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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Informationen über eine auf den Benutzer eingestrahlte UV-Basis sowie ein Gerätesystem zur Bereitstellung solcher Informationen.
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Aus der
DE 44 13 421 C1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der UV-Strahlungsstärke und UV-Strahlungsdosis mittels UV-empfindlicher Sensoren bekannt. Dabei weisen die UV-Sensoren eine spezielle Anordnung auf, um eine Bestrahlungsstärkenmessung unabhängig vom jeweiligen Strahlungseinfallswinkel zu ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2007 041 395 A1 ist des Weiteren ein UV-Dosimeter, also ein Erfassungsgerät für eine UV-Strahlung, mit Eigenspeisung und einem Warnsignal bekannt. Dieses UV-Dosimeter ist in einer Dünnschichttechnologie hergestellt, um ohne zusätzliche Stromversorgung auszukommen.
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Die
DE 93 219 199 U1 beschreibt einen persönlichen UV-Dosimeter, welcher die Bestrahlungsstärke mit Hilfe eines integralen Messverfahrens ermittelt. Bei Erreichen von einem durch einen Mikroprozessor erfassten oder errechneten Grenzwert kann ein akustisches Signal ausgegeben werden. Bei der Berechnung der Werte können auf Hauttypen des Benutzers bezogene MED-Werte (minimale erythemwirksame Dosis) sowie der Vorbräunungsgrad sowie beispielsweise ein Lichtschutzfaktor eines Sonnenschutzmittels berücksichtigt werden. An einem Display können die errechneten Werte ausgegeben werden.
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Aus der
DE 199 41 994 C1 ist eine Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr bekannt, welche eine digitalelektronische Auswertung unter Berücksichtigung der physikalisch-biologischen Wirkungen der Sonnenstrahlen auf die menschliche Haut und der vom Benutzer vorgegebenen Parameter ermöglicht. Dabei wird die aktuell am Standort ermittelte Dosis der UV-Strahlung durch einen UV-Sensor ermittelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Gerätesystem zu schaffen, durch welches die Bereitstellung von Informationen für den Benutzer über die eingestrahlte UV-Dosis und die noch zu erwartende UV-Dosis eines Sonnenbades exakter bestimmt wird, um den Benutzer auf eine Schädigung seines Organismus hinzuweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen auf die unabhängigen Ansprüche zurück bezogenen Ansprüchen angegeben.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird bei der Ermittlung der Informationen des Nutzers nicht nur die durch eine UV-Messeinrichtung eines UV-Dosimeter erfassten UV-Strahlung ausgewertet, sondern gleichzeitig aufgrund der Abfrage eines UV-Indexes in Abhängigkeit des aktuellen Standorts des Benutzers die standortspezifischen Gegebenheiten der UV-Strahlung mit berücksichtigt, um daraus die Sonnenverweildauer zu ermitteln. Der UV-Index ist ein Ausdruck für die sonnenbrandwirksame solare Bestrahlungsstärke, das heißt, es wird der Sonnenstand am Standort des Benutzers sowie vorzugsweise die Wettervorhersage am Standort zum Zeitpunkt der Bereitstellung der Informationen berücksichtigt. Dadurch kann eine Bestimmung der in der Folgezeit zu erwartenden Strahlungsintensität beruhend auf dem UV-Index erfolgen sowie gleichzeitig die bereits erfasste und auf den Benutzer einwirkende Strahlungsintensität erfasst und zusammen ausgewertet werden, um daraus eine Aussage über die maximale Sonnenverweildauer für den jeweiligen Benutzer zu ermöglichen.
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Bevorzugt wird in Zeitintervallen oder dauerhaft die Sonnenverweildauer in Abhängigkeit der aktuell gemessenen UV-Daten aktualisiert. Dadurch können während eines Sonnenbads sich verändernde Verhältnisse angepasst und berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine zeitweise Bewölkung oder ein Aufenthalt des Benutzers in einem sonnengeschützten Raum oder Bereich über dessen Zeitdauer berücksichtigt werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in der Anzeige des UV-Dosimeters die noch verbleibende oder bereits überschrittene Sonnenverweildauer ausgegeben. Dies kann beispielsweise in einer einfachen Form durch unterschiedliche LED-Farbsignale erfolgen. Ebenso kann dies auch in einer digitalen Anzeige visualisiert werden.
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Bevorzugt wird der UV-Index aus einer Datenbank abgefragt, welche in der Anwendung gespeichert ist. Eine solche Datenbank kann für den jeweiligen Standort spezifische Klimadaten und Daten über den Sonnenstand sowie der daraus resultierenden Strahlungsintensität in Abhängigkeit der Jahreszeit umfassen. Dadurch kann die Berechnung der Sonnenverweildauer optimiert und insbesondere die Voraussage über die verbleibende Sonnenverweildauer verbessert werden.
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Bevorzugt wird der aktuelle UV-Index aus einer internetbasierten Datenbank abgefragt. Dadurch können neben dem Standort des Benutzers auch die Klimawerte für die Bereitstellung der Informationen des Benutzers berücksichtigt werden. Dies ermöglicht eine weitere optimierte Prognose über die voraussichtliche Dauer eines sicheren Sonnenbades, ohne dass es zu einer Schädigung am Organismus, wie beispielsweise zu einem Sonnenbrand, kommt.
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Bei der Bereitstellung der Informationen werden bevorzugt benutzerspezifische Daten, wie beispielsweise der Hauttyp, der Lichtschutzfaktor der aufgetragenen Sonnencreme, der Grad der Vorbräunung oder Bräunung der Haut oder die Bekleidung des Benutzers, eingegeben und berücksichtigt. Dadurch kann eine individuelle Anpassung und Bestimmung der Sonnenverweildauer auf den Benutzer erfolgen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Gerätesystem zur Bereitstellung von Informationen über eine auf den Benutzer eingestrahlte UV-Dosis gelöst, welches einen UV-Dosimeter sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Anwendung umfasst, die miteinander kommunizieren, so dass die durch das UV-Dosimeter über eine UV-Messeinrichtung erfasste UV-Strahlung in Signale umgewandelt und an die Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet wird, so dass diese Signale in der Anwendung der Datenverarbeitungseinrichtung zusammen mit einem auf den Standort des Benutzers bezogenen UV-Index ausgewertet sowie die Sonnenverweildauer ermittelbar und in einer Anzeige des UV-Dosimeters und/oder eines Displays in der Datenverarbeitungseinrichtung darstellbar ist.
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Durch die in der Datenverarbeitungseinrichtung gespeicherten Anwendungen wird auf den Standort des Benutzers bezogen ein aktueller UV-Index abgefragt, der mit den erfassten Signalen ausgewertet wird, um die Sonnenverweildauer zu ermitteln. Ein solches Gerätesystem ermöglicht eine präzise Prognose über die Sonnenverweildauer für den Benutzer, wodurch ein Sonnenbrand oder Schäden am Organismus des Benutzers vermieden werden können.
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Bevorzugt ist die Datenverarbeitungseinrichtung ein stationäres oder mobiles Endgerät, welches vorzugsweise einen Zugang zur Abfrage von Daten im Internet aufweist. Dadurch kann ein tagesaktueller UV-Index abgefragt werden, bei dem die zum Abfragezeitpunkt vorliegenden Klimadaten berücksichtigt werden und somit in die Bestimmung für die Sonnenverweildauer einfließen können.
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Bevorzugt weist die UV-Messeinrichtung des UV-Dosimeters nur einen Sensor mit einer Empfindlichkeit für eine UV-B-Strahlung auf. Alternativ kann die UV-Messeinrichtung einen Sensor mit einer Empfindlichkeit für eine UV-A-Strahlung und/oder einen weiteren Sensor mit einer Empfindlichkeit für eine UV-B-Strahlung und/oder einen weiteren Sensor mit einer Empfindlichkeit für eine UV-C-Strahlung aufweisen. Diese Sensoren können entweder aus verschiedenen Sensormaterialien ausgebildet sein oder es kann das gleiche Sensormaterial verwendet werden, wobei jedoch in Abhängigkeit der zu filtrierenden Strahlung ein entsprechender optischer Filter vorgesehen ist.
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Der UV-Dosimeter weist bevorzugt eine UV-Messeinrichtung auf, die aus einer im UV-B-Wellenlängenbereich empfindlichen organischen Photovoltaik besteht. Dadurch kann eine einfache, aber präzise UV-Messeinrichtung geschaffen werden.
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Bevorzugt besitzt das organische Photovoltaikelement einen Aufbau, der ein UV-durchlässiges Substrat, wie beispielsweise PCTFE (Polychlortrifluorethylen), eine hochleitfähige UV-transparente Elektrode, wie beispielsweise Pedot:PSS als Anode, ein UV-sensitives Donor-Akzeptorsystem, beispielsweise Polyvinylcarbazol:PCBM, eine Kathode mit beispielsweise einer dünnen LiF-Schicht und einer vorzugsweise 100 nm dicken Aluminiumschicht aufweist.
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Des Weiteren kann vorzugsweise eine rückseitige Verkapselung mit einer Barrierefolie vorgesehen sein. Eine vorderseitige Verkapselung spart eine aktive Fläche aus, wenn die Barrierefolie nicht UV-durchlässig ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt eine Anzeige im UV-Dosimeter als eine elektrochrome, elektrophoretische Anzeige, als OLED- oder LCD-Anzeige oder dergleichen ausgebildet.
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Die Anzeige im UV-Dosimeter besteht bevorzugt aus mehreren Pixeln, welche mit zunehmender UV-Dosis schrittweise aktiviert werden und die noch zulässige Dosis visualisieren. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Pixel 75 % der noch zulässigen Dosis entspricht, zwei Pixel 50 %, drei Pixel 25 % entsprechen und vier Pixel anzeigen, dass die maximale Dosis erreicht ist. Alternativ kann die Anzeige auch mehrere LEDs aufweisen, die mit zunehmender UV-Dosis bestromt werden oder erlöschen, um dem Benutzer die noch verbleibende Verweildauer anzuzeigen. Weitere alternative Darstellungsformen, wie eine Balken- oder Keildarstellung, sind ebenfalls möglich.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des UV-Dosimeters sieht vor, dass bei einem bekannten UV-Index das UV-Messsystem über dessen Eingabe in die Datenverarbeitungseinrichtung geeicht wird.
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Das UV-Dosimeter weist bevorzugt eine Solarzelle auf, um die benötigte Energie bereitzustellen. Alternativ kann auch eine Batterie in dem UV-Dosimeter vorgesehen sein, insbesondere eine gedruckte Batterie. Des Weiteren kann mittels einer drahtlosen Kommunikation zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung und dem UV-Dosimeter die benötigte Energie übertragen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätesystems ist das UV-Dosimeter körperlich getrennt zur Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen. Es sind somit zwei separate Geräte gegeben, die das Gerätesystem bilden. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dabei ein stationäres oder mobiles Endgerät sein, wobei als mobiles Endgerät insbesondere ein Smartphone, Laptop, Tablet oder dergleichen vorgesehen ist. Das UV-Dosimeter kann dabei als Armbanduhr oder an einem Badebekleidungsstück befestigbaren oder an einem sonstigen tragbaren Handgerät ausgebildet sein. Durch diese getrennte Anordnung kann das UV-Dosimeter als ein sehr einfaches und kostengünstiges Gerät ausgebildet werden, das auch robust ist. Beispielsweise können dadurch Bedienelemente entfallen.
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Alternativ können bei dem Gerätesystem sowohl das UV-Dosimeter als auch die Datenverarbeitungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sein, welches beispielsweise mit einem Armband am Handgelenk oder am Arm oder an einem Gürtel oder sonstigen Bekleidungsstücke befestigt werden kann.
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Das Gerätesystem ist vorzugsweise mit einem drahtlosen Kommunikationssystem ausgebildet, wobei die drahtlose Verbindung oder Kommunikation als Nahfeldkommunikation, RFID, Bluetooth, WLAN, Infrarot, Funk oder einem ähnlichen System ausgebildet sein kann.
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Sofern das UV-Dosimeter und die Datenverarbeitungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sind, erfolgt die Kommunikation bevorzugt drahtgebunden.
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Des Weiteren nutzt das Gerätesystem als Betriebssystem bevorzugt Android, Windows, iOS (Apple) oder Unix/Linux/OS.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Gerätesystems mit einem UV-Dosimeter und einer Datenverarbeitungseinrichtung.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gerätesystems 11 dargestellt, welches aus einem UV-Dosimeter 12 und einer Datenverarbeitungseinrichtung 14 besteht. Die Datenverarbeitungseinrichtung 14 kann ein stationäres Endgerät sein. Bevorzugt ist ein mobiles Endgerät mit einem Display 15 vorgesehen, wie beispielsweise ein Smartphone, Tablet, Laptop oder dergleichen. Eine solche Datenverarbeitungseinrichtung 14 ist bevorzugt internetfähig, so dass auf im Internet bereitgestellte Informationen, insbesondere auf Datenbanken, zugegriffen werden kann.
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Das UV-Dosimeter 12 ist gemäß dieser ersten Ausführungsform als selbständiges Gerät ausgebildet und kann beispielsweise in Form einer Uhr, eines Armbandes, eines Sticks oder dergleichen ausgebildet sein. Dieser UV-Dosimeter 12 umfasst eine UV-Messeinrichtung 16 sowie eine Anzeige 17. Bevorzugt wird eine stromsparende Anzeige verwendet, die bei heller Beleuchtung einen guten Kontrast gewährleistet. Diese Anzeige 17 kann als Elektrochrom, elektrophoretisch, als OLED, LCD oder ähnliche Anzeigetechnologien ausgeführt sein.
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Das UV-Dosimeter 12 und die Datenverarbeitungseinrichtung 14 umfassen als Betriebssystem beispielsweise Android, Windows, iOS oder Unix/Linux/OS. Bevorzugt findet die Kommunikation zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung 14 und dem UV-Dosimeter 12 durch eine drahtlose Verbindung, wie beispielsweise eine Nahfeldkommunikation, RFID, Bluetooth, WLAN, Infrarot, Funk oder dergleichen, statt. Eine alternative Ausführungsform sieht das UV-Dosimeter 12 und die Datenverarbeitungseinrichtung 14 in einem gemeinsamen Gehäuse vor. In einem solchen Fall kann auch eine drahtgebundene Kommunikation erfolgen.
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In dem UV-Dosimeter 12 ist beispielsweise eine Batterie 18 einsetzbar. Alternativ kann auch eine Solarzelle oder eine Kombination hiervon vorgesehen sein.
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In der Datenverarbeitungseinrichtung 14 ist bevorzugt eine Anwendung abgespeichert, welche unter Berücksichtigung von benutzerspezifischen Daten und der Ermittlung der eingestrahlten UV-Dosis durch die UV-Messeinrichtung 16 des UV-Dosimeters 12 eine Sonnenverweildauer berechnet. Das ermittelte Ergebnis wird an das UV-Dosimeter 12 weiterleitet und dem Benutzer mittels der Anzeige 17 visualisiert. In der Datenverarbeitungseinrichtung 14 können personenspezifische Daten in die Anwendung eingegeben werden, wie beispielsweise der Hauttyp des Benutzers, vom Benutzer verwendete Sonnencreme beziehungsweise der Sonnenschutzfaktor der Sonnencreme und/oder die Bekleidung. Darüber hinaus können weitere personenspezifische Daten eingegeben werden, wie beispielsweise eine Vorbräunung oder eine besondere Empfindlichkeit der Haut oder dergleichen.
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An dem UV-Dosimeter 12 sind bevorzugt keine Eingabe- oder Bedienknöpfe vorgesehen. Vielmehr umfasst dieses UV-Dosimeter 12 lediglich die UV-Messeinrichtung 16 zur Ermittlung der eingestrahlten UV-Dosis und die Anzeige 17, so dass eine einfache und kostengünstige Gestaltung ermöglicht ist.
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Die Anwendung der Datenverarbeitungseinrichtung 14 ermöglicht des Weiteren eine Abfrage eines aktuellen UV-Indexes aus einer abgespeicherten oder internetbasierten Datenbank. Dabei werden an dem betreffenden Ort und Tag der vorhandene Sonnenstand aus den Parametern „Solarzeit“ und „Geographische Position“ sowie die aktuellen Klimadaten zur Bestimmung des UV-Indexes ermittelt und dienen als Voraussetzung für die Bestimmung der in der Folgezeit zu erwartenden UV-Strahlungsintensität.
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Zur Ermittlung der Sonnenverweildauer erfolgt die Bestimmung beziehungsweise Ermittlung der durch die UV-Messeinrichtung 16 aufgenommenen UV-Dosis, beispielsweise über einen Sensor, der analog zu einer organischen Solarzelle aufgebaut ist und ein Absorptionsmaximum der aktiven Substanzen vorzugsweise lediglich im Wellenlängenbereich von UV-A und UV-B umfasst. Die auf die UV-Messeinrichtung 16 auftreffende UV-Strahlung generiert in diesem Sensor Ladungsträger, wobei eine definierte Ladungsmenge in der Elektronik einen Zählimpuls auslöst. Die gespeicherte Anzahl der Zählimpulse ergibt in Verbindung mit einem Eichfaktor einen Wert für die eingestrahlte UV-Dosis, welche an die Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet wird. Bei der Feststellung des Eichfaktors wird bevorzugt die wellenlängenabhängige biologische Wirksamkeit der Strahlung hinsichtlich des Sonnenbrands mit einbezogen. Zur Berechnung der Sonnenverweildauer werden bevorzugt standardisierte minimale Erythemdosen (MED) für den jeweiligen Hauttyp verwendet.
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Durch die Auswertung der eingestrahlten UV-Dosis und der zu erwartenden UV-Strahlungsintensität auf der Basis des UV-Indexes kann eine exakte Prognose über die Sonnenverweildauer erstellt werden. Ist die maximale Sonnenverweildauer noch nicht erreicht, kann beispielsweise über die Anzeige 17, welche beispielsweise gemäß der Abbildung in 1 vier LEDs aufweist, dargestellt werden, so dass noch eine Restzeit besteht, in der beispielsweise drei von vier, zwei von vier oder eine von vier LEDs erleuchten oder erloschen sind. Sobald die Sonnenverweildauer überschritten ist, kann die Anzeige 17 erlöschen oder in eine andere Farbe wechseln oder das Überschreiten der Sonnenverweildauer mit einer zunehmenden Anzahl von leuchtenden LEDs signalisiert werden. Andere Anzeigemöglichkeiten sind ebenfalls denkbar.
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Die auf der Datenverarbeitungseinrichtung 14 gespeicherte Anwendung ist bevorzugt eine aus dem Internet herunterladbare App. Dies ermöglicht, dass der Benutzer auch verschiedene stationäre oder mobile Endgeräte verwenden kann und das UV-Dosimeter unabhängig davon einsetzbar ist.
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Bevorzugt sind verschiedene Apps vorgesehen, die auf die spezifischen Bedürfnisse einzelner Nutzergruppen angepasst sind.
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Beispielsweise kann eine Bräunungs-App bereitgestellt werden. Der Grad der Bräunung wird über die Zeit aufgetragen und graphisch dargestellt. Der Nutzer sieht den Bräunungsverlauf über die Zeit. Dazu nimmt der Nutzer täglich mit einer Kamera des mobilen Endgeräts die gleiche relevante Stelle auf. Durch gleichzeitige Aufnahme eines Streifens mit aufgedruckten unterschiedlichen Bräunungstönen ist eine Bestimmung der täglichen Bräunungszunahme möglich.
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Des Weiteren kann eine Bräunungsmanager-App bereitgestellt werden. In dieser App kann der Wunschbräunungsgrad eingegeben werden. Die App errechnet daraus ein Sonnenbad-Profil und gibt Tipps, wie man möglichst unbeschadet seinen Wunschbräunungsgrad erreicht. Die Grundlage können Erfahrungswerte anderer Nutzer mit vergleichbarem Hauttyp sein. Dazu werden anonymisierte Daten der Nutzer mit deren Einverständnis in einem Server des Anbieters der App gesendet, und im Gegenzug erhält der Nutzer Empfehlungen auf der Grundlage der Erfahrungen anderer Nutzer.
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Eine weitere Alternative ist eine Bräunungs-Preview-App. Eine solche App zeigt anhand eines eigenen Fotos unterschiedliche Bräunungsgrade an.
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Des Weiteren kann eine Bräunungs-Allert-App zur Verfügung gestellt werden. Sobald eine gewisse Verweildauer überschritten ist, meldet sich die Datenverarbeitungsanlage oder das Dosimeter mit einem entsprechenden Alarm.
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Auch ist eine UV-Check-App möglich. Diese App gibt an, wie das UV-Profil über der Nutzungsdauer des UV-Dosimeters aussieht. Die App ermöglicht beispielsweise die Dokumentation des Urlaubswetters, den Vergleich mit dem letzten Urlaub, von unterschiedlichen Urlaubsorten, die Auswirkung des Ozonlochs. Auf der Basis von anonymisierten Daten anderer Nutzer ist eine Urlaubsplanung in Bezug zum gewünschten UV-Profil möglich.
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Auch kann eine UV-Kids-App bereitgestellt werden. Ziel dieser App ist es, Kinder spielerisch mit den Gefahren der UV-Strahlung vertraut zu machen. Wenn die Kinder nach der maximalen Sonnenverweildauer im Schatten sitzen, werden sie belohnt.
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Darüber hinaus können Updates für die App bereitgestellt werden, wodurch jederzeit neue medizinische Erkenntnisse, insbesondere klimatische Veränderungen und neue Internetangebote, in die Anwendung einbezogen werden. Über die App ist eine Verbreitung von Informationen über den aktuellen Ort, die Wettervorhersage als auch Werbung für Sonnencremes oder dergleichen möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4413421 C1 [0002]
- DE 102007041395 A1 [0003]
- DE 93219199 U1 [0004]
- DE 19941994 C1 [0005]
