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KR102701422B1 - 전자 베이핑 장치를 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

전자 베이핑 장치를 제어하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR102701422B1
KR102701422B1 KR1020187022477A KR20187022477A KR102701422B1 KR 102701422 B1 KR102701422 B1 KR 102701422B1 KR 1020187022477 A KR1020187022477 A KR 1020187022477A KR 20187022477 A KR20187022477 A KR 20187022477A KR 102701422 B1 KR102701422 B1 KR 102701422B1
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South Korea
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vaping device
motion
control circuit
event
output signal
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피터 제이. 리포윅츠
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

적어도 일 실시예에 따라서, e-베이핑 장치(10)용 제어부(500)는 e-베이핑 장치(10)의 동작을 감지하고 상기 동작에 기초하여 출력 신호를 출력하도록 구성된 동작 센서(540)를 포함한다. 제어부(500)는 출력 신호에 기초하여 e-베이핑 장치(10)의 전력 소비 요소들에 공급된 전력을 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.

Description

전자 베이핑 장치를 제어하기 위한 장치 및 방법
적어도 일부 실시예는 일반적으로 전자 베이핑(e-베이핑) 장치에 관한 것이다.
전자 베이핑 장치는 기화전 제제(pre-vapor formulation)를 증기로 증발시키는 데 사용된다. 이들 전자 베이핑 장치는 e-베이핑 장치로 지칭될 수 있다. e-베이핑 장치는 기화전 제제를 증발시켜 증기를 생성하는 히터를 포함한다. e-베이핑 장치는 전원, 히터를 포함하는 카트리지 또는 e-베이핑 탱크, 및 기화전 제제를 유지할 수 있는 저장조를 포함하는 여러 e-베이핑 요소를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 실시예는 e-베이핑 장치를 제어하기 위한 방법 및 장치 중 적어도 하나에 관한 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, e-베이핑 장치용 제어부가 제공되고, 상기 제어부는 e-베이핑 장치의 동작을 감지하고 상기 동작에 기초하여 출력 신호를 출력하도록 구성된 동작 센서를 포함한다. 제어부는 상기 출력 신호에 기초하여 e-베이핑 장치의 전력 소비 요소에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 동작 센서는 가속도계이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 출력 신호의 크기에 기초하여 동작으로부터 동작 이벤트를 감지하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 출력 신호의 크기가 적어도 하나의 임계값과 관련된 만료 시간 내에 적어도 하나의 임계값을 초과하는 횟수에 기초하여 감지된 동작 이벤트의 횟수를 계수하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수; 및 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수와 관련된 만료 시간, 적어도 하나의 임계값, 출력 신호의 크기, 동작의 방향, 및 시간 스탬프 중 적어도 하나에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 작동 이벤트를 확인하기 위하여 저장 매체에 저장된 표를 참고하도록 구성된다. 저장 매체는 제어부의 부분을 형성할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 전력 소비 요소들 중 원하는 요소들에 전력을 공급하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 하나 이상의 전력 소비 요소에 전력을 공급하도록 구성된다. 제어부는 확인된 작동 이벤트가 제1 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소의 제1 세트에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부는 확인된 작동 이벤트가 제2 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소의 제2 세트에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제1 작동 이벤트와 제2 작동 이벤트는 다른 것이 바람직하다. 제1 세트와 제2 세트 각각은 하나 이상의 전력 소비 요소를 포함할 수 있다. 제1 세트와 제2 세트는 다른 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 전력 소비 요소는 배터리의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기, e-베이퍼 장치를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로(lock-out circuit), 및 기화전 제제의 양을 표시하기 위한 표시기 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 기화전 제제를 저장하도록 구성된 저장부를 포함하는 e-베이핑 장치가 제공된다. 상기 e-베이핑 장치는 기화전 제제로부터 증기를 발생시키도록 구성된 기화기 및 e-베이핑 장치의 전력 소비 요소에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부를 포함한다. 전력 소비 요소는 기화기를 포함할 수 있다. e-베이핑 장치는 e-베이핑 장치의 동작을 감지하고 상기 동작에 기초하여 출력 신호를 출력하도록 구성된 동작 센서를 포함할 수 있다. e-베이핑 장치는 상기 출력 신호에 기초하여 전력 소비 요소에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함할 수 있다. e-베이핑 장치는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 동작 센서 및 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어부는 본원에서 설명된 구현예 중 어느 하나에 따라 본 발명의 제1 양태에 따른 제어부일 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 동작 센서는 가속도계이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 기화기는 저장부와 유체 연통하는 다공성 요소; 및 상기 다공성 요소 내의 기화전 제제를 증발시키도록 구성된 히터를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 움직임으로부터 출력 신호의 크기에 기초하여 동작 이벤트를 감지하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 출력 신호의 크기가 적어도 하나의 임계값과 관련된 만료 시간 내에 적어도 하나의 임계값을 초과하는 횟수에 기초하여 감지된 동작 이벤트의 횟수를 계수하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수; 및 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수와 관련된 만료 시간, 적어도 하나의 임계값, 출력 신호의 크기, 동작의 방향, 및 시간 스탬프 중 적어도 하나에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 작동 이벤트를 확인하기 위하여 저장 매체에 저장된 표를 참고하도록 구성된다. e-베이핑 장치가 제어부를 포함하는 양태에서, 저장 매체는 제어부의 부분을 형성할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 전력 소비 요소들 중 원하는 요소들에 전력을 공급하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제어 회로는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 하나 이상의 전력 소비 요소에 전력을 공급하도록 구성된다. 제어부는 확인된 작동 이벤트가 제1 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소의 제1 세트에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부는 확인된 작동 이벤트가 제2 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소의 제2 세트에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제1 작동 이벤트와 제2 작동 이벤트는 다른 것이 바람직하다. 제1 세트와 제2 세트 각각은 하나 이상의 전력 소비 요소를 포함할 수 있다. 제1 세트는 제2 세트와 다른 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 전력 소비 요소는 배터리의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기, e-베이핑 장치를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로, 및 기화전 제제의 양을 표시하기 위한 표시기 중 적어도 하나를 포함한다.
첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명함으로써, 실시예의 위에서 설명된 그리고 다른 특징 및 장점들이 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 실시예를 도시하도록 의도된 것이며, 청구범위의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한, 축척된 것으로 간주되지 않아야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 재사용 가능한 섹션과 카트리지 섹션을 포함하는 전자 베이핑 장치를 도시하는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 재사용 가능한 섹션의 일 실시예의 반투명 도면을 도시한 것이다.
도 3a는 도 1에 도시된 재사용 가능한 섹션의 일 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 3b는 도 1에 도시된 카트리지 섹션의 일 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 3c는 도 3b의 파선 내에서 카트리지 섹션의 일 실시예의 확대한 단면도를 도시한 것이다.
도 3d는 도 1의 카트리지 섹션과 재사용 가능한 섹션 사이의 연결 부위의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 재사용 가능한 섹션의 일 실시예의 분해도를 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 전자 베이핑 장치의 회로 기판의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 제어부를 작동하는 방법의 예시를 도시한 흐름도이다.
일부 상세한 실시예가 본 명세서 내에 개시된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 특정 구조적 그리고 기능적 세부 사항은 단지 실시예를 설명하기 위한 대표적인 예일 뿐이다. 그러나, 실시예는 많은 대안적인 형태로 구현될 있으며, 본 명세서에서 설명된 구현예에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 실시예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 구현예는 도면에 예로서 도시되며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 실시예를 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없으며, 그와 반대로, 실시예는 실시예의 범주에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 도면 부호는 도면의 설명 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "연결되어 있는", "결합되어 있는" 또는 "덮고 있는" 것으로 언급될 때, 그것은 다른 요소 또는 층 위에, 결합되어 있거나 또는 덮고 있거나 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 대조적으로, 한 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접 위에", "직접 연결되어 있는" 또는 "직접 결합되어 있는" 것으로 언급될 때, 존재하는 개재 요소 또는 층이 없다. 동일한 번호는 본 명세서 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 본원서에서 다양한 요소, 영역, 층 또는 섹션을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이들 요소, 영역, 층 및 섹션은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다. 이들 용어는 하나의 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 그러므로, 이하에서 논의되는 제1 요소, 영역, 층 또는 섹션은 실시예의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 영역, 층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
본원에서 공간적으로 상대적인 용어(예를 들어, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등)는 도면들에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 기술함에 있어서 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향 뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑에"로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위에" 배향될 것이다. 따라서, "아래" 라는 용어는 위와 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수도 있고 (90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어들은 그에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 사용된 용어는 단지 다양한 구현예를 설명하기 위한 것이며, 실시예를 제한하려는 것은 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태 하나("a", "an" 및 "the")는 문맥상 달리 표시하지 않는 한 복수 형태를 포함하고자 한다. 용어 "포함하다(includes, comprises)," 및 "포함하는(including, comprising)"은 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 수치(integer), 단계, 작동, 또는 요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 수치, 단계, 작동, 요소, 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.
실시예들은 실시예의 이상적인 구현예 (및 중간 구조부들)의 개략도인 단면도를 참조하여 여기에 설명된다. 이와 같이, 제조 기술 또는 공차(tolerance)의 결과로서 도면의 형상으로부터 변경이 예상된다. 따라서, 실시예들은 본원에 도시된 영역들의 형상들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야 한다. 따라서, 도면들에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 장치의 영역의 실제 형상을 예시하기 위한 것이 아니며, 실시예들의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 실시예가 속하는 당업계의 숙련자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공통적으로 사용되는 사전에서 정의된 것을 포함하여, 용어는 관련 분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 명시적으로 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
도 1을 참조하면, 전자 베이핑 (e-베이핑) 장치(10)는 카트리지(또는 제1 섹션 또는 카트리지 섹션)(50), 전력 섹션(또는 제2 섹션 또는 전력 공급 섹션)(100) 및 광 표시기(105)를 포함한다.
광 표시기(105)는 제어부에 의해 제어될 수 있고 e-베이핑 장치(10)의 상태를 표시할 수 있다. 광 표시기(105)는 e-베이핑 장치(10)의 적어도 다음의 상태를 나타내는 데 여러가지 순서로 사용되는 세 개의 발광 다이오드(LED)일 수 있다: 카트리지 감지, 카트리지 제거, 퍼프, 배터리 수준, 비활성화 모드, 활성화 모드, 카트리지 에러, 및 배터리 에러.
제1 섹션(50) 및 제2 섹션(100)은 연결기를 사용하여 연결부에서 함께 결합될 수 있다. 연결기는 수 연결 부분과 암 연결 부분을 포함할 수 있다. 수 연결 부분은 제1 섹션(50)과 제2 섹션(100) 중 하나에 고정될 수 있다. 수 연결 부분은 수 연결 부분의 가장자리에서 연장되는 한 쌍의 짝짓기 팔을 포함할 수 있다. 짝짓기 팔 쌍과 가장자리는 그 사이에 한 쌍의 경사진 슬롯을 정의할 수 있다. 각각의 경사진 슬롯 쌍의 말단은 확대된 소켓 단부를 포함한다. 암 연결 부분은 제1 섹션(50)과 제2 섹션(100) 중 다른 곳에 고정된다. 예를 들면, 수 연결 부분이 제1 섹션(50)에 고정된 경우, 암 연결 부분은 제2 섹션(100)에 고정된다(및 이와 반대로 가능). 암 연결 부분은 내부 표면과 내부 표면상의 한 쌍의 돌기를 포함할 수 있다. 암 연결 부분은 제1 섹션(50)과 제2 섹션(100)이 전기적으로 결합되도록 수 연결 부분의 경사진 슬롯 쌍 각각의 확대된 소켓 단부 내에 암 연결 부분의 돌기 쌍 각각과 체결하기 위하여 수 연결 부분의 짝짓기 팔 쌍을 세로 및 회전 가능하게 수용하도록 구성된다(제1 섹션(50)과 제2 섹션(100)의 연결에 관하여 보다 상세한 사항은 도 3a 내지 도 3b의 논의 참조).
제2 섹션(100)은 또한 제2 섹션(100)내의 압력을 모니터하는 압력 센서, 전력 공급부 및 압력 센서로부터 받은 데이터를 해석하고 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
제1 섹션(50)은 기화전 제제를 가열하여 증기를 발생시키도록 구성된 기화기를 포함할 수 있다 (도 3c의 논의 참조). 기화전 제제는 증기로 변환될 수 있는 재료 또는 재료들의 조합이다. 　 예를 들어, 기화전 제제는 물, 비드, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향미제, 글리세린과 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제, 및 이들의 조합을 포함하되 이들로 한정되지 않는 액체, 고체 또는 겔 제제 중 적어도 하나일 수 있다. 배터리 조립체는 기화기 조립체에 전력을 공급하도록 구성된다.
도 2는 제2 섹션(100)의 반투명 도면을 도시한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 섹션(100)은 암 연결 부분(106), 하우징(108), 전력 공급부(또는 배터리)(110), 광 파이프 조립체(112), 인쇄 회로 기판(PCB)(116), 단부 캡(118), 양극 접촉부(120) 및 공통 접촉부(122)를 포함한다. 광 파이프 조립체(112)는 광 표시기를 수용하는 광 물품(예를 들어, 광 파이프)(114)을 포함한다.
암 연결 부분(106)은 하우징 쉘(108)의 원위 말단에 배치되는 한편, 단부 캡(118), 제1 접촉부(120)(예를 들어, 양극 접촉부), 및 제2 접촉부(122)(예를 들어, 공통 접촉부)는 하우징 쉘(108)의 대향하는 원위 말단에 배치된다. 제2 섹션(100)은 (제2 접촉부(122)에 인접하는) 대향하는 원위 말단에서 삼각형 형상으로 변환되는 원통형인(암 연결 부분(106)에 인접하는) 원위 말단을 갖는다. 예를 들어, 대향하는 원위 말단은 뢸로(Reuleaux) 삼각형을 닮은 단면 형상을 가질 수 있다. 뢸로 삼각형은 세 개의 원의 교차점으로부터 형성된 형상이고, 각각의 원은 그 중심이 다른 두 원의 경계 위에 있다. 　 배터리 조립체(100)는 또한 (배터리 조립체(100)의 길이방향 축선에 대하여) 경사진 말단 면을 가질 수 있다. 하지만, 실시예들은 다른 구성을 가질 수 있고 상기 형태에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
암 연결 부분(106)은 제1 섹션(50)에 연결을 제공한다. 암 연결 부분(106)은 제2 섹션(100)과 제1 섹션(50) 사이에 전기적 연결을 제공하는 전도성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 암 연결 부분(106)은 니켈로 도금된 황동으로 만들어진 저부 및 은으로 도금된 상부를 가질 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 섹션(50)에 연결이 완료되면, 압력 센서에 의해서 성인 전자 흡연 장치 사용자에 의해 인가된 부압을 감지하는 즉시 전력 공급부(110)가 제1 섹션의 히터 요소와 전기적으로 연결된다 (제1 섹션(50)을 제2 섹션(100)에 전기적으로 연결하는 것에 관한 추가 세부사항에 대해서는 도 3a 내지 도 3c의 논의 참조). 공기는 주로 e-베이핑 장치(10)의 하나 이상의 공기 유입구를 통해 제1 섹션(50)의 중앙 공기 통로로 흡인된다 (도 3b 참조). 실시예는 베이핑을 활성화시키기 위해 압력 센서를 사용하는 e-베이핑 장치에 국한되지 않는다. 오히려 실시예는 예를 들면 푸시 버튼이나 정전 용량식 버튼과 같은 활성화를 위한 다른 수단을 사용하는 e-베이핑 장치에도 적용될 수 있다.
전력 공급부(110)는 히터에 작동 가능하게 연결되어 (도 3a 내지 도 3b를 참고하여 아래에 기재된 바와 같이) 히터에 걸쳐 전압을 인가할 수 있다. 게다가, 전력 공급부(110)는 회로 기판(116) 상의 제어부에 전력을 공급하며, 하기에 보다 상세하게 설명될 것이다 (회로 기판(116)에 대한 추가적인 상세한 내용을 위해 도 5의 논의 참조).
전력 공급부(110)는 리튬-이온 배터리 또는 그것의 변형체들 중 하나, 예를 들어 리튬-이온 폴리머 배터리일 수 있다. 대안적으로, 전력 공급부(110)는 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리 또는 연료 전지일 수 있다. 그러한 경우에 e-베이핑 장치(10)는 전력 공급부(110)의 에너지가 고갈되거나 설정된 임계점 이하가 될 때까지 사용 가능한다. 전력 공급부(110)는 재충전 가능할 수 있고, 회로 기판(116)은 배터리가 외부 충전 장치에 의해 충전 가능하도록 하는 회로를 포함한다.
도 3a는 제2 섹션(100)의 단면도를 도시한다. 도 3a를 참조하면, 제2 섹션(100)은 (암 연결 부분(106)에 근접한) 원위 말단에서부터 (제2 접촉부(122)에 근접한) 대향하는 원위 말단까지 크기가 증가할 수 있다. 암 양극(102) 및 암 절연 부재(104)는 암 연결 부분(106)내에 배치될 수 있다. 암 절연 부재(104)는 환형 구조일 수 있으며, 암 양극(102)이 그 속을 통과하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 암 양극(102)은 암 연결 부분(106)내에 동심으로 배열될 수 있으며, 암 절연 부재(104)에 의해 그로부터 전기적으로 격리된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전력 공급부(110)는 전력 공급부(110)의 음극(110a)이 전력 공급부(110)의 양극(110b)의 하류일 수 있도록 e-베이핑 장치(10)에 배열된 배터리를 포함한다. 음극(110a)은 PCB(116)에 와이어(129a)에 의해 연결된다. 이어서, PCB(116)는 음극 부분(106a)에 와이어(129b)에 의해 연결된다. 보다 구체적으로는, 양극(110b)은 PCB(116)의 회로에 와이어(126)에 의해 연결된다. PCB(116) 상의 회로는 전력 공급부(110)의 양극(110b)을 암 연결 부분(106)의 양극 부분(102)에 연결하고, 전력 공급부(110)의 음극(110a)은 음극 부분(106a)에 연결하는 스위치로서 기능한다. PCB 회로가 스위치를 가능하게 하는 경우, 양극 부분(102)이 허용가능한 회로(예를 들면, 제1 섹션(50)의 회로)에 연결되면, 전류가 이 회로를 통해 흐를 수 있게 된다.
음극 부분(106a) 및 양극 부분(102)의 위치가 암 연결 부분(106)내에서 바뀔 수 있음을 이해해야 한다.
하우징(108)은 플라스틱으로 제조될 수 있고 알루미늄으로 도금되며 암회색(gunmetal) 안료로 코팅될 수 있다. 하우징(108)은 길이 방향으로 연장되고 전력 공급부(110), 광 파이프 조립체(112) 및 회로 기판(116)을 수용한다. 암 연결 부분(106) 및 단부 캡(118)은 하우징(108)의 대향하는 말단에서 제공된다. 양극 접촉부(120) 및 공통 접촉부(122)는 단부 캡(118)의 노출된 면 상에 형성된다. 양극 접촉부(120) 및 공통 접촉부(122) 모두 스테인리스 니켈 실버로 코팅될 수 있다.
광 물품(114)(예를 들면, 광 파이프)은 제2 섹션(100)의 원위 말단에 배치될 수 있다. 광 물품(114)은 e-베이퍼 장치의 상태에 기초하여 성인 전자 흡연 사용자가 볼 수 있는 빛을 방출하도록 구성된 광 표시기(105a 내지 105c)를 포함한다. 일 실시예에서, 광 표시기(105a 내지 105c)는 베이핑 중에 제1 색상의 빛, 전력 공급부(110)가 고갈되는 경우 제2 색상의 빛, 전력 공급부(110)가 충전되는 경우 제3 색상의 빛, 및 이들의 조합을 방출할 수 있다. 색상있는 빛 대신에(또는 추가로), 광 표시기(105a 내지 105c)는 상태 표시기로서 섬광, 빛의 패턴, 또는 둘 다를 방출할 수 있다.
예를 들면, 광 표시기(105a 내지 105c)는 여러가지 순서로 적어도 다음의 상태를 나타내는 데 사용되는 발광 다이오드(LED)일 수 있다: 카트리지 감지, 카트리지 제거, 퍼프, 배터리 수준, 비활성화 모드, 활성화 모드, 카트리지 에러, 및 배터리 에러.
양극 접촉부(120) 및 공통 접촉부(122)는 와이어에 의해 회로 기판(116)에 연결될 수 있다. 양극 접촉부(120) 및 공통 접촉부(122)는 충전기가 회로 기판(116)상의 제어부와 통신 가능하고 전력 공급부(110)에 전력을 공급할 수 있는 방식으로 회로 기판(116)에 연결된다. 보다 상세하게는, 제2 섹션(100)이 충전기에 삽입될 때, 충전기의 두 개의 돌출부, 공통 접촉부 및 양극 접촉부는 폐쇄 회로를 형성한다.
도 3b는 도 1에 도시된 제1 섹션의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 도 3b를 참조하면, 제1 섹션(또는 카트리지 섹션, 또는 카트리지)(50)은 원위 말단과 대향하는 원위 말단을 갖는 하우징 배럴(202)을 포함한다. 하우징 배럴(202)은 금속(예를 들면, 스테인리스 강)으로 형성될 수 있지만, 다른 적합한 재료가 사용될 수도 있다. 마우스피스(204) 및 밀봉 링(212)은 하우징 배럴(202)의 원위 말단에 배치되는 한편, 수 연결 부분(206)(예를 들면, 기화기 연결부)은 하우징 배럴(202)의 대향하는 원위 말단에 배치된다. 수 양극(208)(예를 들면, 기둥) 및 수 절연 부재(210)(예를 들면, 개스킷 링)는 수 연결 부분(206)내에 배치될 수 있다. 수 절연 부재(210)는 환상 구조일 수 있고, 수 양극(208)이 그 속을 통과하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 수 양극(208)은 수 연결 부분(206)내에 동심으로 배열될 수 있으며, 수 절연 부재(210)에 의해 그로부터 전기적으로 격리된다. 수 절연 부재(210) 및 밀봉 링(212)은 실리콘으로 형성될 수 있다. 제1 섹션(50)은 공기가 흡인될 수 있는 하나 이상의 공기 유입부(215)를 포함할 수 있고 압력 센서는 하나 이상의 공기 유입부(215)를 통해 흡인된 공기로부터 초래한 공기 압력을 측정할 수 있다.
제1 섹션(50)의 수 연결 부분(206)은 제1 섹션(50) 및 제2 섹션(100)에 부착된 상태로, 제2 섹션(100)의 음극 부분(106a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 섹션(50) 및 제2 섹션(100)은 제2 섹션(100)의 암 연결 부분(106)과 제1 섹션(50)의 수 연결 부분(206)을 맞물리게 함으로써 부착될 수 있다. 제1 섹션(50)은 기화기(250)를 포함할 수 있다. 기화기(250)는 기화전 제제를 기화하기 위하여 가열 요소(또는 히터)를 포함할 수 있다 (도 3c 참조).
도 3a 및 도 3b의 상기 설명에서, 제1 섹션(50) 및 제2 섹션(100)은 연결기를 사용하여 연결부에서 함께 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 연결기는 수 연결 부분(206) 및 암 연결 부분(106)을 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에 따라, 수 연결 부분(206)은 제1 섹션(50)에 고정될 수 있는 한편, 암 연결 부분(106)은 제2 섹션(100)에 고정될 수 있다. 수 연결 부분(206)은 수 연결 부분의 가장자리에서 연장되는 한 쌍의 짝짓기 팔을 포함할 수 있다. 짝짓기 팔 쌍과 가장자리는 그 사이에 한 쌍의 경사진 슬롯을 정의할 수 있다. 각각의 경사진 슬롯 쌍의 말단은 확대된 소켓 단부를 포함한다. 암 연결 부분(106)은 제1 섹션(50)에 고정된다. 예를 들면, 수 연결 부분(206)이 제2 섹션(100)에 고정된 경우, 암 연결 부분(106)은 제1 섹션(50)에 고정된다(및 이와 반대로 가능). 암 연결 부분(106)은 내부 표면과 내부 표면상의 한 쌍의 돌기를 포함할 수 있다. 암 연결 부분(106)은 제1 섹션(50)과 제2 섹션(100)이 전기적으로 결합되도록 수 연결 부분(206)의 경사진 슬롯 쌍 각각의 확대된 소켓 단부 내에 암 연결 부분(106)의 돌기 쌍 각각과 체결하기 위하여 수 연결 부분(206)의 짝짓기 팔 쌍을 세로 및 회전 가능하게 수용하도록 구성된다.
도 3c는 파선 내에서 도 3b에 도시된 카트리지 섹션의 일 실시예의 확대한 단면도를 도시한 것이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 기화기(250)의 히터(252)는 수 연결 부분(206)의 몸체(220)에 전기적으로 연결될 수 있고, 수 양극(208)은 연결점(255 및 260) 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3b 및 도 3c를 참조하면, 하우징 배럴(202)은 다공성 물질(270 및 280)을 갖는 저장부(290)를 포함할 수 있다. 저장부(290) 및 다공성 물질(270 및 280)은 기화전 제제를 함유할 수 있다. 다공성 물질(270)의 밀도는 다공성 물질(280)의 밀도보다 클 수 있다. 하우징 배럴(202)은 기화기(250)를 포함할 수 있다. 기화기(250)는 저장부(290)내에 함유된 기화전 제제와 유체 연통하는 다공성 요소(251)를 포함할 수 있다. 기화기(250)는 다공성 요소(251)에 함유된 기화전 제제를 기화하기 위해 가열 요소(또는 히터)(252)를 포함할 수 있다. 히터(252)의 일 부분은 다공성 요소(251) 주위에 감길 수 있는 한편, 히터(252)의 두 개의 전기 리드(lead)는 연결 지점(255 및 260) 각각에 연장된다. 하우징 배럴(202)은 마우스 피스(204)의 공기 유출부(295)와 공기 유입부(215) 사이에 공기 유동을 허용하는 중앙 공기 통로(275)를 정의하는 내부 튜브(265)를 포함할 수 있다. 기화기(250)는 기화기에 의해 생성된 증기가 마우스피스(204) 쪽으로 유동할 수 있도록 공기 통로(275)에 배열될 수 있다.
도 3d는 도 1의 제1 섹션과 제2 섹션 사이의 연결 부위의 단면도를 도시한다. 도 3d는 수 양극(208) 및 암 양극(102) 사이의 전기 연결과 수 연결 부분(206)과 음극 부분(106) 사이의 전기 연결을 보여준다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 전력 공급부(110)의 양극(110b)과 제1 섹션(50)의 히터(252) 사이의 전기 연결은 PCB(116), 제2 섹션(100)의 암 양극(102), 제1 섹션(50)의 수 양극(208), 및 연결점(260)을 통해 히터(252)의 제1 전기 리드를 갖는 수 양극(208) 상에 확립될 수 있다. 비슷하게, 전력 공급부(110)의 음극(110a)와 히터(252) 사이의 전기 연결은 PCB(116), 연결 부분(106)의 음극 부분(106a), 수 연결 부분(206), 및 연결점(255)을 통해 히터(252)의 제2 전기 리드를 갖는 수 연결 부분(206)의 몸체(220) 상에 확립될 수 있다. 연결점(255 및 260)은, 예를 들어 히터(252)의 2개의 전기 리드를 스팟 용접하거나 납땜함으로써 달성될 수 있다. 양극(110b)은 배터리 와이어(126)에 의해 회로 기판(116) 상의 회로에 연결된다. 회로 기판(116)은 와이어(128)에 의해 음극 부분(106a)에 연결된다.
도 4는 도 1의 제2 섹션의 분해도를 도시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 광 파이프(또는 광 물품)(114)는 광 파이프 조립체(112)의 원통형 구멍(112a, 112b 및 112c)에 삽입되어 끼워맞춰질 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 PCB(116)의 블록도를 도시한다.
도시된 바와 같이, 회로 기판(116)은 제어부(500) 및 배터리 모니터링 유닛(BMU)(510)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 회로 기판(116)은 외부 장치 입출력(I/O) 인터페이스(530)를 포함한다. I/O 인터페이스(530)는 예를 들어, 블루투스 인터페이스일 수 있다.
제어부(500)는 마이크로프로세서(502), 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(505), 히터 제어 회로(515), 충전 제어 회로(520), 압력 센서(525) 및 동작 센서(540)를 포함한다. 명시적으로 도시되지는 않았지만, 동작 센서(540)는 제어부(500)에서 분리되어 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
제어부(500)는 히터를 제어하고, 외부 충전기와 인터페이스로 접속하고, 성인 전자 흡연 사용자가 부압을 인가했는지 여부를 결정하기 위해 e-베이핑 장치(10) 내에 압력을 모니터링하는 등 전체 e-베이핑 장치(10)뿐 아니라 제2 섹션(100)의 특징을 수행한다. 제어부(500)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어를 실행하는 하드웨어, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 제어부(500)의 기능을 수행하기 위한 특별한 목적의 기계로 구성된 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP; digital signal processors), 하나 이상의 회로, 주문형 집적 회로(ASIC; application-specific-integrated-circuits), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate arrays), 및 컴퓨터나 그와 유사한 것들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(500)가 소프트웨어를 실행하는 프로세서라면, 제어부(500)는 상기 프로세서를 특별한 목적의 기계로 구성하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(505) 에 저장된 명령을 실행한다.
게다가, 도 5의 실시예에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 하드웨어와 소프트웨어 실행 프로세서의 조합일 수 있다. 도시된 바와 같이, 하드웨어 요소는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(505), 히터 제어 회로(515), 충전 제어 회로(520), 압력 센서(525) 및 동작 센서(540)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(502)는 저장 매체(505)에 저장된 소프트웨어를 실행함으로써 전술한 하드웨어 요소들의 작동을 제어하도록 구성된다.
마이크로프로세서(또는 제어 회로)(502)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 실행 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들면, 제어부(500)는 마이크로프로세서(502)의 기능을 수행하기 위한 특별한 목적의 기계로 구성된 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 회로, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 및 컴퓨터나 그와 유사한 것들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(502)가 소프트웨어를 실행하는 프로세서라면, 마이크로프로세서(502)는 상기 프로세서를 특별한 목적의 기계로 구성하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(505)에 저장된 명령을 실행한다.
게다가, 마이크로프로세서(502)는 하드웨어와 소프트웨어 실행 프로세서의 조합일 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서(502)는 타이머(545), 카운터(550) 및 레지스터(555)를 포함한다. 이러한 요소들의 기능은 도 6을 참조하여 하기에 보다 상세하게 기술할 것이다.
본원에 개시된 용어 "컴퓨터 판독 가능한 저장 매체" 또는 "비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체"는 읽기 전용 메모리(ROM), 무작위 접근 메모리(RAM), 자성 RAM, 코어 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래쉬 메모리 장치, 정보를 저장하기 위한 기타 유형(tangible)의 기계 판독가능 매체, 및 이들의 조합을 나타낼 수 있다. 용어 "컴퓨터 판독 가능한 저장 매체"는 이에 제한되지 않지만, 하나 이상의 명령 및 데이터중 적어도 하나를 저장, 포함 또는 전달이 가능한 휴대용 또는 고정 저장 장치, 광학 저장 장치, 및 여러가지 기타 매체를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전력 공급부(110)는 전압 VBAT를 히터 제어 회로(515), 충전 제어 회로(520) 및 광 물품(114)에 공급한다. 전압 VBAT 및 마이크로프로세서(502)로부터의 데이터(또는 제어 신호)에 기초하여, 광 물품(114)은 e-베이핑 장치(10)의 상태를 표시하는 빛 또는 일련의 빛을 생성한다.
히터 제어 회로(515) 및 충전 제어 회로(520)는 마이크로프로세서(502) 및 마이크로프로세서(502)에 전송한 데이터/마이크로프로세서(502)로부터 수신한 데이터에 의해 제어된다.
보다 구체적으로는, 히터 제어 회로(515)는 마이크로프로세서(502)로부터 받은 펄스폭 조절 신호 및 인에이블 신호에 기초하여 제1 섹션(50)의 히터에 공급된 전압을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 마이크로프로세서(502)가 제1 섹션(50) 및 제2 섹션(100)이 연결되었음을 감지한 경우, 히터 제어 회로(515)는 히터 전체에 걸친 전압과 히터 전체에 걸친 전류를 모니터하도록 구성된다. 히터 제어 회로(515)는 모니터된 히터 전체에 걸친 전압 및 전류를 마이크로프로세서(502)로 피드백하도록 구성된다. 또, 마이크로프로세서(502)는 히터 제어 회로(515)로부터 받은 피드백에 기초하여 펄스폭 조절 회로를 조정하도록 구성된다.
충전 제어 회로(520)는 외부 충전기와 제2 섹션(100) 사이의 인터페이스로서 기능한다. 보다 구체적으로는, 충전기에 연결되어 있을 때, 충전기가 일련의 전압 펄스를 충전 제어 회로(520)로 보낸다. 마이크로프로세서(502)는 일련의 전압 펄스가 정확한지 결정한다. 일련의 전압 펄스가 마이크로프로세서(502)에 의해 정확하다고 결정된 경우, 마이크로프로세서(502)는 충전 제어 회로(520)가 일련의 응답하는 전압을 생성하도록 지시하여 충전기가 정확한 응답을 인지하면 충전기가 전력 공급부(110)에 충전을 시작하게 된다.
BMU(510)는 전력 공급부(110)에 의해 생성된 전압 VBAT를 모니터한다. 만약 전압 VBAT가 설정된 범위(예를 들면, 2.5V 내지 4.3V 사이)내에 있으면, BMU(510)는 마이크로프로세서(502)에 전압 VBAT를 공급한다. 만약 전압 VBAT가 설정된 범위내에 없으면, BMU(510)는 마이크로프로세서(502)에 전력이 공급되지 않게 한다.
마이크로프로세서(502)는 전압 VBAT 를 다른 전압 VDD로 변환하는 전압 조절기를 포함한다. 마이크로프로세서(502)는 전압 VDD를 압력 센서(525)에 공급한다.
압력 센서(525)는 실제 압력 센서인 마이크로전자기계 시스템(MEMS)일 수 있다. 마이크로프로세서(502)는 성인 전자 흡연 사용자가 e-베이핑 장치(10)에 부압을 인가했는지 결정하기 위해 MEMS 압력 센서(525)를 사용한다. 마이크로프로세서(502)가 성인 전자 흡연 사용자가 인가한 부압을 감지한 경우, 마이크로프로세서(502)는 기화전 제제를 기화함으로써 히터가 증기를 생성하기 위하여 히터 제어 회로(515)가 가열 프로세스를 시작하는 것을 제어한다.
실제 MEMS 압력 센서(525)를 사용함으로써, 마이크로프로세서(502)는 성인 전자 흡연 사용자로부터의 부압을 빠르게 측정할 수 있다. 게다가, MEMS 압력 센서(525)는 회로 기판(116) 상에 직접 설치될 수 있으므로 MEMS 압력 센서는 차압 센서보다 적은 공간을 차지할 수 있다.
예를 들면, MEMS 압력 센서(525)는 MS5637-02BA03 Low Voltage Barometric Pressure Sensor일 수 있다.
대안으로, 압력 센서(525)는 차압 센서일 수 있다. 차압 센서는 두 개의 공기 압력, 즉 주위 공기 압력과 변하는 공기 압력을 측정할 수 있다. 차압 센서는 일반적으로 장치의 단부에 설치되고, 센서의 타측으로부터 센서의 일측을 밀봉하는 개스킷내로 투입된다. 성인 전자 흡연 사용자가 부압을 인가하는 경우, 차압 센서의 밀봉된 측면은 압력 강하(진공)를 감지하는 한편, 주위 측면은 밀봉되지 않음으로써 노출되어 있으므로 압력 강하가 적게 감지된다. 이어서, 차압 센서는 차등 신호를 제공한다.
일 실시예에서, 제어부(500)의 여러가지 요소 및 마이크로프로세서(502)는 집적회로간(I2C; Inter-Integrated Circuit) 인터페이스를 사용하여 통신한다.
동작 센서(540)는 e-베이핑 장치(10)의 움직임(예를 들어, 동작 이벤트)을 감지할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 동작 센서(540)는 적절한 가속도(또는 중력)의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 감지하는 단일축 또는 다중축 가속도계일 수 있다. 가속도계는 압전, 압전 저항, 및 정전용량 원리 중 적어도 하나에 따라 작동할 수 있다. 가속도계는 MEMS 장치일 수 있다. 감지된 동작은 e-베이핑 장치(10)를 두드리고, 흔들고 회전시키는 등과 같은 성인 전자 흡연 사용자에 의한 e-베이핑 장치(10)의 동작을 포함할 수 있다. 동작 센서(540)는 또한 e-베이핑 장치(10)의 배향을 감지할 수 있다. 제어부(500)는 동작 센서(540)의 출력 신호에 기초하여 e-베이핑 장치(10)의 전력 소비 요소를 작동할 수 있다. 전력 소비 요소는 배터리(110)의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기(예를 들어, 광 물품(114)), e-베이핑 장치(10)를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로, 및 기화전 제제의 양을 표시하기 위한 표시기(예를 들어, 광 물품(114)), 기화기(250) 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(500)는 수면 모드, 대기 모드, 활성 모드에서 e-베이핑 장치(10)를 작동할 수 있다. 활성 모드는 제어부(500)가 히터(252)를 활성화시키는 모드(예를 들어, 성인 전자 흡연 사용자에 의해 퍼프(puff)하는 중)일 수 있다. 활성 모드에서, 마이크로프로세서(502)는 제1 주파수에서 압력 센서(525)에 판독 요청을 보내 압력 센서(525)로부터 압력 판독을 얻게 된다. 대기 모드는 마이크로프로세서(502)가 활성 모드와 비교하여 압력 센서(525)에 보낸 판독 요청의 빈도를 감소시키는 모드일 수 있다. 그러므로, 대기 모드는 활성 모드와 비교하여 e-베이핑 장치(10)의 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 수면 모드는 마이크로프로세서(502)가 대기 모드와 비교하여 압력 센서(525)에 보낸 판독 요청의 빈도를 감소시키는 모드일 수 있다. 대안적으로, 수면 모드에서는 마이크로프로세서(502)가 압력 센서(525)를 끄거나 판독 요청을 모두 종료할 수 있어, 효과적으로 압력 센서(525)를 불능화할 수 있다. 수면 모드, 대기 모드, 활성 모드 중 임의의 하나에서, 마이크로프로세서(502)가 보낸 판독 요청 빈도는 성인 전자 흡연 사용자에 의해 정의될 수 있거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다.
마이크로프로세서(502)가 동작 센서(540)의 출력을 사용하여 기화기(250)를 활성화시키는 경우, 제어부(500)가 압력 센서(525)를 불능화(예를 들어, 스위치 사용)할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 마이크로프로세서(502)는 e-베이핑 장치(10)가 활성 모드의 낮은 전력 상태에서 작동중인 경우 압력 센서(525)를 불능시킬 수 있다. 대안으로, 동작 센서(540)는 마이크로프로세서(502)가 기화기(250)를 언제 활성화시킬지 결정하기 위해 동작 센서(540)의 출력을 사용할 수 있다는 점에서 압력 센서(525)의 기능을 대신할 수 있다. 그러므로, 적어도 일 실시예에 따르면 제어부(500)는 압력 센서(525)를 포함하지 않는다. 상기 모든 경우에서, 동작 센서(540)가 압력 센서(525)보다 전력을 적게 소비할 수 있으므로 전력 소비는 감소될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 제어부를 작동하는 방법의 예시를 도시한 흐름도를 나타낸다. 예를 들어, 도 6은 마이크로프로세서(502)의 관점에서 제어부(500)의 작동을 나타낸다.
작동(600)에서, 마이크로프로세서(502)는 동작 센서(540)로부터 출력 신호를 수신한다. 출력 신호(예를 들어, 전압)의 크기는 e-베이핑 장치(10)의 동작에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, e-베이핑 장치(10)가 휴지기에 있는 경우, 출력 신호의 크기는 e-베이핑 장치(10)가 성인 전자 흡연 사용자에 두드려지는(또는 다른 동작을 경험하는) 경우보다 작을 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정되지 않는다.
동작 센서(540)가 다중축 가속도계인 경우, 출력 신호는 가속도계의 각 축에 대한 구성 성분(즉, x, y 및 z축 각각에 대한 구성 성분)을 포함할 수 있다. 그러므로, 적어도 일 실시예에 따르면 출력 신호의 크기는 구성 성분들(예를 들어, 두 개 또는 세 개의 구성 성분들)의 크기를 평균하여 측정될 수 있다. 대안으로 마이크로프로세서(502)는 출력 신호의 각 구성 성분을 개별적으로 모니터할 수 있어 도 6의 작동이 단일 구성 성분의 크기에 대하여 수행되도록 한다. 그러므로, "출력 신호의 크기"는 실행하는 것에 따라 임의의 상기 가능성에 적용됨을 이해해야 한다.
작동(605)에서, 마이크로프로세서(502)가 출력 신호의 크기가 제1 임계값을 초과하는지 여부를 결정한다. 즉, 마이크로프로세서(502)는 출력 신호의 크기에 기초하여 동작 이벤트를 감지할 수 있다. 실시예들은 출력 신호의 크기가 임계값을 초과하는지 여부를 결정하는 것에 한정되는 것은 아니다. 적어도 일 실시예에 따라서, 마이크로프로세서(502)는 출력 신호의 크기의 변화가 임계값을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 추가로 마이크로프로세서(502)는 출력 신호의 크기의 변화에 기초하여 동작의 방향을 감지할 수도 있다.
제1 임계값은 성인 전자 흡연 사용자에 의해 정의될 수 있거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다. 예를 들면, 출력 신호가 전압 신호인 경우, 마이크로프로세서(502)는 전압 신호가 제1 임계 전압 수준을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 초과하지 않는다면, 마이크로프로세서(502)는 작동(600)에서 동작 센서(540)로부터 출력 신호를 계속 수신한다. 마이크로프로세서(502)가 출력 신호의 크기가 제1 임계값을 초과한다고 결정하면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 작동(610)에서 타이머(545)를 작동시킨다.
작동(615)에서, 마이크로프로세서(502)가 카운터(550)를 증분하여 작동(605)에서 제1 임계값을 초과한 출력 신호의 실례를 표시한다. 작동(615)에서, 마이크로프로세서(502)는 또한 카운터(550)가 예를 들어 시간 스탬프와 같은 기록에 의해 증분되는 경우 기록할 수 있다. 게다가, 마이크로프로세서(502)는 감지된 동작 이벤트의 크기 및 방향을 기록할 수 있다. 시간 스탬프, 크기 및 방향이 작동 이벤트를 확인하는 데 유용할 수 있으므로 이러한 정보는 레지스터(555)에 저장될 수 있다(작동(630)의 논의 참조).
작동(620)에서, 마이크로프로세서(502)는 타이머(545)의 경과 시간이 만료 시간을 초과하는지 여부를 결정한다. 만료 시간은 성인 전자 흡연 사용자에 의해 정의될 수 있거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다. 예를 들어, 만료 시간은 마이크로프로세서(502)가 작동(605)에서 제1 임계값을 초과한 출력 신호의 크기의 제1 실례를 감지할 때 출력 신호를 얼마나 오래 모니터하는 것이 바람직한지에 따라 선택될 수 있다. 마이크로프로세서(502)가 타이머(545)의 경과 시간이 만료 시간을 초과하지 않는 것으로 결정하면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 출력 신호가 작동(625)에서 제2 임계값을 초과하는지 여부를 결정한다. 초과하면 이어서 마이크로프로세서(502)는 카운터(550)를 증분하도록 작동(615)으로 돌아온다. 제2 임계 값은 제1 임계 값과 동일할 수 있다. 하지만, 제2 임계 값은 원한다면 제1 임계 값보다 작거나 클 수 있다. 제2 임계값은 성인 전자 흡연 사용자에 의해 정의될 수 있거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 임계값은 인터페이스(530)를 통해 성인 전자 흡연 사용자에 의해 조정될 수 있다.
마이크로프로세서(502)가 제2 임계값이 작동(625)에서 초과하지 않는다고 결정한 경우, 마이크로프로세서(502)는 카운터(550)를 증분하지 않고 작동(620)으로 돌아와 타이머(545)의 경과 시간이 만료 시간을 초과했는지 여부를 결정한다.
작동(600 내지 625)이 출력 신호가 만료 시간 기간내에 하나 이상의 임계값을 초과하는 횟수를 마이크로프로세서(502)가 (카운터(550)를 통해) 계수할 수 있게 함을 이해해야 한다. 즉, 마이크로프로세서(502)는 특정 시간 기간내에 e-베이핑 장치(10)의 동작 이벤트(예를 들어, 두드리기, 회전 및 기타등등)의 수를 감지할 수 있다.
마이크로프로세서(502)가 타이머(545)의 경과 시간이 작동(620)에서 만료 시간 기간을 초과한다고 결정하면, 마이크로프로세서(502)는 카운터(550)의 산출량에 기초하여 작동(630)에서 작동 이벤트를 확인하려고 시도한다. 작동(600 내지 625)의 관점에서, 카운터(550)의 산출량은 타이머(545)의 경과 시간이 만료 시간을 초과하기 전에 감지된 동작 이벤트의 수를 표시해야 한다. 그러므로, 마이크로프로세서(502)는 감지된 동작 이벤트의 계수된 수에 기초하여 작동 이벤트를 확인한다. 대안으로, 마이크로프로세서(502)는 동작 이벤트의 계수된 수에 근거한 작동 이벤트; 및 제1 및 제2 임계값, 만료 시간, 출력 신호의 크기, 및 동작의 방향 및 감지된 동작 이벤트의 계수된 수와 연관된 시간 스탬프 중 적어도 하나를 확인하도록 구성된다.
작동 이벤트는 예를 들어, 배터리(110)의 수준을 표시하는 배터리 수준 표시 기능, e-베이핑 장치(10)의 잠금 및 잠금해제를 위한 록아웃 회로 기능, 카트리지(50)에 기화전 제제의 수준을 표시하는 기화전 제제 수준 표시기 기능, 기화기(250)를 활성화시키는 기능 또는 e-베이핑 장치(10)에 의해 수행될 수 있는 다른 임의의 기능들(예를 들면, 전원을 켜고 예열, 히터 전압 상승 등)과 같은 e-베이핑 장치(10)의 기능일 수 있다. 마이크로프로세서(502)는 작동 이벤트를 확인하기 위하여 저장 매체(505)에 저장된 표(예를 들면, 색인표(LUT; lookup table)를 참고할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(502)는 카운터(550)에 의해 표시된 동작 이벤트의 수와 저장 매체(505)에 저장된 표를 서로 연관시킴으로써 작동 이벤트를 확인하려고 시도할 수 있다.
표는 동작 이벤트의 계수된 수와 e-베이핑 장치(10)의 특정 작동 이벤트를 연관시키는 항목을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표는 두 개의 계수된 동작 이벤트는 e-베이핑 장치(10)의 배터리 수준을 확인하는 작동 이벤트를 개시하도록 나타내야 하고, 세 개의 계수된 동작 이벤트는 기화기(250)를 활성화하는 작동 이벤트를 개시하도록 나타내야 하는 것 등을 나타내는 항목을 포함할 수 있다. 표 항목은 성인 전자 흡연 사용자에 의해 정의될 수 있거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다. 표 항목은 인터페이스(530)를 통해 성인 전자 흡연 사용자에 의해 조정될 수도 있다. 동작 센서(540)가 다중축 가속도계인 경우 및 마이크로프로세서(502)가 출력 신호의 다중 구성 성분을 모니터하는 경우, 표는 각 축과 연관된 항목의 수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 신호의 x축 구성 성분을 사용하여 감지된 동작 이벤트의 수는 출력 신호의 y축 구성 성분을 사용하여 감지된 동작 이벤트의 동일한 수와 상이한 작동 이벤트에 대응할 수 있다. 그러므로 마이크로프로세서(502)는 가속도계의 각 축에 하나씩, 세 개의 평행한 방식으로 도 6의 작동을 실행할 수 있다.
마이크로프로세서(502)는 동작 이벤트의 계수된 수에 근거한 작동 이벤트; 및 만료 시간, 적어도 하나의 임계값, 출력 신호의 크기, 동작의 방향 및 감지된 동작 이벤트의 계수된 수와 연관된 시간 스탬프(즉, 카운터(550)가 증분될 때 표시하는 레지스터(555)에 저장된 시간 스탬프) 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 예를 들어, 임계값을 조정하는 것이 또한 만료 시간을 조정하게 되거나 그 반대가 되도록 제1 및 제2 임계값은 특정 만료 시간과 관련될 수 있다. 시간 스탬프는 마이크로프로세서(502)가 각각의 감지된 동작 이벤트 사이의 간격을 결정하는 것을 허용할 수 있다. 마이크로프로세서(502)는 작동 이벤트를 확인하기 위해 동작 이벤트의 계수된 수에 추가로 이러한 정보의 일부 또는 전부를 사용할 수 있다. 이는 마이크로프로세서(502)가 계수된 동작 이벤트의 동일한 수에 대해 상이한 작동 이벤트를 확인하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(502)는 e-베이핑 장치(10) 상에 두 번의 빠른 두드림(또는 동작 이벤트)을 상대적으로 긴 간격으로 인해 분리된 두번의 두드림(또는 동작 이벤트)과 상이한 작동 이벤트로서 확인할 수 있다. 따라서, 표는 열에 나열된 각 카테고리에 대한 상응하는 정보를 갖는 "동작 이벤트의 계수된 수", "작동 이벤트", "임계값", "만료 시간", "출력 신호의 크기", "동작의 방향" 및 "감지된 동작 이벤트 사이의 간격"이란 제목의 열을 포함할 수 있다. 표의 정보는 성인 전자 흡연 사용자에 의해 인터페이스(530)를 통해 고칠 수 있거나 조정할 수 있거나 둘 다 가능하거나, 실증적 증거에 기초하여 설정된 디자인 파라미터일 수 있거나, 둘 모두일 수 있다.
만약 작동(630)에서 마이크로프로세서(502)가 (예를 들어, 동작 이벤트의 계수된 수가 표에서 상응하는 항목이 없기 때문에) 작동 이벤트를 확인하지 않는다면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 작동(600)으로 돌아가기 전에 작동(635)에서 타이머(545) 및 카운터(550)를 리셋한다. 만약 작동(630)에서 마이크로프로세서(502)에서 작동 이벤트를 확인한다면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 명령을 실행하여 확인된 작동 이벤트를 수행한다. 예를 들어, 마이크로프로세서(502)가 동작 이벤트의 계수된 수가 기화기(250)를 활성화시키는 작동 이벤트와 연관된 표의 항목과 일치하는 것을 확인하면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 명령을 실행하여 히터 제어 회로(515)가 기화기(250)에 전력을 공급하게 한다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서(502)는 압력 센서(525)에 의해 정상적으로 소비되는 전력을 절약하기 위하여 히터 제어 회로(515)를 활성화시킬 때, (예를 들면, 마이크로프로세서(502)와 압력 센서(525) 사이의 스위치를 개방함으로써) 압력 센서(525)를 불능시킬 수 있다. 그러므로, 마이크로프로세서(502)는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 e-베이핑 장치의 전력 소비 요소들 중 원하는 것들에 전력을 공급한다. 전력 소비 요소들은 예를 들어 배터리(10)의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기(예를 들어, 광 물품(114)), e-베이핑 장치(10)를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로, 및 기화전 제제의 양을 표시하기 위한 표시기(예를 들어, 광 물품(114)) 등과 같은 전력을 소비하는 e-베이핑 장치(10)의 임의의 요소를 포함할 수 있다.
작동(640) 후에, 마이크로프로세서(502)는 작동(600)으로 되돌아가기 전에 작동(635)에서 레지스터(555)를 지우고 타이머(545) 및 카운터(550)를 리셋한다.
마이크로프로세서(502)가 명령을 실행하여 작동(640)에서 확인된 작동 이벤트를 수행하도록 하는 것이 예를 들어 e-베이핑 장치(10)의 작동 상태와 같은 다른 환경에 조건화될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, e-베이핑 장치(10)의 배터리(110)가 임계 수준 미만이라면, 이어서 마이크로프로세서(502)는 확인된 작동 이벤트를 취소하거나 연기할 수 있다.
상기의 관점에서, 적어도 일 실시예에 따른 제어부 또는 e-베이핑 장치는 e-베이핑 장치의 버튼의 수를 감소시킬 수 있고, (예를 들면 e-베이핑 장치가 기화기를 활성화시키는 퍼프 센서 대신에 동작 센서의 출력에 의지하는 경우) 감소된 전력 소비로 작동할 수 있고, 편리한 맞춤형의 작동 옵션을 제공할 수 있으며 이들의 조합이 가능함을 이해해야 한다.
따라서 실시예들이 설명되었지만, 동일한 것들이 많은 방식으로 변형될 수 있음이 명백할 것이다. 이와 같은 변형은 실시예들의 의도된 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 당업자에게 명백한 모든 이와 같은 변형은 다음의 청구 범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (19)

  1. e-베이핑 장치용 제어부로서,
    상기 e-베이핑 장치의 동작을 감지하고 상기 동작에 기초하여 출력 신호를 출력하도록 구성된 동작 센서; 및
    상기 출력 신호의 크기에 기초하여 동작 이벤트를 감지하고, 상기 출력 신호의 크기가 적어도 하나의 임계값과 관련된 만료 시간 내에 상기 적어도 하나의 임계값을 초과하는 횟수에 기초하여, 감지된 동작 이벤트의 횟수를 계수하며, 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된 제어 회로;를 포함하되,
    상기 제어 회로는 확인된 작동 이벤트가 제1 작동 이벤트인 경우 상기 e-베이핑 장치의 전력 소비 요소들의 제1 세트에 공급되는 전력을 제어하도록 추가로 구성되며, 확인된 작동 이벤트가 제2 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소들의 제2 세트에 전력을 공급하도록 구성되는, 제어부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동작 센서는 가속도계인, 제어부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수; 및 상기 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수와 관련된 만료 시간, 상기 적어도 하나의 임계값, 상기 출력 신호의 크기, 상기 동작의 방향, 및 시간 스탬프 중 적어도 하나에 기초하여 상기 작동 이벤트를 확인하도록 구성된, 제어부.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 작동 이벤트를 확인하기 위하여 저장 매체에 저장된 표를 참고하도록 구성된, 제어부.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 확인된 작동 이벤트에 기초하여 전력 소비 요소들 중 원하는 요소들에 전력을 공급하도록 구성된, 제어부.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전력 소비 요소들은 배터리의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기, e-베이퍼 장치를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로(lock-out circuit), 및 기화전 제제(pre-vapor formulation)의 양을 표시하기 위한 표시기 중 적어도 하나를 포함하는, 제어부.
  7. e-베이핑 장치로서,
    기화전 제제를 저장하도록 구성된 저장부;
    상기 기화전 제제로부터 증기를 발생시키도록 구성된 기화기;
    상기 e-베이핑 장치의 전력 소비 요소들에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부로서, 상기 전력 소비 요소는 상기 기화기를 포함하는, 전력 공급부;
    상기 e-베이핑 장치의 동작을 감지하고 상기 동작에 기초하여 출력 신호를 출력하도록 구성된 동작 센서; 및
    상기 출력 신호의 크기에 기초하여 동작 이벤트를 감지하고, 상기 출력 신호의 크기가 적어도 하나의 임계값과 관련된 만료 시간 내에 상기 적어도 하나의 임계값을 초과하는 횟수에 기초하여, 감지된 동작 이벤트의 횟수를 계수하며, 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된 제어 회로;를 포함하되,
    상기 제어 회로는 확인된 작동 이벤트가 제1 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소들의 제1 세트에 공급되는 전력을 제어하도록 추가로 구성되며, 확인된 작동 이벤트가 제2 작동 이벤트인 경우 전력 소비 요소들의 제2 세트에 전력을 공급하도록 구성되는, e-베이핑 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동작 센서는 가속도계인, e-베이핑 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기화기는,
    상기 저장부와 유체 연통하는 다공성 요소; 및
    상기 다공성 요소 내의 기화전 제제를 증발시키도록 구성된 히터를 포함하는, e-베이핑 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수; 및 상기 감지된 동작 이벤트의 계수된 횟수와 관련된 만료 시간, 상기 적어도 하나의 임계값, 상기 출력 신호의 크기, 동작의 방향, 및 시간 스탬프 중 적어도 하나에 기초하여 작동 이벤트를 확인하도록 구성된, e-베이핑 장치.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 작동 이벤트를 확인하기 위하여 저장 매체에 저장된 표를 참고하도록 구성된, e-베이핑 장치.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 확인된 작동 이벤트에 기초하여 상기 전력 소비 요소들 중 원하는 요소들에 전력을 공급하도록 구성된, e-베이핑 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전력 소비 요소들은 배터리의 수준을 표시하기 위한 배터리 수준 표시기, e-베이퍼 장치를 잠금 및 잠금해제하기 위한 록아웃 회로, 및 기화전 제제의 양을 표시하기 위한 표시기 중 적어도 하나를 포함하는, e-베이핑 장치.
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