０に供給される電力を遮断し、基質検知部１５０に電力を供給することができる。制御部１２０は、基質検知部１５０を活性化させた状態で、基質検知部１５０のインダクタンス出力値を周期的に収集することができる。インダクタンス出力値の収集周期は、消費電力、インダクタンス可変量などに基づいて適切に設定されうる。例えば、制御部１２０は、１００ｍｓ秒間隔で基質検知部４５１のインダクタンス出力値を収集することができるが、それに制限されない。

Ｓ４２０段階において、制御部１２０は、基質検知部１５０が出力するインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を計算することができる。

エアロゾル生成基質２０は、電磁気誘導体２１０を含むので、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入された場合、基質検知部１５０に含まれた検知コイルのインダクタンスが増加されうる。

基質検知部１５０は、インダクタンス値をインターラプト信号ｉｒとして制御部１２０に出力することができる。制御部１２０は、インターラプト信号ｉｒに基づいてインダクタンスの増加量を計算することができる。

Ｓ４３０段階で、制御部１２０は、インダクタンスの変化量と上限臨界値とを比較することができる。

上限臨界値は、基質検知部１５０の自己インダクタンス(self inductance)、基質検知部１５０の検知コイルとエアロゾル生成基質２０との間の相互インダクタンス(mutual inductance)を考慮して設定されうる。例えば、上限臨界値は、＋０．３２ｍＨでもあるが、それに制限されない。

Ｓ４４０段階において、制御部１２０は、インダクタンスの変化量が既設定の上限臨界値以上である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断することができる。

または、制御部１２０は、インダクタンスの変化量が既設定の上限臨界値未満である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されていないと判断し、待機モードを保持し続けることができる。すなわち、制御部１２０は、基質検知部１５０に電力を供給した状態で、基質検知部１５０のインダクタンス出力値を周期的に収集し、収集されたインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を計算することができる。

Ｓ４５０段階において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断した場合、加熱部３１０への電力供給を開始することができる。

一実施例において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入されたと判断された場合、エアロゾル生成基質２０を加熱するためのトリガー信号(trigger signal)を誘導コイル１４０に出力することができる。トリガー信号は、ＰＷＭ方式を通じて変調された信号でもある。すなわち、エアロゾル生成基質２０が空洞に挿入された場合、加熱部３１０は、追加的な外部の入力がなくても、自動的に加熱されうる。本開示のエアロゾル生成装置１０は、エアロゾル生成基質２０を認識して自動的に加熱部３１０を加熱するので、ユーザ便宜性が増大される。

図５は、本開示によるエアロゾル生成基質の脱離を検知する方法、及びエアロゾル生成基質が脱離された場合、加熱部の制御方法を示すフローチャートであり、図６は、図５で説明した方法が適用されうる電力遮断時間及び電力供給時間を説明するための図面であり、図７は、図５で説明した方法に適用しうるインダクタンス変化量の計算方法を説明するための図面である。

図５を参照すれば、図５のＳ５１０段階において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入された場合、加熱部３１０に供給される電力を周期的に遮断することができる。

制御部１２０は、周期的制御信号に基づいて加熱部３１０に供給される電力を供給及び遮断することができる。

図６は、周期的制御信号を例示する図面である。

図６において、周期的制御信号の一周期Ｔｃにおいて、制御信号がオン（ｏｎ）になる場合、加熱部３１０に電力が供給され、制御信号がオフ（ｏｆｆ）になる場合、加熱部３１０に供給される電力が遮断される。すなわち、制御部１２０は、周期的制御信号に基づいて加熱部３１０に供給される電力を供給及び遮断することができる。例えば、制御部１２０は、１９００ｍｓごとに１００ｍｓずつ加熱部３１０に供給される電力を遮断することができる。加熱部３１０に供給される電力が遮断される場合、基質検知部１５０のインダクタンス出力値から誘導コイル１４０によるノイズ成分が完璧に除去されうる。

一方、周期的制御信号の一周期Ｔｃにおいて電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆは、電力供給時間Ｔ_ｏｎよりも短く設定されうる。例えば、電力供給時間Ｔ_ｏｎは、電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆの１９倍以上に設定されうる。これにより、本開示のエアロゾル生成装置１０は、加熱部３１０の温度急降下を防止することで、喫味感が低下することを防止することができる。

また、図５のＳ５２０段階において、制御部１２０は、加熱部３１０に供給される電力を遮断した状態で、基質検知部１５０が出力するインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を周期的に計算することができる。

制御部１２０は、電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆに基質検知部１５０が出力するインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を計算することができる。例えば、周期的制御信号の一周期Ｔｃで電力供給時間Ｔ_ｏｎが１９００ｍｓであり、電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆが１００ｍｓである場合、制御部１２０は、１００ｍｓの間のインダクタンスの変化量を計算することができる。

制御部１２０は、毎周期Ｔｃの電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆの間に基質検知部１５０が出力したインダクタンス出力値に基づいてインダクタンスの変化量を計算することができる。

図７は、エアロゾル生成基質２０の挿入状態及び脱離状態を示す状態グラフ７２０と、各周期の電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆの間に制御部１２０が計算したインダクタンスの変化量グラフ７１０を例示する図面である。

図７において、エアロゾル生成基質２０の挿入状態をハイ(high)状態に図示し、エアロゾル生成基質２０の脱離状態をロウ(low)状態に図示する。

前述したように、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０に挿入された場合、加熱部３１０に供給される電力を周期的に遮断し、電力遮断時間Ｔ_ｏｆｆの間のインダクタンス変化量を計算することができる。これにより、インダクタンスの変化量は、図７に示されたように、周期的に導出されうる。

制御部１２０は、周期的に計算されたインダクタンスの変化量に基づいて、エアロゾル生成基質２０の脱離を判断することができる。

一方、エアロゾル生成基質２０は、電磁気誘導体２１０を含むので、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離された場合、基質検知部１５０に含まれた検知コイルのインダクタンスが減少しうる。

基質検知部１５０は、インダクタンス値をインターラプト信号ｉｒとして制御部１２０に出力することができる。制御部１２０は、インターラプト信号ｉｒに基づいてインダクタンスの減少量を計算することができる。

また、図５のＳ５３０段階において、制御部１２０は、インダクタンスの変化量と下限臨界値とを比較することができる。

下限臨界値は、基質検知部１５０の自己インダクタンス(self inductance)、基質検知部１５０の検知コイルとエアロゾル生成基質２０との間の相互インダクタンス(mutual inductance)を考慮して設定されうる。例えば、下限臨界値は、－０．３２ｍＨでもあるが、それに制限されない。

一方、下限臨界値の絶対値は、図４の上限臨界値の絶対値と同一でもる。下限臨界値（すなわち、ｔｈ２）の絶対値を上限臨界値（すなわち、ｔｈ１）の絶対値と同一に設定する場合、エアロゾル生成基質２０の挿入及び脱離をさらに正確に判断することができる。

Ｓ５４０段階において、制御部１２０は、インダクタンスの変化量が既設定の下限臨界値以下である場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断することができる。

または、制御部１２０は、インダクタンスの変化量が既設定の下限臨界値よりも大きい場合、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されていないと判断し、インダクタンスの変化量を周期的に計算することができる。

Ｓ５５０段階において、制御部１２０は、エアロゾル生成基質２０が空洞１６０から脱離されたと判断した場合、加熱部３１０に供給される電力を遮断することができる。

言い換えれば、エアロゾル生成基質２が空洞１６０から脱離された場合、加熱部３１０は、追加的な外部の入力がなくても、自動的に加熱中止されうる。本開示のエアロゾル生成装置１０は、エアロゾル生成基質２０の脱離を認識して自動的に加熱部３１０の加熱を中止するので、機器過熱が防止され、消費電力が顕著に減少する効果がある。

前述した方法は、コンピュータで実行可能な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汎用デジタルコンピュータで具現されうる。また、前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記録媒体に多く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、フロッピーディスク、ハードディスクなど）、光学的記録媒体（例えば、CD-ROM、DVDなど）のような記録媒体を含む。

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、前記記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態とし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、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本開示の範囲は、前述した説明ではなく、請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての相違点は、本開示に含まれると解釈されねばならない。

Claims (14)

1. エアロゾル生成基質を収容する空洞を含む本体と、
   前記空洞に挿入される前記エアロゾル生成基質を加熱する加熱部と、
   前記エアロゾル生成基質の前記空洞への挿入及び前記空洞からの脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部と、
   前記加熱部に供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する制御部と、を含み、
   前記制御部は、
   前記空洞に挿入された前記エアロゾル生成基質に基づいて、前記加熱部に供給される電力を周期的に遮断し、
   前記加熱部に供給される電力を周期的に遮断した状態で、前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を周期的に計算し、
   周期的に計算された前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する、エアロゾル生成装置。
2. 前記制御部は、
   前記加熱部に供給される電力を遮断した状態で、前記基質検知部を活性化させ、
   前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算し、
   既設定の上限臨界値以上の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたか否かを決定する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記制御部は、
   前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたという決定に基づいて、前記加熱部への電力供給を開始する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記制御部は、
   周期的制御信号の電力供給時間に基づいて前記加熱部に電力を供給し、
   前記周期的制御信号の電力遮断時間に基づいて前記加熱部に供給される電力を遮断し、
   前記周期的制御信号の一周期において、前記電力遮断時間は、前記電力供給時間よりも短く設定される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記制御部は、
   前記電力遮断時間に前記基質検知部が出力した前記インダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算する、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記制御部は、
   既設定の下限臨界値以下の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたか否かを決定する、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記制御部は、
   前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたという決定に基づいて、前記加熱部に供給される電力を遮断する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
8. エアロゾル生成基質と、
   前記エアロゾル生成基質が収容される空洞を取り囲むように配置されるサセプタと、
   可変磁場を発生させて前記サセプタを加熱する誘導コイルと、
   前記エアロゾル生成基質の前記空洞への挿入及び前記空洞からの脱離によって発生するインダクタンスの変化を検知する基質検知部と、
   前記誘導コイルに供給される電力を遮断した状態で、前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する制御部と、を含むエアロゾル生成装置を含む、エアロゾル生成システム。
9. 前記制御部は、
   前記誘導コイルに供給される電力を遮断した状態で、前記基質検知部を活性化させ、
   前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算し、
   既設定の上限臨界値以上の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたか否かを決定する、請求項８に記載のエアロゾル生成システム。
10. 前記制御部は、
    前記エアロゾル生成基質が前記空洞に挿入されたという決定に基づいて、前記誘導コイルに電力を供給する、請求項８に記載のエアロゾル生成システム。
11. 前記制御部は、
    前記空洞に挿入された前記エアロゾル生成基質に基づいて、前記誘導コイルに供給される電力を周期的に遮断し、
    前記誘導コイルに供給される電力を周期的に遮断した状態で、前記基質検知部が出力するインダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を周期的に計算し、
    周期的に計算された前記インダクタンスの変化量に基づいて前記エアロゾル生成基質の前記空洞からの脱離を判断する、請求項８に記載のエアロゾル生成システム。
12. 前記制御部は、
    周期的制御信号の電力供給時間に基づいて前記誘導コイルに供給される電力を供給し、
    前記周期的制御信号の電力遮断時間に基づいて前記誘導コイルに供給される電力を遮断し、
    前記周期的制御信号の一周期において、前記電力遮断時間は、前記電力供給時間よりも短く設定される、請求項１１に記載のエアロゾル生成システム。
13. 前記制御部は、
    前記電力遮断時間に前記基質検知部が出力した前記インダクタンス出力値に基づいて前記インダクタンスの変化量を計算する、請求項１２に記載のエアロゾル生成システム。
14. 既設定の下限臨界値以下の前記インダクタンスの変化量に基づいて、前記エアロゾル生成基質が前記空洞から脱離されたか否かを決定する、請求項１３に記載のエアロゾル生成システム。

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