DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un appareil pour la détermi- nation de l'indice de protection d'un produit antisolaire en fonction de la sensibilité de la peau du sujet.
Une peau bronzée est considérée généralement comme un signe de bonne santé, bien que l'exposition prolongée de la peau au rayonnement UV du soleil soit dangereuse. Chacun est cependant conscient des risques de brûlures qu'il encourt et de la nécessité d'utiliser des moyens de protection.
On trouve par conséquent sur le marché de nombreux produits de protection antisolaire présentant divers indices de protection généralement indiqués sur l'emballage du produit. L'indice de protection, normalisé par les fabricants, correspond au rapport des durées d'exposition avec et sans l'emploi du produit de protection, pour que l'exposition au soleil déploie des effets identiques. Ainsi, le chiffre 2 indique que, en employant le produit, on peut doubler la durée d'exposition, alors que le chiffre 3 signifie qu'on peut tripler cette durée pour des effets identiques.
Tous les sujets ne présentent cependant pas la même sensibilité de peau envers le rayonnement UV. Pour choisir le produit de protection adéquat convenant à sa propre peau, il convient donc de connaître la sensibilité de celle-ci. On distingue généralement quatre types de peau: extrêmement sensible, très sensible, sensible et peu sensible. Pour éviter le danger d'une surexposition au soleil, il convient donc de tenir compte de trois paramètres, soit la sensibilité de la peau, l'indice de protection du produit antisolaire utilisé et la durée d'exposition au soleil.
On connaît un appareil tenant compte de ces trois paramètres.
On introduit dans cet appareil des données correspondant au type de peau et au degré de protection de la crème solaire choisie préalablement. Au moyen de ces deux paramètres, l'appareil détermine la durée maximale d'exposition au soleil et émet un signal sonore au bout de cette durée. Pour l'utilisation de cet appareil, il est donc nécessaire de connaître son type de peau, ce qui n'est généralement pas le cas. Le produit solaire ayant été préalablement choisi de façon arbitraire, ce choix déterminera la durée d'exposition au soleil, durée qui peut s'avérer trop courte dans le cas, par exemple, d'une obligation professionnelle de rester au soleil. La sensibilité de la peau peut en outre varier avec le temps chez un même individu.
La présente invention a pour but de mettre à la disposition de l'utilisateur un appareil lui permettant de déterminer l'indice de protection du produit antisolaire qu'il doit utiliser pour pouvoir rester exposé au soleil sans danger pendant un temps désiré, sans qu'il lui soit nécessaire de connaître préalablement son type de peau.
A cet effet, l'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend une source de courant, des moyens de mesure de la sensibilité de la peau, des moyens d'introduction du temps d'exposition au soleil, des moyens de mesure de l'intensité du rayonnement
UV, des moyens de mémorisation de ces paramètres, un calculateur électronique déterminant l'indice de protection du produit antis o- laire à utiliser en fonction de la sensibilité de la peau, du temps d'exposition au soleil et de l'intensité du rayonnement UV, des moyens d'affichage permettant d'afficher au moins le temps d'exposition et l'indice de protection, et des moyens de sélection des fonctions.
A l'aide des moyens de sélection des fonctions, par exemple un commutateur, l'utilisateur peut successivement mesurer la sensibilité de sa peau, introduire la durée d'exposition au soleil et mesurer l'intensité du rayonnement UV. Au moyen de ces paramètres, le calculateur électronique, préalablement programmé, calcule l'indice de protection du produit à utiliser. Dans le cas où la sensibilité de la peau est également affichée, l'appareil peut être utilisé en denmatolo- gie pour l'examen de la peau et en particulier l'examen d'affections cutanées.
Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, les moyens de mesure de la sensibilité de la peau sont réalisés au moyen d'une source lumineuse et d'une cellule photovoltaïque mesurant exclusivement la lumière réfléchie par la peau. On a effectivement constaté que la capacité de la peau de réfléchir la lumière est en rapport direct avec sa sensibilité, ce qui permet de mesurer cette sensibilité de façon relativement simple.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La figure 1 est une vue extérieure de l'appareil.
La figure 2 est un schéma synoptique de l'appareil.
La figure 3 est une vue schématique explicative des moyens de mesure de la sensibilité de la peau.
La figure 4 représente le schéma électrique de l'appareil.
L'appareil représenté à la figure 1 se présente sous la forme d'un boîtier rectangulaire plat 1 présentant à l'une de ses extrémités, inférieure, un orifice 2, entouré d'une lunette 3 légèrement saillante, destiné à être appliqué sur la peau pour la mesure de la sensibilité de celle-ci, et à son extrémité opposée, supérieure, une fenêtre 4 pour la mesure du rayonnement UV. Sur sa grande face, le boîtier présente un commutateur de fonctions 5 constitué ici par un curseur pouvant occuper quatre positions 0, A, B, C, la position 0 correspondant à la position déclenchée de l'appareil, la position A à la mesure de la sensibilité de la peau, la position B à l'introduction du temps d'exposition et la position C à la mesure du rayonnement UV et à l'affichage de l'indice de protection. Sur la même face, l'appareil comprend un affichage LCD (cristaux liquides) 6.
Sur le côté, l'appareil présente un bouton-poussoir 7 destiné à fermer un contact ayant deux fonctions, la première d'alimenter une diode luminescente des moyens de mesure de la sensibilité de la peau, lorsque le commutateur 5 est dans la position A, comme ceci sera décrit plus loin, et la seconde d'introduire le temps d'exposition lorsque le commutateur S est dans la position B. Lorsque le commutateur 5 est dans la position C, le bouton-poussoir 7 pourrait être également utilisé pour afficher l'indice de protection, Si l'on ne désire pas que cet affichage soit permanent. Le boîtier 1 abrite des moyens optoélectroniques dont le schéma synoptique est représenté à la figure 2.
Le coeur de l'appareil est constitué par un microprocesseur 8 auquel sont associés d'une part des interfaces 9 et 10 par lesquelles sont introduites les infonma- tions mesurées et d'autre part une interface Il pour la commande de l'affichage LCD 6. Le commutateur de fonctions 5 est symbolisé par les quatre contacts 0, A, B et C mentionnés plus haut.
L'interface 9 est reliée à une première cellule photovoltaïque 12 placée derrière un filtre UV 13 spécialement taillé de manière à laisser passer les rayons UV d'une longueur d'onde de 311 run.
L'interface 10 est reliée à une seconde cellule photovoltaïque 14 destinée à recevoir la lumière réfléchie par la peau 15 d'une source lumineuse 16 constituée d'une diode luminescente alimentée directement par la pile de l'appareil, en l'occurrence une pile standard de 9V.
Les moyens optiques de mesure de la sensibilité de la peau sont représentés plus en détail à la figure 3. La diode luminescente 16 et la cellule photovoltaïque 14 sont montées dans une enveloppe opaque 17 dont la partie inférieure présente une ouverture fermée par une glace plane 18 en verre ou en saphir entourée par la lunette 3 mentionnée plus haut, qui fait saillie d'environ 0,1 ruru sous la glace. La cellule 14 et la diode 16 sont montées dans des cavités d'un corps opaque 19 de manière à être totalement isolées optiquement l'une de l'autre.
La cellule photovoltaïque 14 est en outre disposée au fond d'un trou rectiligne 20 dont la paroi est non seulement noire, de façon à réduire au minimum la réflexion de la lumière, mais en outre munie d'un taraudage 21 de manière à réduire encore les risques de propagation de lumière vers la cellule par réflexion sur la paroi. Ainsi, seule la lumière arrivant directement sur la cellule 14 est mesurée par cette cellule.
La peau 15 présente une structure complexe et hétérogène qui modifie le trajet du rayonnement par la conjonction de quatre processus élémentaires, qui sont la réflexion due au changement d'indice de réfraction en passant d'un milieu à l'autre, la diffraction de chacune des couches, qui est considérable pour la couche cornée 22 et la couche mélanique 23, la transmission à travers les couches épi dermiques et l'absorption. Des réflexions ont lieu à la base de la couche cornée 22, dans le corps muqueux et dans la couche mèlani- que 23. Le rayonnement qui nous intéresse dans l'exemple considéré est le rayonnement réfléchi par la couche mélanique 23. Cette réflexion est en rapport direct avec la sensibilité de la peau aux rayons
UV.
La position de la cellule photovoltaïque 14 et l'orientation du trou 20 sont telles que seule la lumière réfléchie par la couche mêla- nique 23, ou presque, est captée par la cellule 14. L'épaisseur de l'épiderme, c'est-à-dire la profondeur de la couche mélanique 23, varie d'un individu à l'autre. La profondeur déterminante pour la mesure est une moyenne qui a permis de réaliser une norme. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, la diode luminescente émet une lumière verte d'une longueur d'onde de 560 nm.
La lunette 3 permet d'appliquer l'enceinte 17 sur la peau sans laisser entrer la lumière extérieure parasite, et la glace plane 18 permet d'aplanir la surface de la peau de manière à éviter des différences de réflexion provenant d'ondulations de la peau, c'est-à-dire de manière à assurer la rèpètitivîté de la mesure. L'enceinte 17 et le corps 19 sont de préférence réalisés en matière synthétique. La lunette 3 peut être en métal ou en matière synthétique.
Le schéma électrique de l'appareil est représenté à la figure 4. Le circuit comprend essentiellement un microprocesseur S auquel est associé un circuit d'horloge 24 comprenant un quartz de 4 MHz. La commutation des fonctions ne se fait pas ici au moyen d'un comme^ tateur à curseur, comme représenté à la figure 1, mais électronique^ ment, par le microprocesseur, en appuyant sur un bouton-poussoir Pt. La fonction est affichée par l'affichage LCD 6 à 2 chiffres sous forme de lettres A, B, C ou Fl, F2, F3, par exemple. La diode luminescente 16 est mise sous tension par un commutateur constitué par un transistor Ti commandé par le microprocesseur 8 lorsque la fonction A est sélectionnée et qu'un second bouton-poussoir P2 est pressé.
Le courant extrêmement faible délivré par la cellule photo^ voltaïque 14 est amplifiée par un amplificateur opérationnel Ai et ce signal analogique est transformé en signal numérique par un convertisseur analogique-numérique ADC pour être appliqué au microprocesseur 8. Le courant délivré par la cellule photovoltaïque 12 mesurant le rayonnement UV est également amplifié au moyen d'un amplificateur A2, et le signal analogique obtenu est également converti en signal numérique par le convertisseur ADC. La commande de l'affichage LCD est effectuée de manière connue au moyen de deux interfaces 1 la et 11h constituées de circuits intégrés conventionnels.
Une batterie 25 délivre une tension de + 9 V non régulée et une tension de + 5 V régulée au moyen d'un régulateur-convertisseur 26 constitué d'un circuit intégré LM 78. Le circuit comprend en outre des résistances Rt à R14 et des condensateurs Cl à C6. Le second bouton-poussoir P2 correspond au bouton-poussoir 7 des figures 1 et 2. Il sert donc à effectuer la mesure de la peau et à introduire le temps d'exposition par pas de 0,1 h commutés parle microprocesseur 8.
L'appareil s'utilise de la manière suivante: après avoir sélectionné la fonction A, on applique la fenêtre 2 contre la peau et l'on presse sur le bouton-poussoir 7 (put) pour effectuer la mesure de la sensibilité de la peau et enregistrer cette mesure. On sélectionne ensuite la fonction B et au moyen du bouton-poussoir 7 (put), puis on introduit le temps d'exposition choisi. Ce temps introduit par pas de 0,1 h de 0 à 9,9 h. Le temps introduit est affiché sur le dispositif d'affichage 6 à deux chiffres. Il suffit ensuite de sélectionner la fonction C en dirigeant la fenêtre 4 vers le soleil pour qu'apparaisse sur l'affichage 6 l'indice de protection du produit à utiliser.
L'appareil est bien entendu susceptible de nombreuses variantes d'exécution, tant dans sa forme et sa présentation que dans les moyens de commutation et d'affichage. Le commutateur à curseur 5 pourrait être remplacé par exemple par un commutateur à touches ou un commutateur rotatif. Quant à l'affichage 6, il pourrait être constitué par exemple d'une rangée de diodes luminescentes. Au lieu du seul bouton-poussoir 7, il serait possible de prévoir un boutonpoussoir par fonction. Sur la base du schéma de la figure 4, I'affi- chage des fonctions pourrait se faire au moyen de diodes luminescentes placées en face d'une inscription désignant clairement la fonction sélectionnée.
De manière à encore mieux isoler optiquement la cellule photovoltaïque 14 de la diode luminescente 16, on pourrait prévoir deux fenêtres indépendantes fermées chacune par sa propre glace.
L'appareil peut être réalisé avec toute source de lumière, par exemple infrarouge ou laser. On pourrait en outre se contenter de mesurer la lumière réfléchie par la surface de la peau.
DESCRIPTION
The subject of the present invention is an apparatus for determining the protection index of a sunscreen product as a function of the sensitivity of the subject's skin.
Tanned skin is generally considered a sign of good health, although prolonged exposure of the skin to UV radiation from the sun is dangerous. However, everyone is aware of the risk of burns they run and the need to use protective means.
Consequently, there are many sun protection products on the market with various protection indices generally indicated on the product packaging. The protection index, standardized by the manufacturers, corresponds to the ratio of the exposure times with and without the use of the protection product, so that exposure to the sun has identical effects. Thus, the number 2 indicates that, by using the product, one can double the duration of exposure, while the number 3 means that one can triple this duration for identical effects.
However, not all subjects have the same skin sensitivity to UV radiation. To choose the appropriate protection product suitable for your own skin, it is therefore necessary to know its sensitivity. There are generally four types of skin: extremely sensitive, very sensitive, sensitive and not very sensitive. To avoid the danger of overexposure to the sun, three parameters must therefore be taken into account: skin sensitivity, the protection index of the sunscreen product used and the duration of sun exposure.
An apparatus is known which takes these three parameters into account.
Data corresponding to the skin type and the degree of protection of the sunscreen chosen previously are introduced into this device. Using these two parameters, the device determines the maximum duration of exposure to the sun and beeps after this time. To use this device, it is therefore necessary to know your skin type, which is generally not the case. The sunscreen product having been arbitrarily chosen beforehand, this choice will determine the duration of exposure to the sun, a duration which may prove to be too short in the case, for example, of a professional obligation to stay in the sun. The sensitivity of the skin can also vary over time in the same individual.
The present invention aims to provide the user with a device enabling him to determine the protection index of the sunscreen product which he must use in order to be able to remain exposed to the sun without danger for a desired time, without he needs to know his skin type beforehand.
To this end, the apparatus according to the invention is characterized in that it comprises a current source, means for measuring the sensitivity of the skin, means for introducing the time of exposure to the sun, means for measuring radiation intensity
UV, means for memorizing these parameters, an electronic computer determining the protection index of the sunscreen product to be used as a function of the skin's sensitivity, the time of exposure to the sun and the intensity of the radiation UV, display means making it possible to display at least the exposure time and the protection index, and means for selecting the functions.
Using the means for selecting the functions, for example a switch, the user can successively measure the sensitivity of his skin, enter the duration of exposure to the sun and measure the intensity of UV radiation. Using these parameters, the electronic computer, previously programmed, calculates the protection index of the product to be used. If the sensitivity of the skin is also displayed, the device can be used in denmatology for the examination of the skin and in particular the examination of skin conditions.
According to a preferred embodiment of the invention, the means for measuring the sensitivity of the skin are produced by means of a light source and a photovoltaic cell measuring exclusively the light reflected by the skin. It has actually been found that the ability of the skin to reflect light is directly related to its sensitivity, which makes it possible to measure this sensitivity relatively simply.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the invention.
Figure 1 is an exterior view of the apparatus.
Figure 2 is a block diagram of the apparatus.
Figure 3 is a schematic explanatory view of the means for measuring the sensitivity of the skin.
Figure 4 shows the electrical diagram of the device.
The device shown in Figure 1 is in the form of a flat rectangular housing 1 having at one of its lower ends, an orifice 2, surrounded by a slightly protruding bezel 3, intended to be applied to the skin for the measurement of the sensitivity thereof, and at its opposite upper end, a window 4 for the measurement of UV radiation. On its large face, the housing has a function switch 5 constituted here by a slider which can occupy four positions 0, A, B, C, the position 0 corresponding to the triggered position of the device, the position A to the measurement of skin sensitivity, position B when entering the exposure time and position C when measuring UV radiation and displaying the protection index. On the same side, the device includes an LCD (liquid crystal) display 6.
On the side, the device has a push button 7 intended to close a contact having two functions, the first to supply a light-emitting diode to the means for measuring the sensitivity of the skin, when the switch 5 is in position A , as will be described later, and the second to introduce the exposure time when switch S is in position B. When switch 5 is in position C, push button 7 could also be used to display the protection index, if you do not want this display to be permanent. The box 1 houses optoelectronic means, the block diagram of which is shown in FIG. 2.
The heart of the device is constituted by a microprocessor 8 with which are associated on the one hand interfaces 9 and 10 by which the measured information is introduced and on the other hand an interface II for controlling the LCD display 6 The function switch 5 is symbolized by the four contacts 0, A, B and C mentioned above.
The interface 9 is connected to a first photovoltaic cell 12 placed behind a UV filter 13 specially cut so as to allow the passage of UV rays with a wavelength of 311 run.
The interface 10 is connected to a second photovoltaic cell 14 intended to receive the light reflected by the skin 15 of a light source 16 consisting of a light-emitting diode supplied directly by the battery of the device, in this case a battery. standard of 9V.
The optical means for measuring the sensitivity of the skin are shown in more detail in FIG. 3. The light-emitting diode 16 and the photovoltaic cell 14 are mounted in an opaque envelope 17, the lower part of which has an opening closed by a flat glass 18 in glass or sapphire surrounded by the bezel 3 mentioned above, which protrudes about 0.1 rural under the glass. The cell 14 and the diode 16 are mounted in cavities of an opaque body 19 so as to be completely optically isolated from each other.
The photovoltaic cell 14 is also arranged at the bottom of a rectilinear hole 20, the wall of which is not only black, so as to minimize the reflection of light, but also provided with a thread 21 so as to further reduce the risks of propagation of light towards the cell by reflection on the wall. Thus, only the light arriving directly on the cell 14 is measured by this cell.
The skin 15 has a complex and heterogeneous structure which modifies the path of the radiation by the conjunction of four elementary processes, which are the reflection due to the change in refractive index passing from one medium to another, the diffraction of each. layers, which is considerable for the horny layer 22 and the melanin layer 23, the transmission through the epithermal layers and the absorption. Reflections take place at the base of the horny layer 22, in the mucous body and in the melanic layer 23. The radiation which interests us in the example considered is the radiation reflected by the melanic layer 23. This reflection is in directly related to the skin's sensitivity to rays
UV.
The position of the photovoltaic cell 14 and the orientation of the hole 20 are such that only the light reflected by the metallic layer 23, or almost, is captured by the cell 14. The thickness of the epidermis is ie the depth of the melanin layer 23, varies from one individual to another. The determining depth for the measurement is an average which made it possible to achieve a standard. According to a preferred embodiment of the invention, the light-emitting diode emits green light with a wavelength of 560 nm.
The bezel 3 allows the enclosure 17 to be applied to the skin without allowing parasitic outside light to enter, and the flat glass 18 makes it possible to flatten the surface of the skin so as to avoid differences in reflection originating from undulations of the skin, that is to say so as to ensure the repetitivity of the measurement. The enclosure 17 and the body 19 are preferably made of synthetic material. The bezel 3 may be made of metal or of synthetic material.
The electrical diagram of the apparatus is shown in FIG. 4. The circuit essentially comprises a microprocessor S with which is associated a clock circuit 24 comprising a quartz of 4 MHz. The functions are not switched here by means of a cursor detector, as shown in FIG. 1, but electronically by the microprocessor, by pressing a push button Pt. The function is displayed by 2-digit LCD display 6 in the form of letters A, B, C or Fl, F2, F3, for example. The light-emitting diode 16 is energized by a switch constituted by a transistor Ti controlled by the microprocessor 8 when the function A is selected and a second push button P2 is pressed.
The extremely low current delivered by the photovoltaic cell 14 is amplified by an operational amplifier Ai and this analog signal is transformed into digital signal by an analog-digital converter ADC to be applied to the microprocessor 8. The current delivered by the photovoltaic cell 12 measuring the UV radiation is also amplified by means of an amplifier A2, and the analog signal obtained is also converted into a digital signal by the ADC converter. The control of the LCD display is carried out in a known manner by means of two interfaces 11a and 11h made up of conventional integrated circuits.
A battery 25 delivers a voltage of + 9 V unregulated and a voltage of + 5 V regulated by means of a regulator-converter 26 consisting of an integrated circuit LM 78. The circuit further comprises resistors Rt to R14 and capacitors Cl to C6. The second push button P2 corresponds to the push button 7 in FIGS. 1 and 2. It therefore serves to carry out the measurement of the skin and to introduce the exposure time in steps of 0.1 h switched by microprocessor 8.
The device is used as follows: after selecting function A, we apply window 2 against the skin and we press push button 7 (put) to measure the sensitivity of the skin and save this measurement. Function B is then selected and by means of push button 7 (put), then the chosen exposure time is entered. This time introduced in steps of 0.1 h from 0 to 9.9 h. The time entered is displayed on the two-digit display device 6. Then simply select function C by directing window 4 towards the sun so that the protection index of the product to be used appears on display 6.
The device is of course capable of numerous variants, both in its form and presentation as in the switching and display means. The slide switch 5 could be replaced for example by a key switch or a rotary switch. As for the display 6, it could consist for example of a row of light-emitting diodes. Instead of the single push button 7, it would be possible to provide one push button per function. On the basis of the diagram in FIG. 4, the display of the functions could be done by means of light-emitting diodes placed in front of an inscription clearly designating the selected function.
In order to further optically isolate the photovoltaic cell 14 from the light-emitting diode 16, two independent windows could be provided, each closed by its own window.
The device can be produced with any light source, for example infrared or laser. We could also be content to measure the light reflected by the surface of the skin.