DE4441869A1

DE4441869A1 - Integrated quartz wrist-watch and UV exposure meter

Info

Publication number: DE4441869A1
Application number: DE19944441869
Authority: DE
Inventors: Stephan Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1996-05-30

Abstract

The ultraviolet (UV) measurement device is combined with a wristwatch in a watch body (29), where UV falling on one or more sensors (8,9,12,13,14) attached to the watch strap (23,32) is evaluated by a unit in the watch body (29).An exposure rate is then calculated to perform a sun tanning countdown (48), where the user skin type and tanning lotion screening factor is input and stored. A signal is output at the end of the recommended sun exposure period. The active surface of the sensors is protected by a UV-transparent lens.

Description

Die Erfindung betrifft ein UV-Meßgerät entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a UV measuring device according to the preamble of the claim 1.

Es ist bekannt, die Intensität der gefährlichen UV-B-Strahlung der Sonne beim Sonnenbaden durch Meßgeräte zu erfassen und die Dauer des Sonnenbades nach der gemessenen Bestrahlungsdosis, der individuellen Sonnenempfindlichkeit und nach dem verwendeten Lichtschutzfaktor zu richten.It is known the intensity of the dangerous UV-B radiation from the sun To measure sunbathing by measuring devices and the duration of sunbathing after measured radiation dose, individual sun sensitivity and after direct sun protection factor used.

Nachteilig bei diesen Einrichtungen ist, daß sie zu groß sind, um ständig am Körper getragen zu werden und daß sie dem Benutzer nur die Bestrahlungsdosis anzeigen, die er dann mit seinem Hauttyp in einer Tabelle vergleichen muß.A disadvantage of these devices is that they are too large to be worn constantly on the body and that they only show the user the radiation dose, which he then uses compare his skin type in a table.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die ständig am Körper getragen werden kann und dabei nicht als Belastung empfunden wird, die die UV-B- Intensität hinreichend genau messen kann, um einen Sonnenbrand vorzubeugen und die einem Benutzer nach der Eingabe seiner persönlichen, zu diesem Zweck notwendigen Daten, also dem Lichtschutzfaktor der verwendeten Sonnencreme und seines Pigmentierungstyps, auf das Erreichen einer bestimmten Bestrahlungsdosis hinweist.The invention has for its object to provide a device that is constantly on Body can be worn and is not perceived as a burden that the UV-B Intensity can measure with sufficient accuracy to prevent sunburn and the a user after entering his personal data necessary for this purpose, i.e. the sun protection factor of the sunscreen used and its pigmentation type, indicates that a certain radiation dose has been reached.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of the Claim 1 solved.

Durch die Erfindung treten folgende Vorteile ein:The invention has the following advantages:

Das Meßgerät ist klein genug, um ständig am Körper getragen zu werden, die Benutzung wird vereinfacht, d. h. es müssen keine Vergleiche mit Tabellen durchgeführt werden, weiterhin erfüllt die Erfindung die Funktionen einer normalen quarzgesteuerten Armbanduhr.The measuring device is small enough to be worn constantly on the body, use is simplified, d. H. no comparisons with tables need to be made, Furthermore, the invention fulfills the functions of a normal quartz-controlled wristwatch.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The associated Drawings show in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Erfindung, Fig. 1 is a schematic plan view of the invention,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Erfindung, Fig. 2 is a schematic side view of the invention,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Erfindung unter paralleler UV-Einstrahlung, Fig. 3 is a schematic side view of the invention with parallel UV light,

Fig. 4 Blockschaltbild der Steuerelektrode, Fig. 4 is a block diagram of the control electrode,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Sensors, Fig. 5 is a schematic side view of a sensor,

Fig. 6 Zeichnung zur Berechnung der tatsächlichen UV-Intensität aus den Sensorwerten (bei zwei bestrahlten Sensoren), Fig. 6 drawing for calculating the actual UV intensity from the sensor values (with two irradiated sensors)

Fig. 7 Zeichnung zur Berechnung der tatsächlichen UV-Intensität aus den Sensorwerten (bei bestrahlten Sensoren), Fig. 7 drawing for calculating the actual UV intensity from the sensor values (in irradiated sensors)

Fig. 8 Flußdiagramm des Hauptmenüs der Uhr (Beispiel), Fig. 8 flow chart of the main menu of the clock (example)

Fig. 9 Submenü Zeiteinstellung, Fig. 9 Time setting submenu,

Fig. 10 Submenü Lichtschutzfaktor, Fig. 10 Sun protection factor submenu,

Fig. 11 Submenü Pigmentierungstyp. Fig. 11 Pigmentation type submenu.

In Fig. 1 ist die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, welche aus einem insgesamt mit 29 benannten Uhrenkörper und einem mit 22, 32 benannten Armband mit einer Verschluß-Schnalle 33 besteht. Der Uhrenkörper 29 enthält neben der in Fig. 4 schematisch dargestellten Steuer-Elektronik ein mehrstelliges LCD-Display 7 und einen Piezo- Lautsprecher, zusätzlich kann es noch Zeiger 27, 28 und ein Zifferblatt 26 zu einer analogen Darstellung enthalten. Weiterhin enthält der Uhrenkörper 29 noch vier Taster 1, 2, 3, 4 zur Einstellung der Daten wie z. B. Uhrzeit, Datum, Pigmentierungstyp, Lichtschutzfaktor. Die beiden Teile des Armbandes 22, 32 sind beweglich am Uhrenkörper 29 angebracht, sie enthalten UV-Sensoren 8, 9, 12, 13, 14 und die dazugehörigen Anschlußdrähte 17, 18, 19, 23, 24. Die UV-Sensoren 8, 9, 12, 13, 14 sind im gleichen Abstand voneinander auf dem Armband angebracht, so daß sie bei geschlossenem Armband den vollen 360°-Winkel gleichmäßig aufteilen. Der Uhrenkörper 29 muß so klein sein, daß er zwischen zwei UV-Sensoren z. B. 12, 13 Platz findet, oder er muß selbst einen Sensor enthalten, um die gleichmäßige Verteilung der Sensoren zu wahren.In Fig. 1 is a plan view of a device according to the invention is shown which consists of a total of 29 designated watch body and a designated with 22, 32 with a closure strap buckle 33rd In addition to the control electronics shown schematically in FIG. 4, the watch body 29 contains a multi-digit LCD display 7 and a piezo loudspeaker. In addition, it can also contain hands 27, 28 and a dial 26 for an analog representation. Furthermore, the clock body 29 still contains four buttons 1, 2, 3, 4 for setting the data such. B. time, date, pigmentation type, sun protection factor. The two parts of the bracelet 22, 32 are movably attached to the watch body 29 , they contain UV sensors 8, 9, 12, 13, 14 and the associated connecting wires 17, 18, 19, 23, 24 . The UV sensors 8, 9, 12, 13, 14 are attached to the bracelet at the same distance from one another so that they split the full 360 ° angle evenly when the bracelet is closed. The watch body 29 must be so small that it z between two UV sensors. B. 12, 13 place, or it must contain a sensor itself to maintain the even distribution of the sensors.

Die Intensitätsberechnung der UV-Strahlung erfolgt aus den Daten, die alle Sensoren 8, 9, 12, 13, 14 liefern. Bei einer Uhr mit 5 UV-Sensoren sind, wie in Fig. 3 zu sehen, immer mindestens zwei UV-Sensoren der Strahlung ausgesetzt.The intensity of the UV radiation is calculated from the data provided by all sensors 8, 9, 12, 13, 14 . In a watch with 5 UV sensors, as can be seen in FIG. 3, at least two UV sensors are always exposed to the radiation.

Fig. 6 stellt die Geometrie zu der folgenden Intensitätsberechnung, die von zwei bestrahlten Sensoren ausgeht, dar. Fig. 6 illustrates the geometry of the following intensity calculation, the irradiated two sensors goes out, is.

I_t: tatsächliche Intensität
I_g: gemessene Intensität
α: Einfallswinkel 52 am ersten UV-Sensor
360°/n-α: Einfallswinkel 53 am zweiten UV-Sensor
n: Anzahl der Sensoren auf 360°I _t : actual intensity
I _g : measured intensity
α: angle of incidence 52 at the first UV sensor
360 ° / n-α: angle of incidence 53 on the second UV sensor
n: Number of sensors on 360 °

Bei n=5 beträgt der maximale mögliche Winkel, bei dem nur zwei Sensoren bestrahlt werden, 54°. In diesem Fall beträgt I_g = 1.54*I_t.If n = 5, the maximum possible angle at which only two sensors are irradiated is 54 °. In this case, I _g = 1.54 * I _t .

Der minimale mögliche Winkel, bei dem nur zwei Sensoren bestrahlt werden, beträgt 36°. In diesem Fall beträgt I_g = 1.62*I_t.The minimum possible angle at which only two sensors are irradiated is 36 °. In this case, I _g = 1.62 * I _t .

Fig. 7 stellt die Geometrie zu der folgenden Intensitätsberechnung, die von drei bestrahlten Sensoren ausgeht, dar. FIG. 7 shows the geometry for the following intensity calculation, which is based on three irradiated sensors.

I_t: tatsächliche Intensität
I_g: gemessene Intensität
α: Einfallswinkel 52 am ersten UV-Sensor
360°/n-α: Einfallswinkel 53 am zweiten UV-Sensor
2*360°/n-α: Einfallswinkel 54 am dritten UV-Sensor
n: Anzahl der Sensoren auf 360°I _t : actual intensity
I _g : measured intensity
α: angle of incidence 52 at the first UV sensor
360 ° / n-α: angle of incidence 53 on the second UV sensor
2 * 360 ° / n-α: angle of incidence 54 on the third UV sensor
n: Number of sensors on 360 °

Bei n=5 beträgt der maximale mögliche Winkel, bei dem nur zwei Sensoren bestrahlt werden, 72°. In diesem Fall beträgt I_g = 1.62*I_t.If n = 5, the maximum possible angle at which only two sensors are irradiated is 72 °. In this case, I _g = 1.62 * I _t .

Der minimale Winkel, bei dem nur zwei Sensoren bestrahlt werden, beträgt 55°. In diesem Fall beträgt I_g = 1.54*I_t.The minimum angle at which only two sensors are irradiated is 55 °. In this case, I _g = 1.54 * I _t .

Das heißt, daß je nach Haltung der Uhr zur Sonne die 1,54- bis 1,62fache tatsächliche Intensität gemessen wird.This means that depending on the position of the watch towards the sun 1.54 to 1.62 times the actual Intensity is measured.

Fig. 4 stellt eine Realisierungsmöglichkeit der Steuerelektronik der Erfindung als Blockschaltbild dar. Fig. 4 shows a possible implementation of the control electronics of the invention as a block diagram.

Eine Schaltlogik 49 wertet die Eingaben des Benutzers über vier Taster 1, 2, 3, 4 aus und übergibt die entsprechenden Daten an eine Uhr/Datums-Schaltung 44, eine UV-Auswertelogik 43 und an eine Anzeigelogik 47. Die Sensoren 8, 9, 12, 13, 14 übergeben ihre Meßwerte an eine UV-Datenerfassung 42, die aus den n (im Beispiel fünf) Meßwerten der n (im Beispiel fünf) Sensoren die tatsächliche UV-Intensität berechnet und diese an die UV-Auswertelogik 43 weitergibt. Die UV-Auswertelogik 43 steuert die Abnahmegeschwindigkeit eines Countdowns 48. Weiterhin speichert die UV-Auswertelogik 43 den Wert des Pigmentierungstyps des Benutzers und modifiziert ihn so, wie sich normale Haut dieses Pigmentierungstyps mit der Zeit an die Sonne gewöhnt. Die Uhr/Datums-Schaltung 44 übergibt ihre zur Intensitätsberechnung notwendigen Daten an die UV-Auswertelogik 43 sowie die zur Anzeige notwendigen Daten an eine Anzeigelogik 47. Die von der UV-Auswertelogik 43 gesteuerte Stoppuhr 48 übergibt ebenfalls die zur Anzeige nötigen Daten an die Anzeigelogik, die über einen Piezo-Lautsprecher 39 bei abgelaufenem Countdown 48 Alarm gibt.A switching logic 49 evaluates the inputs of the user via four buttons 1, 2, 3, 4 and transfers the corresponding data to a clock / date circuit 44 , a UV evaluation logic 43 and to a display logic 47 . The sensors 8, 9, 12, 13, 14 transfer their measured values to a UV data acquisition 42 , which calculates the actual UV intensity from the n (five in the example) measured values of the n (five in the example) and this to the UV Evaluation logic 43 passes on. The UV evaluation logic 43 controls the removal speed of a countdown 48 . Furthermore, the UV evaluation logic 43 stores the value of the pigmentation type of the user and modifies it as normal skin of this pigmentation type gets used to the sun over time. The clock / date circuit 44 transfers its data necessary for the intensity calculation to the UV evaluation logic 43 and the data necessary for the display to a display logic 47 . The stop watch 48 controlled by the UV evaluation logic 43 likewise transfers the data required for the display to the display logic, which gives an alarm 48 via a piezo speaker 39 when the countdown has expired.

TeilelisteParts list

1 Taster
2 Taster
3 Taster
4 Taster
5 -
6 -
7 LCD-Display
8 UV-Sensor
9 UV-Sensor
10 -
11 -
12 UV-Sensor
13 UV-Sensor
14 UV-Sensor
15 -
16 -
17 Anschlußdraht Sensor 8
18 Anschlußdraht Sensor 9
19 Anschlußdraht Sensor 12
20 -
21 -
22 Armband, Teil ohne Verschluß-Schnalle
23 Anschlußdraht Sensor 13
24 Anschlußdraht Sensor 14
25 -
26 Zifferblatt
27 Minutenzeiger
28 Stundenzeiger
29 Uhrenkörper
30 -
31 -
32 Armband, Teil mit Verschluß-Schnalle
33 Verschlußschnalle
34 Winkel zwischen zwei UV-Sensoren
35 -
36 -
37 parallele UV-Strahlung (schematisch)
38 Intensitätsverteilung über dem Armband und der Uhr (qualitativ)
39 Piezo-Lautsprecher
40 -
41 -
42 UV-Datenerfassung
43 UV-Auswertung
44 quarzgesteuerte Uhr mit Datumsfunktion
45 -
46 -
47 Anzeigelogik
48 Countdown
49 Schaltlogik
50 -
51 -
52 Winkel α
53 Winkel (360°/n-α) (n: Anzahl der Sensoren)
54 Winkel (2 _* 360°/n-α) (n: Anzahl der Sensoren)
55 -
56 -
57 plankonvexe Linse aus UV-durchlässigem Material
58 aktive Fläche des UV-Sensors
59 gebrochene UV-Strahlung
60 -
61 - 1 button
2 buttons
3 buttons
4 buttons
5 -
6 -
7 LCD display
8 UV sensor
9 UV sensor
10 -
11 -
12 UV sensor
13 UV sensor
14 UV sensor
15 -
16 -
17 Connection wire sensor 8
18 Connection wire sensor 9
19 Connection wire sensor 12
20 -
21 -
22 bracelet, part without buckle
23 connecting wire sensor 13
24 connecting wire sensor 14
25 -
26 dial
27 minute hand
28 hour hand
29 watch body
30 -
31 -
32 bracelet, part with buckle
33 buckle
34 angle between two UV sensors
35 -
36 -
37 parallel UV radiation (schematic)
38 intensity distribution over the bracelet and the watch (qualitative)
39 piezo speakers
40 -
41 -
42 UV data acquisition
43 UV evaluation
44 quartz-controlled clock with date function
45 -
46 -
47 Display logic
48 countdown
49 switching logic
50 -
51 -
52 angle α
53 angles (360 ° / n-α) (n: number of sensors)
54 angles (2 _* 360 ° / n-α) (n: number of sensors)
55 -
56 -
57 plano-convex lens made of UV-transparent material
58 active area of the UV sensor
59 broken UV radiation
60 -
61 -

Claims

1. A measuring device of UV radiation, characterized in that this measuring device is housed in combination with a wristwatch in a watch body ( 29 ) and the UV radiation from at least one on the bracelet ( 23, 32 ) attached sensor ( 8, 9th , 12, 13, 14 ) is collected and forwarded to a UV evaluation ( 43 ) located in the watch body ( 29 ), which then calculates the rate of decrease of a countdown ( 48 ) that this measuring device saves the user inputs sun protection factor and pigmentation type and to calculate the results.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the active surface ( 58 ) of the sensors ( 8, 9, 12, 13, 14 ) are protected by a plano-convex lens ( 57 ) made of UV-transparent material.

3. Measuring device according to claim 1, characterized in that the sensors ( 8, 9, 12, 13, 14 ) are mounted on the bracelet so that when the bracelet is closed ( 23, 32 ) they divide the full 360 ° evenly among themselves.

4. Measuring device according to claim 1, characterized in that the user is given a signal at the end of the countdown ( 48 ) which shows him that he has reached his permissible UV radiation dose.