JP7740871B2 - Method and device for determining UV coverage on an irradiation target in real time - Google Patents
Method and device for determining UV coverage on an irradiation target in real timeInfo
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Description
本発明は、照射ターゲット上のＵＶカバレージをリアルタイムに判定するための方法およびデバイスに関する。 The present invention relates to a method and device for determining UV coverage on an irradiation target in real time.
人間の皮膚などの照射ターゲットを紫外光から保護すること（ＵＶ保護）は、皮膚の健康および美にとって重要である。ＵＶ保護効果を有する調合物、すなわち、日焼け止めが照射ターゲットに塗布された後、日焼け止めは最終的に、照射ターゲットをタオルで拭くこと、または時間の経過などの日焼け止めに対するストレスによって除去される。照射ターゲットを効果的に保護するためには、現在のＵＶ保護効果を測定する必要がある。しかしながら、紫外光は人間の眼に見えないので、ＵＶ保護効果も見えない。したがって、消費者は、ＵＶ保護効果が維持されている程度を視覚的に検査することはできない。 Protecting irradiation targets, such as human skin, from ultraviolet light (UV protection) is important for skin health and beauty. After a formulation with UV protective effects, i.e., sunscreen, is applied to the irradiation target, the sunscreen is eventually removed by wiping the irradiation target with a towel or by stress to the sunscreen, such as the passage of time. To effectively protect the irradiation target, it is necessary to measure the current UV protection effect. However, because ultraviolet light is invisible to the human eye, the UV protection effect is also invisible. Therefore, consumers cannot visually inspect the extent to which the UV protection effect is maintained.
照射ターゲットにＵＶ光が照射されると、照射ターゲットに含まれるコラーゲン、ＮＡＤＰＨ、およびアミノ酸などの蛍光物質が、たとえば、可視範囲の蛍光を発する。照射ターゲットに到達するＵＶ光の量、言い換えれば、照射ターゲットに塗布された日焼け止めのＵＶ保護効果は、蛍光の量を測定することによって判定することができる。 When the irradiation target is irradiated with UV light, fluorescent substances contained in the irradiation target, such as collagen, NADPH, and amino acids, emit fluorescence, for example, in the visible range. The amount of UV light reaching the irradiation target, in other words, the UV protection effect of a sunscreen applied to the irradiation target, can be determined by measuring the amount of fluorescence.
ＵＶ保護効果を判定するための従来の方法は、以下のステップを含む。まず、日焼け止めを塗布する前の照射ターゲットにＵＶ光が照射され、放出される蛍光の量が基準値として記憶される。次いで、日焼け止めを塗布した後の照射ターゲットにＵＶ光が照射され、放出される蛍光の量が測定値として記憶される。照射ターゲットに当たったＵＶ光は、日焼け止めによって吸収され、かつ／または散乱させられるため、照射ターゲットから放出され測定される蛍光の量が少なくなる。基準値と比較したときの測定値の減少が、ＵＶカバレージとして判定される。日焼け止めが塗布されてから所定の時間が経過するか、またはペーパータオルで拭くことなどの所定のストレスが日焼け止めに加えられると、基準値と比較したときの測定値の減少は、塗布された日焼け止めが少なくなることなどに起因して小さくなる。したがって、日焼け止めのＵＶ保護効果をＵＶカバレージから評価することができる。 A conventional method for determining UV protection effectiveness includes the following steps: First, UV light is irradiated onto an irradiation target before sunscreen is applied, and the amount of emitted fluorescence is stored as a baseline value. Next, UV light is irradiated onto the irradiation target after sunscreen is applied, and the amount of emitted fluorescence is stored as a measured value. Because the UV light striking the irradiation target is absorbed and/or scattered by the sunscreen, the amount of fluorescence emitted from the irradiation target and measured decreases. The decrease in the measured value compared to the baseline value is determined as UV coverage. After a predetermined time has passed since the sunscreen was applied, or after a predetermined stress, such as wiping with a paper towel, is applied to the sunscreen, the decrease in the measured value compared to the baseline value decreases, perhaps due to less sunscreen being applied. Therefore, the UV protection effectiveness of a sunscreen can be evaluated from UV coverage.
しかしながら、日焼け止めのＵＶ保護効果がわずかに低下した場合でも照射されるターゲットに顕著な影響があることがわかっている。たとえば、ＳＰＦ ５０＋日焼け止めは、ＵＶカバレージが９８％よりも高く、ＳＰＦ ３０＋日焼け止めは、ＵＶカバレージが９５％よりも高い。ＳＰＦ ５０＋日焼け止めとＳＰＦ ３０＋日焼け止めとの間のＵＶカバレージの差は非常にわずかであるが、照射ターゲットに到達するＵＶ光の量は、ユーザの視点からすると２倍よりも多くあり得る。したがって、ユーザにより厳密で直感的な情報を与えるには、照射ターゲットのＵＶカバレージの変化を判定するよりユーザ指向の方法が必要である。 However, it has been found that even small reductions in a sunscreen's UV protection can have a noticeable effect on the illuminated target. For example, SPF 50+ sunscreens have UV coverage greater than 98%, while SPF 30+ sunscreens have UV coverage greater than 95%. While the difference in UV coverage between SPF 50+ and SPF 30+ sunscreens is very small, the amount of UV light reaching the illuminated target can be more than twice as great from the user's perspective. Therefore, a more user-oriented method of determining changes in UV coverage of an illuminated target is needed to provide more accurate and intuitive information to the user.
本発明は、照射ターゲット上のＵＶカバレージをリアルタイムに判定するための方法およびデバイスを提供する。 The present invention provides a method and device for determining UV coverage on an irradiation target in real time.
本発明による第１の実施形態は、照射ターゲット上のＵＶカバレージをリアルタイムに判定するための方法であって、
日焼け止めを塗布した直後に照射ターゲットに光を照射するステップと、
光照射に応答して照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出し、蛍光の量を基準データとして記憶するステップと、
所定の経過時間後、または日焼け止めに所定のストレスを加えた後、照射ターゲットに光を照射するステップと、
光照射に応答して照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出し、蛍光の量を測定データとして記憶するステップと、
基準データの蛍光の量を測定データの蛍光の量で割ることによってＵＶカバレージを判定するステップとを含み、
照射ターゲットが、光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む、方法を提供する。
A first embodiment according to the present invention is a method for determining UV coverage on an irradiation target in real time, comprising:
irradiating the irradiation target with light immediately after applying the sunscreen;
detecting an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination and storing the amount of fluorescence as reference data;
irradiating the irradiation target with light after a predetermined time has elapsed or after applying a predetermined stress to the sunscreen;
detecting an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination and storing the amount of fluorescence as measurement data;
determining UV coverage by dividing the amount of fluorescence in the reference data by the amount of fluorescence in the measured data;
A method is provided in which the illumination target comprises at least one material that emits fluorescence in response to light illumination.
本発明の第１の実施形態によれば、基準データおよび測定データは、センサーから出力された生データであってもよく、または所定の波長範囲にわたって検出された蛍光の量の二乗平均によって正規化されてもよい。 According to a first embodiment of the present invention, the reference data and measurement data may be raw data output from the sensor, or may be normalized by the root mean square of the amount of fluorescence detected over a predetermined wavelength range.
本発明の第１の実施形態によれば、照射ターゲットに照射される光は、ＵＶ－ＡまたはＵＶ－Ｂの波長範囲の紫外光であってもよい。 According to the first embodiment of the present invention, the light irradiated onto the irradiation target may be ultraviolet light in the UV-A or UV-B wavelength range.
本発明の第１の実施形態によれば、この方法は、判定されたＵＶカバレージを色彩表示としてユーザに提示するステップをさらに含んでもよい。 According to a first embodiment of the present invention, the method may further include the step of presenting the determined UV coverage to the user as a color representation.
本発明の第１の実施形態によれば、この方法は、ＵＶカバレージが所定のしきい値よりも低いときにユーザに日焼け止めを塗布し直すアラートを提示するステップをさらに含んでもよい。 According to a first embodiment of the present invention, the method may further include the step of presenting an alert to the user to reapply sunscreen when UV coverage is below a predetermined threshold.
本発明の第１の実施形態によれば、照射ターゲットは、人間の皮膚に含まれており紫外光の照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含むダミーサンプルであってもよく、または照射ターゲットは、人間の皮膚であってもよい。 According to a first embodiment of the present invention, the irradiation target may be a dummy sample containing at least one substance contained in human skin that emits fluorescence in response to irradiation with ultraviolet light, or the irradiation target may be human skin.
本発明による第２の実施形態は、ＵＶカバレージをリアルタイムに判定するためのデバイスであって、
照射ターゲットに光を照射する光源であって、照射ターゲットに日焼け止めが塗布される、光源と、
光照射に応答して照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出するための光学センサーと、
光源および光学センサーを制御するための制御ユニットとを備え、
制御ユニットが、照射ターゲット上に日焼け止めを塗布した直後の光照射に応答して照射ターゲットから放出された蛍光の量を基準データとして記憶するように構成され、
制御ユニットが、日焼け止めを塗布してから所定の時間が経過した後、または日焼け止め上に所定のストレスを加えた後の光照射に応答して照射ターゲットから放出された蛍光の量を測定データとして記憶するように構成され、
制御ユニットは、基準データの蛍光の量を測定データの蛍光の量で割ることによってＵＶカバレージを判定するように構成され、
照射ターゲットが、光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む、デバイスを提供する。
A second embodiment according to the present invention is a device for determining UV coverage in real time, comprising:
a light source that irradiates light onto an irradiation target, the irradiation target being coated with a sunscreen;
an optical sensor for detecting the amount of fluorescence emitted from the illuminated target in response to illumination with light;
a control unit for controlling the light source and the optical sensor;
the control unit is configured to store, as reference data, an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to light irradiation immediately after applying the sunscreen onto the illumination target;
the control unit is configured to store as measurement data an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to light illumination after a predetermined time has elapsed since application of the sunscreen or after application of a predetermined stress on the sunscreen;
the control unit is configured to determine UV coverage by dividing an amount of fluorescence in the reference data by an amount of fluorescence in the measured data;
A device is provided in which the illumination target includes at least one material that emits fluorescence in response to illumination with light.
本発明の第２の実施形態によれば、制御ユニットは、光学センサーから出力された生データを基準データおよび測定データとして使用するように構成されてもよく、または所定の波長範囲にわたって検出された蛍光の量の二乗平均によって基準データおよび測定データを正規化するように構成されてもよい。 According to a second embodiment of the present invention, the control unit may be configured to use raw data output from the optical sensor as reference data and measurement data, or may be configured to normalize the reference data and measurement data by the root mean square of the amount of fluorescence detected over a predetermined wavelength range.
本発明の第２の実施形態によれば、光源は、ＵＶ－ＡまたはＵＶ－Ｂの波長範囲内の紫外光を放出するように構成されてもよい。 According to a second embodiment of the present invention, the light source may be configured to emit ultraviolet light in the UV-A or UV-B wavelength range.
本発明の第２の実施形態によれば、デバイスは、判定されたＵＶカバレージを色彩表示としてユーザに提示するように構成された表示ユニットをさらに備えてもよい。 According to a second embodiment of the present invention, the device may further comprise a display unit configured to present the determined UV coverage to a user as a color representation.
本発明の第２の実施形態によれば、制御ユニットは、ＵＶカバレージが所定のしきい値よりも低いときにユーザに日焼け止めを塗布し直すアラートを提示するように構成されてもよい。 According to a second embodiment of the present invention, the control unit may be configured to alert the user to reapply sunscreen when UV coverage is below a predetermined threshold.
本発明の第２の実施形態によれば、照射ターゲットは、人間の皮膚に含まれており紫外光の照射に応答して蛍光を発する少なくとも１つの物質を含むダミーサンプルであってもよく、または照射ターゲットは、人間の皮膚であってもよい。 According to a second embodiment of the present invention, the irradiation target may be a dummy sample containing at least one substance contained in human skin that fluoresces in response to irradiation with ultraviolet light, or the irradiation target may be human skin.
本発明の実施形態によれば、照射ターゲット上のＵＶカバレージをリアルタイムに判定するための方法およびデバイスが提供される。 Embodiments of the present invention provide methods and devices for determining UV coverage on an irradiation target in real time.
本発明のいくつかの実施形態によるＵＶカバレージを判定するためのデバイス１は、図１に示すように、光源２と、光学センサー６と、光源２および光学センサー６を制御するための制御ユニット８とを備えてもよい。光源２は、紫外光を含む光１６を放出し、照射ターゲット１０を照射してもよい。照射ターゲット１０は、光、特に紫外光に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含んでもよい。照射ターゲット１０から放出された蛍光２０は、光学センサー６に当たってもよい。光学センサー６は、蛍光２０の量を検出してもよい。広い波長範囲の光、たとえば、照射ターゲット１０上で反射および／または散乱した光１６または周辺光が光学センサー６に当たった場合、ノイズが生じるかまたはバックグラウンド信号が増大することがある。したがって、検出信号のＳＮ比を低減させてもよい。したがって、所定の波長範囲を有する光のみを通過させるためのフィルタ（図示せず）が、場合によっては、光学センサー６に取り付けられてもよく、または光学センサー６と照射ターゲット１０との間に配設されてもよい。フィルタは、蛍光２０の波長を含む波長範囲、たとえば、３９０ｎｍから５００ｎｍの間の波長範囲の光を通過させてもよい。 As shown in FIG. 1, a device 1 for determining UV coverage according to some embodiments of the present invention may include a light source 2, an optical sensor 6, and a control unit 8 for controlling the light source 2 and the optical sensor 6. The light source 2 may emit light 16, including ultraviolet light, to illuminate an illumination target 10. The illumination target 10 may include at least one substance that emits fluorescence in response to light, particularly ultraviolet light. Fluorescence light 20 emitted from the illumination target 10 may impinge on the optical sensor 6. The optical sensor 6 may detect the amount of fluorescence 20. If light of a wide wavelength range, such as light 16 reflected and/or scattered on the illumination target 10 or ambient light, impinges on the optical sensor 6, noise or an increased background signal may occur, thereby reducing the signal-to-noise ratio of the detected signal. Therefore, a filter (not shown) for passing only light having a predetermined wavelength range may be attached to the optical sensor 6 or disposed between the optical sensor 6 and the illumination target 10. The filter may pass light in a wavelength range that includes the wavelength of the fluorescent light 20, for example, a wavelength range between 390 nm and 500 nm.
光源２は、紫外光を含む光１６を放出してもよい。たとえば、光源２は、紫外光、可視光、および赤外光を含む広い波長範囲を有する光を放出してもよい。代替的に、光源２は、紫外光のみを放出してもよい。たとえば、光源２は、ＵＶ－ＡまたはＵＶ－Ｂの波長を有する単色紫外光、またはより具体的には波長が３６５ｎｍの紫外光を放出する紫外光ＬＥＤであってもよい。そのような紫外光ＬＥＤは電力消費量が少なく形状因子が小さいので、有利なことに、紫外光ＬＥＤは携帯デバイスおよび／またはハンドヘルドデバイスに組み込まれる。光１６が、照射ターゲット１０上で反射され、かつ／または散乱させられ、光学センサー６に当たった場合、ノイズが生じるかまたはバックグラウンド信号が増大することがある。したがって、光源２は、場合によっては、必要な波長範囲を有する光のみを通過させるフィルタを備えてもよい。さらに、照射ターゲット１０上で反射された光１６が光学センサー６に当たるのを防止するために、光源２および光学センサー６は場合によっては、それぞれ偏光フィルタを備えてもよい。 The light source 2 may emit light 16 including ultraviolet light. For example, the light source 2 may emit light having a broad wavelength range including ultraviolet light, visible light, and infrared light. Alternatively, the light source 2 may emit only ultraviolet light. For example, the light source 2 may be an ultraviolet LED that emits monochromatic ultraviolet light having a UV-A or UV-B wavelength, or more specifically, ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. Because such ultraviolet LEDs have low power consumption and a small form factor, ultraviolet LEDs are advantageously incorporated into portable and/or handheld devices. If the light 16 is reflected and/or scattered on the illumination target 10 and strikes the optical sensor 6, noise or an increased background signal may be generated. Therefore, the light source 2 may optionally include a filter that passes only light having a required wavelength range. Furthermore, to prevent the light 16 reflected on the illumination target 10 from striking the optical sensor 6, the light source 2 and the optical sensor 6 may each optionally include a polarizing filter.
照射ターゲット１０は、たとえば、人間の皮膚であってもよい。人間の皮膚は、光、特に紫外光の照射に応答して、たとえば、可視波長範囲の蛍光を放出してもよい少なくとも１つの蛍光物質を含む。そのような物質は、たとえば、コラーゲン、ＮＡＤＰＨ、アミノ酸などであってもよい。代替的に、照射ターゲット１０は、人間の皮膚に含まれる蛍光物質と同様の蛍光物質を含むダミーサンプル、たとえば、ブタの皮膚、人間の培養皮膚、および人間皮膚モデルのゲルであってもよい。 The illumination target 10 may be, for example, human skin. Human skin contains at least one fluorescent substance that may emit fluorescence, for example, in the visible wavelength range, in response to irradiation with light, particularly ultraviolet light. Such substances may be, for example, collagen, NADPH, amino acids, etc. Alternatively, the illumination target 10 may be a dummy sample containing a fluorescent substance similar to that contained in human skin, such as pig skin, cultured human skin, and a human skin model gel.
照射ターゲット１０に日焼け止め１２が塗布されてもよい。日焼け止め１２は、紫外光を吸収しおよび／または反射する物質を含んでもよい。 A sunscreen 12 may be applied to the irradiation target 10. The sunscreen 12 may include a substance that absorbs and/or reflects ultraviolet light.
デバイス１は、表示ユニット２２を備えてもよい。表示ユニット２２は、たとえば、測定結果をユーザに提示する機能を有してもよい。表示ユニット２２は、制御ユニット８によって制御されてもよい。 The device 1 may include a display unit 22. The display unit 22 may, for example, have a function of presenting measurement results to the user. The display unit 22 may be controlled by the control unit 8.
以下に、そのような構成を有するＵＶカバレージを判定するためのデバイス１を使用してＵＶカバレージを判定するための方法１００について図２を参照して説明する。 Below, a method 100 for determining UV coverage using a device 1 for determining UV coverage having such a configuration will be described with reference to Figure 2.
ステップ１０２において、照射ターゲット１０、たとえば、人間の皮膚は、日焼け止め１２を塗布した直後に、光源２から放出された光１６を照射される。 In step 102, an illumination target 10, e.g., human skin, is illuminated with light 16 emitted from a light source 2 immediately after application of sunscreen 12.
ステップ１０４において、照射ターゲット１０は、光、特に紫外光の照射に応答して蛍光を放出してもよい。蛍光は、たとえば、可視範囲内の波長を有してもよい。 In step 104, the illumination target 10 may emit fluorescent light in response to illumination with light, particularly ultraviolet light. The fluorescent light may have a wavelength in the visible range, for example.
ステップ１０６において、照射ターゲット１０から放出された蛍光の量は、光学センサー６によって検出される。光学センサー６は、たとえば、所定の波長範囲における蛍光の量を検出してもよい。 In step 106, the amount of fluorescence emitted from the irradiation target 10 is detected by the optical sensor 6. The optical sensor 6 may, for example, detect the amount of fluorescence in a predetermined wavelength range.
ステップ１０８において、制御ユニット８は、光学センサー６によって検出された蛍光の量を基準データとして記憶する。蛍光の量は、たとえば、所定の波長範囲にわたって検出された蛍光の量の二乗平均（ＲＭＳ）によって正規化されてもよい。代替的に、光学センサー６から出力された生データが基準データとして使用されてもよい。 In step 108, the control unit 8 stores the amount of fluorescence detected by the optical sensor 6 as reference data. The amount of fluorescence may be normalized, for example, by the root mean square (RMS) of the amount of fluorescence detected over a predetermined wavelength range. Alternatively, the raw data output from the optical sensor 6 may be used as reference data.
ステップ１１０において、日焼け止めを塗布してから所定時間が経過した後または日焼け止め１２に所定のストレスを加えた後、光源２から放出された光１６が照射ターゲット１０に照射される。所定のストレスは、たとえば、ペーパータオルで拭くことおよび／または水で洗うことであってもよい。 In step 110, light 16 emitted from light source 2 is irradiated onto irradiation target 10 after a predetermined time has elapsed since application of the sunscreen or after a predetermined stress has been applied to sunscreen 12. The predetermined stress may be, for example, wiping with a paper towel and/or washing with water.
ステップ１１２において、照射ターゲット１０は、光、特に紫外光の照射に応答して蛍光を放出する。蛍光は、たとえば、可視光範囲の波長を有してもよい。 In step 112, the illumination target 10 emits fluorescence in response to illumination with light, particularly ultraviolet light. The fluorescence may have a wavelength in the visible light range, for example.
ステップ１１４において、照射ターゲット１０から放出された蛍光の量は、光学センサー６によって検出される。 In step 114, the amount of fluorescence emitted from the illumination target 10 is detected by the optical sensor 6.
ステップ１１６において、制御ユニット８は、光学センサー６によって検出された蛍光の量を測定データとして記憶する。蛍光の量は、たとえば、所定の波長範囲にわたって検出された蛍光の量の二乗平均（ＲＭＳ）によって正規化されてもよい。代替的に、光学センサー６から出力された生データが測定データとして使用されてもよい。 In step 116, the control unit 8 stores the amount of fluorescence detected by the optical sensor 6 as measurement data. The amount of fluorescence may be normalized, for example, by the root mean square (RMS) of the amount of fluorescence detected over a predetermined wavelength range. Alternatively, the raw data output from the optical sensor 6 may be used as measurement data.
ステップ１１８において、制御ユニット８は、基準データを測定データで割ることによってＵＶカバレージを判定する。 In step 118, the control unit 8 determines the UV coverage by dividing the reference data by the measured data.
ステップ１２０において、制御ユニット８は、表示ユニット２２にＵＶカバレージを示させる。ＵＶカバレージの表示は、たとえば、値を示すことによって行われてもよい。グラフが表示されてもよい。ユーザが結果をより明らかにかつより直感的に理解できるように、複数の所定の色を有するグラフによって色彩表示を表示してもよい。 In step 120, the control unit 8 causes the display unit 22 to display the UV coverage. The display of the UV coverage may be performed, for example, by displaying a value. A graph may also be displayed. A color display may be displayed by a graph having multiple predetermined colors so that the user can understand the results more clearly and intuitively.
したがって、図２に示す方法は、照射ターゲット１０上のＵＶカバレージをリアルタイムに判定してもよい。 Thus, the method shown in FIG. 2 may determine UV coverage on the irradiation target 10 in real time.
たとえば、照射ターゲット１０に照射される光１６は、日焼け止めを塗布した直後に日焼け止め１２によって遮蔽されるため、検出される蛍光の量、言い換えれば、基準データは著しく小さい値を有する。ＵＶカバレージは、基準データを基準データ自体で割ることによって判定されるので１００％であってもよい。日焼け止めを塗布してから所定時間が経過した後および／または日焼け止め１２に所定のストレスを加えた後、日焼け止め１２によって光１６を遮蔽する効果が低下することがある。したがって、検出される蛍光の量、言い換えれば、測定データは増大する。基準データが測定データによって割られるので、ＵＶカバレージは、１００％未満の値になる。日焼け止め１２の効果が低下すると、ＵＶカバレージが小さくなる。 For example, the light 16 irradiating the irradiation target 10 is blocked by the sunscreen 12 immediately after application, so the amount of detected fluorescence, i.e., the reference data, has a significantly small value. UV coverage may be 100% because it is determined by dividing the reference data by itself. After a certain amount of time has passed since application of the sunscreen and/or after a certain amount of stress has been applied to the sunscreen 12, the effectiveness of the sunscreen 12 in blocking the light 16 may decrease. Therefore, the amount of detected fluorescence, i.e., the measured data, increases. Because the reference data is divided by the measured data, UV coverage will be a value less than 100%. If the effectiveness of the sunscreen 12 decreases, UV coverage will decrease.
Ｔａｂｌｅ １（表１）は、日焼け止め１２を塗布した直後および所定のストレスを加えた後の、従来の方法によって測定されたＵＶカバレージと、本発明の実施形態による方法によって測定されたＵＶカバレージとの比較を示す。Ｔａｂｌｅ １（表１）における照射ターゲット１０は人間の前腕である。測定は５人の被験者に対して実施され、測定の平均値がデータとして使用された。ＰＡ＋＋＋＋ Ｏ／Ｗ型ＳＰＦ ５０＋の日焼け止め１２を２．０ｍｇ／ｃｍ２の量だけ照射ターゲット１０に塗布した。Ｏ／Ｗ型の日焼け止めは、オイルを水に分散させた調合物を意味する。第１および第２のストレスは、乾燥したペーパータオルで拭くことである。第３のストレスは、アルコールで拭くことである。従来の方法によるＵＶカバレージは、以下の数式によって得られる。 Table 1 shows a comparison of UV coverage measured by a conventional method and by a method according to an embodiment of the present invention immediately after application of sunscreen 12 and after application of predetermined stresses. The irradiation target 10 in Table 1 is a human forearm. Measurements were performed on five subjects, and the average values of the measurements were used as data. PA++++ O/W SPF 50+ sunscreen 12 was applied to the irradiation target 10 in an amount of 2.0 mg/ cm² . O/W sunscreen refers to a formulation in which oil is dispersed in water. The first and second stresses are wipes with a dry paper towel. The third stress is wipes with alcohol. UV coverage by the conventional method is calculated using the following formula:
上式で、ｘ０は、日焼け止めを塗布する前の蛍光の量であり、ｘｍｅｓは、各ステップにおける、たとえば、日焼け止めを塗布した直後または第１、第２、もしくは第３のストレスを加えた後の蛍光の測定値である。 where x 0 is the amount of fluorescence before sunscreen application and x mes is the fluorescence measurement at each step, e.g., immediately after sunscreen application or after the first, second, or third stress.
本発明による方法によるＵＶカバレージは、以下の数式によって得られる。 The UV coverage achieved by the method of the present invention is calculated using the following formula:
上式で、ｘｉは、日焼け止めを塗布した直後の蛍光の量であり、ｘｍｅｓは、各ステップにおける、たとえば、第１、第２、もしくは第３のストレスを加えた後の蛍光の測定値である。 where x i is the amount of fluorescence immediately after sunscreen application and x mes is the fluorescence measurement at each step, e.g., after the first, second, or third stress.
従来の方法によって得られた、日焼け止めを塗布した直後のＵＶカバレージと第１のストレスを加えた後のＵＶカバレージとの間の差は、２２．９１ポイントであり、一方、本発明による方法によって得られた、日焼け止めを塗布した直後のＵＶカバレージと第１のストレスを加えた後のＵＶカバレージとの間の差は、４８．７４ポイントである。本発明のＵＶカバレージの減少の感度は、従来の方法の感度の２倍よりも高いと言える。したがって、本発明による方法は、ストレスを加えることに起因するＵＶカバレージの変化をより高い感度で評価することができる。言い換えれば、本発明による方法は、日焼け止めの効果の低下に起因する、紫外光が照射ターゲット１０、たとえば、人間の皮膚に到達する影響の増大をより高い感度で評価することができる。紫外光に曝されることに起因する皮膚の損傷の有無はユーザにとって主要な関心事であるので、紫外光の増加を監視することができる本発明の方法によるＵＶカバレージは、遮蔽された紫外光に基づくかまたはむき出しの皮膚と比較したときの紫外光の減少に基づく従来のＵＶカバレージ判定方法と比較して、ユーザが理解し使用するうえでよりユーザ指向の評価インデックスとなる場合がある。 The difference between the UV coverage immediately after sunscreen application and the UV coverage after the first stress, obtained by the conventional method, was 22.91 points. Meanwhile, the difference between the UV coverage immediately after sunscreen application and the UV coverage after the first stress, obtained by the method according to the present invention, was 48.74 points. It can be said that the sensitivity of the present invention to the decrease in UV coverage is more than twice that of the conventional method. Therefore, the method according to the present invention can more sensitively evaluate changes in UV coverage due to stress application. In other words, the method according to the present invention can more sensitively evaluate the increased impact of ultraviolet light reaching the irradiation target 10, e.g., human skin, due to a decrease in the effectiveness of the sunscreen. Since the presence or absence of skin damage due to exposure to ultraviolet light is a primary concern for users, UV coverage measured by the method of the present invention, which can monitor increases in ultraviolet light, may be a more user-oriented evaluation index for users to understand and use compared to conventional UV coverage determination methods that are based on blocked ultraviolet light or on a decrease in ultraviolet light compared to bare skin.
図３は、本発明による方法によって得られたＵＶカバレージの変化を示すグラフを示す。図３（ａ）および図３（ｂ）はそれぞれ、人間の顔の頬および前額の測定を示し、この場合、タイプＡおよびタイプＢの調合物の日焼け止めが塗布される。タイプＡは、オイルを水に分散させた調合物（Ｏ／Ｗ型と呼ばれる）であり、大部分は水である。タイプＢは、水滴を連続相オイルに分散させた調合物（Ｗ／Ｏ型と呼ばれる）である。これらは、市場で一般的に見られる２つの代表的な流動性剤型である。Ｔ０は、日焼け止めを塗布する前の測定結果である。Ｔ１は、日焼け止めを塗布した直後の測定結果である。Ｔ２は、日焼け止めを塗布した後に濡れるストレスをシミュレートするために水を吹付けた後の測定結果である。Ｔ３は、１０分間のサイクリング後の測定結果である。Ｔ４は、ペーパータオルで拭いた後の測定結果である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、顔の任意の領域および任意の段階でＵＶカバレージを再現可能に測定できることがわかる。図３（ａ）および図３（ｂ）に示す結果は、タイプＢのＵＶカバレージがタイプＡ日焼け止めよりもわずかに高いことを示すが、この差は実質的にエラーの範囲内である。したがって、本発明のデバイスおよび方法は、任意のタイプの日焼け止めの調合物についてのＵＶカバレージを再現可能に測定することができる。 Figure 3 shows a graph illustrating the change in UV coverage obtained by the method of the present invention. Figures 3(a) and 3(b) show measurements on the cheek and forehead of a human face, respectively, where sunscreens of Type A and Type B formulations were applied. Type A is a formulation in which oil is dispersed in water (called an O/W type) and is mostly water. Type B is a formulation in which water droplets are dispersed in a continuous oil phase (called a W/O type). These are two representative flowable formulations commonly found on the market. TO is the measurement result before applying the sunscreen. T1 is the measurement result immediately after applying the sunscreen. T2 is the measurement result after spraying with water to simulate the stress of getting wet after applying the sunscreen. T3 is the measurement result after 10 minutes of cycling. T4 is the measurement result after wiping with a paper towel. As shown in Figures 3(a) and 3(b), it can be seen that UV coverage can be reproducibly measured for any area of the face and at any stage. The results shown in Figures 3(a) and 3(b) show that the UV coverage of Type B sunscreen is slightly higher than that of Type A sunscreen, but this difference is substantially within the margin of error. Thus, the device and method of the present invention can reproducibly measure UV coverage for any type of sunscreen formulation.
図４は、本発明のいくつかの実施形態による、ＵＶカバレージを判定するためのデバイス１の例を示す。図４（ａ）は、デバイス１の概略外面図を示し、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、デバイス１の表示ユニット２２の例示的な図である。表示ユニット２２は、デバイス１のエンクロージャ２４の形状に一致するように、見た目を考慮して適切に整形されてもよい。図４に示す例では、表示ユニット２２は、表示ユニット２２が概略的に円筒形のエンクロージャ２４の上面上に配設されるので円形形状を有するが、この形状に限定されない。 Figure 4 shows an example of a device 1 for determining UV coverage, according to some embodiments of the present invention. Figure 4(a) shows a schematic external view of the device 1, and Figures 4(b) and 4(c) are exemplary diagrams of the display unit 22 of the device 1. The display unit 22 may be appropriately shaped for aesthetic reasons to match the shape of the enclosure 24 of the device 1. In the example shown in Figure 4, the display unit 22 has a circular shape as the display unit 22 is disposed on the top surface of the generally cylindrical enclosure 24, but is not limited to this shape.
デバイス１は、判定されたＵＶカバレージを表示ユニット２２を介してユーザに提示してもよい。たとえば、ＵＶカバレージは、Ｔａｂｌｅ １（表１）に示す値として表示されてもよい。代替的に、ＵＶカバレージは、ユーザがより直感的に結果を理解し得るようにＡ、Ｂ、Ｃなどの複数のレベルとして設けられてもよい。代替的に、色彩表示をカラーコード化グラフとして提示することが可能である。図４（ｂ）は、高いＵＶカバレージ、たとえば、日焼け止めを塗布した直後の状態を示す。表示ユニット２２は、ＵＶカバレージのレベルを“Ａ”として示し、完全なリングの色彩表示を示す。図４（ｃ）は、図４（ｂ）と比較してＵＶカバレージが低下した状態を示す。ＵＶカバレージのレベルは“Ｂ”であり、リングの一部が欠けた色彩表示として示される。そのような表示を用いた場合、ユーザは、ＵＶカバレージの変化を容易にかつ直感的に検査し、日焼け止めの状態を認識することができる。 The device 1 may present the determined UV coverage to the user via the display unit 22. For example, the UV coverage may be displayed as a value shown in Table 1. Alternatively, the UV coverage may be provided as multiple levels, such as A, B, and C, so that the user can more intuitively understand the results. Alternatively, the color indication may be presented as a color-coded graph. Figure 4(b) shows high UV coverage, e.g., immediately after applying sunscreen. The display unit 22 indicates the UV coverage level as "A" and shows a color indication of a complete ring. Figure 4(c) shows a state in which UV coverage has decreased compared to Figure 4(b). The UV coverage level is "B" and is shown as a color indication with part of the ring missing. Using such a display, the user can easily and intuitively inspect the change in UV coverage and recognize the status of the sunscreen.
さらに、デバイス１は、たとえば、判定されたＵＶカバレージが所定のしきい値よりも低いときにユーザにアラートを提示してもよい。たとえば、アラートは、表示ユニット２２における聴覚的、視覚的表示、またはネットワークを介したユーザのスマートフォン上の表示によって具体化されてもよい。アラートによって、日焼け止めの効果が低下しており、日焼け止めを塗布し直すべきであることをユーザに警告してもよい。 Furthermore, the device 1 may present an alert to the user, for example, when the determined UV coverage is lower than a predetermined threshold. For example, the alert may be embodied by an audible or visual display on the display unit 22, or a display on the user's smartphone via a network. The alert may warn the user that the effectiveness of the sunscreen is decreasing and that the sunscreen should be reapplied.
本発明の特定の実施形態について説明したが、当業者には、本発明の技術的な趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更、修正、および改良が可能であることが容易に理解されよう。 While specific embodiments of the present invention have been described, those skilled in the art will readily appreciate that various changes, modifications, and improvements can be made without departing from the technical spirit and scope of the present invention.
１ ＵＶカバレージを判定するためのデバイス
２ 光源
６ 光学センサー
８ 制御ユニット
１０ 照射ターゲット
１２ 日焼け止め
１６ 光
２０ 蛍光
２２ 表示ユニット
２４ エンクロージャ
REFERENCE NUMERALS 1 Device for determining UV coverage 2 Light source 6 Optical sensor 8 Control unit 10 Irradiation target 12 Sunscreen 16 Light 20 Fluorescence 22 Display unit 24 Enclosure
Claims (12)
日焼け止めを塗布した直後に照射ターゲットに光を照射するステップと、
前記光照射に応答して前記照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出し、前記蛍光の前記量を基準データとして記憶するステップと、
所定の時間が経過した後、または前記日焼け止めに所定のストレスを加えた後、前記照射ターゲットに光を照射するステップと、
前記光照射に応答して前記照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出し、前記蛍光の前記量を測定データとして記憶するステップと、
前記基準データの前記蛍光の前記量を前記測定データの前記蛍光の前記量で割って得られた値を１から減算することによってＵＶカバレージの減少を判定するステップとを含み、
前記照射ターゲットは、前記光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む、方法。 1. A method for determining UV coverage on an irradiation target in real time, comprising:
irradiating the irradiation target with light immediately after applying the sunscreen;
detecting an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination and storing the amount of fluorescence as reference data;
irradiating the irradiation target with light after a predetermined time has elapsed or after applying a predetermined stress to the sunscreen;
detecting an amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination and storing the amount of fluorescence as measurement data;
determining a reduction in UV coverage by dividing the amount of fluorescence in the reference data by the amount of fluorescence in the measurement data and subtracting the resulting value from one ;
The method, wherein the illumination target comprises at least one material that emits fluorescence in response to the light illumination.
照射ターゲットに光を照射するための光源であって、前記照射ターゲットに日焼け止めが塗布される、光源と、
前記光照射に応答して前記照射ターゲットから放出された蛍光の量を検出するための光学センサーと、
前記光源および前記光学センサーを制御するための制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記照射ターゲット上に前記日焼け止めを塗布した直後の前記光照射に応答して前記照射ターゲットから放出された前記蛍光の前記量を基準データとして記憶するように構成され、
前記制御ユニットは、前記日焼け止めを塗布してから所定の時間が経過した後、または前記日焼け止め上に所定のストレスを加えた後の前記光照射に応答して前記照射ターゲットから放出された前記蛍光の前記量を測定データとして記憶するように構成され、
前記制御ユニットは、前記基準データの前記蛍光の前記量を前記測定データの前記蛍光の前記量で割って得られた値を１から減算することによってＵＶカバレージの減少を判定するように構成され、
前記照射ターゲットは、前記光照射に応答して蛍光を放出する少なくとも１つの物質を含む、デバイス。 1. A device for determining UV coverage in real time, comprising:
a light source for irradiating an irradiation target with light, wherein a sunscreen is applied to the irradiation target;
an optical sensor for detecting the amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination;
a control unit for controlling the light source and the optical sensor;
the control unit is configured to store as reference data the amount of the fluorescence emitted from the illumination target in response to the light irradiation immediately after applying the sunscreen on the illumination target;
the control unit is configured to store as measurement data the amount of fluorescence emitted from the illumination target in response to the light illumination after a predetermined time has elapsed since application of the sunscreen or after a predetermined stress has been applied to the sunscreen;
the control unit is configured to determine the reduction in UV coverage by dividing the amount of fluorescence in the reference data by the amount of fluorescence in the measurement data and subtracting the resulting value from one ;
The device, wherein the illumination target comprises at least one material that emits fluorescence in response to the light illumination.
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