WO2015142014A1 - 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스 - Google Patents

폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스 Download PDF

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WO2015142014A1
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communication device
sensor module
foldable
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박경은
박종진
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박경은
박종진
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/12—Details of telephonic subscriber devices including a sensor for measuring a physical value, e.g. temperature or motion

Definitions

  • the present invention relates to a foldable case integrated multiple device, and more particularly, to a foldable case integrated multiple device in which a variety of sensors are introduced into a foldable case of a communication device such as a smart phone to implement a health care and life management function. will be.
  • the communication device is an intelligent terminal that adds computer-assisted functions such as Internet communication and information retrieval to a conventional mobile phone, and various functions of the communication device are added according to applications.
  • the communication device can send messages, photos, videos, voices, and contacts to the other party through the mobile instant messenger function, and play back camera, navigation, digital multimedia broadcasting (DMB), digital audio MP3 (MPEG) and digital video.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • MPEG digital audio MP3
  • Security additional functions using biometric information such as multimedia player, iris recognition, or fingerprint recognition are installed, and more digital device functions are expected to be converged by applications using applications. have.
  • a method of measuring biometric information using a communication device includes a method of embedding a measurement module except a display in a battery pack of a communication device, a method of minimizing a biometric information measurement module and attaching it to a serial port, and measuring a portable health device.
  • the present invention is to overcome the problems of the prior art described above, one object of the present invention is to introduce a variety of sensors to detect the biometric information that does not correspond to the communication device while being lightweight and thin, the user by the foldable case of the communication device, It is to provide a foldable case-integrated multi-device that can be easily attached to the foldable case to the desired health check and management, the sensor can be easily applied to the communication device.
  • Another object of the present invention is a built-in healthcare sensor is capable of health management, detects environmental pollutants, bacteria, viruses, and further measures the amount of exercise to allow comprehensive health care integrated multi-device And to provide a health care system using the same.
  • a foldable case comprising a case body accommodating a communication device, a case cover, and a connection portion connecting the case body and the case cover;
  • a disposable multi-sensor detachably inserted into the sensor module and configured to sense biometric information of a user
  • connection unit to distribute power to the sensor module by being connected to a power source of a communication device, and to transmit data processed by the sensor module to the communication device. It is to provide a case-integrated multiple devices.
  • a foldable case comprising a case body accommodating a communication device, a case cover, and a connection portion connecting the case body and the case cover;
  • a disposable multi-sensor detachably inserted into the sensor module and configured to sense biometric information of a user
  • a foldable case integrated multi-device including a flexible printed circuit board mounted on the connection unit and connected to a power source of a communication device to distribute power to the sensor module and transmit data processed by the sensor module to the communication device. ;
  • Health using a foldable case integrated multi-device characterized in that it comprises a communication device for receiving and storing the biometric information measured from the foldable case integrated multi-device, and processing it to generate and display health care information or diagnostic data It relates to a management system.
  • the disposable sensor is a disposable electrochemical strip sensor composed of a strip sensor and an electrode unit having a plurality of electrodes receiving a sample from the strip sensor and generating a current according to a potential difference. It is to provide a foldable case integrated multiple devices.
  • a sensor module for measuring biometric information is embedded in a foldable case, and the remaining power supply, data processing and analysis, and display use an internal system of a communication device.
  • the communication device can provide advanced health care functions while maintaining a light weight.
  • the multi-device for healthcare is integrated into the foldable case, which is used for disease prevention and life management services.
  • the biometric information measured by the sensor integrated in the foldable case is continuously stored and collected in the communication device, and the analysis data is generated, thereby making it possible to use as a daily health diary of the individual and at the same time, Send it to a medical institution
  • the expert can help you Proposal can provide comprehensive management benefits from prevention and management.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a foldable case integrated multiple device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a rear view of a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a health care system using a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of a disposable multi-sensor of the foldable case integrated multiple device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram of a health care system using a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a strip sensor of a foldable case integrated multiple device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • the foldable case integrated multiple device of the present invention implements a multisensor device having various functions in a foldable case connected to a communication device. Unfold the case cover of the foldable case and remove the disposable multisensor from the sensor module built into the inner side of the case cover. It may be configured to take out and measure or to take out and use the disposable multi-sensor with the case cover folded.
  • the foldable case is configured by connecting a power supply and a display of a communication device.
  • the term "communication device” refers to any portable communication terminal that provides a function of communication and the Internet, and includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a tablet PC, Pocket size PCs, two-in-one PCs that combine notebook and tablet PC functions, and other mobile personal computers, but are not necessarily limited to these.
  • Figure 1 includes a removable sensor module according to an embodiment of the present invention, Is a schematic exploded perspective view of a foldable case integrated multiple device, Figure 2 includes a back cover integrated sensor module according to another embodiment of the present invention, It is a rear view of a foldable case integrated multiple device.
  • a foldable case integrated multiple device includes a case main body 110, a case cover 130, and the case main body 110 and the case cover 130 for receiving a communication device.
  • a foldable case (100) configured as a connection part (120) for folding and connecting; a sensor module embedded in one side of the case cover (130), the sensor module (300) for processing measured biometric information;
  • a disposable multi-sensor 310 detachably inserted into the sensor module 300 and configured to sense biometric information of a user; Is mounted on the connection portion 120, is connected to the power supply of the communication device to distribute the power to the sensor module 300, the flexibility to transmit the data processed by the sensor module 300 to the communication device 200
  • the flexible printed circuit board 400 may be formed at a portion connected to the power electrode 140, and the flexible printed circuit board 400 ′ for the data electrode may also be formed at a portion connected to the data connection unit 150. .
  • the foldable case integrated multi-device of an embodiment of the present invention incorporates a disposable sensor and a point-of-care sensor (Point of Care Testing, POCT) in the sensor module 300 and then reacts the blood, saliva, urine, etc. necessary for measurement.
  • the measurement may be performed by inserting and contacting the module 300 to transmit the data to the central processing unit 210 of the communication device 200.
  • a point-of-care sensor Point of Care Testing, POCT
  • a sensor refers to a device or a component that detects and detects a specific substance.
  • the sensor includes a receptor where various physicochemical reactions occur and a converter that converts the reaction into an electrical signal.
  • a biomaterial is used in the recognition unit. When the biomaterial recognizes a measurement target, a chemical change or a physical change occurs, and the conversion of the change into an electrical signal is called a conversion unit, which is collectively called an electrode.
  • Recent sensors are evolving into smarter devices that converge with information processing and communication technologies to perform the process of recording and storing, transmitting and feeding back information.
  • such a sensor is thinned and introduced into the foldable case to move away from the level of merely detecting a specific substance, and transmits a detection signal to the communication device 200 so that the central processing unit (CPU) 210 of the communication device manages the service. It is configured to.
  • the foldable case 100 may include a case body 110 capable of mounting the communication device 200, a case cover 130 having a sensor module 300 covering the front surface of the communication device, and a case cover 130. It is composed of a connecting portion 120 is folded.
  • the foldable case 100 may be implemented in various forms, for example, a removable foldable case for fixing the device as a whole, a flip cover type foldable case incorporating the back of the device, or the like. It may be a view cover type foldable case which can see a display part.
  • Foldable case 100 is composed of a device consisting of a plurality of layers of one or more layers, the material of the case may be a variety of grip feeling (grip feeling), including plastic, artificial leather, non-woven fabric, or a metallic material.
  • the foldable case 100 cuts a pouch-type, artificial or synthetic leather for storing the communication device 200 in a storage space made of leather or fabric, and stores the communication device therein. It may be a housing type or a case type for storing the communication device in the interior storage space made of synthetic resin such as purse, plastic, silicon, etc. to form a space to open and close the cover.
  • Disposable multi-sensor 310 that can simultaneously perform a variety of sensing in the foldable case integrated multi-device of the present invention is a sensor module 300 is built-in It is configured to be inserted into one side or bottom surface of the case body 110 or the case cover 130.
  • 1 and 2 illustrate an example in which the case cover 130 is vertically inserted into the lower end of the case cover 130, but is not necessarily limited to this configuration, and may be configured to be inserted horizontally in the side surface.
  • the sensor module 300 in the present invention is a disposable multi-sensor 310 for detecting the user's biometric information; A processor 320 for controlling the operation of the disposable multi-sensor and processing the detected biometric information; A memory unit 330 for storing data measured by the disposable multi-sensor 310; And a transmitter 340 for transmitting the data processed by the processor 320 to the communication device 200 through the flexible printed circuit board 400.
  • the processor 320 for processing measurement data output from the sensor module 300 may be installed in the foldable case 100, or in another embodiment, may be installed in the communication device 200.
  • the sensor module 300 may be selected and configured among an optical sensor, an electrochemical sensor, an electrical conductivity sensor, and a chemo sensor.
  • Specific examples of the sensor module 300 include a blood glucose sensor, an environmental sensor, a point of care testing (POCT) sensor, a pulse wave sensor, an oxygen saturation sensor, an electrocardiogram sensor, a cancer diagnostic sensor, a biochemical terror substance sensor, a microbial sensor, Pregnancy diagnosis sensor, anemia sensor, immunoassay sensor or sugar sensor, salinity sensor, food sensor such as alcohol sensor, strain sensor, weight sensor, weight sensor, etc. Can be.
  • Optical sensors are based on sensors using Surface Plasmon Resonance, colorimetric sensors using antigenic antibody responses, and fluorescence analysis sensors.
  • Electrochemical sensors can be divided into electrochemical methods and electroconductivity of nanowires.
  • the electrochemical method uses a sensor electrode to detect a change in current induced by an oxidation / reduction reaction occurring when a target material is coupled with a probe material. To measure.
  • the method of using the electrical conductivity of the nanowire is an unlabeled method using the principle of detecting the change in the electrical conductivity inside the nanowire caused by the self charge of the biomaterial bound to the nanowire surface.
  • Chemosensors use molecules that interact with energy or matter to produce measurable signals, which detect signals such as color, absorption spectra, emission spectra, and conductivity that involve physical changes.
  • health care using a sensor is a concept different from the management performed after the patient is treated, and even if the patient does not reach the level at which the disease occurs by performing the original control and management so as not to get the disease, the patient monitoring And monitoring the elderly to prevent physical and emotional health abnormalities such as obesity and stress.
  • those with suspicion of diabetes can periodically measure blood sugar using the built-in blood glucose sensor and properly manage blood sugar using an application of a communication device.
  • Smart scales for weight management can also be used to measure metabolism, body fat percentage, muscle and bone mass beyond just weight.
  • the disposable multi-sensor 310 may be a sensor for detecting a harmful factor that may cause disease.
  • the disposable multi-sensor 310 mainly detects environmental pollutants, bacteria, viruses, for example, to detect specific toxins that may cause food poisoning, or to detect the causative bacteria that cause bird flu and foot and mouth disease. Can be built
  • the exercise amount measuring device using the 3D accelerator sensor when used, the amount of exercise can be measured, and the user can manage the exercise amount by calculating a more accurate measured value by recognizing a situation such as walking, running, and moving up and down stairs.
  • Point of Care Testing enables simple blood collection to identify specific proteins or toxins that can be expressed in the blood and quickly diagnose heart failure patients, diagnose liver function, and infect With minimal samples, such as disease tests, blood levels of glutamine oxaloacetic transaminase (GOT) and glutamine pyruvic transaminase (GTP) can be measured.
  • GOT glutamine oxaloacetic transaminase
  • GTP glutamine pyruvic transaminase
  • Samples used in the disposable multi-sensor 310 in the present invention may be used without limitation both inorganic or organic samples, preferably a biological sample, for example blood, body fluids, urine, saliva and the like. Accordingly, since the disposable multi-sensor 310 of the present invention can use the manufacturing protocol of the existing diagnostic kit as it is, it is possible to quantitate that can be used for various applications, various diseases, various samples for analyzing and / or diagnosing a sample. It can be used as various diagnostic kits, for example, biosensor, DNA analysis chip, protein analysis chip, lab-on-a-chip, cell count device, ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) sensor, etc. Application is possible.
  • the disposable multi-sensor 310 in the present invention is a sensor for quantifying the substrate content in the sample solution using the biological material as a molecular identification device using the molecular recognition ability of biological materials such as microorganisms, enzymes, antibodies, DNA, RNA to be. That is, the substrate contained in the sample liquid is quantified by a reaction generated when the biological material recognizes a target substrate, for example, consumption of oxygen by the respiration of microorganisms, an enzyme reaction, and luminescence.
  • the enzyme sensor may be, for example, an enzyme sensor which is a biosensor for glucose, lactic acid, cholesterol, and amino acids.
  • Such an enzyme sensor reduces an electron transporter by electrons generated by a reaction of a substrate and an enzyme contained in a sample solution as a sample, for example, and the quantitative apparatus electrochemically measures the reduction amount of the electron transporter. Configured to run a quantitative analysis of the.
  • the disposable multisensor 310 may include a micro-fluidic biosensor chip for analyzing a small amount of body fluids such as blood, saliva, and urine.
  • the disposable multi-sensor 310 is for fixing the cartridge label 311, the sample supply unit 315 Sample supply gasket 312, the fine sample flow path for injecting and retaining a sample having a narrow groove shape along the longitudinal direction of one surface of the sensor, the total volume of the microliter unit and guides the sample sequentially to the electrode portion of the biosensor 313, the cartridge cover 314, a sample supply unit 315 for inputting a sample to be tested, a film gasket 316, a biosensor chip 317, a sample receiving unit 318 for receiving a sample, the sample supply unit And a vent hole connected to the cartridge base 319 having a recess for accommodating the biosensor chip 317, and a vent hole formed at the cartridge base 319 and connected to the sample supply unit 315.
  • the device includes an air bladder 321 is formed.
  • the device is configured to be disposed of once, or chemically cleaned and reused to protect the end user from exposure to biological waste.
  • the fine sample flow path 313 for inducing the sample Microliters or small volumes of body fluids enable real-time monitoring of disease and integrate multiple assays in one device, enabling sample delivery for specific reactions.
  • the disposable multi-sensor 310 may be composed of a disposable electrochemical strip sensor 350, as shown in FIG.
  • the disposable strip sensor 350 receives power from the communication device 200 and transmits the data measured by the disposable strip sensor 350 to the central processing unit 210 of the communication device 200 through the flexible printed circuit board 200. To send).
  • the sensor module 300 is an environmental sensor such as carbon monoxide sensor, formaldehyde sensor, nitrogen dioxide sensor, ozone sensor, fine dust sensor, bacteria sensor, UV sensor, SO x , NO x , or sugar Food sensors such as sensors, salinity sensors, drug sensors such as alcohol sensors, hydrogen ion concentration sensors, and pesticide detection sensors, or respiratory sensors that detect the breakdown of fat by detecting the amount of acetone decomposed in the body immediately after exercise, or ELISA (enzyme) -linked immunosorbent assay).
  • environmental sensor such as carbon monoxide sensor, formaldehyde sensor, nitrogen dioxide sensor, ozone sensor, fine dust sensor, bacteria sensor, UV sensor, SO x , NO x , or sugar Food sensors such as sensors, salinity sensors, drug sensors such as alcohol sensors, hydrogen ion concentration sensors, and pesticide detection sensors, or respiratory sensors that detect the breakdown of fat by detecting the amount of acetone decomposed in the body immediately after exercise, or ELISA (enzyme) -linked immunosorb
  • the flexible printed circuit board 400 is formed in the connection unit 120 and is configured to be connected to the power supply unit 230 of the communication device 200.
  • the foldable case integrated multiple device receives power from the communication device 200 through the flexible printed circuit board 400 and transmits the measured data to the communication device 200 to manage the data.
  • a power supply electrode 140 connected to a flexible printed circuit board 400 of a smartphone case and a power supply unit 230 of a communication device according to an embodiment of the present invention
  • the data connection unit 150 is connected to the central processing unit 210 of the communication device.
  • the power supply electrode 140 and the data connection unit 150 of the communication device are configured to be electrically connected to the flexible printed circuit boards 400 and 400 ′ of the foldable case.
  • FIG. 6 is a block diagram of a health care system including a strip sensor according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the strip sensor.
  • the sensor module according to another embodiment of the present invention includes a disposable strip sensor 350, an electrode unit 360, a signal amplifier 370, and a signal processor 380. Include.
  • the disposable strip sensor 350 such as blood, urine, exhalation Take a sample and supply it.
  • the electrode unit 360 includes a plurality of electrodes 361, 362, and 363 that receive a sample from the disposable strip sensor 350 and generate a current according to a potential difference.
  • the electrode unit 360 receives the sample blood to generate a first potential value, a flow sensing electrode 361, a grounding reference electrode 362, and an operation electrode to receive the sample to generate a second potential value. 363.
  • the signal amplifier 370 detects and amplifies the electric signal detected by the electrode unit 360, and the signal processor 380 receives the amplified electric signal and calculates the measured biometric information to calculate the flexible printed circuit. The transfer to the communication device 200 through the substrate 400.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing an example of the disposable strip sensor 350.
  • a flow sensing electrode 72, an operation electrode 73, and a reference electrode 74 are disposed on a lower substrate 71, and the flow sensing electrode 72 and the operation electrode are disposed thereon.
  • Insulating plate 75 for dividing the reaction zone is formed by drilling a portion corresponding to (73), and formed in the flow sensing electrode and the working electrode disposed at positions corresponding to the working electrode 73 and the flow sensing electrode 72.
  • a buffer layer 76 including an electron transfer medium, a double-sided adhesive tape 77 for adhering the upper substrate and the insulating layer, and the upper substrate 71 'are sequentially arranged.
  • the sample inlet 78 is punctured at a position corresponding to the flow sensing electrode and the operation electrode of the double-sided adhesive tape 77, and an air vent 79 for discharging air is formed in a portion thereof.
  • the lower substrate 71 is formed of a ceramic, glass plate, or insulating polymer film, and is combined with the upper substrate 71' to form a housing.
  • the polymer material organic polymer materials such as polyester, polyvinyl chloride and polycarbonate may be preferably used.
  • the electrode unit 360 includes an operation electrode 363 and a reference electrode 362, and measures an accurate concentration of a biological sample by an electrical conductivity measured by applying an AC voltage or the like of 1 kHz or more. Allow me to measure.
  • the material of the electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • conductive materials include silver, palladium, copper, gold, platinum, iridium, silver / silver chloride, Carbon paste Etc. can be mentioned.
  • the operation electrode 73 and the reference electrode 74 may screen-print, physical vapor-deposit or etch conductive materials on a substrate, attach conductive tape, It may be formed by inkjet printing or the like.
  • the insulating plate 75 has a function of minimizing the measurement error by ensuring that the area of the operation electrode 73 and the reference electrode 74 exposed to the specimen sample is as constant as possible and the distance between these electrodes is constantly provided.
  • a biosensor for blood glucose measurement As an example of the disposable strip sensor 350, there may be mentioned a biosensor for blood glucose measurement.
  • a biosensor for measuring blood glucose after forming a predetermined electrode, a reaction layer is formed by fixing a glycosylase, an analytical reagent, on a part of the electrode.
  • blood glucose in the blood is oxidized by blood glucose oxidase, and blood glucose oxidase is reduced.
  • Electron receptors oxidize blood glucose oxidase and reduce themselves.
  • the reduced electron acceptor loses electrons at the electrode surface subjected to a constant voltage and is oxidized electrochemically again. Since the glucose concentration in the sample is proportional to the amount of current generated when the electron acceptor is oxidized, blood glucose concentration can be measured by measuring the amount of current.
  • the foldable case integrated multiple device of the present invention may transmit data measured through the flexible printed circuit board 400 to the central processing unit 210 of the communication device 200.
  • the Zigbee module or the Bluetooth module may be used. It may further include a wireless communication unit (not shown).
  • the sensor modules 300 installed in the foldable case may transmit the biometric information to the central processing unit 210 of the communication device 200 through wireless communication.
  • the sensor module transmits biometric information by one-time measurement to a communication device equipped with a processor capable of freely transmitting and receiving data on a wireless communication network and having an excellent operating system and high-performance computation.
  • a communication device equipped with a processor capable of freely transmitting and receiving data on a wireless communication network and having an excellent operating system and high-performance computation.
  • FIG. 1 Another embodiment of the present invention is a foldable case consisting of a case body for receiving a communication device, a case cover, and a connecting portion connecting the case body and the case cover; A sensor module embedded in one side of the case cover, the sensor module processing the measured biometric information; A disposable multi-sensor detachably inserted into the sensor module and configured to sense biometric information of a user; A foldable case integrated multi-device including a flexible printed circuit board mounted on the connection unit and connected to a power source of a communication device to distribute power to the sensor module and transmit data processed by the sensor module to the communication device. ; And
  • Health using a foldable case integrated multi-device characterized in that it comprises a communication device for receiving and storing the biometric information measured from the foldable case integrated multi-device, and processing it to generate and display health care information or diagnostic data It relates to a management system.
  • the sensors 300 installed in the foldable case 100 measure various data including biometric information, and transmit the data including the measured biometric information to the flexible printed circuit board 400 for the data electrode.
  • the data connection unit 150 of the communication device 200 is transmitted to the central processing unit 210 of the communication device.
  • the central processing unit 210 of the communication device may process the biometric information data and display the processed result on the display unit 250 of the communication device.
  • the sensor module 300 for measuring biometric information is mounted in the foldable case 100, and the remaining power supply unit 230, the analog-to-digital converter (ADC), and the controller control the internal system of the communication device 200.
  • ADC analog-to-digital converter
  • An analog-to-digital converter that converts the measured analog signal into a digital signal to thin the film using a system inside the communication device, and a controller for processing the converted digital signal may also use the central processing unit 210 of the communication device 200. Can be.
  • the display unit 250 displays the biometric information measured by the sensor module 300 so that the user can visually confirm it.
  • the display unit 250 displays the biometric information measured by the sensor module 300 of the foldable case by adding various graphic effects as well as a simple numerical value to visually recognize and interpret the biometric information more quickly and easily. Make it possible.
  • the display unit 250 may display not only the current biometric information but also the biometric information of the past together so that the change of the biometric information thereof may be visually easily checked for a certain period of time.
  • the communication device 200 may be configured to store the received biometric information of the user in the data storage unit 220 included in the communication device together with additional identification information such as a measurement date measurement time. As described above, the communication device 200 continuously stores the biometric information on the user, and may later easily check the fluctuation of the biometric information through the display unit 250.
  • the biometric information measured by the above method can be used as basic data for managing and diagnosing a personal health state.
  • the central processing unit 210 is configured to control various signal processing related to the biometric information made in the communication device 200, such as the reception, storage, and measurement data processing of the biometric information from the sensor module 300.
  • the central processing unit 210 of the communication device 200 compares the biometric information recently acquired by the sensor module 300 with current biometric information stored in the data storage unit 220. It may be configured to generate a diagnostic data that can determine the state to diagnose.
  • the CPU 210 may further include a determination unit for transmitting an alarm message to the display unit when the measured value is out of an allowable range.
  • the user inserts only the necessary sensors into the foldable case, and the software or application necessary to perform the health care process is already installed in the communication device or the wireless Internet network.
  • Biometric information can be measured simply by accessing and downloading, so health care, exercise management, environmental management, and food management can be easily performed anytime, anywhere at low cost.
  • the battery may be integrally formed with the communication device so that the battery cannot be separated.
  • 8 is a schematic perspective view of a foldable case integrated multiple device according to another embodiment of the present invention.
  • the power supply line and the data line 700 are built into the case body 110 from the inner power terminal 160 so that the case body 110 and the flexible printed circuit board ( It may be configured to be connected to the sensor module 300 via 400.

Abstract

본 발명은 통신용 디바이스의 폴더블 케이스에 다양한 센서가 도입되어 건강관리 및 생활관리 기능이 구현된 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스 및 그를 이용한 건강 관리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 생체 정보 측정을 위한 센서 모듈은 폴더블 케이스에 탑재하고, 나머지 전원공급, 데이터처리/분석, 및 디스플레이는 통신용 디바이스의 내부 시스템을 이용함으로써, 통신용 디바이스는 경박단소하게 유지하면서도 첨단 헬스 케어 기능을 제공할 수 있다.

Description

폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스
본 발명은 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트폰 등의 통신용 디바이스의 폴더블 케이스에 다양한 센서가 도입되어 건강관리 및 생활관리 기능이 구현된 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스에 관한 것이다.
통신용 디바이스는 종래의 휴대폰에 인터넷 통신과 정보검색 등 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서 애플리케이션에 따라서 통신용 디바이스의 기능도 다양한 기능이 추가되고 있다.
통신용 디바이스에는 모바일 인스턴트 메신저 기능을 통한 상대방에게 메시지, 사진, 동영상, 음성, 연락처 전송 기능과 카메라, 내비게이션, DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 디지털음원 MP3(MPEG Audio Layer-3)와 디지털 동영상을 재생하는 멀티미디어플레이어(Multi media player), 홍채인식, 또는 지문인식과 같은 생체 정보를 이용한 보안 부가기능이 탑재되고 있고, 어플리케이션(application)을 이용한 응용프로그램에 의해 더 많은 디지털기기의 기능이 융합될 것으로 기대되고 있다.
한편, 사회의 소득수준이 향상되면서 의료복지와 웰빙에 대한 관심은 날로 높아지고 있어, 의료분야의 초점도 과거의 질병 및 질환에 대한 치료의 개념에서 건강관리와 예방 의료로 구심점이 이동하고 있다. 이런 추세에 맞추어 최근 의료복지에 유비쿼터스 개념을 접목하여 건강진단 및 건강관리의 시간과 공간의 제약을 대폭 줄인 홈 헬스케어 시스템의 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
전자 장치의 집적화와 소형화 기술이 발전함에 따라, 병원에 가지 않고도 개인의 혈당, 혈압, 심전도 등을 측정할 수 있는 휴대형 측정기들이 개발되고 있으나, 이러한 휴대형 측정기들은 생체 정보를 측정하는 것에 그치고, 측정된 데이터를 저장하고 이러한 저장된 데이터를 종합하여 질병을 예방하거나 관리하는 일체형 기능을 제공하지 못하고 있다.
따라서 통신용 디바이스와 통신망을 이용하는 자가 진단 장치의 개발이 진행되고 있다. 일례로 통신용 디바이스를 이용하여 생체 정보를 측정하는 방법으로는 통신용 디바이스의 배터리 팩에 디스플레이를 제외한 측정모듈을 내장하는 방법과 생체 정보측정모듈을 최소화하여 시리얼 포트에 부착하여 측정하는 방법 및, 휴대형 건강 측정기에서 측정된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 통신용 디바이스를 통해서 원격지의 건강 관리 서버로 전송하는 방법 등이 있다.
그러나 배터리 팩에 생체 정보측정모듈을 내장하는 경우는 배터리 팩에서 발생하는 높은 열이 측정모듈에 영향을 주어 정확한 측정이 이루어지지 않는 단점이 있고, 생체 정보 측정모듈을 최소화하여 시리얼 포트에 부착하는 방법에 있어서도 생체측정모듈에 필요한 구성요소를 모두 갖추는 경우에는 생체 정보 측정모듈을 최소화하는데 한계가 있다. 따라서 통신용 디바이스는 경박 단소한 형태로 유지하면서도 통신용 디바이스를 직간접적으로 이용해서 건강을 관리할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 통신용 디바이스가 경량박형화 되면서 대응하지 못하는 생체 정보를 검출하는 다양한 센서들을 통신용 디바이스의 폴더블 케이스에 도입함으로써, 사용자가 원하는 센서를 폴더블 케이스에 장착하여 용이하게 건강 체크 및 관리를 할 수 있으며, 그 센서를 통신용 디바이스에 용이하게 적용시킬 수 있는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 헬스케어 센서가 내장되어 건강관리가 가능하고, 환경오염 물질이나 세균, 바이러스를 검출하고, 더 나아가 운동량 측정도 가능하여 종합적인 건강 관리를 가능하게 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스 및 이를 이용한 건강 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체, 케이스 커버, 및 상기 케이스 본체와 상기 케이스 커버를 연결하는 연결부로 구성되는 폴더블 케이스;
상기 케이스 커버의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈;
상기 센서 모듈에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서; 및
상기 연결부에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스로 전송하는 가요성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은
통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체, 케이스 커버, 및 상기 케이스 본체와 상기 케이스 커버를 연결하는 연결부로 구성되는 폴더블 케이스;
상기 케이스 커버의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈;
상기 센서 모듈에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서;
상기 연결부에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스로 전송하는 가요성 인쇄회로기판을 포함하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스; 및
상기 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스로부터 측정된 생체 정보를 수신하여 저장하고, 이를 처리하여 건강관리 정보 또는 진단데이터를 생성하여 디스플레이하는 통신용 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용한 건강 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 일회용 센서가 스트립 센서와 상기 스트립 센서로부터 시료를 공급받아 전위차에 따른 전류를 생성하는 복수 개의 전극을 구비한 전극부로 구성되는 일회용 전기화학적 스트립 센서인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는, 생체 정보 측정을 위한 센서 모듈은 폴더블 케이스에 내장되고, 나머지 전원공급, 데이터처리 및 분석, 디스플레이는 통신용 디바이스의 내부 시스템을 이용함으로써, 통신용 디바이스는 경박단소하게 유지하면서도 첨단 헬스 케어 기능을 제공할 수 있다.
특히 폴더블 케이스에 헬스케어용 다중 디바이스가 일체화되어 질병 예방, 및 생활 관리 서비스에 사용되며 언제 어디서나 건강을 확인하여 데이터를 전송 또는 관리할 수 있는 이동통신과 건강 진단기가 동시에 융합되어 건강관리 사회를 구현하기 위한 유비쿼터스(Ubiquitous) 헬스케어의 변화를 가능하게 할 실제적 수단으로서 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 생체 정보를 검출하는 다양한 센서들을 통신용 디바이스의 폴더블 케이스에 착탈식으로 삽입하여 사용가능하므로, 사용자가 원하는 센서를 폴더블 케이스에 장착하여 용이하게 건강 체크 및 관리를 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 의하면 폴더블 케이스에 일체화된 센서에 의해서 측정된 생체 정보를 통신용 디바이스에 지속적으로 저장하여 취합한 후 분석데이터를 생성함으로써 개인의 일상적인 건강 다이어리로 활용할 수 있게 함과 동시에, 통신용 디바이스를 통해 의료기관으로 보내 과거에 측정되었던 생체 정보와 현재 측정되는 생체 정보를 비교 분석하여 각 개인의 건강 상태에 따른 건강 관리 방향을 전문가가 제안할 수 있어, 예방, 관리까지 종합적인 관리가 가능한 이점을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 개략분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 이면도다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용하는 건강 관리 시스템의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 일회용 멀티센서의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용하는 건강 관리 시스템의 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 스트립 센서의 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중디바이스의 개략사시도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예들에 관하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
통신용 디바이스 사용 시에는 통신용 디바이스를 보호하고 카드 등을 수납하기 위한 용도로 다양한 형태의 케이스들이 사용되고 있다. 기존의 폴더블 케이스는 단순히 통신용 디바이스를 충격, 또는 파손으로부터 보호하고, 각종 카드 등을 수납하는 등의 제한적인 기능만을 담당하여 왔다.
본 발명의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는, 통신용 디바이스와 연결된 폴더블 케이스에 다양한 기능의 멀티센서 디바이스를 구현한다. 폴더블 케이스의 케이스 커버를 펼쳐서 케이스 커버의 내측면에 내장된 센서 모듈로부터 일회용 멀티센서를 꺼내어 측정하거나, 케이스 커버를 접은 상태로 일회용 멀티센서를 꺼내어 사용하도록 구성될 수 있다. 폴더블 케이스는 통신용 디바이스의 전원과 디스플레이부를 연결하여 구성된다.
본 발명에서 “통신용 디바이스”라는 용어는 통신과 인터넷을 사용할 수 있는 기능을 제공하는 임의의 휴대형 통신 단말기를 의미하는 것으로, 휴대폰, 스마트 폰(smartphone), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 테블릿 PC, 포켓 사이즈 PC(pocket size pc), 노트북과 태블릿 PC 기능을 합친 투인원 PC, 기타 휴대형 개인용 컴퓨터(mobile personal computer) 등이 포함되나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착형 센서 모듈을 포함하는, 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 개략분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백커버 일체형 센서 모듈을 포함하는, 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 이면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는 통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체(110), 케이스 커버(130), 및 상기 케이스 본체(110)와 상기 케이스 커버(130)를 접혀서 연결하는 연결부(120)로 구성되는 폴더블 케이스(100);상기 케이스 커버(130)의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈(300); 상기 센서 모듈(300)에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서(310); 상기 연결부(120)에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈(300)에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈(300)에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스(200)로 전송하는 가요성 인쇄회로기판(400, 400')을 포함한다. 가요성 인쇄회로기판(400)은 전원 전극용(140)과 연결되는 부분에 형성되고, 데이터 연결부(150)와 연결되는 부분에도 데이터 전극용 가요성 인쇄회로기판(400')이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는 센서 모듈(300)에 일회용 센서, 현장진단용 센서(Point of Care Testing, POCT)를 내장하며 측정 시 필요한 혈액, 타액, 소변 등을 반응시킨 후 센서 모듈(300)에 삽입 접촉시켜 데이터를 측정한 후 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)로 전송하도록 구성될 수 있다.
센서(sensor)는 특정 물질을 감지, 검출해내는 장치 혹은 부품을 의미하며, 각종 물리화학적 반응이 일어나는 인식부(receptor)와, 이 반응을 전기 신호로 바꾸는 변환부로 구성된다. 인식부에는 생체 물질이 사용되는데, 상기 생체물질이 측정대상을 인식하면 화학변화나 물리변화가 생기고, 이러한 변화를 전기 신호로 변환하는 것을 변환부라고 하며 이를 통칭하여 전극이라고 칭한다. 최근의 센서는 정보처리 및 통신 기술과 융합하여 정보의 기록 및 저장, 전송 및 피드백의 과정까지 수행하는 보다 스마트한 기기로 진화하고 있다. 본 발명에서는 이러한 센서를 박막화하여 폴더블 케이스에 도입하여 단지 특정 물질을 감지하는 수준에서 벗어나, 감지 신호를 통신용 디바이스(200)로 전송하여 통신용 디바이스의 중앙처리장치(CPU)(210)가 관리 서비스를 하도록 구성된다.
폴더블 케이스(100)는 통신용 디바이스(200)를 거치할 수 있는 케이스 본체(110), 통신용 디바이스의 전면을 커버하는 센서 모듈(300)이 내장된 케이스 커버(130) 그리고 케이스 커버(130)와 접혀서 연결되는 연결부(120)로 구성된다. 이러한 폴더블 케이스(100)는 다양한 형태로 구현이 가능한데, 예를 들어, 통신용 디바이스를 고정하는 방법에 따라 디바이스를 통째로 고정하는 착탈형 폴더블 케이스, 디바이스의 뒷면을 일체화시킨 플립커버형 폴더블 케이스 또는 디스플레이 부분을 볼 수 있는 뷰커버형 폴더블 케이스 등이 될 수 있다.
폴더블 케이스(100)는 한 층 이상의 복수층으로 구성된 디바이스로 구성되고, 케이스의 재질은 플라스틱, 인조가죽, 부직포, 또는 금속 재료를 포함하여 그립 느낌(grip feeling)을 다양하게 할 수 있다. 본 발명에서 폴더블 케이스(100)는 통신용 디바이스(200)를 가죽 또는 직물 등으로 제작된 수납공간에 수납하여 보관하는 파우치(pouch)형, 인조 또는 합성 가죽을 재단하여 그 내부에 통신용 디바이스를 수납하는 공간을 형성하고 덮개를 여닫을 수 있도록 만들어진 지갑형, 플라스틱, 실리콘 등의 합성수지로 된 내부의 수납공간에 통신용 디바이스를 끼워 보관하는 하우징형 또는 케이스형 등이 될 수 있다.
본 발명의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스에서 동시에 여러 가지 센싱을 할 수 있는 일회용 멀티센서(310)는 센서 모듈(300)이 내장된 케이스 본체(110) 또는 케이스 커버(130)의 측면 또는 하단 일면에 삽입되도록 구성된다. 도 1 및 도 2에서는 케이스 커버(130)의 하단에 세로로 삽입되는 예를 도시하였으나, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것이 아니고 측면에 가로로 삽입되도록 구성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에서 상기 센서 모듈(300)은 사용자의 생체 정보를 검출하는 일회용 멀티센서(310); 상기 일회용 멀티센서의 동작을 제어하고, 검출된 생체 정보를 처리하는 프로세서(320); 상기 일회용 멀티센서(310)에 의해 측정된 데이터를 저장하는 메모리부(330); 및 상기 프로세서(320)에 의해서 처리된 데이터를 상기 가요성 인쇄회로기판(400)을 통해서 통신용 디바이스(200)로 전송하는 송신부(340)를 포함할 수 있다.
센서 모듈(300)로부터 출력되는 측정 데이터를 처리하기 위한 프로세서(320)는 폴더블 케이스(100)에 설치되거나, 다른 실시예에서는 통신용 디바이스(200) 내에 설치될 수도 있다.
상기 센서 모듈(300)은 광학센서, 전기화학센서, 전기전도도센서 및 케모센서(chemosensor) 중에서 선택되어 구성될 수 있다. 이러한 센서 모듈(300)의 구체적인 예로는 혈당센서, 환경센서, 현장 진단용(Point of Care Testing, POCT) 센서, 맥파센서, 산소포화도센서, 심전도센서, 암진단센서, 생화학테러 물질센서, 미생물 센서, 임신진단 센서, 빈혈측정 센서, 면역분석센서 또는 당도센서, 염도 센서, 알코올센서와 같은 식품 센서, 또는 무게를 측정할 수 있는 스트레인 센서, 터치센서, 고도센서 등에서 선택되어 한 개 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
광학센서는 표면플라즈몬 (Surface Plasmon Resonance)을 이용한 센서나 항원 항체 반응을 이용한 발색센서, 형광분석 센서를 기반으로 한다.
전기화학센서는 전기화학적 방식과 나노선의 전기전도도를 이용하는 방식으로 나눌 수 있는데, 전기 화학적 방식은 타깃 물질과 프로브 물질 간의 결합 시 발생하는 산화/환원 반응에 의해 유도되는 전류변화를 센서 전극을 이용하여 측정하는 것이다. 나노선의 전기전도도를 이용하는 방식은 나노선 표면에 결합하는 바이오 물질의 자체 전하에 의해 유발되는 나노선 내부의 전기전도도 변화를 검출하는 원리를 이용한 비표지 방식이다.
케모센서는 에너지나 물질과 상호작용하여 측정 가능한 신호를 발생하는 분자를 이용하는데 물리적 변화를 수반하는 색, 흡수 스펙트럼, 발광스펙트럼, 전도도 같은 것을 신호로 감지한다.
본 발명에서 센서를 이용한 건강 관리는 환자가 치료를 받고 난 이후 시행하는 관리와는 다른 개념으로, 질병에 걸리지 않도록 원천적인 조절과 관리를 수행하는 것으로 질병이 발생하는 수준까지 도달하지 않더라도, 환자 모니터링 및 고령자 모니터링을 하여 비만, 스트레스 등 신체적, 정서적 건강 이상 상태를 예방하는 과정을 말한다. 예를 들어, 당뇨가 의심되는 사람들은 내장된 혈당센서를 통해 주기적으로 혈당을 측정하여 통신용 디바이스의 애플리케이션을 이용하여 혈당을 적절하게 관리할 수 있다. 또한 체중 관리를 위한 스마트 저울을 이용하여 단순한 체중 측정을 넘어서 신진 대사, 체지방률, 근육 및 골 질량비까지도 측정할 수 있다.
다른 예에서, 일회용 멀티센서(310)는 질병을 발생시킬 수 있는 유해 인자를 감지하는 센서일 수 있다. 이러한 일회용 멀티센서(310)는 주로 환경오염 물질이나 세균, 바이러스를 감지하는데 예를 들면 식중독 등을 발생시킬 수 있는 특정 독소를 검출하거나, 조류독감, 구제역을 발생시키는 원인균을 감지할 수 있는 센서를 내장할 수 있다.
또 다른 예에서 3차원 가속기 센서를 이용한 운동량 측정 기기를 이용하면 운동량을 측정하여, 걷기, 뛰기, 계단 오르내리기 등 상황을 인지하여 보다 정확한 측정값을 산출하여 사용자의 운동량을 관리할 수 있다.
현장 진단용 센서(Point of Care Testing, POCT)에 의해서 간단한 혈액 채취를 통해 심장마비가 일어났을 경우 혈액 내에서 발현 가능한 특정 단백질이나 독소를 판별해 신속하게 심장마비 환자를 진단해 내거나 간 기능 진단, 감염 질환 검사 등 최소한 의 시료로 혈액 속의 트랜스아미나제인 GOT(Glutamine oxaloacetic Transaminase)·GTP(Glutamine Pyruvic Transaminase)의 수치를 측정할 수 있다.
본 발명에서 일회용 멀티센서(310)에 사용되는 시료는 무기 또는 유기 시료 모두 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 생체 시료, 예를 들어 혈액, 체액, 소변, 타액 등을 들 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일회용 멀티센서(310)는 기존 진단 키트의 제작 프로토콜을 그대로 사용할 수 있으므로, 시료를 분석 및/또는 진단하기 위한 다양한 응용 분야, 다양한 질병, 다양한 시료에 사용할 수 있는 정량화가 가능한 각종 진단 키트로 사용될 수 있으며, 예를 들어 바이오센서, DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩, 랩온어칩(lab-on-a-chip), 세포계수소자, ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) 센서 등으로 응용 가능하다.
본 발명에서 일회용 멀티센서(310)의 일례는 미생물, 효소, 항체, DNA, RNA 등의 생물 재료의 분자 인식능을 이용하여 생물 재료를 분자 식별 소자로서 응용한 시료액 중의 기질 함유량을 정량하는 센서이다. 즉, 생물 재료가 목적으로 하는 기질을 인식했을 때에 발생하는 반응, 예를 들어 미생물의 호흡에 의한 산소의 소비, 효소 반응, 발광 등을 이용하여 시료액 중에 포함되는 기질을 정량하는 것이다. 그리고, 각종 바이오 센서 중에서도 효소 센서는, 예를 들어, 글루코오스, 유산, 콜레스테롤, 아미노산용의 바이오 센서인 효소 센서일 수 있다. 이러한 효소 센서는 예를 들어 시료인 시료액에 포함되는 기질과 효소 등의 반응에 의해 생성되는 전자에 의해서 전자 전달체를 환원시키고, 정량 장치가 그 전자 전달체의 환원량을 전기화학적으로 계측함으로써, 시료의 정량 분석을 실행하도록 구성된다.
본 발명에서 사용 가능한 일회용 멀티센서(310)의 일례를 도 4에 도시하였다. 상기 일회용 멀티센서(310)는 혈액, 타액, 소변 등과 같은 소량의 체액을 분석하는 마이크로-플루이딕 바이오센서 칩을 포함할 수 있다. 일례로 일회용 멀티센서(310)는 카트리지 라벨(311), 시료 공급부(315)를 고정하기 위한 시료 공급개스킷(312), 센서의 일면의 길이 방향을 따라 좁은 폭의 홈 형상인 시료를 주입하고 보유할 수 있는 전체 체적이 마이크로 리터 단위이고 바이오센서의 전극부로 순차적으로 시료를 유도하는 미세 시료 유로(313), 카트리지 커버(314), 검사 대상 시료를 투입하기 위한 시료 공급부(315), 필름개스킷(316), 바이오센서 칩(317), 시료를 수용하는 시료 수용부(318), 상기 시료공급부와 연결되는 통기구가 형성되어 있고, 상기 바이오센서 칩(317)을 수용하기 위한 요부를 갖는 카트리지 베이스(319), 및 상기 카트리지 베이스(319)에 형성되고, 시료공급부(315)와 연결되는 통기구가 형성되어 있는 에어 블레더(321)를 포함한다. 이때 샘플의 전염성을 고려하여 장치는 생물학적 폐기물 노출에서 최종 사용자를 보호하기 위해 1회 사용 후 처분하거나 화학적으로 세척하여 재사용할 수 있도록 구성된다. 시료를 유도하는 미세 시료 유로(313)는 마이크로리터 단위이거나 적은 부피의 체액으로 질병의 실시간 모니터링을 가능하게 하고 하나의 디바이스에서 여러가지 분석을 통합하여, 특정반응을 위한 샘플 전달이 가능하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 일회용 멀티센서(310)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 일회용 전기화학적 스트립 센서(350)로 구성될 수 있다. 이러한 일회용 스트립 센서(350)는 통신용 디바이스(200)에서 전원을 공급 받아 일회용스트립 센서(350)에서 측정한 데이터를 가요성 인쇄회로기판(200)를 통하여 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)로 전송한다.
센서 모듈(300)의 다른 예로는 일산화탄소 감지센서, 포름알데히드 감지센서, 이산화질소 감지센서, 오존 감지센서, 미세먼지 센서, 세균감지센서, 자외선센서, SOx, NOx 등의 환경감지센서이거나, 당도센서, 염도 센서와 같은 식품 센서이거나, 알코올센서, 수소이온농도 센서, 농약검출 센서와 같은 약품 센서이거나 운동직후 체내에서 분해되는 아세톤의 양을 감지하여 지방의 분해를 감지하는 호흡기 센서이거나 ELISA (enzyme-linked immunosorbent Assay)를 이용하는 면역분석센서일 수 있다.
가요성 인쇄회로기판(400)은 상기 연결부(120) 내에 형성되고, 통신용 디바이스(200)의 전원공급부(230)와 연결되도록 구성된다. 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는 가요성 인쇄회로기판(400)을 통해서 전원을 통신용 디바이스(200)로부터 공급받아 측정한 데이터를 통신용 디바이스(200)로 전송하여 관리한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰 케이스의 가요성 인쇄회로기판(400)과 통신용 디바이스의 전원공급부(230)에 연결되는 전원용 전극(140)과 통신용 디바이스의 중앙처리장치(210)에 연결되는 데이터 연결부(150)를 도시한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 통신용 디바이스의 전원용 전극(140)과 데이터 연결부(150)는 폴더블 케이스의 가요성 인쇄회로기판(400 및 400')과 전기적으로 서로 연결되도록 구성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립센서를 포함하는 건강 관리 시스템의 블럭도이며, 도 7은 상기 스트립 센서의 분해사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예의 센서 모듈은 일회용 스트립 센서(350), 전극부(360), 신호증폭부(370) 및 신호처리부(380)를 포함한다. 상기 일회용스트립 센서(350)는 혈액, 소변, 날숨 등의 시료를 채취하여 공급한다.
상기 전극부(360)는 상기 일회용스트립 센서(350)로부터 시료를 공급받아 전위차에 따른 전류를 생성하는 복수 개의 전극들(361, 362, 363)을 구비한다. 전극부(360)는 상기 시료 혈액을 공급받아 제1전위값을 생성하는 유동감지 전극(361), 접지기능을 하는 기준전극(362) 및 상기 시료를 공급받아 제2전위값을 생성하는 동작전극(363)을 포함할 수 있다.
신호증폭부(370)는 상기 전극부(360)에서 검출된 전기 신호를 검출하여 증폭하고, 신호처리부(380)는 상기 증폭된 전기 신호를 입력 받아 측정된 생체 정보 값을 연산하여 가요성 인쇄회로기판(400)을 통해서 통신용 디바이스(200)로 전송한다.
도 7은 일회용스트립 센서(350)의 일례를 도시한 분해사시도이다. 도 7을 참고하면, 상기 스트립 센서는 하부 기판(71) 위에 유동감지전극(72), 동작 전극(73) 및 기준 전극(74)이 배치되고, 그 위에 유동감지전극(72) 및 동작 전극부위(73)에 해당되는 부분이 천공되어 반응 구역을 구분하는 절연판(75)이 배치되며, 동작 전극(73) 및 유동감지전극(72)에 대응되는 위치에 배치되는 유동감지전극 및 동작 전극에 형성되는 전자전달매개체를 포함하는 버퍼층(76), 상부 기판과 절연층을 접착시키는 양면접착테이프 (77) 및 상부 기판(71’)이 차례로 배치된다. 상기 양면접착테이프(77)의 유동감지전극 및 동작 전극에 대응하는 위치에는 시료유입구(78)가 천공되고, 일부분에 공기를 배출하기 위한 에어벤트(79)가 형성된다.
상기 하부 기판(71)은 상부 기판(71’)과 마찬가지로 세라믹, 유리판 또는 절연성 고분자 필름으로 형성되고 상부 기판(71’)과 결합되어 하우징을 형성하게 된다. 상기 고분자 재료는 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드 및 폴리카보네이트 등의 유기 고분자 재료를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 전극부(360)는 동작전극(363) 및 기준 전극(362)을 포함하여 구성되며, 1 kHz 이상의 교류전압(AC) 등을 인가하여 측정되는 전기전도도로 생체 시료의 정확한 농도를 측정할 수 있게 한다.
본 발명에서 전극의 재료는 도전성 물질이면 특별히 제한되지 아니한다. 도전성 물질의 예로는 은, 팔라듐, 구리, 금, 백금, 이리듐, 은/염화은, 카본페이스트 등을 들 수 있다. 상기 동작전극(73), 기준 전극(74)은 도전성 물질을 기판상에 스크린프린팅, 물리적 증기착상 또는 에칭하거나, 도체 테이프의 부착, 잉크젯 프린팅 등에 의해 형성될 수 있다.
절연판(75)은 검체 시료에 노출되는 동작 전극(73) 및 기준 전극(74)의 면적이 최대한 일정하고 이들 전극간의 거리가 일정하게 구비되도록 하여, 측정오차를 최소화하는 기능을 담당한다.
일회용 스트립 센서(350)의 일례로서, 혈당 측정용 바이오센서를 들 수 있다. 혈당 측정용 바이오센서의 경우, 소정의 전극을 형성한 후 상기 전극의 일부에 분석시약인 혈당산화효소를 고정하여 반응층을 형성한다. 시료가 상기 반응층에 도입되면 혈액중의 혈당이 혈당산화효소에 의하여 산화되고, 혈당산화효소는 환원된다. 전자수용체는 혈당산화효소를 산화시키고 자신은 환원된다. 환원된 전자수용체는 일정 전압이 가해진 전극 표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화된다. 시료 내의 글루코스 농도는 전자 수용체가 산화되는 과정에서 발생하는 전류량에 비례하므로, 상기 전류량을 측정함으로써 혈당 농도를 측정할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스는 가요성 인쇄회로기판(400)을 통해서 측정된 데이터를 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)로 전송할 수 있으나, 대안으로 지그비 모듈 또는 블루투스 모듈과 같은 무선통신부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 폴더블 케이스에 설치된 센서 모듈들(300)은 생체 정보를 무선통신을 통해 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)로 전송할 수도 있다.
본 발명의 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스에 의하면 센서 모듈에서 일회적인 측정에 의한 생체 정보를 무선통신망상에서의 데이터 송수신이 자유롭고 우수한 운영체제와 고성능의 연산이 가능한 프로세서가 구비되어 있는 통신용 디바이스로 전송함으로써, 통신용 디바이스 자체에 자신의 생체 정보를 지속적으로 저장하여 일상생활 속에서 획득되는 실질적인 생체 정보를 건강관리의 기초데이터로 활용할 수 있게 함과 아울러, 자신의 건강 상태를 즉시 판단하여 실생활에의 주의를 환기시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 구현예는 통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체, 케이스 커버, 및 상기 케이스 본체와 상기 케이스 커버를 연결하는 연결부로 구성되는 폴더블 케이스; 상기 케이스 커버의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈; 상기 센서 모듈에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서; 상기 연결부에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스로 전송하는 가요성 인쇄회로기판을 포함하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스; 및
상기 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스로부터 측정된 생체 정보를 수신하여 저장하고, 이를 처리하여 건강관리 정보 또는 진단데이터를 생성하여 디스플레이하는 통신용 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용한 건강 관리 시스템에 관한 것이다.
도 3을 참고하면, 폴더블 케이스(100)에 설치된 센서들(300)은 생체 정보를 비롯한 다양한 데이터를 측정하고, 그 측정된 생체 정보를 포함하는 데이터들을 데이터 전극용 가요성 인쇄회로기판(400')과 통신용 디바이스(200)의 데이터 연결부(150)를 통해 통신용 디바이스의 중앙처리장치(210)로 전송한다. 여기서, 통신용 디바이스의 중앙처리장치(210)는 상기 생체 정보 데이터를 처리하고, 그 처리된 결과를 통신용 디바이스의 디스플레이부(250)에 표시할 수 있다.
본 발명에서 생체 정보측정을 위한 센서 모듈(300)은 폴더블 케이스(100)에 탑재되고, 나머지 전원공급부(230), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 제어부는 통신용 디바이스(200)의 내부 시스템을 이용하는 것으로 센서 모듈을 박막화하기 위하여 측정된 아날로그신호를 디지털 신호로 전환하는 아날로그-디지털 변환기를 통신용 디바이스 내부의 시스템을 이용하고, 전환된 디지털 신호를 처리하는 제어부 또한 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)를 이용할 수 있다.
상기 디스플레이부(250)는 상기 센서 모듈(300)에서 측정된 생체 정보를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있도록 표시한다. 상기 디스플레이부(250)는 폴더블 케이스의 센서 모듈(300)에서 측정된 생체 정보를 단순한 수치뿐만 아니라 다양한 그래픽 효과를 추가하여 표시하여 생체 정보에 대한 정보를 시각적으로 보다 신속하고 용이하게 인식 및 해석할 수 있게 한다. 이때, 상기 디스플레이부(250)는 현재의 생체 정보뿐만 아니라 과거의 생체 정보까지 함께 표시하여 일정 기간 동안 자신의 생체 정보 변화를 시각적으로 용이하게 확인할 수 있게 할 수 있다.
상기 통신용 디바이스(200)는 수신한 사용자의 생체 정보를 측정일자 측정시간 등의 부가적인 식별정보와 함께 통신용 디바이스에 구비된 데이터저장부(220)에 저장하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 통신용 디바이스(200)는 사용자에 대한 생체 정보를 지속적으로 저장하고, 추후 상기 디스플레이부(250)를 통하여 생체 정보의 변동 상황을 용이하게 확인할 수 있게 하므로, 폴더블 케이스의 센서 모듈(300)에 의해서 측정된 생체 정보를 개인별 건강상태를 관리하고 진단하기 위한 기초데이터로서 이용할 수 있게 된다.
중앙처리장치(210)는 센서 모듈(300)로부터의 생체 정보의 수신과, 저장 및 상기 측정 데이터 처리 등 통신용 디바이스(200)에서 이루어지는 생체 정보에 관련된 다양한 신호처리를 제어하도록 구성된다. 또한, 상기 통신용 디바이스(200)의 중앙처리장치(210)는 센서 모듈(300)에 의해서 최근에 획득한 생체 정보를 데이터저장부(220)에 저장되어 있는 과거의 생체 정보와 비교하여 현재의 건강 상태를 판단하여 진단할 수 있는 진단데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 더 나아가서 상기 센서 모듈(300)에 의해서 측정된 각 사용자의 실제 생체 정보의 값을 평균 생체 정보 및 의학적으로 권장되는 생체 정보의 값과 비교하여 의학적인 조치가 필요한가를 판단하여, 그 결과를 사용자에게 피드백해 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 중앙처리장치(210)는 측정값이 허용되는 범위를 벗어나는 경우에 알람 메시지를 상기 디스플레이부로 전송하는 판단부를 더 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 건강 관리 시스템에 의하면 사용자는 필요로 하는 센서만 폴더블 케이스에 삽입하고, 상기 건강 관리 프로세스를 수행하기 위하여 필요로 하는 소프트웨어 또는 어플리케이션은 통신용 디바이스에 이미 설치되어 있거나, 무선인터넷 망에 접속하여 다운로드 받는 것만으로 생체 정보 측정이 가능해지기 때문에 언제 어디서나 손쉽게 건강 관리, 운동 관리, 환경 관리, 식품 관리 등을 저렴한 비용으로 행할 수 있다.
통신용 디바이스의 모델에 따라서 배터리가 통신용 디바이스와 일체로 형성되어 배터리를 분리할 수 없는 모델도 있다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스의 개략사시도이다. 이러한 통신용 디바이스에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 전원공급선 및 데이터선(700)이 내측 전원단자(160)로부터 케이스 본체(110)의 안쪽으로 내장되어 케이스본체(110)와 가요성 인쇄회로기판(400)을 거쳐 센서 모듈(300)에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 정해져야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체, 케이스 커버, 및 상기 케이스 본체와 상기 케이스 커버를 연결하는 연결부로 구성되는 폴더블 케이스;
    상기 케이스 커버의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈;
    상기 센서 모듈에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서;
    상기 연결부에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스로 전송하는 가요성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은
    상기 일회용 멀티센서의 동작을 제어하고, 검출된 생체 정보를 처리하는 프로세서;
    상기 일회용 멀티센서에 의해 측정된 데이터를 저장하는 메모리부; 및
    상기 프로세서에 의해서 처리된 데이터를 상기 가요성 인쇄회로기판을 통해서 통신용 디바이스로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은 혈당센서, 호흡기센서, 비만센서, 환경센서, 현장 진단(Point of Care Testing, POCT)용 센서, 3차원 가속센서, 맥파센서, 산소포화도센서, 심전도센서, 암진단센서, 생화학테러 물질센서, 미생물 센서, 임신진단 센서, 빈혈측정 센서, 면역분석센서 또는 당도센서, 염도 센서, 알코올센서, 무게센서, 터치센서 및 고도센서로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은 광학센서, 전기화학센서, 전기전도도센서, 또는 케모센서(chemosensor)인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 케이스 본체는 한 층 이상의 복수층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은 하나 이상의 일회용 멀티센서를 센서 모듈에 탈착식으로 끼워 사용할 수 있도록 구성된 탈착식 센서인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가요성 인쇄회로기판은 상기 연결부 내에 형성되고, 통신용 디바이스의 전원용 전극 및 데이터 연결부와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 케이스는 플라스틱, 인조가죽, 부직포, 또는 금속 재료기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴더블 케이스는 삽입형 케이스, 플립커버형 케이스 또는 뷰커버형 케이스인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은 내부에 DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩 및 랩온어칩(lab-on-a-chip)으로 구성된 군에서 선택되는 바이오 칩을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 바이오칩은 마이크로-플루이딕 바이오센서 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈이 백커버 일체형 센서 모듈인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 상기 센서 모듈이 시료가 구비된 스트립 센서; 상기 스트립 센서로부터 시료를 공급받아 전위차에 따른 전류를 생성하는 복수 개의 전극을 구비한 전극부; 상기 전극부에서 검출된 전기 신호를 증폭하는 신호증폭부; 및 상기 증폭된 전기 신호를 입력 받아 측정 생체 정보 값을 연산하는 신호처리부로 구성되는 일회용 전기화학적 스트립 센서인 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전극부는, 상기 시료를 공급받아 제1전위를 생성하는 유동감지전극; 접지기능을 하는 기준 전극; 및 상기 시료를 공급받아 제2전위를 생성하는 동작전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  15. 제13항에 있어서, 상기 일회용 전기화학적 스트립 센서가 하부 기판 위에 유동감지전극, 동작 전극이 배치되고, 그 위에 유동감지전극 및 동작 전극 부위가 천공되어 반응 구역을 구분하는 절연판이 배치되며, 동작 전극 및 유동감지전극에 대응되는 위치에 배치되는 유동감지전극 및 동작 전극에 형성되는 전자전달매개체를 포함하는 버퍼층, 상부 기판과 절연층을 접착시키는 양면접착테이프 및 상부 기판이 차례로 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  16. 제1항에 있어서, 상기 일회용 멀티센서는 카트리지 라벨, 시료 공급부를 고정하기 위한 시료 공급개스킷, 센서의 일면의 길이방향을 따라 좁은 폭의 홈 형상인 시료를 주입하고 보유할 수 있는 전체 체적이 마이크로 리터 단위이고 바이오센서의 전극부로 순차적으로 시료를 유도하는 미세 시료 유로, 카트리지 커버, 검사 대상 시료를 투입하기 위한 시료 공급부, 필름개스킷, 바이오센서 칩, 시료를 수용하는 시료 수용부, 상기 시료공급부와 연결되는 통기구가 형성되어 있고, 상기 바이오센서 칩을 수용하기 위한 요부를 갖는 카트리지 베이스, 및 상기 카트리지 베이스에 형성되고, 시료공급부와 연결되는 통기구가 형성되어 있는 에어 블레더로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스.
  17. 통신용 디바이스를 수용하는 케이스 본체, 케이스 커버, 및 상기 케이스 본체와 상기 케이스 커버를 연결하는 연결부로 구성되는 폴더블 케이스; 상기 케이스 커버의 일측에 내장된 센서 모듈로서, 측정된 생체 정보를 처리하는 센서 모듈; 상기 센서 모듈에 착탈가능하게 삽입되고, 사용자의 생체 정보를 센싱하는 일회용 멀티센서; 상기 연결부에 탑재되어, 통신용 디바이스의 전원에 접속됨으로써 상기 센서 모듈에 전력을 분배하고, 상기 센서 모듈에 의해서 처리된 데이터를 통신용 디바이스로 전송하는 가요성 인쇄회로기판을 포함하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스; 및 상기 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스로부터 측정된 생체 정보를 수신하여 저장하고, 이를 처리하여 건강관리 정보 또는 진단데이터를 생성하여 디스플레이하는 통신용 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용한 건강 관리 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 시스템이 통신용 디바이스의 내측 전원단자로부터 상기 가요성 인쇄회로기판으로 연결되는 전원공급선 및 데이터선을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 케이스 일체형 다중 디바이스를 이용한 건강 관리 시스템.
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