KR102449252B1 - 정전 방전 보호 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치 - Google Patents

정전 방전 보호 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치 Download PDF

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Abstract

생리 신호 모니터 장치는 베이스(1) 및 송신시(3)를 구비한다. 베이스(1)에는 바이오센서(2)가 제공된다. 송신기(3)는 베이스(1)에 제거 가능하게 결합되고, 케이싱(31) 및 정전 방전 보호 유닛(39)을 구비한다. 케이싱(31)은 바이오센서(2)가 소켓 안으로 제거 가능하게 삽입되게 하는 소켓(367)을 가진다. 정전 방전 보호 유닛(39)은 소켓(367)의 주위를 적어도 둘러싸도록 배치되어 정전 방전이 발생될 때 정전기를 일소(dispel)한다.

Description

정전 방전 보호 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치{PHYSIOLOGICAL SIGNAL MONITORING DEVICE WITH AN ELECTROSTATIC-DISCHARGE PROTECTIVE MECHANISM}
본 발명은 생리 신호 모니터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치에 관한 것이다.
연속적인 글루코스 모니터링(Continuous glucose monitoring (GCM))은 규칙적인 간격으로 개인의 글루코스 측정을 수행함으로써 혈액 글루코스 레벨의 변화를 추적하는 보편적인 방법이다. CGM 시스템을 사용하기 위하여, 개인은 콤팩트한, 소형 감지 장치의 형태를 착용하며, 이것은 호스트의 글루코스 레벨에 대응하는 생리 신호를 감지하기 위한 바이오센서 및, 상기 언급된 생리 신호를 수신 및 송신하는 송신기를 적어도 구비한다.
통상적인 GCM 시스템의 바이오센서 및 송신기는 분리되어 포장되고, 사용 직전에 조립된다. 정전기는 운반 또는 포장 동안에 바이오센서 및 송신기에 축적될 수 있으며, 송신기의 내부 전자 구성체 및 바이오센서를 손상시킬 수 있다. 또한, 정전기 방전 문제는 송신기 및 바이오센서의 소형화와 함께 심각해질 수 있어서 제품의 수명 및 작동에 영향을 미친다.
한편, 국제 출원 공개 WO 2017-116915 A1 에는 바이오센서가 개시되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 경감시킬 수 있는 생리 신호 모니터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상에 따르면, 생리 신호 모니터 장치는 호스트의 적어도 하나의 분석물의 생리학적 파라미터(physiological parameter)를 모니터하도록 구성되고, 베이스 및 송신기를 구비한다. 베이스는 호스트의 피부 표면에 장착되도록 구성되고, 베이스에는 바이오센서가 제공된다. 바이오센서는 감지 섹션 및 신호 출력 섹션을 가진다. 바이오센서의 감지 섹션은 호스트의 생리학적 파라미터에 대응하는 적어도 하나의 생리 신호를 측정하도록 호스트의 피부 표면 아래에 삽입되도록 구성되고, 신호 출력 섹션을 통해서 생리 신호를 출력한다. 송신기는 베이스에 제거 가능하게 결합되고, 케이싱 및 정전기 방전 방지 유닛을 구비한다. 케이싱은 회로 보드를 수용하기 위한 내측 공간을 형성하고, 베이스를 향하는 연결 표면을 가진다. 연결 표면에는 연결 포트가 제공된다. 연결 포트는 소켓을 가지고, 상기 소켓은 내측 공간과 소통되고 바이오센서의 신호 출력 섹션이 제거 가능하게 삽입됨으로써, 바이오센서가 회로 보드에 결합될 수 있게 하고, 생리 신호를 프로세싱하도록 생리 신호를 회로 보드로 출력할 수 있게 한다. 정전기 방전 방지 유닛은 정전기 방전이 발생될 때 정전기를 유지(bearing) 및 제거(dispelling)하도록 연결 포트의 소켓의 주위에 적어도 배치된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 생리 신호 모니터 장치는 호스트의 적어도 하나의 분석물의 생리학적 파라미터를 모니터하도록 구성돠고, 베이스 및 송신기를 구비한다. 베이스는 호스트의 피부 표면에 장착되도록 구성되고, 베이스에는 바이오센서가 제공된다. 바이오센서는 감지 섹션 및 신호 출력 섹션을 가진다. 바이오센서의 감지 섹션은 호스트의 생리학적 파라미터에 대응하는 적어도 하나의 생리 신호를 측정하도록 호스트의 피부 표면 아래에 삽입되도록 구성되고, 신호 출력 섹션을 통해 생리 신호를 출력한다. 송신기는 베이스에 제거 가능하게 결합되고 케이싱을 구비한다. 케이싱은 회로 보드를 수용하기 위한 내측 공간을 형성하고, 베이스를 향하며 연결 포트가 제공된 측부를 가진다. 연결 포트는 소켓을 가지며, 상기 소켓은 내측 공간과 소통되고 바이오센서의 신호 출력 섹션이 제거 가능하게 삽입되도록 함으로써, 바이오센서는 회로 보드에 결합될 수 있고 생리 신호를 프로세싱하도록 생리 신호를 회로 보드로 출력할 수 있다. 케이싱의 적어도 연결 포트는 정전기 방전이 발생될 때 정전기를 유지 및 제거하는 정전기 방전 방지 유닛으로서의 역할을 하는 도전성 재료로 만들어진다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 실시예의 다음의 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치의 제 1 실시예의 사시도이다.
도 2 는 제 1 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 은 제 1 실시예의 감지 부재를 나타내는 측면도이다.
도 4 는 제 1 실시예의 송신기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5 는 연결 부분 및 정전기 방전 방지 유닛을 가진 송신기의 케이싱의 저부 부분을 나타내는 사시도이다.
도 6 은 도 1 에서 VI-VI 를 따라서 취해진 단면도이다.
도 7 은 도 6 의 확대도이다.
도 8 은 제 1 실시예를 나타내는 절단 사시도이다.
도 9 는 제 1 실시예의 개량예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 10 은 제 1 실시예의 다른 개량예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 11 은 송신기를 도시하는 회로 개략도이다.
도 12 는 감지 부재와 결합된 송신기를 도시하는 회로 개략도이다.
도 13 은 제 1 실시예를 도시하는 블록 다이아그램이다.
도 14 는 제 1 실시예의 다른 개량예를 나타내는 단면도이다.
도 15 는 제 1 실시예의 다른 개량예를 나타내는 단면도이다.
도 16 은 본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치의 제 2 실시예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 17 은 본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치의 제 3 실시예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 18 은 본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치의 제 4 실시예의 연결 포트, 복수개의 제 2 연결 매체들 및, 정전기 방전 방지 유닛의 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 19 는 제 4 실시예를 도시하는 부분적인 단면도이다.
도 20 은 본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치의 제 5 실시예를 도시하는 부분적인 단면도이다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 적절한 것으로 간주될 경우에, 도면 번호 또는 도면 번호의 말미 부분들은 도면들 사이에서 반복되어 대응 요소들 또는 유사 요소들을 지시하며, 상기 요소들은 선택적으로 유사한 특징들을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서, “위” “아래” “상부” 및 “저부”는 본 발명의 요소들 사이의 상대적인 위치를 나타내는 것을 의미하며 실제 구현예에서 요소들 각각의 실제 위치를 지시하도록 의미되지 않는다. 마찬가지로, 여기에 개시된 댜앙한 축들은, 본 발명에서 서로 직각인 것으로 정의되지만, 실제 구현예에서 필수적으로 직각일 필요는 없다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터링 장치의 제 1 실시예는 호스트(미도시)의 피부 표면에 장착되도록 적합화되고, 호스트의 적어도 하나의 분석물을 측정하고 대응하는 생리 신호를 송신하도록 적합화된다. 이러한 실시예에서, 생리 신호 모니터 장치는 호스트의 간질 유체(interstitial fluid, ISF)에 있는 혈액 글루코스 농도를 측정하기 위한 것이지만, 그것에 제한되지 않는다.
생리 신호 모니터 장치는, 호스트의 피부 표면에 장착되도록 구성된 베이스(1), 베이스(1)에 장착되고 호스트의 피부 표면 아래에 부분적으로 삽입되도록 구성된 바이오센서(2) 및, 제 1 축(D1)의 방향에서 베이스(1)에 제거 가능하게 덮이고 바이오센서(2)에 연결된 송신기(3)를 구비한다. 바이오센서(2)는 호스트의 분석물의 생리학적 파라미터(physiological parameter)를 측정하고 대응하는 생리 신호(physiologica signal)를 송신기(3)로 보내도록 구성되며, 송신기는 생리 신호를 수신하고, 처리하고, 외부 장치(800)(도 13)에 모니터 목적으로 송신한다.
도 2 및 도 3 을 참조하면, 이러한 실시예에서, 바이오센서(2)는 베이스(1)에 장착된 장착 시트(21) 및, 장착 시트(21)에 의해 유지되고 장착 시트에 장착된 감지 부재(22)를 구비한다. 감지 부재(22)는 호스트의 피부 표면 아래에 삽입되도록 구성된 감지 섹션(222), 송신기(3)에 전기적으로 연결된 신호 출력 섹션(221) 및, 감지 섹션과 신호 출력 섹션(222, 221)을 상호 연결하는 연장 섹션(223)을 구비한다. 감지 섹션(222)은 호스트의 적어도 하나의 분석 물질(analytical substance)의 생리 파라미터를 측정하도록 구성되고, 신호 출력 섹션(221)은 감지 섹션(223)으로부터 연장 섹션(223)을 통해 정보를 수신한 후에 대응하는 생리 신호를 송신기(3)로 보내도록 구성된다. 연장 섹션(223)은 절연 재료로 덮인다. 더욱이, 감지 부재(22)는 그에 배치된 복수개의 전극(226)들을 가진다. 전극(226)들의 수 및 유형은 측정된 분석 물질의 유형을 처리하도록 주로 설계되며, 명세서에 도시된 것들에 제한되지 않는다. 명확성을 위하여,감지 부재(22)의 상세한 구조는 도 3 에만 개시되어 있다.
도 4 내지 도 6 을 참조하면, 송신기(3)는 내부 공간(30)을 형성하는 케이싱(31), 내측 공간(30)에 배치된 회로 보드(33), 내측 공간(30)에 배치되고 회로 보드(33)에 장착된 프로세싱 유닛(34)(도 12), 내측 공간(30)에 배치되고 회로 보드(33)에 결합된 배터리(35), 케이싱(31)으로부터 돌출된 연결 포트(36), 연결 포트(36)에 장착된 복수개의 제 2 도전성 매체(37) 및, 연결 포트(36)의 외측 표면(361)상에 배치된 정전기 방전 방지 유닛(39)을 구비한다.
상세하게는, 케이싱(31)은 저부 부분(311) 및 상부 부분(312)을 구비한다. 저부 부분(311) 및 상부 부분(312)은 형상에서 대응하는 2개의 케이싱 부분들이고, 함께 작용하여 그 사이에 내부 공간(30)을 형성한다. 케이싱(31)은 연결 표면(311b)을 가지고, 이것은 베이스(1)를 향하고 베이스(1)에 연결된다. 이러한 실시예에서, 케이싱(31)은 그것의 저부 부분(311)을 통하여 베이스(1)에 연결됨으로써, 연결 표면(311b)은 저부 부분(311)의 저부 표면이다. 개량예에서, 송신기(3)는 그것의 측방향 측부에서 베이스(1)에 연결될 수 있어서, 연결 표면(311b)은 송신기(3)의 측방향 표면일 수 있다. 회로 보드(33)는 복수개의 제 1 전기 접촉부(332) 및 복수개의 제 2 전기 접촉부(331)를 가진다. 배터리(35)는 버튼 셀(button cell)일 수 있거나(도 4), 또는 재충전 배터리일 수 있다. 연결 포트(36)는 연결 표면(311b)상에 제공될 수 있다.
도 12 및 도 13 을 참조하면, 프로세싱 유닛(34)은 감지 부재(22)로부터 전기 신호를 수신하고 대응하는 글루코스 레벨(glucose level) 신호를 보내기 위한 것이다. 프로세싱 유닛(34)은 전기 신호를 수신 및 증폭하기 위한 신호 증폭기(341), 증폭된 전기 신호를 순차적으로 대응 디지털 신호로 변환하고 다음에 대응하는 글루코스 레벨 신호로 변환하는 측정 및 컴퓨팅 모듈(measuring and computing module, 342) 및, 대응하는 글루코스 레벨 신호를 외부 장치(800)로 안테나(344)를 통해 송신하는 송신 모듈(343)을 구비한다. 측정 및 콤퓨팅 모듈(342)은 아날로그-디지털 신호 콘버터 및 프로세서를 구비할 수 있다. 송신 모듈(343)은 무선 송신 수단일 수 있다. 프로세싱 유닛(34)의 구성은 상기에 제한되지 않는다.
도 4, 도 6 및 도 8 을 참조하면, 연결 포트(36)는 소켓(367)을 구비하며, 소켓은 내측 공간(30)과 통신하고 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)이 제거 가능하게 그에 삽입되게 한다. 이러한 실시예에서, 연결 포트(36)는 복수개의 장착 홈(366)들을 더 구비하는데, 이것은 회로 보드(33)를 향해 개방되고 소켓(367)과 통신한다. 제 2 도전성 매체(37)들은 각각 장착 홈(366) 안에 수용된다. 제 2 도전 매체(37)들 각각은 그것의 측부에서 회로 보드(33)의 제 2 전기 접촉부(331)의 개별의 하나와 접촉한다. 감지 부재(22)가 소켓(367)을 통하여 송신기(3)의 연결 포트(36)로 삽입될 때, 제 2 도전성 매체(37)들 각각은 그것의 다른 측에서 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)과 접촉됨으로써, 감지 부재(22)는 회로 보드(33)에 전기적으로 결합된다. 상세하게는, 도 6 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 제 2 도전성 매체(37)들은 소켓(37)의 2 개의 대향하는 측들에 위치된 장착 홈(366)에 배치되어 감지 부재(22)를 클램핑하도록 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)의 2 개의 대향하는 측방향 측부들과 접촉한다. 제 2 도전성 매체(37)들 각각은 도전성 엘라스토머이다. 상세하게는, 제 2 도전성 매체(37)들 각각은 코일 스프링, 또는 탄성 플레이트 또는 도전성 고무일 수 있지만, 그에 제한되지 않는다.
도 11 및 도 12 를 참조하면, 제 2 도전성 매체(37)는 복수개의 전력 공급 도전성 매체(37a), 복수개의 바이오센싱 도전성 매체(37b) 및, 복수개의 송신 도전성 매체(37c)를 구비한다. 전력 공급 도전성 매체(37a)들의 수는 2 개이고, 전력 공급 도전성 매체(37a)들은 함께 작용하여 스위치를 형성한다. 이러한 실시예에서, 바이오센싱 도전성 매체(37b)의 수는 4 개이다. 바이오센싱 도전성 매체(37b)는 감지 부재(22)의 전극(226)들의 출력과 함께 작용하지만,그에 제한되지 않는다.
도 3 및 도 12 를 참조하면, 이러한 실시예에서 감지 부재(22)는, 기판(225), 상기 기판(225)의 적어도 하나의 표면상에 배치되고 감지 섹션(222)으로부터 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)으로 연장된 전극(226), 복수개의 전기 접촉 영역(227) 및, 감지 부재(222)의 감지 섹션(222)에 위치된 전극(226)들중 적어도 하나의 부분을 덮는 감지 층(미도시)으로 이루어진다. 감지 층은 호스트의 적어도 하나의 분석물과 반응하기 위한 것이고, 전극(226)은 반응의 결과를 검출하고, 반응의 결과를 나타내는 전기 신호를 발생시킨다. 이러한 실시예에서, 전기 신호는 간질 유체(interstitial fluid)의 글루코스 레벨을 나타내는 생리 신호이다. 이러한 실시예에서, 전극(226)의 수는 4 개이고, 전극(226)들은 감지 부재(22)의 2 개의 대향하는 표면들상에 배치된다. 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)에서 전극(226)들의 부분들은 바이오센싱 도전성 매체(37b)를 통해 회로 보드(33)에 전기적으로 연결된다. 전극(226)들은 2 개의 작동 전극(226a) 및 2 개의 기준 전극(226b)을 구비한다. 개량예에서, 전극(226)은 2 개의 작동 전극(226a) 및 카운터 전극(counter electrode)을 구비할 수 있거나, 또는 작동 전극(226a) 및 2 개의 카운터 전극들을 구비할 수 있다.
도 11 을 참조하면, 감지 부재(22)가 연결 포트(36)의 소켓(367) 안으로 삽입되지 않을 때, 배터리(35)는 전력 공급을 하지 않은 상태이다. 도 12 를 참조하면, 감지 부재(22)가 소켓(367)으로 삽입될 때, 감지 부재(22)의 전기 접촉 영역(227)들은 전력 공급 도전성 매체(37a)와 전기적으로 접촉하고, 감지 부재(22)의 작동 전극(226a)은 바이오센싱 도전성 매체(37b)들중 2 개에 전기적으로 접촉함으로써, 스위치는 폐쇄 회로 상태에 있고 배터리(35)는 전력을 감지 부재(22) 및 프로세싱 유닛(34)에 공급하도록 전력 공급 상태로 스위치 전환되어 분석물의 측정을 수행하고 생리 신호를 외부 장치(800)로 보낸다.
더욱이, 연결 포트(36)의 소켓(367)은 외부 송신 장치(미도시) 또는 충전 장치(미도시)가 그 안으로 삽입되도록 더 구성된다. 예를 들어, 송신기(3)가 외부 송신 장치와 완전하게 조립된 이후에, 외부 송신 장치의 커넥터(또는 전극)는 소켓(367)으로 삽입될 수 있어서 외부 송신 장치 및 프로세싱 유닛(34)은 송신 도전 매체(37c)를 통하여 데이터를 교환할 수 있다. 즉, 이러한 실시예에서, 송신 도전 매체(37c)는 송신기(3)를 제조하는 동안에 데이터(디폴트 데이터 또는 캘리브레이션 데이터)를 교환하기 위한 외부 송신 장치에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 생리 신호 모니터 장치를 제조 또는 판매할 때, 송신기(3) 및 베이스(1)는 분리 포장됨으로써, 사용자는 생리 신호 모니터 장치를 사용하도록 송신기(3)를 베이스(1)에 장착하기 위하여 (그리고 바이오센서(2)의 감지 부재(22)를 송신기(3)의 소켓(367)에 삽입하기 위하여) 송신기(3) 및 베이스(1)를 포장을 해체하여야 한다. 제조, 포장, 포장의 해체 및 송신기(3)의 설치 동안에, 정전기는 송신기(3), 베이스(1) 및 바이오센서(2)의 표면에 축적될 수 있다. 더욱이, 이러한 실시예에서, 신호 송신, 데이터 송신, 생리 신호 모니터 장치의 충전 및 시동은 소켓(367)을 통하여 수행된다. 생리 신호 모니터 장치의 소형화에 기인하여, 생리 신호 모니터 장치의 전자 구성품 사이의 거리는 상대적으로 짧다. 만약 정전기가 즉각적으로 없어지지 않으면, 생리 신호 모니터 장치의 전자 구성품은 쉽게 손상될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 정전기 방전이 발생될 때 소켓(367)을 통한 정전기에 의하여 생리 신호 모니터 장치의 보호되어야 하는 구성품들이 손상되는 것을 방지하도록, 정전기 방전 보호 유닛(39)은 연결 포트(36)의 소켓(367) 주위를 적어도 둘러싸도록 배치되어 정전기를 유지(bear)하고 없앤다(dispel). 이러한 실시예에서, 보호되어야 하는 구성품들은 프로세싱 유닛(34)과 회로 보드(33)상의 다른 전자 구성품들 및, 연결 포트(36)에 삽입되는 감지 부재(22)의 신호 출력 단부(221)를 포함한다.
정전기 방전 방지 유닛(39)은 평형화되지 않은 전기 전하를 도전시키기 위하여 전위 평형 유닛(potential balance unit, 41)에 결합되어, 정전기에 의해 야기된 순간적인 전위 차이를 없애고 전위를 평형화시킨다. 이러한 실시예에서, 전위 평형 유닛(41)은 회로 보드(33)상에 제 1 전기 접촉부(332)를 구비한다. 제 1 전기 접촉부(332)들은 저전위 지점(low potential point)이고, 상세하게는 접지 지점(ground point)이다. 정전기 방전 방지 유닛(39)은 제 1 전기 접촉부(332)에 결합되어 평형화되지 않은 전기 전하를 없앤다. 개량예에서, 전위 평형 유닛(41)은 회로 보드(33)상에 배치된 방지 회로를 포함할 수 있으며 방지 회로는 제 1 전기 접촉부(332)들을 가진다. 정전기 방전 방지 유닛(39)은 제 1 전기 접촉부(332)들에 결합된다. 방지 회로는 양의 전극과 음의 전극 사이의 전위차를 미리 결정된 범위내에 제한하기 위하여 일시적인 전압 서프레서(trnasient voltage suppressor, TVS)에 의하여 정전기 방전으로 야기되는 순간적인 고전압/전류를 지탱하거나, 접지 지점을 통하여 정전기 방전에 의해 야기되는 평형화되지 않은 전기 전하를 없애거나, 또는 입력 전압을 평형화시킴으로써 전자 구성품을 보호(shield)한다. 다른 개량예에서, 전위 평형 유닛(410은 케이싱(31)과 회로 보드(33) 사이에 위치된 금속 케이싱 또는 금속 플레이트(미도시)로서 구성될 수 있고, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 금속 케이싱 또는 금속 플레이트에 결합된다. 전위 평형 유닛(41)에 대한 상기의 구현 방식들에 의해, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 전위를 평형화시키도록 평형화되지 않은 전기 전하를 그에 도전시킬 수 있다. 그러나, 전위 평형 유닛(41)의 구성은 상이한 수요에 따라서 당업자에 의하여 변형될 수 있으며, 그에 제한되지 않는다.
이러한 실시예에서, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 정전기 방전 방지 구성체(391)를 구비하며, 이것은 연결 포트(36)의 외측 표면(361)을 덮고 소켓(367)의 주위를 둘러싼다. 정전기 방전 방지 구성체(391)는 적어도 소켓(367)의 주위에 인접한다. 정전기 방전 방지 구성체(391)는 케이스 형상이고, 금속 또는 다른 도전성 재료로 만들어진다. 상세하게는, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 스테인레스 스틸로 만들어진 케이싱이다. 개량예에서, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 절연 재료로 만들어지고 도전성 층으로 도포된 케이싱일 수 있다. 다른 개량예에서, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 금속 플레이트로서 구성될 수 있고, 케이싱 형상에 제한되지 않는다.
이러한 실시예에서, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 회로 보드(33)와 정전기 방전 방지 구성체(391) 사이에 배치된 적어도 하나의 제 1 도전성 매체(392)를 더 구비한다. 상세하게는, 이러한 실시예에서, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 2 개의 제 1 도전성 매체(392)를 구비한다. 제 1 도전성 매체(392)는 탄성 구성체이며, 정전기 방전 방지 구성체(391) 및 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 대하여 맞닿는다. 따라서, 정전기 방전이 발생될 때, 정전기 방전 방지 구성체(391)가 제 1 도전성 매체(392)를 통하여 평형화되지 않은 전기 전하를 유지하고 없애는 것을 보장하도록 스테디 회로(steady circuit)가 정전기 방전 방지 구성체(391)와 회로 보드(33) 사이에 형성된다. 다음에, 평형화되지 않은 전기 전하는 접지될 것이다. 상세하게는, 제 1 도전성 매체(392)들 각각은 코일 스프링으로서 구성되고, 제 1 축(D1)의 방향으로 반경 방향 단부들에서 회로 보드(33) 및 정전기 방전 방지 구성체(391)에 대하여 맞닿는다. 정전기 방전 방지 구성체(391)는 정전기를 안정되게 없애도록 그리고 송신기(3)의 구조를 안정화시키고 소형화하기 위하여 제 1 도전성 매체(392)를 제한하도록 연결 포트(36)와 함께 작용한다.
도 9 를 참조하면, 개량예에서, 제 1 도전성 매체(392)는 제 1 축(D1)의 방향으로 반경 방향 단부에서 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 대하여 맞닿을 수 있고, 제 1 축(D1)에 직각인 제 2 축(D2)의 방향으로 축방향 단부에서 정전기 방전 방지 구성체(391)에 대하여 맞닿을 수 있다. 도 10 을 참조하면, 다른 개량예에서, 제 1 도전성 매체(392)는 제 1 축(D1)의 방향으로 축방향 단부들에서 정전기 방전 방지 구성체(391)의 리드 부분(lead portions, 391a)들 및 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 대하여 맞닿을 수 있다. 케이싱 형상의 연결 포트(36) 및, 상기 연결 포트(36)에 대응하도록 형상화되고 탄성적인 제 1 도전성 매체(392)를 제한하도록 상기 연결 포트(36)와 함께 작용하는 정전기 방전 방지 구성체(391)에 의하여, 송신기(3)의 구조는 정전기를 안정되게 없애도록 안정되고 소형화된다.
개량예에서, 정전기 방전 방지 유닛(39)의 정전기 방전 방지 구성체(391)는 스퍼터링 또는 스프레이 기술을 통해 연결 포트(36)의 외측 표면(361)에 도포된 도전층일 수 있다. 그에 의해, 정전기 방전 방지 유닛(39)은 정전기 방전이 발생될 때 평형화되지 않은 전기 전하를 유지하고 없앨 수 있다.
도 14 를 참조하면, 실시예의 변형에서, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 연결 포트(36)의 외측 표면(361) 보다는 연결 포트(36)의 내측 표면(362)상에 배치되도록 구성되고, 소켓(367)의 주위를 둘러싼다. 이러한 개량예에서, 보호되어야 하는 구성 요소들(예를 들어, 회로 보드(33)상의 프로세싱 유닛(34))로부터 말단에 있는 정전기 방전 경로를 형성하기 위하여, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 직접적으로 그리고 전기적으로 결합된다. 따라서, 회로 보드(33)에 있는 전자 구성 요소들과 같은 보호되어야 하는 구성 요소들이 정전기에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 정전기 방전이 발생될 때, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 평형화되지 않은 전기 전하를 제 1 전기 접촉부(332)(즉, 접지 위치들)로 접지되도록 도전시킬 수 있다. 상세하게는, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 도전층으로서 구성되는데, 이것은 연결 포트(36)의 내측 표면(362)상에 배치되고, 추가의 처리를 통해 제 2 도전성 매체(37)로부터 절연된다.
도 15 를 참조하면, 다른 개량예에서, 송신기(3)는 추가적인 정전기 방전 방지 유닛(40)을 더 구비하며, 이것은 연결 포트(36)의 사출 성형 과정 동안에 연결 포트(36) 안에 매립되고, 연결 포트(36)의 외측 표면(361)과 내측 표면(362) 사이에 위치되고, 소켓(367)에 인접하여 배치된다. 추가적인 정전기 방전 방지 유닛(40)은, 보호되어야 하는 구성 요소들이 정전기에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 직접적으로 전기 결합되도록 연결 포트(36) 밖으로 돌출되거나, 또는 정전기 방전이 발생될 때 평형화되지 않은 전기 전하를 제 1 전기 접촉부(332)(즉, 접지 지점들)로 도전시키는 제 2 방지 수단으로서의 역할을 하도록 제 1 도전 매체(302)를 통해 회로 보드(33)의 제 1 전기 접촉부(332)에 전기적으로 결합된다. 상세하게는, 추가적인 정전기 방전 방지 유닛(40)은 연결 포트(36)내에 배치된 도전성 와이어로서 구성될 수 있으며, 그러나 그에 제한되지 않는다.
상기에 따르면, 이러한 실시예에서, 감지 부재(22) 및 회로 보드(33)는 제 2 도전성 매체(37)들을 통하여 전기적으로 결합되고, 소켓(367)의 주위에 정전기가 축적되는 것을 방지하기 위하여 정전기 방전 방지 유닛(39)은 소켓(367)의 주위에 배치된다. 그에 의하여, 정전기 방전이 발생될 때 소켓(367)에 인접한 감지 부재(22) 및 송신기(3)의 내측 구성 요소들(예를 들어, 회로 보드(33) 및 프로세싱 유닛(34))이 소켓(367)을 통해 정전기에 의해 손상되는 것을 방지하도록 정전기 방전 방지 유닛(39)은 소켓(367)의 주위에 평형화되지 않은 전하(전류)를 유지하고 없앤다.
도 16 을 참조하면, 본 발명에 따른 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치의 제 2 실시예는 제 1 실시예와 유사하다. 차이점은 다음과 같다.
제 2 실시예에서, 제 1 도전성 매체(392)들이 생략되며, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 제 1 축(D1)의 방향으로 내측 공간(30)으로 연장되어 평형화되지 않은 전하를 없애도록 회로 보드(33)상에 있는 제 1 전기 접촉부(332)(즉, 저전위 지점)에 직접적으로 전기 결합된다.
도 17 을 참조하면, 본 발명에 따른 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치의 제 3 실시예는 제 2 실시예와 유사하다. 차이점은 다음과 같다.
제 3 실시예에서, 회로 보드(33)상에서 정전기 방전 방지 구성체(391)와 제 1 전기 접촉부(332)(즉, 저전위 지점) 사이에 방전 갭(discharge gap,394)이 있다. 그에 의해, 정전기 방전 방지 구성체(391)는 평형화되지 않은 전하를 공기 방전을 통해 회로 보드(33)상으로 없앨 수 있다. 방전 갭(394)의 길이는 내측 공간에서 보호될 구성 요소와 소켓(367) 사이의 거리보다 작다.
도 14 및 도 17 를 참조하면, 정전기 방전 방지 구성체(391)와 소켓(367) 사이의 최소 거리는 d1 이고 (도 14), 정전기 방전 방지 구성체(391)와 제 1 전기 접촉부(332) 사이의 최소 거리는 d2 이고 (즉, 방전 갭(394), 도 17), 소켓(367)과 회로 보드(33) 사이의 거리는 d3 이다 (도 17). 평형화되지 않은 전하는 d1+d2<d3 인 환경에서 정전기 방전 방지 구성체(391)를 통해 없앨 수 있다. 제 3 실시예(도 17)에서, d1 은 제로라는 점이 주목되어야 한다.
도 18 및 도 19 를 참조하면, 본 발명에 따른 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치의 제 4 실시예는 제 2 실시예와 유사하다. 차이점은 다음과 같다.
제 4 실시예에서, 연결 포트(36), 제 2 도전성 매체(37) 및 정전기 방전 방지 유닛(39)에 의해 함께 구성된 조립체는 전기 커넥터의 형태이며, 표면 장착 기술(surface mount technology)을 통해 회로 보드(33)상으로 장착되지만 그에 제한되는 것은 아니며, 그에 의해 케이싱(31)의 저부 부분(311)을 통해 연장된다. 여기에서, 제 2 도전성 매체(37)들 각각은 탄성 플레이트로서 구성되고, 리드 부분(lead portion)을 형성하도록 연결 포트(36)의 외측 표면(361)을 벗어나서 돌출된다. 정전기 방전 방지 유닛(39)의 정전기 방전 방지 구성체(391)는 금속 케이싱으로서 구성되고, 정전기 방전 방지 구성체에는 2 개의 측방향 측부에서 리드 부분들이 형성된다.
상세하게는, 감지 부재(22)가 소켓(367)을 통해 송신기(3)로 삽입될 때, 제 2 도전성 매체(37)들 각각은 그것의 일 측에서 감지 부재(22)의 신호 출력 섹션(221)에 있는 전기 접촉 영역(227) 또는 전극(226)들의 출력부들과 접촉되고, 회로 보드(33)에 있는 제 2 전기 접촉부(331)와 접촉됨으로써, 감지 부재(22)는 회로 보드(33)에 전기적으로 결합된다. 동시에, 연결 포트(36), 제 2 도전성 매체(37) 및 정전기 방전 방지 유닛(39)에 의해 함께 구성된 전기 커넥터는 회로 보드(33)상에 장착되고, 정전기 방전 방지 구성체(391)의 리드 부분들은 직접 접촉을 통해(제 2 실시예) 또는 공기 방전을 통해(제 3 실시예) 회로 보드(33)상의 제 1 전기 접촉부(332)로 평형화되지 않은 전하를 도전시킬 수 있다.
도 20 을 참조하면, 본 발명에 따른 정전기 방전 방지 메커니즘을 가진 생리 신호 모니터 장치의 제 5 실시예는 제 1 실시예와 유사하다. 차이점은 다음과 같다.
제 5 실시예에서, 연결 포트(36)는 도전성 재료로 만들어진다. 상세하게는, 케이싱(31)의 저부 부분(311) 및 연결 포트(36)는 도전성 재료로 만들어지고, 하나의 부재로 형성되어, 정전기 방전이 발생될 때 평형화되지 않은 전하를 유지하고 없애는 정전기 방전 방지 유닛(39)으로서의 역할을 한다.
더욱이, 송신기(3)의 케이싱(31)의 저부 부분(311)의 내측 표면(311a)에는 부분적으로 절연 부분(38a)이 제공되며, 이것은 적어도 회로 보드(33)와 케이싱(31)의 저부 부분(311) 사이에 위치된다. 회로 보드(33)상의 전자 구성 요소들과 제 2 도전성 매체(37) 사이의 단락(short circuit)을 방지하기 위하여, 연결 포트(36)의 내측 표면(362)에는 다른 절연 부분(38b)이 제공되며, 이것은 연결 포트(36)의 내측 표면(362)과 제 2 도전성 매체(37) 사이에 위치된다. 절연 부분(38a, 38b)은 스프레이 또는 애노다이징 처리(anodizing treatment)를 통해 연결 포트(36)의 내측 표면(362) 및 케이싱(31)의 저부 부분(311)의 내측 표면(311a)상에 형성될 수 있거나, 또는 연결 포트(36)의 내측 표면(362) 및 케이싱(31)의 저부 부분(311)의 내측 표면(311a)상에 장착된 절연 구성체들일 수 있다.
케이싱(31)의 저부 부분(311)의 내측 표면(311a)의 일부에는 절연 부분(38a)들이 제공되지 않으며, 회로 보드(33)상의 제 1 전기 접촉부(332)들에 전기적으로 결합됨으로써, 평형화되지 않은 전하를 회로 보드(33)를 통해 제거한다.
개량예에서, 송신기(3)는 적어도 하나의 제 1 도전성 매체(도 20 에 도시되어 있지 않으며, 도 7, 도 9 및 도 10 참조)를 구비할 수 있으며, 이것은 절연 부분들(38a)들이 제공되지 않은 케이싱(31)의 저부 부분(311)의 내측 표면(311a)의 부분과 회로 보드(33) 사이에 위치됨으로써, 케이싱(31)의 저부 부분(311)은 회로 보드(33)에 전기적으로 결합되어 회로 보드(33)를 통해 평형화되지 않은 전하를 제거한다.
요약하면, 정전기 방전이 발생될 때 송신기(3)의 소켓(367)에 삽입된 감지 부재(22) 및 송신기(3)의 내측 구성 요소들이 소켓(367)을 통한 정전기에 의해 손상되는 것을 방지하도록 정전기 방전 방지 유닛(39)은 소켓(367)의 주위에서 평형화되지 않은 전하(전류)를 유지하고 제거한다.
상기 설명에서, 설명의 목적을 위하여, 실시예의 완전한 이해를 제공하도록 다수의 특정 세부 내용들이 기재되었다. 그러나, 이들 특정한 세부 내용 없이 하나 이상의 다른 실시예들이 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서를 통하여 "하나의 실시예", "실시예", 서수로 지시된 실시예등에 대한 참조는 특정의 특징, 구조 또는 성격이 본 발명의 실시예에 포함될 수 있음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 명세서에서 다양한 특징들은 다양한 본 발명의 양상들에 대한 이해를 돕고 발명을 설명할 목적으로 때때로 단일의 실시예, 도면 또는 설명에서 함께 그룹을 형성하고, 하나의 실시예로부터의 하나 이상의 특징들 또는 특정의 세부 내용들은, 적절한 경우에, 본 발명의 실시에 있어서 다른 실시예로부터의 하나 이상의 특징들 또는 특정의 세부 내용들과 함께 실시될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않으며, 가장 넓은 해석의 사상 및 범위내에 포함되는 다양한 구성들을 포괄하도록 의도됨으로써 모든 그러한 변형 및 등가의 구성을 포괄한다는 점이 이해되어야 한다.
1. 베이스 2. 바이오센서
3. 송신기 21. 장착시트
22.감지 부재 34. 프로세싱 유닛

Claims (15)

  1. 호스트(host)의 적어도 하나의 분석물의 생리학적 파라미터를 모니터하도록 구성된 생리 신호 모니터 장치로서, 상기 생리 신호 모니터 장치는:
    호스트의 피부 표면에 장착되도록 구성되고 바이오센서가 제공된 베이스로서, 상기 바이오센서는 감지 섹션 및 신호 출력 섹션을 가지고, 상기 바이오센서의 감지 섹션은 호스트의 생리학적 파라미터에 대응하는 적어도 하나의 생리 신호를 측정하도록 호스트의 피부 표면 아래에 삽입되도록 구성되고 생리 신호를 신호 출력 섹션을 통해 출력하는, 베이스; 및,
    상기 베이스에 제거 가능하게 결합된 송신기;를 구비하고,
    상기 송신기는:
    회로 보드를 수용하기 위한 내측 공간을 형성하고 상기 베이스를 향하는 연결 표면을 가진 케이싱으로서, 연결 표면에는 연결 포트가 제공되고, 상기 연결 포트는, 상기 내측 공간과 소통되고 바이오센서의 신호 출력 섹션이 제거 가능하게 삽입되는 소켓을 가짐으로써, 바이오센서는 회로 보드에 결합될 수 있고 생리 신호를 프로세싱하도록 생리 신호를 회로 보드로 출력할 있는, 케이싱 및,
    정전기 방전이 발생될 때 정전기를 유지하고 제거하도록 연결 포트의 소켓의 주위에 적어도 배치된 정전기 방출 방지 유닛을 구비하는, 생리 신호 모니터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 송신기는 전위 평형 유닛(potential balance unit)을 더 구비하고, 정전기 방전 방지 유닛은 전위 평형 유닛에 직접적으로 그리고 전기적으로 결합되는, 생리 신호 모니터 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 송신기는 전위 평형 유닛을 더 포함하고, 정전기 방전 방지 유닛은 전위 평형 유닛과의 사이에 방전 갭(discharge gap)을 가지도록 상기 전위 평형 유닛과 함께 작용하고, 방전 갭의 길이는 소켓과 내측 공간에 있는 보호되어야 하는 구성체 사이의 거리보다 작아서, 정전기 방전이 발생될 때 정전기 방전 방지 유닛은 평형화되지 않은 전기 전하를 유지하고, 방전 갭을 통한 공기 방전에 의해 평형화되지 않은 전하를 전위 평형 유닛으로 제거하는, 생리 신호 모니터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 정전기 방전 방지 유닛은 연결 포트의 외측 표면을 덮는 정전기 방전 방지 구성체를 포함하는, 생리 신호 모니터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 정전기 방전 방지 구성체는 연결 포트의 외측 표면에 도포된 도전층으로서 구성되는, 생리 신호 모니터 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 정전기 방전 방지 유닛은 정전기 방전 방지 구성체를 포함하고, 정전기 방전 방지 구성체는 케이싱의 내측 공간에 위치하고, 전위 평형 유닛에 전기적으로 결합됨으로써, 보호되어야 하는 구성체들로부터 말단에 있는 정전기 방전 경로(electrostatic discharge path)를 형성하는, 생리 신호 모니터 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 정전기 방전 방지 구성체는 연결 포트의 내측 표면상에 도포된 도전층으로서 구성되는, 생리 신호 모니터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 정전기 방전 방지 유닛은, 연결 포트상에 배치되고 소켓의 주위에 적어도 인접한 정전기 방전 방지 구성체 및, 정전기 방전 방지 구성체와 접촉하는 적어도 하나의 제 1 도전성 매체를 구비하고, 상기 정전기 방전 방지 구성체는 제 1 도전성 매체를 통해 전위 평형 유닛에 전기적으로 결합되는, 생리 신호 모니터 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 송신기의 정전기 방전 방지 유닛의 제 1 도전성 매체는 코일 스프링으로서 구성되고, 그것의 반경 방향 단부에서 전위 평형 유닛에 대하여 맞닿고, 그것의 축방향 단부에서 정전기 방전 방지 유닛에 대하여 맞닿는, 생리 신호 모니터 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 송신기의 정전기 방전 방지 유닛의 제 1 도전성 매체는 코일 스프링으로서 구성되고, 그것의 2 개의 반경 방향 단부 또는 2 개의 축방향 단부에서 정전기 방전 방지 유닛 및 전위 평형 유닛에 대하여 맞닿는, 생리 신호 모니터 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 송신기의 연결 포트는 전기 커넥터의 형태이고, 회로 보드(circuit board)상에 장착되어 케이싱의 연결 표면을 통해 연장되는, 생리 신호 모니터 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 송신기의 내측 공간에는,
    회로 보드에 결합된 배터리,
    회로 보드상에 배치된 프로세싱 유닛 및,
    연결 포트에 장착된 복수개의 제 2 도전성 매체로서, 상기 제 2 도전성 매체들 각각은 그것의 측부에서 회로 보드와 접촉되는, 복수개의 제 2 도전성 매체가 제공되고,
    바이오센서의 신호 출력 섹션이 소켓을 통해 송신기의 연결 포트에 삽입될 때, 제 2 도전성 매체들 각각은 그것의 다른 측에서 바이오센서의 신호 출력 섹션과 접촉됨으로써, 바이오센서는 제 2 도전성 매체들을 통해 회로 보드에 전기적으로 결합되어 배터리가 전력을 회로 보드에 공급할 수 있게 하고, 바이오센서가 분석물의 측정을 수행하고 생리 신호를 회로 보드상의 프로세싱 유닛으로 보내서 프로세싱이 이루어질 수 있게 하는, 생리 신호 모니터 장치.
  13. 호스트의 적어도 하나의 분석물(analyte)의 생리학적 파라미터를 모니터하도록 구성된 생리 신호 모니터 장치로서, 상기 생리 신호 모니터 장치는:
    호스트의 피부 표면에 장착되도록 구성되고 바이오센서가 제공된 베이스로서, 상기 바이오센서는 감지 섹션 및 신호 출력 섹션을 가지고, 상기 바이오센서의 감지 섹션은 호스트의 생리학적 파라미터에 대응하는 적어도 하나의 생리 신호를 측정하도록 호스트의 피부 표면 아래에 삽입되도록 구성되고 신호 출력 섹션을 통해 생리 신호를 출력하는, 베이스; 및,
    상기 베이스에 제거 가능하게 결합되고 회로 보드를 수용하기 위한 내측 공간을 형성하는 케이싱을 구비한 송신기로서, 상기 케이싱은 상기 베이스를 향하는 측부를 가지고 상기 케이싱에는 연결 포트가 제공되고, 상기 연결 포트는, 내측 공간과 소통되고 바이오센서의 신호 출력 섹션이 제거 가능하게 삽입되는 소켓을 가짐으로써, 바이오센서는 회로 보드에 결합될 수 있고 생리 신호를 프로세싱하도록 생리 신호를 회로 보드로 출력할 수 있는, 송신기;를 구비하고,
    케이싱의 적어도 연결 포트는, 정전기 방전이 발생될 때 정전기를 유지하고 제거하는 정전기 방전 방지 유닛으로서 작동하는 도전성 재료로 만들어지는, 생리 신호 모니터 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 송신기의 내측 표면에는,
    회로 보드에 결합된 배터리,
    회로 보드상에 배치된 프로세싱 유닛 및,
    연결 포트에 장착된 복수개의 제 2 도전성 매체들로서, 상기 제 2 도전성 매체들 각각은 도전성 매체의 측부에서 회로 보드와 접촉하는, 복수개의 제 2 도전성 매체들이 제공되고,
    바이오센서가 소켓을 통해 송신기의 연결 포트에 삽입될 때, 제 2 도전성 매체들 각각은 상기 제 2 도전성 매체들의 다른 측에서 연결 포트에 삽입된 바이오센서의 일부와 접촉함으로써, 바이오센서는 제 2 도전성 매체들을 통해 회로 보드에 전기적으로 결합되어 배터리가 전력을 회로 보드에 공급할 수 있게 하고, 바이오센서가 분석물의 측정을 수행하게 하고 생리 신호를 회로 보드상의 프로세싱 유닛으로 보내서 프로세싱(processing)될 수 있게 하는, 생리 신호 모니터 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 도전성 매체들과 송신기의 연결 부분의 내측 표면 사이에 위치된 절연 부분을 더 포함하는, 생리 신호 모니터 장치.
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