KR102594746B1 - 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품을 위한 커넥터 및 외장물 - Google Patents

디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품을 위한 커넥터 및 외장물 Download PDF

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KR102594746B1
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랜드올 비. 퓨
아담 토너
호세 프랜시스코 카우
데이비드 킴볼
윌리엄 체스터 닐리
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품이 기술된다. 일 실시예에서, 전도성 센서 조립체가, 월경 유체와 습윤 접촉할 때 개인용 위생 제품의 포화를 나타내는 저항성 및/또는 용량성 신호를 생성하는 하나 이상의 습도 센서를 포함하는 개인용 위생 제품 내에 배치된다.

Description

디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품을 위한 커넥터 및 외장물{CONNECTORS AND ENCASEMENT FOR PERSONAL HYGIENE PRODUCT WITH A DIGITAL ELEMENT}
관련 출원의 상호 참조
본 특허 출원은 2017년 10월 9일자로 출원된 미국 가출원 제62/569744호의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 개인 케어를 위해, 주로 체액의 흡수 또는 억제를 위해 사용되는 개인용 위생 제품(personal hygiene product)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배출량 관련 데이터를 감지하여 스마트 핸드헬드 전자 디바이스를 통해 사용자에게 무선으로 통신시키는 데 활용될 수 있는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품에 관한 것이다.
개인용 위생 제품의 기본 구조는 시간 경과에 따라 크게 변하지 않고 있다. 사용자의 요구, 즉, 개인용 위생 제품의 흡수 용량의 최대화된 흡수 및 예측가능성을 통해 피부, 의복, 또는 외부 환경으로의 침윤(seepage)을 방지하기 위한 사용자의 요구는 또한 변하지 않고 있었다. 개인용 위생 제품은 탐폰, 베드패드, 일회용 성인용 기저귀, 일회용 성인용 브리프, 일회용 생리대, 점착성 스트립과 날개가 있는 생리대, 및 팬티라이너를 포함한다. 대부분의 사람들은 그들의 삶 중 어느 지점에서 얼마간의 시간 동안 개인용 위생 제품을 사용할 것이다. 개인용 위생 제품은, 역사적으로, 두루 적용되도록 만든(one-size-fits-all) 접근법을 수반한다.
여성은, 예를 들어, 일생에 추정 평균 만(10,000)개의 개인용 위생 제품을 사용할 것이다. 여성 위생 제품이 흡수 용량을 다르게 하도록 설계된 상이한 크기 및 형상으로 나온다 하더라도, 월경의 변화가 과포화를 야기할 수 있기 때문에 어떠한 제품도 유출 또는 누출을 방지하는 데 100 퍼센트 효과적인 것은 아니다. 각각의 여성의 월경량(menstrual flow)은 그녀의 월경의 진행에 따라 변하는데, 어느 날은 다른 날보다 더 적거나 더 많다. 월경 변화 때문에, 개인용 위생 제품이 과포화 상태로 되어 흡수 영역의 외부로 유출되는 사고 또는 넘침이 일어날 수 있다. 과포화된 위생 제품의 계속된 사용은 잠재적으로 박테리아 감염 또는 독성 쇼크 신드롬과 같은 건강에 부정적인 영향을 가져올 수 있다.
많은 여성들이 개인용 위생 제품의 부재 시의 예상치 못한 월경 시작 또는 위에서 논의된 종류의 사고를 피하기 위한 예측가능성을 위해 그들의 월경 주기를 수동으로 추적하거나 모니터링한다. 월경을 수동으로 모니터링하는 데 이용가능한 스마트 디바이스 애플리케이션은 200개가 넘는다. 사용자는 스마트 디바이스, 예를 들어 스마트폰 또는 다른 핸드헬드 디바이스 상의 애플리케이션 내에 데이터를 입력하고, 애플리케이션은, 예를 들어 월경 시작일, 월경량 패턴, 월경 기간을 예측하는 데이터를 생성한다. 이러한 스마트 디바이스 애플리케이션들 중 많은 것이, 월경이 시작하고 끝나는 것으로 예상될 때 경보를 송출한다. 그러나, 모든 이용가능한 디바이스들은 사용자의 주관적인 수동 입력에 기초한 데이터에 의존하며, 대부분의 여성용 위생 제품 사용자가 갖고 있는 일차적 요구, 즉 예측가능성 및 신뢰성을 신뢰성있게 충족시키지 못할 수도 있다. 이러한 애플리케이션들 중 어느 것도 개인이 개인용 위생 제품을 착용하거나 사용하고 있는 동안 그의 능동적 흡수 용량을 능동적으로 모니터링할 수 없다.
개인용 위생 제품은, 또한, 예를 들어, 노령자, 부상자, 장애자, 및 요실금이 있는 사람에 의해 사용된다. 개인용 위생 제품은 다양한 장소, 예를 들어 공동체, 가정, 병원, 및 요양원에서 사용될 수 있다. 특히, 병원 및 요양원 직원은 개인용 위생 제품을 착용한 환자 또는 거주자를 꾸준히 모니터링하기 위한 제한된 자원을 갖는다. 그 결과, 환자 및 거주자는 개인용 위생 제품의 연장 착용의 위험을 무릅쓰는데, 이는 종기 또는 감염을 초래할 수 있다. 추가로, 대부분의 병원 및 요양원에는 기동성이 없는 사람을 위해 개인용 위생 제품을 교체하기 쉽게 하는 리프트 팀(lift team) 또는 기계가 갖추어져 있다. 그러나, 시설당 하나의 리프트 팀 또는 기계만이 있을 수 있다. 그 결과, 개인용 위생 제품을 혼자서 교체하는 직원은 작업 중에 부상당할 위험이 있다. 요양 및 개인 간호인 직종은 그들의 교대 근무(shift) 동안 주기적 점검 중에 개인용 위생 제품을 교체하기 위해 환자 또는 거주자의 신체를 개별적으로 들어올리고 조치하기 때문에 작업 중에 들어올림에 기인하는 최고 부상 비율을 갖는다.
상기의 장소에서 개인용 위생 제품을 모니터링하는 현재의 노력은 주기적 점검 및 환자 리포트에 의존한다. 병원 및 요양원은, 예를 들어, 충분한 자원을 이용하여 개인용 위생 제품 교체에 대해 보다 효율적으로 대응하기 위해 실시간 데이터 및 정보를 가질 필요성이 있다. 그러한 대응은 환자/거주자 및 직원 양측 모두에 대해 건강 안전성을 증가시키고 부상 발생을 감소시킬 것이다.
개인용 위생 제품의 사용 시의 예측가능성 및 신뢰성에 대한 필요성 외에도, 개인용 위생 제품은 신체에 근접하게 위치되거나 신체 내에 삽입되며, 그 결과, 수동 입력 애플리케이션이 포착할 수 없는 방식으로 배출량 및 생체측정의 패턴에 관한 데이터를 수집할 수 있다. 이러한 데이터는 사회적 곤혹스러움을 피하도록, 그리고 사용자의 전반적인 건강을 위해, 예를 들어, 정확한 데이터를 의사에게 제공하거나, 체액 배출량의 정상적인 패턴에 중단이 있는 경우에는 사용자에게 경보하도록 하는 데 유익하다.
예를 들어, 월경 문제 및 배출량의 패턴은 여성이 진찰을 받게 되는 가장 보편적인 이유들 중 하나이다. 일반적으로, 의사의 첫번째 대응은 여성이 월경 시기, 월경 기간, 월경량 등의 기록물로서 "월경 일지"를 쓰도록 하는 것일 것이다. 정상적인 월경 주기로부터 벗어난 월경, 예컨대 통상보다 더 길게 또는 더 짧게 지속되거나 전혀 발생하지 않는 월경은 근본적인 건강 문제를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 비정상적으로 긴 월경 출혈은 자궁 경부 또는 자궁 내의 폴립, 섬유종, 암, 또는 감염과 같은 이상을 나타낼 수 있다. 월경통(통증 기간), 희발월경(불규칙 기간), 무월경(기간 부족), 및 과다월경(기간 과다)을 비롯한 월경량 데이터로부터 다수의 질환이 드러날 수 있다.
개인용 위생 제품의 위치선정은 그것이 온도 또는 pH와 같은 내부 및 외부 생체측정 데이터를 수집하는 것을 가능하게 할 수 있다. 월경은, 예를 들어, 또한, 생체측정 정보를 갖는 분비물을 포함한다. 월경은 자궁이 자궁내막을 탈락(shed)시켜서 새로운 내막(lining)이 그를 대체하게 하는 과정을 수반한다. 월경 유체는 자궁 혈액을 포함하는데, 이는 자궁내막 조직, 질 분비물, 및 자궁경부 유체를 의미한다. 월경 유체는, 또한, 에스트로겐 및 프로게스테론과 같은 호르몬, 및 가수분해 효소 및 리소좀과 같은 임신 관련 효소에 대한 정보를 포함한다.
가정 건강 장소에서, 예를 들어, 개인은 매일 내지 매주 다수회에 이르는 가정 건강 직원에 의한 정기 검진을 받는다. 개별 방문은, 추가 건강 문제가 검진 중에 나타나지 않는 경우에 개인이 그러한 문제를 갖고 있는지를 포착하거나 정확하게 경고하지 못할 수도 있다. 개인용 위생 제품으로부터 얼핏 보일 수 있는 귀중한 생체측정은, 건강 관리 전문가에게 전자적으로 이용가능한 경우, 환자의 건강에 대한 보다 정확하고 전체론적인 이해를 제공할 광범위한 데이터를 정확하게 전달할 것이다. 추가로, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은 건강 관리 전문가 또는 가족 구성원 중 어느 한 명에 의한 원격 모니터링을 용이하게 해 줄 수 있다.
스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 인터페이싱할 수 있는 디지털 요소와 통합된 개인용 위생 제품의 적절한 조합은 개인용 위생 제품 소비자의 궁극적 요구를 충족시킬 것이다. 디지털 요소는 생체적합성이고 무선 통신이 가능한 어레이를 포함할 필요가 있다. 따라서, 제품의 흡수 용량 및 개별 사용자의 체액 배출량에 관한 데이터를 수집하고 처리하고 사용자의 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에 통신시키는 것이 가능한 개인용 위생 제품을 제공할 필요성이 존재한다. 또한, 개별 사용자가 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에 한번 통신된 데이터와 인터페이싱하는 것이 가능하도록 할 필요성이 존재한다.
기존의 커넥터 및 인클로저 또는 외장물(encasement)은 디지털 요소와 통합된 개인용 위생 제품에 대한 무수한 요건을 충분히 충족시키는 것이 불가능하다. 한 가지 제약은 인클로저 및 그에 따른 커넥터의 크기에 대한 것이다. 인클로저는, 바람직하게는, 개별적이어야 하며, 신체에 착용하기에 편안해야 한다. 다른 제약은 비용에 대한 것으로, 재사용가능한 신호 획득 디바이스뿐 아니라 일회용 센서는 확립된 여성 위생 시스템과 비용 경쟁력이 있어야 한다. 시스템이 사용하기 용이해야 한다는 것이 또한 소비자 수용성에 매우 중요하다. 소비자 전자기기에 적합한 기존의 커넥터 및 인클로저는 몇몇 잠재적 소비자에게는 겁나는 것일 수 있다. 추가로, 케이스 및 인클로저 양측 모두는 또한 어느 정도의 방수성을 지원해야 한다.
따라서, 전기적으로 기능성인 개인용 위생 시스템을 위한 신규한 커넥터 및 인클로저 설계에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명에 따른, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은 간략하게 전술된 바와 같은 종래 기술에서의 한계를 극복한다.
본 발명은 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품을 포함하는 디바이스에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은 체액과 직접 접촉하게 되는 개인용 위생 제품의 외측 상에 위치되는 디지털 요소를 포함한다. 일부 실시예에서, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은 개인용 위생 제품의 흡수 코어 내에 임베드되는 디지털 요소를 포함한다. 일부 실시예에서, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은 외부 디지털 요소에 접속되는, 디지털 능력을 갖는 개인용 위생 제품을 포함한다.
일부 실시예에서, 개인용 위생 제품은 월경 또는 다른 체액의 분비에 사용되는 여성 위생 제품일 수 있다. 일부 실시예에서, 위생 제품은 기저귀, 패드, 또는 체액 분비물을 흡수 또는 함유하도록 성인에 의해 사용되는 재료일 수 있다.
일부 실시예에서, 전도성 센서 조립체가 개인용 위생 제품의 코어 내에 배치된다. 전도성 센서 조립체는 하나 이상의 습도 센서를 포함하는 센서 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 습도 센서는 저항기에 결합된 습도 감응 스위치를 포함할 수 있고, 여기서 습도 감응 스위치의 저항 값은 저항기의 저항 값보다 작다.
일부 실시예에서, 개인용 위생 제품의 디지털 요소는 외부 디지털 요소에 자기적으로 접속되는 위생 제품의 흡수 코어 내의 센서 어레이를 포함할 수 있다. 디지털 요소는 배터리, 통신 회로, 및 센서 어레이를 포함할 수 있다.
일 태양에 따르면, 디지털 요소는 회로 보드 및 배터리 전력원을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 개인용 위생 제품 상에 또는 그 내부에 위치되는 디지털 요소는 생체적합성 재료에 의해 캡슐화된 기판 상에 배치되는 센서 어레이 및 전기 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 디지털 요소는 개인용 위생 제품 상에 인쇄될 수 있고, 기판 상에 위치되는 센서 어레이 및 전기 컴포넌트를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 개인용 위생 제품 상에 또는 그 내부에 위치되는 디지털 요소는 생체적합성 재료에 의해 캡슐화된 기판 상에 위치되는 센서 어레이, 전기 컴포넌트, 및 무선 통신 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 센서 어레이는 전기 컴포넌트 내의 프로세서를 통해 데이터 또는 정보를 무선 통신 디바이스로 전송할 수 있다.
일부 실시예에서, 무선 통신 디바이스는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 통신할 수 있다.
디지털 요소는 위생 제품 내에 일체화되거나 그 내부에 임베드될 수 있고, 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 인터페이싱하는 능력을 갖는 통신 시스템을 통해 출력 정보를 생성할 수 있다.
개개인이, 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 무선으로 통신하는 디지털 요소를 갖는 하나의 위생 제품을 사용할 수 있다. 개개인이, 또한, 2개의 위생 제품을 동시에 사용할 수 있는데, 여기서 하나의 위생 제품 내의 디지털 요소는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 통신하는 제2 위생 제품 내의 통신 시스템과 통신한다. 디지털 요소는 몇몇 물리적 단계에 의해, 예를 들어 전도성 리본을 외부 디지털 요소에 접속시킴으로써, 패드를 펼침으로써, 또는 애플리케이터를 통해 탐폰을 밀어넣음으로써 기동될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 디지털 요소는 제품 내의 유체 레밸을 검출하기 위해 센서 어레이를 포함하는 센서 시스템을 포함할 수 있다. 센서 시스템은, 또한, 각각의 센서 어레이를 샘플링하여 액체 레벨을 계산하고 출력 제어 신호를 제공하도록 구성된 시스템 제어기, 및 출력 제어 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다.
일 태양에 따르면, 디지털 요소는 제품 내의 유체 레벨을 검출하기 위해 센서들의 가로방향 또는 세로방향 쌍을 포함하는 센서 시스템을 포함할 수 있다. 센서 시스템은, 또한, 각각의 센서 어레이를 샘플링하여 액체 레벨을 계산하고 출력 제어 신호를 제공하도록 구성된 시스템 제어기, 및 출력 제어 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다.
다른 태양에 따르면, 디지털 요소는 생체측정치, 예를 들어 pH 레벨 및 온도를 검출하고 출력 제어 신호를 제공하는 것이 가능한 센서 어레이, 및 출력 제어 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 센서 시스템을 포함할 수 있다.
다른 태양에 따르면, 디지털 요소는 생체측정치, 예를 들어 호르몬 레벨을 검출하고 출력 제어 신호를 제공하는 것이 가능한 센서 어레이, 및 출력 제어 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 센서 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명은 스마트 핸드헬드 전자 디바이스, 예를 들어 스마트폰, 스마트워치, 및/또는 태블릿과 인터페이싱하는 것이 가능한 디지털 요소를 포함하는 개인용 위생 제품에 관한 것이다. 일 태양에 따르면, 전자 디바이스는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품 또는 디지털 요소를 갖는 위생 제품들의 조합의 각각의 사용으로부터 수신된 데이터를 수집할 수 있다.
일 태양에 따르면, 전자 디바이스는, 예를 들어 개인용 위생 제품 내에서 발생할 수 있는 이벤트 또는 생체측정치 변화와 관련된 경보를 사용자에게 통지할 수 있는 이벤트 통지 메커니즘을 포함할 수 있다. 다른 태양에 따르면, 전자 디바이스는 개인용 위생 제품 내의 디지털 요소로부터 통신되는 데이터를 분석 및 종합하여, 사용자를 위해, 예를 들어 월경량 패턴을 반영하는 리포트, 요약서, 차트, 또는 시각적 도구를 생성할 수 있다. 전자 디바이스는 데이터에 기초하여 개인용 위생 제품의 구매 옵션에 대한 링크를 제공할 수 있는데, 예를 들어 가정 건강 프로그램이 자택 내의 사용자에게로의 배달을 위해 개인용 위생 제품을 매주 주문한다.
일 태양에 따르면, 애플리케이션 또는 소프트웨어는, 사용자가 개인용 위생 제품을 착용하고 있는 동안, 개인용 위생 제품의 포화 레벨 및 제품의 흡수 용량에 대한 데이터를 디지털 요소로부터 수신할 수 있다. 애플리케이션 또는 소프트웨어는, 최대 포화가 발생할 것인지 여부 및/또는 발생 시기를, 경고 또는 경보를 통해 사용자에게 시그널링할 수 있어서, 사용자가 누출 또는 유출 전에 개인용 위생 제품을 교체할 수 있게 한다.
일 태양에 따르면, 애플리케이션 또는 소프트웨어는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품의 각각의 사용으로부터 수집된 데이터를 이용하여, 월경량 또는 배출량에 관한 정보를 사용자에게 조언하는 예측 분석치를 생성할 수 있다. 그러한 실시예는, 예를 들어, 여성에게, 그녀의 추정된 시작일 및 시각과 같은 그녀의 월경 주기에 관한 정보를 제공할 수 있다. 그러한 실시예는, 또한, 예를 들어, 여성에게, 그녀의 월경 주기 중 주어진 날짜 동안 어떤 흡수도 레벨의 개인용 위생 제품이 추천되는지에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일 태양에 따르면, 전자 디바이스는 개인 건강 정보를 전달하는 디지털 요소로부터 생식력 모니터링을 위한 체온 또는 감염을 나타내는 생체측정치와 같은 데이터를 수신할 수 있다. 그러한 실시예는, 예를 들어, 사용자가 외부 전자 디바이스에 의해 종합된 데이터를 일차 진료 의사에게 제공하게 할 수 있다.
다른 태양에 따르면, 애플리케이션 또는 소프트웨어는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품의 사용으로부터 수집된 데이터를 이용하여, 개인용 위생 제품을 교체하기 위한 시설 자원을 경고하고/하거나 동원할 수 있다. 그러한 실시예는, 예를 들어, 개인용 위생 제품이 교체를 필요로 함을 간호사실, 및 이어서, 리프팅 팀에 경보할 수 있다. 그러한 실시예는, 예를 들어, 또한, 시설이 환자, 거주자, 또는 직원의 건강을 가장 잘 보호하기 위해 필요한 자원을 보다 정확하게 식별하게 할 수 있다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예의 하기의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른, 제품의 흡수 재료 내에 임베드되는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품의 단면의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른, 제품의 흡수 재료 내에 전도성 리본을 갖는 개인용 위생 제품 외부에 자기적으로 접속되는 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품의 단면의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 자기 결합 컴포넌트의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른, 개인용 위생 제품의 흡수 층 내에 임베드되는 기판을 포함하는 디지털 요소의 예시적인 실시예의 평면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른, 제품의 흡수 재료 내의 전도성 리본에 접속되는 외부 기판을 포함하는 디지털 요소의 예시적인 실시예의 평면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른, 사용자 데이터를 검출하고 그 데이터를 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에 무선으로 통신시키는 데 활용되는 디지털 요소 검출 경로를 갖는 예시적인 개인용 위생 제품의 도식적 표현을 도시한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른, 사용하기 전에 디지털 요소를 기동시키는 예시적인 실시예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 디지털 요소에 결합된 개인용 위생 제품을 도시한다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 센서 어레이를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 센서 조립체를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른, 임베디드 센서, 리드(lead), 및 신호 획득 디바이스에 대한 접속부를 갖는 예시적인 탐폰을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른, 신호 획득 디바이스에 대한 탐폰 센서 접속부를 위한 예시적인 단부 종단 방법을 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른, 신호 획득 디바이스 커넥터에 나타나는 예시적인 접속부 단부 길이 미스매칭의 도식적 표현이다.
도 12c 및 도 12d는 본 발명에 따른, 2개의 사시도로 도시된 예시적인 신호 획득 디바이스 및 커넥터의 도식적 표현이다.
도 13a는 상업적으로 입수가능한 제1 커넥터 및 배터리 클립을 도시한다.
도 13b는 상업적으로 입수가능한 제2 커넥터를 도시한다.
도 14a는 본 발명에 따른 커넥터의 예시적인 변형된 표면의 평면도의 도식적 표현이다.
도 14b는 본 발명에 따른 예시적인 인터로킹 커넥터의 측면도의 도식적 표현이다.
도 14c는 본 발명에 따른, 커넥터에 대한 예시적인 삽입 위치, 단부 종단, 및 인클로저 내의 위치의 도식적 표현이다.
도 15a는 본 발명에 따른, 센서를 갖는 예시적인 여성용 생리대의 도식적 표현이다.
도 15b는 본 발명에 따른, 여성용 생리대에 대한 신호 획득 디바이스의 예시적인 부착 및 속옷 내 배치의 도식적 표현이다.
도 15c는 본 발명에 따른, 버튼 스냅(button snap)을 활용하는 예시적인 커넥터를 도시한다.
도 16은 본 발명에 따른, 신호 획득 디바이스에 대한 예시적인 케이스의 도식적 표현이다.
도 17은 본 발명에 따른, 센서와 신호 획득 디바이스 사이에 배치되는 예시적인 연장 디바이스의 도식적 표현이다.
도 18a 내지 도 18g는 본 발명에 따른 케이스 설계의 도식적 표현이다.
스마트 핸드헬드 전자 디바이스와 인터페이싱하는 것이 가능한 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품을 포함하는 디바이스가 본 명세서에 개시된다. 하기의 섹션에서, 다양한 실시예에 대한 상세한 설명이 기술된다. 다양한 실시예에 대한 설명은 예시적인 실시예이고, 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백할 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예는 본 출원의 범주를 제한하지 않는다. 디지털 요소는 생물체의 신체 내에서 또는 그에 인접해서 사용하도록 설계된다.
용어
하기의 설명 및 청구범위에서, 다음의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "생체적합성"은 특정 응용에서 적절한 숙주 반응과 함께 수행하는 재료 또는 디바이스를 지칭한다. 예를 들어, 생체적합성 디바이스는 생물학적 시스템에 독성의 또는 해로운 영향을 미치지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "통신 시스템"은 프로세서로부터 스마트 핸드헬드 전자 디바이스 내의 수신기로 정보를 송수신하도록 구성될 수 있는 무선 통신 디바이스를 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "디지털 요소"는 기판 상의 전자 컴포넌트들을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "스마트 핸드헬드 디바이스"는, 모바일 운영체제 상에 구축되고 고급 프로세싱 능력을 갖는 스마트폰 또는 태블릿을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "여성 위생 제품"은, 탐폰, 생리대, 팬티라이너, 또는 월경 또는 체액 분비물을 흡수하거나 함유하는 데 사용되는 다른 제품을 지칭하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "위생 제품"은 체액 분비물을 흡수하거나 함유하기 위해 성인에 의해 사용되는 임의의 흡수 재료 또는 디바이스를 지칭하며, 이들은 탐폰, 라이너, 남성용 보호대(guard) 및 실드(shield), 성인용 기저귀 및 부스터 패드(booster pad)를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "마이크로유체 분석 시스템(Microfluidic analytical system)"은 하나 이상의 기공(pore)(들)을 포함하는 저에너지 소비 시스템을 지칭할 수 있는데, 유체 샘플의 하나 이상의 속성의 특성화를 위해, 이 기공(들)으로부터, 유체 샘플이 수집될 수 있고 일부 실시예에서는 채널을 통해 이동되거나 확산될 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로유체 분석 시스템은 마이크로 펌프 및 마이크로 밸브와 같은 마이크로유체 컴포넌트를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "전력원"은 에너지를 공급할 수 있거나 논리 또는 전기 디바이스를 통전(energized) 상태로 둘 수 있는 임의의 디바이스 또는 층을 지칭한다. 전력원은 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 알카리 전지 화학 반응으로 형성될 수 있고 고체 상태 배터리 또는 습전지(wet cell) 배터리일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "센서 어레이"는 센서 또는 복수의 센서를 의미하는데, 이는, 예를 들어, 액체 또는 습기를 검출하기 위해 저항성 또는 용량성을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "스위치"는 물리적 또는 전기적 입력에 응답하여 전기 전류의 흐름을 제어하는 회로 요소를 의미한다.
개인용 위생 제품
이제, 도 1을 참조하면, 디지털 요소(105)를 갖는 개인용 위생 제품(101)의 예시적인 실시예의 단면이 도시되어 있다. 디지털 요소(105)는 사용자의 신체 내에 삽입되거나 그에 맞대어 배치되는 개인용 위생 제품의 흡수 코어(103)에 임베드된다. 일부 실시예에서, 디지털 요소(105)는 사용자의 신체 내에 삽입되거나 그에 맞대어 배치되는 개인용 위생 제품의 신체측 외측 표면 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 디지털 요소(105)는, 예를 들어 전력, 감지, 및 통신을 위한 전자 컴포넌트들과 통합되는 생체적합성 폴리머 또는 다른 가요성의 생체적합성 재료를 포함하는 기판을 포함한다.
이제, 도 2a를 참조하면, 외부 디지털 요소(209) 및 센서 조립체(205)를 갖는 개인용 위생 제품(201)의 단면이 도시되어 있다. 센서 조립체(205)는, 예를 들어, 개인용 위생 제품(201)의 흡수 코어(203)의 중심을 통해 이어지고 외부 디지털 요소(209)에 접속되는 센서 어레이를 포함한다. 센서 어레이(205)는 금속 섬유를 포함할 수 있거나, 또는 개인용 위생 제품(201) 내의 실(thread)과 함께 활용되는 전도성 잉크를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 전도성 잉크는 개인용 위생 제품(201) 내의 기판 상에 인쇄될 수 있다. 센서 어레이(205)는 개인용 위생 제품(201)에 의해 흡수되는 체액의 전도성 및 이온 속성을 감지하는 것이 가능할 수 있다. 센서 어레이(205)는 개인용 위생 제품(201)이 체액으로 포화 상태로 되어 감에 따라 그 내부의 저항성 변화를 포착할 수 있다. 센서 어레이(205)는 신호 송신 도관(211)을 통해 외부 디지털 요소(209)에 전기적으로 결합된다. 일부 실시예에서, 신호 송신 도관(211)은 디지털 요소(209)에 자기적으로 접속될 수 있다. 보다 구체적으로, 자기 결합 디바이스(207)가 신호 송신 도관(211)을 디지털 요소(209)에 접속시키는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 신호 송신 도관(211)은 제1 단부 상에 자기 결합부(213)를 포함할 수 있고, 디지털 요소(209)는, 연결될 때, 고정 결합부(207)를 형성하는 정합 자기 결합부(215)를 포함할 수 있다.
디지털 요소
도 3에는, 디지털 요소(301)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 기판(303)은 생체적합성 폴리머 층(305) 내에 케이싱 또는 캡슐화된다. 일부 실시예에서, 예를 들어 기동 요소 또는 배터리일 수 있는 전력원(307)이 기판(303)에 부착된다. 기판(303)은, 예를 들어, 폴리이미드, 셀룰로스 나노 피브릴화 섬유(cellulose Nano fibrillated fiber), 또는 다른 생체적합성 폴리머 또는 실리콘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전도성 트레이스(309)는 총체적으로 전력원(307)을 전자 컴포넌트(311, 313, 315, 317)와 전기적으로 상호접속시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는 전력원(307)에 부착된 단일 센서를 포함하는 센서 어레이(311), 및 데이터 수집이 가능한 제1 프로세서(315)를 포함할 수 있다. 센서 또는 센서 어레이는, 예를 들어, 광학 센서, 산소측정 센서, 전기 센서, 화학 센서, 기계 센서, MEM 센서, 나노센서, 생화학 센서, 음향 센서, 면역 센서, 유체 센서, 또는 "랩-온-칩(lab on a chip)" 타입 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는 전력원(307) 및 제1 프로세서(315)에 부착되는 센서 어레이(311)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서 어레이(311)로부터 데이터를 수집하는 제1 프로세서(315)는, 예를 들어 스마트폰, 스마트워치 및/또는 태블릿일 수 있는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와의 무선 통신이 가능한 제2 프로세서(317)와 통신한다. 제1 및 제2 프로세서(315, 317)는 바람직하게는 단일 마이크로프로세서로 구현된다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는 데이터를 수집하는 제1 프로세서(315)와 통신하는, 전력원(307)에 부착되는 마이크로유체 분석 시스템(313)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 프로세서(315)는, 예를 들어 스마트폰, 스마트워치 및/또는 태블릿일 수 있는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와의 무선 통신이 가능한 제2 프로세서(317)와 통신한다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는, 개인용 위생 제품의 액체 흡수 용량 및 포화 레벨에 관한 데이터를 포착할 수 있고 그 데이터를 제1 프로세서(315)에 통신시킬 수 있는 센서 어레이(311)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서 어레이(311)는, 개인용 위생 제품의 흡수 용량에 관한 데이터를 포착할 수 있고 그 데이터를 제1 프로세서(315)에 통신시킬 수 있다. 제1 프로세서(315)는 센서 어레이(311)에 의해 생성된 수집된 데이터를 종합할 수 있고, 수집된 데이터를 제2 프로세서(317)로 송신할 수 있으며, 이 제2 프로세서는 수집된 데이터를 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에 무선으로 통신시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는, 예를 들어 체온, pH 레벨, 혈중 산소 포화도, 혈중 글루코스 레벨, 화학 조성, 호르몬 레벨, 및 신체 모션을 포함한, 생체측정 데이터를 포착할 수 있고 그 데이터를 제1 프로세서(315)에 통신시킬 수 있는 센서 어레이(311)를 포함할 수 있다. 제1 프로세서(315)는 마이크로유체 분석 시스템(313)에 의해 생성된 수집된 데이터를 종합할 수 있고, 수집된 데이터를 제2 프로세서(317)로 송신할 수 있으며, 이 제2 프로세서는 수집된 데이터를 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에, 예를 들어 저전력 블루투스 무선 통신 또는 근거리장 무선 통신에 의해 무선으로 통신시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 컴포넌트는, 예를 들어 유해 박테리아의 존재, 호르몬 레벨, 자궁경부 및 자궁 건강 표시자, 또는 임의의 암 마커(cancerous marker)를 포함한, 생체측정에 관한 데이터를 포착할 수 있고 그 데이터를 제1 프로세서(315)에 통신시킬 수 있는 마이크로유체 분석 시스템(313)을 포함할 수 있다. 제1 프로세서(315)는 마이크로유체 분석 시스템(313)에 의해 생성된 수집된 데이터를 종합할 수 있고, 그 데이터를 제2 프로세서(317)로 송신할 수 있으며, 이어서, 제2 프로세서는 수집된 데이터를 스마트 핸드헬드 전자 디바이스에 무선으로 통신시킬 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 재사용가능한 외부 디지털 요소(401)의 일 실시예가 도시되어 있다. 디지털 요소는, 도 2b와 관련하여 전술된 것과 같이, 자기 접속부를 인터로킹함으로써 개인용 위생 제품 내의 센서 어레이에 부착된다. 디지털 요소(401)는 전자 컴포넌트(411)가 실장된 기판(409)을 포함할 수 있다. 기판(409)은, 예를 들어, 폴리이미드, 셀룰로스 나노 피브릴화 섬유, 또는 임의의 다른 적합한 생체적합성 폴리머를 포함할 수 있다. 디지털 요소(401)는 생체적합성 재료, 예를 들어 실리콘 내에 캡술화될 수 있다. 전자 컴포넌트(411)는 통신 회로(405), 프로세서 회로(407), 및 전력원(403)을 포함할 수 있다. 통신 회로(405) 및 프로세서 회로(407)는, 예를 들어 가요성의 또는 강성의 얇은 인쇄 회로 보드일 수 있다. 통신 회로(405)는, 예를 들어 저전력 블루투스 또는 근거리장 통신에 의한 스마트 핸드헬드 디바이스와의 무선 통신을 가능하게 할 수 있다. 통신 회로(405)는, 예를 들어, 그래핀(graphene) 또는 생흡수성 또는 생물학적 불활성 전도성 잉크를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 프로세서 회로(407)는 개인용 위생 제품의 사용자의 착용에 의해 생성된 데이터를 처리하는 것이 가능한 센서 어레이를 포함할 수 있다. 전력원(403)은, 예를 들어, 배터리, 연료 전지, 또는 마이크로전자 컴포넌트에 전력을 공급하는 데 적합한 임의의 다른 전력원일 수 있다. 그러한 적합한 디바이스는 리튬 망간 이산화물 코인 전지를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
스마트 핸드헬드 디바이스
이제, 도 5를 참조하면, 디지털 요소(503) 및 스마트 핸드헬드 디바이스(505)와의 인터페이스, 그리고 사용자(501) 및/또는 인터넷 기반 소비자 서비스(511)와의 스마트 핸드헬드 디바이스(505)의 인터페이스의 도식적 표현이 도시되어 있다. 스마트 핸드헬드 디바이스(505)는 휴대폰, 스마트워치 및/또는 태블릿과 같은 핸드헬드 개인용 전자 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 디지털 요소(503)는 수신기(507)를 갖는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스(505)와의 무선 통신이 가능하다. 일부 실시예에서, 수신기(507)는, 예를 들어 사용자 기반 데이터를 정량화하는 것이 가능한 소프트웨어 애플리케이션(509)을 포함할 수 있는 외부 디바이스 내의 프로세서로 사용자 기반 데이터를 송신하는 것이 가능하다. 사용자(501)는, 이어서, 외부 전자 디바이스(505)와 인터페이싱할 수 있고, 몇몇 방식으로 사용자 기반 정량화된 데이터를 수신할 수 있다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)의 기능은, 예를 들어, 수신된 사용자 기반 데이터를 정량화하고, 예를 들어 사용자(501)를 위한 차트의 생성, 디스플레이, 또는 경보를 포함한, 사용자(501)를 위한 정량화된 데이터의 시각적 표현을 생성하는 인터페이스를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 액체 흡수 용량 및 실제 체액 흡수에 기초하여 개인용 위생 제품에 의한 흡수의 레벨의 시각적 표현을 사용자에게 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 흡수도 및 예상 포화 지점에 대한 시간 프레임을 사용자에게 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은, 개인용 위생 제품의 포화가 임박하거나 도달된 경우에 사용자에게 경보 신호를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은, 예를 들어 사용자의 체액 배출 속도 또는 체액 배출량의 이력 데이터를 포함한, 정량화된 데이터의 시각적 표현을 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 다수의 개인용 위생 제품의 사용으로부터 시간 경과에 따라 생성된 데이터를 축적하는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 이력 데이터에 기초하여 체액 배출량에 대한 기준선을 예시하기 위한 그래픽, 차트, 또는 다른 인터페이스를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 예측 분석정보를 생성할 수 있고 그 정보를 사용자에게 통신시킬 수 있다. 그러한 정보는, 예를 들어 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품이 월경 주기를 위해 사용되는 경우, 사용자(501)가 시작일과 종료일을 예상하게 할 수 있다. 그러한 정보는 사용자(501)가 월경량이 보다 많거나 보다 적은 일자 또는 기간을 포함한 주기의 진행을 이해하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 사용자에 대한 소비재 사용률에 대한 정보를 생성하여, 예를 들어 하루마다, 일주일마다, 또는 주기마다를 포함하여 얼마나 많은 개인용 위생 제품이 필요할 것인지를 예측할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은, 예를 들어 월경의 시작일이 식별된 경우를 포함하여, 사용자가 개인용 위생 제품을 구매하도록 리마인더 또는 경고를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션은 사용자에게 사용자의 체액 배출량의 이력 데이터에 기초한 주문량 추정을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)의 인터페이스는 사용자(501)가 직접 배달을 위해 추가적인 개인용 위생 제품을 주문 및 구매할 수 있는 인터넷 기반 소비자 서비스에의 직접 링크를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션(509)은 사용자(501)에게로의 직접 배달을 위해 소비재 사용률에 기초한 자동 직접 발주(order placement)가 가능할 수 있다. 소프트웨어 애플리케이션(509)은 추가적인 개인용 위생 제품의 구매를 용이하게 해 줄 수 있다. 소프트웨어 애플리케이션(509)은 사용자를 인터넷 기반 소비자 서비스에 접속시킬 수 있다.
디지털 요소(503)는, 전술된 바와 같이, 센서 어레이(520), 제1 프로세서(522), 제2 프로세서(524) 및 마이크로유체 분석 시스템(526)을 포함한다. 디지털 요소(503)는, 또한, 포트(500)를 갖는 것으로 도시되어 있는데, 이 포트는 유체가 센서 어레이(520) 및 마이크로유체 분석 시스템(526) 양측 모두에 진입 및 도달하게 한다.
탐폰
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 디지털 요소를 갖는 탐폰 형태의 개인용 위생 제품(701)이 제공된다. 도 7을 참조하면, 개인용 위생 제품(701)은 신호 송신 도관(706)을 통해 외부 디지털 요소(709)에 결합된다. 개인용 위생 제품(701) 내에는, 예를 들어 개인용 위생 제품(701)의 흡수 코어(703)의 중심을 통과하여 이어지는 전도성 센서 조립체(본 도면에는 도시되지 않음)가 배치된다.
적어도 하나의 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 전도성 센서 조립체(805)는, 일반적으로, 예를 들어 저항을 측정함으로써, 월경 유체의 전도성 및 이온 속성을 감지하는 것이 가능할 수 있는 하나 이상의 습도 센서(807)를 포함한다. 습도 센서(807)는 PET, 폴리이미드, 셀룰로스 나노 피브릴화 섬유, 또는 다른 생체적합성 폴리머 또는 실리콘을 포함할 수 있는 기판(806) 상에 배치된다. 일부 실시예에서, 기판은 가요성 회로 보드를 포함할 수 있다. 각각의 습도 센서는 저항기(812)에 결합되는 습도 감응 스위치(810)를 포함한다. 습도 감응 스위치(810)는 월경 유체와 습윤 접촉(wetting contact)하고 있을 때 통전되거나 "턴온"되고 이에 따라 개인용 위생 제품의 포화 레벨을 나타내는 신호를 생성하도록 구성된다.
도 9는 상호 맞물린 전극 패턴(914)의 형태로 습도 감응 스위치에 접속된 저항기(912)를 포함하는 전도성 센서 조립체(900)를 도시한다. 상호 맞물린 전극들(914) 사이에서 그리고 그 주위에서 월경 유체의 염(salt) 및 다른 이온 구성성분의 존재는 상호 맞물린 전극들(914) 사이에서의 전도를 용이하게 해 준다. 월경 유체의 부재 시, 상호 맞물린 전극들(914) 사이에는 통계학적으로 유의한 전도가 없다. 본질적으로, 존재하는 유체가 없고 전체가 건조한 경우, 어떠한 전도도 없다. 신호 송신 도관(920)이 습도 감응 스위치에 의해 송신되는 신호를 디지털 요소로 전달하도록 제공된다. 일부 실시예에서, 신호 송신 도관(920)은 도 4와 관련하여 전술된 것과 같은 디지털 요소에 접속되는 케이블일 수 있다. 일부 실시예에서, 송신 도관(920)은 가요성 기판 상에 침착된 전도성 잉크를 포함할 수 있다. 저항기(912)는 기판(925) 상에 침착된 전도성 잉크로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(925)이 가요성 회로 보드인 경우, 저항기(912)는 온-보드 저항기일 수 있다.
월경 유체의 구성성분은 대상에 따라 매우 다양한 것으로 여겨진다. 따라서, 월경 유체의 전도도는 이온 함량뿐 아니라 다른 인자를 상이하게 하는 것에 적어도 부분적으로 기인하여 대상에 따라 + 50 퍼센트 이상으로 상당히 다를 수 있다. 대상 전체에 걸친 이러한 전도도 불일치는 습도 센서가 상이한 대상에 대해 상이하게 거동하게 할 수 있다. 예를 들어, 월경 유체 전도도의 차이로 인해, 습도 센서는, 제1 대상에 의해 사용된 개인용 위생 제품 및 제2 대상에 의해 사용된 개인용 위생 제품 양측 모두가 동일한 양의 월경 유체에 노출된 경우, 제1 대상에 의해 사용된 개인용 위생 제품이 포화됨을 나타낼 수 있고, 제2 대상에 의해 사용된 개인용 위생 제품이 포화됨을 나타내는 데에는 실패할 수 있다. 대상에 따라 보다 일관된 결과를 제공하기 위해, 일부 실시예에서, 저항기(812) 및 습도 감응 스위치(810)에 대한 저항 값이 월경 유체 전도도 변화의 영향을 최소화시키도록 선택된다. 따라서, 저항기(812)의 저항은 바람직하게는 습도 감응 스위치(810)의 저항보다 훨씬 더 크다. 일부 실시예에서, 저항기(812)는 1 kΩ 내지 10 kΩ의 저항 값을 가질 수 있다. 그러나, 이러한 저항 값은 개인용 위생 제품이 특별히 원하는 방식으로 거동하게 하도록 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 전도성 센서 조립체(805)는 탐폰의 축 길이를 따르는 다양한 지점에서의 포화를 검출하기 위해 대체적으로 탐폰의 전체 축 길이로 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 전도성 센서 조립체는 탐폰의 완전 포화를 나타내는, 탐폰을 따르는 지점에 위치된 단일 습도 센서만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 습도 센서는 탐폰의 축 길이를 따르는 다양한 지점, 예컨대 10 퍼센트, 50 퍼센트, 75 퍼센트 및 90 퍼센트에 위치될 수 있다.
대안의 예시적인 실시예에 따르면, 본 발명의 센서 시스템은 저항성 센서가 아니라 커패시턴스 센서일 수 있거나 또는 그를 포함할 수 있다. 예시적인 커패시턴스 센서는, 서로 이격되어 있고, 전기 전위가 전도성 리드에 걸쳐서 인가될 때 서로의 사이에 전기장을 생성하도록 구성된 적어도 한 쌍의 선형 전도성 리드를 포함할 수 있다. 전도성 리드는 전도성 와이어, 전도성 실, 또는 전도성 얀(yarn) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전도성 얀은 전도성 재료로 처리(예컨대, 커버)된 얀을 포함할 수 있다. 전도성 실은 처리(예컨대, 전도성 재료로 커버)된 실을 포함할 수 있다.
커패시턴스 센서는 절연체를 포함할 수 있다. 절연체는 친수성, 소수성, 옴니필릭(omniphilic), 옴노포빅(omnophobic), 친유성, 또는 소유성 중 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 절연체는 절연체의 표면이 친수성, 소수성, 옴니필릭, 옴노포빅, 친유성, 또는 소유성 중 하나 이상이 되게 하도록 처리될 수 있다. 절연체는 흡수 재료와 각각의 전도성 리드들의 적어도 일부 사이에 배치될 수 있다. 일례로서, 전기 절연성 재료가 각각의 선형 전도성 리드들의 적어도 일부를 중심으로 배치될 수 있다. 이와 같이, 절연성 재료는 각각의 선형 전도성 리드들 사이에 배치될 수 있다. 절연성 재료는, 또한, 선형 전도성 리드를 개인용 위생 제품의 흡수 재료로부터 절연시킬 수 있다. 따라서, 전기 전류가 선형 전도성 리드들 중 하나 이상에 인가되는 경우, 선형 전도성 리드들 사이에 전기장이 생성된다. 선형 전도성 리드 및 전기 전류는 생성된 전기장의 적어도 일부가 흡수 재료를 통과하도록 구성된다. 생성된 전기장 내의 흡수 재료 중 일부의 유체 레벨(예컨대, 포화도)이 변화함에 따라, 전기장 내의 유전체 또는 다른 재료의 전기적 특성(예컨대, 커패시턴스)이 변화할 수 있다. 그러한 변화는 측정될 수 있으며, 센서 시스템을 포함하고 있는 개인용 위생 디바이스의 유체 레벨을 나타낼 수 있다. 일례로서, 센서 시스템은 제1 커패시턴스 값 및 제1 커패시턴스 값과는 상이한 제2 커패시턴스 값을 검출하도록 구성될 수 있다.
대안의 예시적인 실시예에서, 커패시턴스 센서는 커패시턴스 및 저항성 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 병렬 연결 섹션의 단부는 비절연 상태로 남겨진다. 병렬 섹션이 탐폰 또는 다른 제품 내에 놓일 때 그 병렬 섹션이 자체적으로 절첩되면, 단선된(open) 2개의 전도성 단부들이 탐폰의 베이스에 있게 된다. 탐폰이 가득 찰 때, 이러한 2개의 전도성 단부는 월경 유체로 단락될 것이고, 이는 저항성 감지 컴포넌트에 의해 검출된다. 이러한 배열은 유체의 가능한 바이패스로 인한 백업 또는 누출 경고로서 활용될 수 있다.
제어기가 센서 시스템(예컨대, 커패시턴스 센서)과 일체화될 수 있거나 또는 그와 통신하도록 구성될 수 있다. 커패시턴스 센서의 전기적 특성의 측정이 이루어짐에 따라, 신호가 제어기로 송신될 수 있다. 신호는 제1 커패시턴스 값 및 제2 커패시턴스 값 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 기술되는 바와 같이, 제1 커패시턴스 값 및 제2 커패시턴스 값은, 전기 전류가 선형 전도성 리드들 중 하나 이상에 인가될 때 그 선형 전도성 리드들 사이의 전기장 내에서의 유체의 존재에 의존할 수 있다. 제어기는 수신된 신호를 분석하도록 구성될 수 있고, 연관된 유체 레벨(예컨대, 포화도)을 판정할 수 있다. 그러한 판정은 절대적 또는 상대적 판정일 수 있다. 더욱이, 제어기는, 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해, 연관된 유체 레벨을 디바이스의 사용자에게 통신시킬 수 있다.
동작
이제, 도 6a 내지 도 6e를 참조하면, 개인용 위생 제품 내의 디지털 요소의 기동에 대한 도식적 표현이 그 물품의 개봉 및 사용으로서 도시되어 있다. 동작 시, 사용자는, 예를 들어 신체 내에의 삽입(도 6a), 신체에 직접 맞닿는 배치(도 6b, 도 6c), 또는 속옷에의 접착 및 신체에 직접 맞닿는 배치(도 6d, 도 6e)를 포함하여 산업적 용도와 일치하는 방식으로 개인용 위생 제품을 사용할 수 있다. 사용자는, 신체 근처에의 제품의 배치 또는 그 내부에의 제품의 삽입 이전에, 애플리케이터를 통해 제품을 전개하거나 밀어서 디지털 요소를 기동시킬 수 있다. 디지털 요소가 기동된 경우, 사용자는, 이어서, 개인용 위생 제품을 배치하거나 삽입할 수 있다. 도 6a와 관련하여, 탐폰(604) 상에 위치된 포장지(602)가 제거되고, 탐폰(604) 자체가 통상의 방식으로 삽입될 수 있다. 보다 구체적으로, 포장지는 탐폰 상에 형성되어 배치되고, 이어서, 단부가 밀봉된다. 도 6b 및 도 6c와 관련하여, 패드 또는 생리대(606)가 상단 탭(608)을 제거함으로써 패키징(610)으로부터 제거되고, 이어서, 통상의 방식으로 위치된다. 도 6d 및 도 6e와 관련하여, 패드 또는 생리대(612)는 탭(616)을 제거하고 접착 탭(614)을 전개함으로써 그의 패키지(618)로부터 제거된다. 접착 탭(614)은 본 도면에는 도시되어 있지 않은 속옷의 적당한 위치에 통상의 방식으로 고정된다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 본 발명은 본 명세서에서 기술되는 개인용 위생 제품과 함께 사용하기 위한 커넥터 및 외장물을 포함한다. 전자식 여성 위생 시스템은 이전에 설명되었다. 하나의 그러한 시스템이 추가 세부사항과 함께 여기서 설명된다. 도 10은 본 도면에는 도시되어 있지 않은 임베디드 습도 센서 또는 디지털 요소를 갖는 예시적인 탐폰(1001)을 도시하는데, 이때 리드(1002)는 탐폰(1001) 외부로 나오고 케이스 또는 인클로저(1004) 내의 신호 획득 디바이스에 접속되어 있다. 이러한 예에서, 신호 획득 디바이스는 탐폰(1001) 내의 습도 센서, 예를 들어 커패시턴스, 저항, 및/또는 전압을 활용하여 측정을 수행하고, 이러한 데이터 또는 정보를 스마트폰 또는 유사한 개인용 전자 디바이스로 송신한다. 이러한 예에서, 본 도면에는 도시되지 않은 임베디드 습도 센서는 리드(1002)에 도시된 바와 동일한 전도성 얀으로부터 제조된다. 후속으로 더 상세히 설명되는 바와 같은 리드(1002)는 전도성 실, 또는 비전도성 실에 직조되는 전도성 실로 제조될 수 있다. 리드(1002)는 신호 획득 디바이스 내의 커넥터를 통해 신호 획득 디바이스에 기계적으로 그리고 전기적으로 접속된다. 신호 획득 디바이스의 커넥터, 전자기기, 배터리, 안테나, 및 다른 컴포넌트는 본 명세서에서 기술되는 바와 같은 케이스 또는 인클로저(1004) 내에 하우징된다.
센서로부터의 리드가 종단되는 방식은 전자식 여성 위생 시스템의 제조, 신뢰성, 사용 편의성, 및 고객 수용성에 매우 중요하다. 비박리형, 박리형, 및 평탄형 종단을 포함한 예시적인 종단 방법이 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있다. 도 11a는, 특정 길이(1105)에 걸쳐서 절연체가 박리되고, 평탄형 종단 또는 단부(1103)를 갖는 예시적인 리드(1101)를 도시한다. 본 예시적인 실시예에서, 평탄형 종단(1103)은 획득 디바이스와 직접 접촉을 이룬다. 도 11b에 도시된 비종단 예는, 내부 도체가 단부(도시되지 않음)를 제외하고 절연체(1104)에 의해 커버되도록 스풀(spool) 상에 나타난 바와 같이 와이어/얀(1102)을 남긴다. 그러한 종단 방법은 절연체에 구멍을 내어 내부 도체와 접촉을 이루기 위해 피어싱 커넥터(piercing connector)를 필요로 할 수 있다. 다시 말해, 접촉부의 전기 접촉부는 절연체를 피어싱하고, 획득 디바이스의 내부 도체와 비파괴 접촉을 이룬다. 이러한 종단 방법은 제조 용이성으로 인해 바람직할 수 있다. 대안의 예시적인 실시예에서, 열 및 압력을 활용하면, 절연체는 도체로부터 멀어지게 가압되어 전도성 실을 노출시킬 수 있다. 단부가 이러한 방식으로 마련되면, 그들은 피어싱에 대한 필요성 없이 압축 타입 접속 지점에 놓일 수 있다. 이러한 가압된 단부는 블루투스 디바이스의 표면 상의 전도성 플레이트에 직접적으로 적용될 수 있고, 접착제 테이프로 커버될 수 있다. 이러한 테이프는, 이어서, 사용자의 피부 또는 의복에 적용될 수 있다.
박리형의 예에서, 내부 도체를 노출시키도록 절연체가 특정 길이(1105)의 와이어/얀으로부터 제거된다. 그러한 종단 방법은 피어싱 커넥터에 대한 필요성을 배제시킬 수 있고 커넥터의 직경을 감소시킬 수 있지만, 또한, 도체들 사이의 단락을 갖는 문제를 도입시킬 수 있다.
평탄형의 예에서, 절연체는 가압, 가열, 및/또는 초음파 에너지와 같은 동작을 통해 재배분된다. 생성된 종단은 내부 도체를 노출시킬 수 있거나 또는 노출시키지 않을 수도 있다. 그것은, 또한, 절연체가 노출된 단부(1106) 둘레를 감싸게 하여, 그를 충분히 절연시킬 수 있다.
채용된 물리적 종단 방법에 약간 의존하여 단부 종단에 소정의 처리가 적용될 수 있다. 예를 들어, 비박리형 접속부가 전도성 접착제, 잉크, 또는 에폭시에 침지될 수 있다. 이것은 더 넓은 종단 영역 위에서의 전기적 접촉을 허용할 것이고, 피어싱 커넥터에 대한 필요성을 배제시킬 수 있다. 종단은, 또한, 절연체로서의 비전도성 접착제 또는 에폭시에 침지될 수 있다. 종단은 와이어/얀 상에 크림핑(crimping) 또는 접착될 수 있다.
또한, 2개의 개별 리드들로서가 아니라 양측 리드 모두를 커넥터에 함께 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것이 종단 또는 크림핑 동작을 필요로 할 수 있지만, 고객에게는 2개 대신 하나의 접속부를 제조하는 것이 바람직할 가능성이 있다. 그러한 종단은 개별적인 크림핑-온 커넥터를 사용할 수 있지만, 그러한 솔루션은 종단 컴포넌트의 비용을 추가시킨다. 평탄형 접속부와 유사한 다른 옵션은 비용이 드는 컴포넌트를 요구하지 않고서 리드 단부를 연결하는 것일 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 센서에 의해 커넥터에 제공되는 2개의 와이어/얀의 길이에 대한 2개의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 12a에 도시된 하나의 경우에 있어서, 와이어/얀(1201)의 양측 단부 모두는 거의 동일한 길이이다. 이는, 그것이 커넥터를 제공하는 최적화로 인한 바람직한 경우일 수 있는데, 예를 들어, 커넥터는 길이 면에서의 폭넓은 변형을 수용할 필요가 없다. 그러나, 길이 면에서의 변형은 제조 프로세스로부터 발생할 수 있고, 비용, 수율, 및 처리율과 같은 다른 파라미터와의 트레이드오프(tradeoff)로서 바람직할 수 있다. 따라서, 도 12b에 도시된 바와 같이 상이한 길이의 와이어/얀(1202)을 수용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 커넥터의 길이 및 영역을 연장시킴으로써 달성될 수 있지만, 이것은 전체적인 커넥터 크기와도 트레이드오프가 된다. 또한, 커넥터가 "깔때기(funnel)" 설계를 포함하여, 리드의 위치에서의 측방향 변형을 허용하고/하거나 리드가 커넥터 내부에서 절첩하여 과도한 길이를 흡수하는 것을 허용하도록 하는 것이 가능할 수 있다.
도 12c 및 도 12d는 2개의 사시도로부터 예시적인 인클로저 및 커넥터를 도시한다. 측부 사시도(1203)는 속옷 허리밴드에 부착하기에 적합할 수 있는 클립(1204)을 포함하는 설계 태양을 도시한다. 추가로, 이러한 디바이스는, 또한, 겉옷 허리밴드에 착용 또는 부착될 수 있다. 그것은 의복의 임의의 적합한 편부에 부착될 수 있다. 또한, 디바이스의 상단 부분(1209)이 기울어져서, 이에 의해, 커넥터(1206, 1207)를 노출시키게 하는 힌지(1205)가 도시되어 있다. 전면 사시도(1208)에서, 사이드-바이-사이드 커넥터(1206, 1207)가 도시되어 있고, 그들 사이에는 절연체(1210)가 위치되어 있다. 센서 리드로부터의 2개의 도체(도 11a 및/또는 도 11b)는, 아마도, 힌지를 기울여 리드 내에 놓고, 이어서, 스프링-부하형 힌지가 리드 상으로 다시 기울어지게 하여, 이에 의해, 그들을 보유함으로써, 이러한 커넥터 내에 삽입될 것이다. 이러한 배열은 전기장으로 알려져 있다.
도 13a는 다양한 다른 전자 컴포넌트와 함께 회로 보드(1304)에 실장된 다른 예시적인 "기성(off-the-shelf)" 커넥터(1301) 및 배터리 클립(1302)을 도시한다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 본 명세서에 기술된 것과 같은 기존 디바이스에서의 단점으로 인해 신규한 디바이스가 요구된다. 악어 클립들(1301)은, 프로토타입 테스팅에 유용하지만, 친숙한 소비자 디바이스 내에 일체화하기에는 너무 크다. 그들은, 또한, 전기적으로 단락시키기 용이하고 잠재적 사용자에게 겁을 준다. 배터리 클립(1302)은 클립의 하나의 에지를 따라서 삽입 및 제거가 일어날 것을 필요로 하며, 이는 사용자에게 편리한 동작이 아닐 수도 있다.
도 13b는 또 다른 "기성" 커넥터(1303)를 도시한다. 삽입된 와이어의 스케일 및 미국 쿼터(United States quarter)에 인접해서 알 수 있는 바와 같이, 커넥터(1303)는 접속될 와이어 및 개별 디바이스의 원하는 크기보다 훨씬 더 크다. 이러한 도시된 커넥터는, 활용될 수 있지만 전혀 바람직하지 않은 어떠한 변형도 없는 기존의 커넥터임에 유의하는 것이 중요하다.
도 14a 및 도 14b는 리드 보유를 보조하기 위한 커넥터 설계 태양의 예들을 도시한다. 도 14a는 커넥터의 표면 또는 그의 평면 상에서의 "평면"도를 도시한다. 센서 리드는 이러한 평면의 상단에 놓일 것이다. 도시된 평면은 삽입 방향과는 무관하게 리드의 보유를 돕는 파도 형상 텍스처(1401)를 포함한다. 텍스처화되지 않은 표면 또는 텍스처의 방향이 리드에 평행한 표면은 더 작은 보유력(retention force) 및 더 작은 전기적 신뢰성을 제공할 수 있다. 널링(Knurling)은 커넥터의 "파지력(grip)"을 증가시키기 위한 공지의 기법이다. 텍스처화된 표면을 갖는 커넥터의 한쪽 또는 양쪽 평면을 마찰이 증가하게 함으로써, 바람직하게는, 활용되는 임의의 커넥터의 두께를 감소시킨다.
도 14b는 예시적인 커넥터의 측면도를 도시한다. 이러한 예에서, "상단 및 하단" 표면을 인터로킹하는 2개의 조합이 각각 1402, 1404로 도시되어 있다. 외력, 예를 들어 자석 또는 스프링에 의해 인터로킹되는 경우, 커넥터의 "톱니(teeth)"가 편부들 사이의 작은 갭과 맞물린다. 인터로킹 편부들 사이에 놓이는 와이어 또는 얀은 코너 둘레에서 구부러져서, 이에 의해, 보유력 및 전기적 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 14c는 텍스처화된 커넥터(1404) 내로의 리드(1403)의 예시적인 배향을 도시한다. 다양한 삽입 각도는 사용자 편의성을 증가시키며, 텍스처화된 커넥터 표면에 의해 제공된다. 텍스처화된 커넥터(1404)의 형상으로 인해, 임의의 리드(1403)가 삽입 각도와는 무관하게 중심(1406)으로 가이드될 것이다.
도 15a 내지 도 15c는 탐폰이 아니라 생리대를 갖는 대안의 예시적인 전자식 여성 위생 시스템을 도시한다. 도 15a는 임베디드 센서 전극(1502)을 갖는 예시적인 생리대(1501)를 도시한다. 그러한 전극(1502)은, 금속화되고 패드 상으로 전사된 전도성 잉크로, 또는 다른 방법을 통해 제조될 수 있다. 전극(1502)의 단부는 접속 지점(1503)을 형성한다. 도 15b는 커넥터 지점(1503)에 부착된 신호 획득 디바이스(1505)를 갖는 생리대(1501)를 도시하는데, 이때 양측 모두는 속옷(1504) 상에 또는 그에 맞대어 위치된다. 도 15c는 금속 버튼 스냅이 생리대 상의 연장된 전도성 트레이스(1507) 상으로 크림핑되는 예시적인 커넥터(1506)를 도시한다. 이러한 연장된 전도성 트레이스(1507)는 전도성 트레이스(1502)에 접속되고, 더 두껍고 더 넓은 도체와 같은 스냅 커넥터(1506)를 부착하는 데 적절한 특징부를 포함할 수 있다.
도 16은 신호 획득 디바이스에 대한 예시적인 케이스/인클로저 시스템을 도시한다. 나사-상단 뚜껑(1601)은 일차 배터리(1610)의 교체를 허용하고, 리셋 또는 페어링 버튼과 같은 다른 컴포넌트에의 액세스를 제공할 수 있다. 뚜껑(1601)은 개스킷을 포함하여 방수성을 개선할 수 있다. 그러한 개스킷은 O-링과 같은 개별 설계일 수 있거나, 또는 보다 단단한 사출 성형된 플라스틱 케이스에 공동-몰딩(co-mold)되거나 적용되는 연질, 고무, 또는 실리콘형 재료일 수 있다. 개스킷 대신, 뚜껑의 부착이 물을 밀봉하는 압축 끼워맞춤(compression fit)을 형성하는 억지 끼워맞춤(interference fit)이 사용될 수 있다. 반드시 방수 설계인 것이 아니라 방수성이 희망됨에 유의하는 것이 중요하다. 예를 들어, 높은 습도 또는 물 튐(splash), 우발적 노출과 같은 매우 얕고 일시적인 침수, 수영장 수영과 같은 수 분 내지 수 시간 동안 지속되는 얕은 침수, 및 스쿠버 다이빙에서와 같은 깊은 물의 침수에 이르기까지의 모든 방식에 당연히 견딜 수 있는 다양한 정도의 방수성이 있다 또한, 이전에 언급된 바와 같이, 신호 획득 디바이스에 대한 센서 리드의 편리한 맞물림을 허용하는 힌지형 커넥터 도어(1602)가 도시되어 있다. 탐폰 및 생리대 커넥터 양측 모두에 대해 기계적 및 전기적 맞물림을 개선할 수 있는, 이전에 기술된 바와 같은 피어싱 커넥터(1603)가 도시되어 있다. 그러한 피어싱 커넥터는, 1) 절연된 도체를 신뢰성있게 피어싱하고 반복가능한 전기적 및 기계적 접속을 달성하도록 하는 동시에, 2) 사용자에게 겁나거나 잠재적으로 유해한 것이 아니도록 설계되어야 한다. 최대 개구 크기와 같은 커넥터의 속성과 함께, 절연된 얀/와이어의 속성이 주어지면, 그러한 트레이드오프는 피어싱 돌출부의 기하구조, 예컨대 지점의 높이, 폭, 및 선예도(sharpness)를 주의깊게 설계함으로써 달성될 수 있다. 그러한 설계는 작은 와이어만이 커넥터를 진입시키게 하고 손가락, 머리, 또는 다른 신체 부위가 커넥터에 진입하는 것을 방지하게 할 수 있다. 또한, 뚜껑의 컴포넌트를 끌어당길 수 있고, 폐쇄된 커넥터를 압착하는 힘을 적용할 수 있고, 그에 의해, 기계적 보유를 개선할 수 있는 자석(1604)이 도시되어 있다.
디지털 여성 위생 시스템을 위한 커넥터가 하나의 신호 획득 디바이스로부터 탐폰 및 생리대 양측 모두와 함께 동작하는 것은 매우 바람직하다. 월경 주기의 기간에 걸쳐서, 많은 사용자는 탐폰과 생리대 사이를 전환할 것이거나, 또는 아마도, 추가 보증을 위해 양측 모두를 동시에 사용할 것이다. 사용자는 다수의 센서 특정 디바이스를 추적해야 하는 것 대신에 하나의 신호 획득 디바이스를 선호할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 센서 접속부는 둥근 리드를 가질 수 있는 한편, 다른 센서 접속부는 편평할 수 있다. 하나의 솔루션은 양측 센서 모두가 유사한 리드를 갖도록 강제하는 것이지만, 이것은, 사용자 편의, 성능, 비용, 또는 다른 인자에 대해 바람직하지 않을 수도 있다. 양측 종단 모두를 수용하는 디바이스 커넥터가 크게 선호될 수 있다.
도 17은, 이 경우에 있어서, 기성 암형 커넥터(도시되지 않았지만 하우징(1702) 내에 포함됨) 및 가요성-기반 수형 커넥터(1701)로부터 제조된 예시적인 커넥터 연장부를 도시한다. 수형 커넥터(1701)는 신호 획득 디바이스(1704) 내의 암형 리셉터클 내에 플러그인하여, 이에 따라, 제한된 커넥터 길이(도시되지 않음)를 갖는 센서가 센서로부터 더 멀리 위치된 신호 획득 디바이스와 인터페이싱하는 것을 허용할 수 있다. 그러한 연장부는 센서로부터 더 먼 신호 획득 디바이스의 배치, 접속을 이루기 위한 더 많은 공간(room) 등을 사용자에게 제공함으로써 시스템의 편의성을 개선할 수 있다. 그러한 연장부는, 또한, 더 적은 비용의 재료에 의한 대체를 허용함으로써 상대적으로 비싼 센서 와이어/얀의 사용을 최소화시킬 수 있다. 연장부 커넥터는, 또한, 예를 들어 신체 움직임 및 서로에 대한 그리고 신체에 대한 도체 위치의 연관된 변화로 인해, 제어되고/되거나 차폐되는 리드의 부분을 최대화시킬 수 있고, 커패시턴스의 변화를 가져오는 리드의 부분을 최소화시킬 수 있다. 하우징(1702)은, 하우징(1702) 내에서 암형 커넥터에 대해 릴리스 액추에이터를 가압하는 것을 허용하거나 또는 하우징(1702)을 속옷에 고정하는 특징부(1705)를 포함할 수 있다.
성공적인 접속이 이루어질 때 사용자에게 포지티브 맞물림 신호를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 촉각적 피드백, 클릭, 푸시백 힘(pushback force)의 변화 등을 포함할 수 있다. 이것은 스프링 및 캠 셋업을 통해 구현될 수 있다. 커넥터가 접촉, 맞물림, 또는 접속 마무리(finalization) 시에 신호 컨디셔닝 디바이스에서의 소정 동작을 자동으로 트리거하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 센서 리드의 삽입은 교정 동작을 트리거시켜서 커패시턴스를 "제로 아웃(zero out)"이 되게 할 수 있고, 자가-점검을 수행할 수 있고, 센서 준비상태의 표시를 사용자에게 전송할 수 있다.
커넥터는 다수의 방식, 예를 들어 눌러서 열기(press-to-open)와 눌러서 해제하기(press-to-release) 설계의 조합을 통해 맞물리거나 맞물림해제될 수 있다.
전기 인클로저 내에 개별 커넥터를 놓는 대신, 바람직한 실시예는 사출 성형, 공동-몰딩, 금속 성형, 및 후처리와 같은 기법들을 활용하여 커넥터를 케이스와 일체화시키는 것이다. 금속 침착과 뒤이은 전기도금은 원하는 금속, 두께, 및 표면 마무리를 달성하는 데 필요할 수 있다. 금속 합금은 전도도 및 내화학성과 같은 원하는 속성을 달성하는 데 사용될 수 있다.
전기적 버튼은, 사용자가 디바이스에 대해 다수의 기능, 예를 들어 웨이크업하기, 슬립 상태로 두기(putting to sleep), 모드 변경하기, 리셋하기, 및/또는 블루투스 디바이스와 페어링하기를 수행하도록 허용하는 데 필요할 수 있다. 그러한 버튼은 그러한 소형 디바이스에 대한 크기 및 방수성 양측 모두에 대해 어려움을 가져온다. 버튼은 배터리 격실 내부에 "은닉"되어, 이에 의해, 그를 방수성 환경 내에 놓을 수 있지만, 그러한 버튼 위치는 환자가 사용하기는 용이하지 않을 것이다. 커넥터 및 배터리와 유사하게, 개별 버튼 디바이스는 추가 비용 및 크기로 인해 바람직하지 않을 수도 있다. 전기적 버튼은 전술된 바와 같은 기법, 예를 들어 공동-몰딩 및 금속-플라스틱 공동-제조 기법을 이용하여 케이스 내에 일체화될 수 있다.
신체에 맞대어 착용될 디바이스의 안락함은 고객 수용성에 매우 중요하다. 일부 사용자는 특히 민감한 피부를 가질 수 있고, 디바이스는 앉기, 서있기, 운동하기 등을 포함할 수 있는 활동 중에 몇 시간 동안 착용가능해야 한다. 사용자의 신체와 접촉하는 재료는 부드럽고 매끄럽고 얇아야 하고, 알맞은(favorable) 촉각적 반응을 조성해야 하며, 내한성(resistant to sweat)이어야 한다. 3D-인쇄 또는 사출 성형된 플라스틱은 고유하게 단단하고 거칠고 따끔거리고 등등일 수 있다. 공동-몰딩, 멀티샷 몰딩, 실리콘 몰딩, 및 코팅과 같은 기법이 사용자에게 제공되는 표면을 조작(engineer)하는 데 이용될 수 있다.
디바이스는 속옷 내부에 헐겁게 놓일 수 있거나, 또는 사용자는 그녀의 신체 또는 옷에 그를 고정 또는 붙이는 것을 선호할 수 있다. 접착 붕대에서 사용되는 것들과 같은 생체적합성 접착제가 일회용 접착제 커버 방식으로 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 접착제는 제거 도중에 통증을 야기할 수 있고, 전형적으로 재사용가능하지 않다. 가벼운 택(light-tack)의 재사용가능한 접착제가 선호될 수 있다. 클립 또는 다른 체결 디바이스가 또한 디바이스를 옷에 부착시키는 데 사용될 수 있다.
커넥터 및 전기적 버튼처럼, 개별 안테나 컴포넌트가 크기 및 비용으로 인해 선호되지 않을 수도 있다. 또한, 예를 들어 블루투스 무선통신장치를 갖는 그러한 안테나의 성능은 안테나를 전기적 인클로저 내에 설계함으로써 작은 디바이스에서의 범위, 전력 소비, 및 신체 흡수에 대해 최적화될 수 있다. 매우 얇은 맞춤형 안테나를 플라스틱 인클로저의 내부에 일체화시키도록 금속 몰딩, 공동-몰딩, 또는 전사 프로세스에 의해 안테나 트레이스가 구현될 수 있다.
신호 획득 디바이스는 커패시턴스, 저항, 전압, 이들의 조합, 복합 임피던스, 또는 다른 전기적 파라미터를 샘플링할 수 있다. 전압 측정은 암모니아 및/또는 메탄에티올 또는 (메틸 메르캅탄)의 검출에 특히 유용할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(A/D 또는 ADC)가 대응하는 풀-스케일 획득 값 및 분해능을 갖고서 활용될 수 있다. 신호대잡음비를 최적화시키기 위해, 최대 센서 값과 A/D의 풀-스케일 범위 사이의 비를 최대화시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 커넥터 및 케이스로부터의 추가 커패시턴스, 저항, 임피던스 등을 최소화시키는 것이 바람직할 수 있다. 도체를 분리시키는 것, 트레이스 길이 및 중첩을 제한하는 것, 유전체 재료 및 고저항 재료를 최적화시키는 것, 및 차폐시키는 것과 같은 설계 기법이, 커넥터 및 케이스의 기생 기여도를 감소시키도록 채용될 수 있다.
가요성 전자기기는 센서 및 신호 획득 디바이스를 더욱 사용자 친화적이 되게 하도록 활용될 수 있다. 강성 회로 보드 및 인클로저는 세그먼트화된 컴포넌트로 대체되어, 정의된 위치를 따라서 구부러짐(bending), 힌지(hinging), 또는 휨을 허용할 수 있다. 가요도 레벨을 증가시키는 것은, 폴리이미드를 포함하는 것들과 같은 가요성 회로 보드 상에 (마이크로칩 및 표면 실장형 수동 디바이스와 같은) 소형의 강성 컴포넌트를 여전히 둠으로써 달성될 수 있다. 그러한 가요성 회로는 사용자에게 가요성을 전달하기 위해 가요성 인클로저를 필요로 할 것이다. 강성 플라스틱은, 가능하게는 고무 및/또는 실리콘을 포함한, 증가하는 가요성의 플라스틱으로 대체될 수 있다. 강성 인클로저는 분무, 침지, 또는 달리 침착된 코팅으로 대체될 수 있다. 그러한 코팅은 강성 인클로저보다 더 얇고 더 가요성인 한편 필요한 기계적 및 전기적 특성을 제공할 수 있다.
도 18a 내지 도 18g는 크기, 안락함, 및 사용자 선호도를 고려한 신호 획득 디바이스(외측 외곽선이 내부 컴포넌트와 중첩됨)에 대한 여러 개의 케이스 설계를 도시한다. 이러한 다양한 설계는 당연히 예시적인 것이고, 케이스 설계의 배타적인 표현이 전혀 아니다. 도 18a는 도 18b 내지 도 18g에 도시된 평면도와 공통인 측면도를 도시한다. 도 18b는 기본적인 눈물 방울(tear drop) 설계를 도시하고, 도 18c는 기본적인 심장 형상 설계를 도시하고, 도 18d는 기본적인 다이아몬드 형상 설계를 도시하고, 도 18e는 제1 기본적인 기타 설계를 도시하고, 도 18f는 제2 기본적인 기타 설계를 도시하고, 도 18은 기본적인 알약 설계를 도시한다.
디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품은, 예를 들어 탐폰, 생리대, 팬티라이너, 및 기저귀 등의 형태일 수 있다. 특정 예들이 디바이스의 실시예를 예시하기 위해 기술되었다. 이들 예는 상기 예시를 위한 것이며, 임의의 방식으로 청구범위의 범주를 제한하고자 의도되지 않는다. 따라서, 본 설명은 당업자에게 명백할 수 있는 모든 실시예들을 포함하고자 한다.
가장 실용적이고 바람직한 실시예로 여겨지는 것이 도시되고 기술되었지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터 벗어나는 것이 당업자에게 제안될 것이고 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명은 기술되고 도시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위의 범주 내에 속할 수 있는 모든 변경과 일관되도록 구성되어야 한다.

Claims (21)

  1. 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품(personal hygiene product)으로서,
    월경 유체를 흡수하는 개인용 위생 디바이스;
    상기 개인용 위생 디바이스 내에 배치되고 하나 이상의 습도 센서 및 적어도 하나의 커넥터를 포함하는 전도성 센서 조립체 - 상기 전도성 센서 조립체는 상기 전도성 센서 조립체가 상기 월경 유체와 습윤 접촉(wetting contact)하고 있을 때 상기 개인용 위생 디바이스의 포화 레벨을 나타내는 신호를 생성함 -;
    상기 적어도 하나의 커넥터를 통해 상기 전도성 센서 조립체에 결합되는 외부 디지털 요소 - 상기 외부 디지털 요소는 스마트 핸드헬드 전자 디바이스와의 무선 통신이 가능한 통신 회로, 프로세서, 전력원, 상기 적어도 하나의 커넥터에 결합되도록 구성되고 상기 전도성 센서 조립체와 함께 사용되도록 최적화된 제1 정합 커넥터, 및 상기 외부 디지털 요소의 컴포넌트를 하우징하도록 구성된 방수성 케이스를 갖는 기판을 포함함 -; 및
    상기 전도성 센서 조립체로부터 연장되고 리드를 통해 상기 전도성 센서 조립체를 상기 외부 디지털 요소에 상호접속시키는 리드를 포함하는 신호 송신 도관 - 각 리드는 상기 제1 정합 커넥터와 직접 접촉하는 종단을 갖음 - 을 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 스마트 핸드헬드 전자 디바이스는 사용자와 인터페이싱하도록 구성된 핸드헬드 개인용 전자 디바이스를 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 방수성 케이스는 사용자의 속옷 또는 사용자의 겉옷에 실장되도록 구성된, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  9. 삭제
  10. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 방수성 케이스는 사용자의 신체에 부착되도록 구성된, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 정합 커넥터는 상기 신호 송신 도관에 대한 텍스처화된 표면을 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 정합 커넥터는 상기 신호 송신 도관에 대한 인터로킹 메커니즘(interlocking mechanism)을 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 정합 커넥터는 상기 신호 송신 도관에 대한 피어싱 커넥터(piercing connector)를 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  14. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 신호 송신 도관은 전도성 실(thread)을 포함하거나, 또는 상기 신호 송신 도관은 비전도성 실에 직조되는 전도성 실을 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  15. 삭제
  16. 제1항 또는 제6항에 있어서, 커넥터 연장부를 추가로 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  17. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 외부 디지털 요소는 재사용가능한, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  18. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 개인용 위생 디바이스는 탐폰을 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  19. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 개인용 위생 디바이스는 생리대를 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  20. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 개인용 위생 디바이스는 팬티라이너를 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
  21. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 개인용 위생 디바이스는 기저귀를 포함하는, 디지털 요소를 갖는 개인용 위생 제품.
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