JP2007278904A - 紫外線センサ - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡易で小型化などにも適し、紫外線の強度を容易かつ正確に判断することが可能な紫外線センサを提供する。
【解決手段】一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色、変色、および蛍光の少なくともいずれか１つの現象を可逆的に生じる紫外線反応部１を備えている、紫外線センサＳ１であって、紫外線反応部１の表面の少なくとも一部を覆い、かつ受けた紫外線をその強度を弱めて透過させる紫外線抑制部２を備えており、この紫外線抑制部２は、紫外線の透過率が相違する複数のブロック２ａ，２ｂに区分されているとともに、紫外線反応部１は、複数のブロック２ａ，２ｂに対応して紫外線の到達率が相違する複数の個別反応領域１ａ，１ｂに区分されており、これら複数の個別反応領域１ａ，１ｂのそれぞれが紫外線を受けて上記現象を開始するときの紫外線抑制部２に入射する紫外線強度は、互いに相違するように構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フォトクロミック色素、あるいは紫外線蛍光色素などを利用して、紫外線の強度を簡易かつ正確に判定することが可能とされた紫外線センサに関する。

本明細書でいう紫外線センサとは、紫外線を感知してその紫外線強度を判断するのに利用し得る機能を有するものの意であり、紫外線強度の判断用途とは別のメインの用途を有するものも含む概念である。また、それ自体が独立した単一物品として構成されたものに限らず、他の物品の一部を構成する要素として、あるいは複数の物品もしくは部材の集合体として構成されるものも含む広い概念のものである。

周知のとおり、近年においては、紫外線の有害性に対する感心が高く、日焼けなどを防止する観点から、外出中などにおいて自己または他者が浴びている紫外線の強さを手軽に判断したいとの要望がある。そこで、従来においては、たとえば特許文献１，２に記載されているもののように、フォトクロミック材料を含有する塗装膜などの紫外線反応部が、適当なカード体上に設けられた携帯型の紫外線センサが提案されている。上記フォトクロミック材料は、紫外線を受けたときに変色を生じ、その色彩は受けた紫外線の強度に応じて変化するようになっている。ユーザが上記紫外線センサを利用する場合、上記紫外線反応部を目視してその色彩を確認し、その色彩に基づいて紫外線の強度を判断することとなる。

しかしながら、上記従来技術においては、次に述べるように改善すべき点がある。

すなわち、上記従来技術においては、紫外線反応部をユーザが目視してその色彩に基づいて紫外線強度を判断するに過ぎない。このため、ユーザとしては、ある程度の強度の紫外線を浴びているか否かといった大まかな判断は可能であるものの、具体的にどの程度の紫外線を浴びているかの判断を正確に行なうことは困難である。近年においては、世界保険機構（ＷＨＯ）が紫外線情報の１つとして、ＵＶインデックスを推奨しており、これを受けて我が国の気象庁においても、その数値を日々発表している。このＵＶインデックスは、１〜１１＋の１１段階（我が国気象庁では０〜１３＋の１４段階）の値で示されている。このため、ユーザとしては、たとえばそのようなＵＶインデックスと同様な値で紫外線の強度を判断したいとの要望をもつことも考えられるが、上記従来技術においてはそのようなことを実現することは困難であった。

従来技術において、紫外線強度の判断を補助するための手段としては、たとえば紫外線の強度に対応して紫外線反応部が変色する状態を示す見本を作成しておき、この見本を紫外線センサに添付しておくといったことが考えられる。ところが、このような手段を採用した場合、ユーザは、紫外線反応部と見本との色彩を見比べて紫外線強度を判断しなければならず、そのような判断は煩わしいものとなる。また、それらの色彩を見比べた場合に、紫外線反応部の色彩が見本中のいずれの色彩に該当するかの判断自体が難しく、紫外線の強度を正確に判断することができない場合もある。さらに、上記見本を設けるにはそのためのスペースを余分に確保する必要が生じるため、紫外線センサの小型化が強く要請される場合、あるいは紫外線センサを設けるスペースを非常に小さくしたいような場合には、適しない。

なお、従来においては、上記したものとは異なる紫外線センサとして、特許文献３に記載されたものもある。同文献に記載された紫外線センサは、２つの紫外線反応部の一方が紫外線Ａ（波長４００〜３２９ｎｍ）の遮蔽層により覆われ、かつ他方が紫外線Ｂ（波長３２０〜２９０ｎｍ）の遮蔽層により覆われた構成を有している。このような構成によれば、２つの紫外線反応部の一方においては、紫外線Ａが除外された紫外線Ｂの検出が可能であるとともに、他方においては、紫外線Ｂが除外された紫外線Ａの検出が可能である。ところが、このような紫外線センサにおいても、先に述べた従来技術と同様に、紫外線Ａ，Ｂのそれぞれの強度については、紫外線反応部をユーザが目視してその色彩に基づいて判断しなければならず、その判断は大まかな判断ができるに過ぎない。したがって、先に述べた従来技術と同様な不具合を生じる。

実開平５−２０３７号公報 特開２００３−６５８４９号公報 特開平６−３１８８号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、構成が簡易で小型化などにも適し、紫外線の強度を容易かつ正確に判断することが可能な紫外線センサを提供することをその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される紫外線センサは、一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色、変色、および蛍光の少なくともいずれか１つの現象を可逆的に生じる紫外線反応部を備えている、紫外線センサであって、上記紫外線反応部の表面の少なくとも一部を覆い、かつ受けた紫外線をその強度を弱めて透過させる紫外線抑制部を備えており、この紫外線抑制部は、紫外線の透過率が相違する複数のブロックに区分されているとともに、上記紫外線反応部は、上記複数のブロックに対応して紫外線の到達率が相違する複数の個別反応領域に区分されており、これら複数の個別反応領域のそれぞれが紫外線を受けて上記現象を開始するときの上記紫外線抑制部に入射する紫外線強度は、互いに相違するように構成されていることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態では、上記紫外線抑制部は、紫外線防止剤が分散混入された樹脂製またはガラス製のプレート、シート、フィルム、もしくはコーティング膜により構成されている。

本発明によれば、紫外線抑制部に入射する紫外線の強度が弱い状態から強い状態に変化する場合、上記紫外線反応部の複数の個別反応領域は、紫外線到達率が高いものから１つずつ順番に発色、変色、または蛍光を生じることとなる。したがって、ユーザとしては、紫外線反応部がどのような色彩に変化しているのかを観察するのではなく、複数の個別反応領域のいずれが発色、変色、または蛍光を生じているのかを観察することによって、紫外線の強度がどのレベルにあるのかを的確に判断することが可能となる。したがって、紫外線の強度の判断が、従来技術の場合よりも容易かつ正確に行なえることとなる。本発明においては、紫外線強度と紫外線反応部の色彩の変化との関係を示す見本は不要であり、また紫外線反応部に紫外線抑制部を組み合わせただけのシンプルな構成とすることができるために、全体の小型化にも適する。さらに重要な効果として、本発明によれば、紫外線抑制部の各ブロックの紫外線透過率を所定の正確な値に設定することによって、紫外線抑制部に入射する紫外線の強度が所望の値になったときに各個別反応部が適切に発色、変色、または蛍光するように構成することができる。このため、たとえばＷＨＯが推奨するＵＶインデックスの１〜１１＋の１１段階、または０〜１３＋の１４段階での紫外線強度の判断も好適に実現可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記紫外線抑制部の複数のブロックの厚みが相違していることにより、それらの紫外線透過率は相違している。

このような構成によれば、紫外線抑制部の複数のブロックの紫外線透過率を相違させることが簡易に実現される。紫外線抑制部は、その全体にわたって均一な材質とすればよいために、その製造も容易となる。また、紫外線抑制部の厚みについては、誤差の少ない正確な値にすることが比較的容易であり、この厚み設定によって、紫外線反応部の各個別反応領域を所望の紫外線強度で発色させることを精度良く行なわせることができる。なお、紫外線抑制部をたとえば印刷によるコーティング膜とした場合には、この印刷回数によって紫外線抑制部の厚みをコントロールすることが可能となり、簡易な工程によって正確な厚み設定が可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記紫外線抑制部の複数のブロックの紫外線防止剤の混入量が相違していることにより、それらの紫外線透過率は相違している。

このような構成によれば、紫外線抑制部の複数のブロックの厚みを相違させず、それらの厚みを均一にしつつ、紫外線透過率を相違させることが可能となる。

本発明の第２の側面により提供される紫外線センサは、一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色、変色、および蛍光の少なくともいずれか１つの現象を可逆的に生じる紫外線反応部を個々に有する複数の部材を備えており、これら複数の部材が組み合わされて構成されている、紫外線センサであって、上記複数の部材には、上記紫外線反応部の表面の少なくとも一部を覆い、かつ受けた紫外線をその強度を弱めて透過させる複数の紫外線抑制部が設けられているとともに、これら複数の紫外線抑制部としては、紫外線の透過率が相違するものが設けられていることにより、上記複数の部材の紫外線反応部は、紫外線の到達率が相違し、紫外線を受けて上記現象を開始するときの上記紫外線抑制部に入射する紫外線強度が相違するように構成されていることを特徴としている。

上記構成の紫外線センサは、紫外線反応部および紫外線抑制部を有する複数の部材が組み合わされているが、それら複数の紫外線反応部および紫外線抑制部は、本発明の第１の側面により提供される紫外線センサの複数の個別反応領域および複数のブロックに対応しており、その全体の基本的な構成、および紫外線の強度判定に際しての基本原理は、本発明の第１の側面により提供される紫外線センサと同様である。したがって、本発明の第２の側面により提供される紫外線センサによっても、本発明の第１の側面により提供される紫外線センサについて述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

まず、本発明に係る紫外線センサの基本的な原理、あるいは基本的な構成の具体例について、図１〜図５を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態において、互いに同一または類似の関係にある要素には、同一の符号を付している。

図１に示す紫外線センサＳ１は、紫外線反応部１と、この紫外線反応部１の表面（図面では上面）上に積層された紫外線抑制部２とを備えている。

紫外線反応部１は、樹脂にフォトクロミック色素が分散混入されたものであり、プレート、シート、フィルム、またはコーティング膜などして構成することができる。フォトクロミック色素としては、一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色するものと、変色を生じるものとがあるが、可逆性を有していればいずれであってもよい。また、紫外線反応部１は、フォトクロミック色素に代えて、一定強度以上の紫外線励起によって蛍光を生じる蛍光色素を用いた構成とすることもできる。

紫外線抑制部２は、紫外線および可視光に対する透光性を有するアクリルやＰＥＴなどの適当な樹脂に紫外線防止剤が分散混入されて構成されており、紫外線反応部１と同様に、プレート、シート、フィルム、またはコーティング膜などして構成することができる。紫外線防止剤としては、紫外線吸収剤と紫外線の散乱反射剤とがあるが、いずれでもよい。この紫外線抑制部２は、厚みｔ１の第１のブロック２ａと、それよりも大きな厚みｔ２の第２のブロック２ｂとに区分されている。紫外線抑制部２はその全体にわたって均質であり、これら第１および第２のブロック２ａ，２ｂは、それらの厚みｔ１，ｔ２の相違に基づき、それらの紫外線の透過率ＴＲ１，ＴＲ２も相違している。これらは、ＴＲ１＞ＴＲ２の関係である。このことにより、紫外線反応部１は、第１および第２のブロック２ａ，２ｂにそれぞれ対応する第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂに区分されており、これらの紫外線到達率も相違している。

この紫外線センサＳ１においては、紫外線抑制部２の表面に紫外線が入射した場合、第１の個別反応領域１ａの方が、第２の個別反応領域１ｂよりも紫外線の受光量が多くなる。したがって、紫外線抑制部２の表面に入射する紫外線の強度が徐々に強くなる場合を考えると、まず図２（ａ）に示すように、紫外線反応部１のうち、第１の個別反応領域１ａのみが一定強度以上の紫外線を受けることとなって、発色または変色する（図２において発色または変色を生じている部分には、網点模様を付している）。次いで、紫外線の強度がさらに高くなり、第２の個別反応領域１ｂが一定強度以上の紫外線を受けると、図２（ｂ）に示すように、第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂのそれぞれが発色または変色することとなる。

このようなことから、この紫外線センサＳ１を使用して紫外線強度を判断する場合、ユーザは、第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂのいずれの領域まで発色または変色が進行しているかを確認することによって、紫外線の強度を３段階（第１の個別反応領域１ａが発色または変色をしていない段階も含む）のレベルで正確に判断することが可能となる。したがって、紫外線反応部１の発色の度合いや変色の度合いを観察し、これを見本と照合して紫外線強度を判断するといった手間は不要である。また、第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂが実際に発色または変色を生じる紫外線強度（紫外線抑制部２内に進行する前の紫外線の強度）については、紫外線抑制部２の紫外線の透過率ＴＲ１，ＴＲ２を所定の値にすることによって、所望の値に正確に規定することが可能である。したがって、第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂに発色または変色を生じているか否かを確認することによって、具体的にどのくらいの紫外線強度であるのかをユーザに正確に判らせるようにすることも可能である。さらに、紫外線反応部１および紫外線抑制部２については、いずれもそれらの全体を均質に形成すればよく、第１および第２の個別反応領域１ａ，１ｂどうし、および第１および第２のブロック２ａ，２ｂどうしの材質を相違させる必要はない。したがって、その製造も容易となる。

図３に示す紫外線センサＳ２においては、紫外線抑制部２の第１および第２のブロック２ａ，２ｂの材質または成分が相違しており、このことによりそれらの紫外線透過率ＴＲ１，ＴＲ２は相違している。このような構成は、たとえば紫外線防止剤の含有量を相違させることによって簡易に得ることが可能である。

この紫外線センサＳ２においても、図１に示した紫外線センサＳ１と同様な作用を得ることが可能である。そして、この紫外線センサＳ２の場合には、第１および第２のブロック２ａ，２ｂの厚みｔ１，ｔ１’を同一に揃えることができる利点が得られる。

図４に示す紫外線センサＳ３においては、第１の個別反応領域１ａおよび第１のブロック２ａの組み合わせ部分と、第２の個別反応領域１ｂおよび第２のブロック２ｂの組み合わせ部分とが、１つの適当な部材３上において分離したかたちに設けられている。本実施形態のように、本発明では、１つの紫外線センサの各部を分離させたかたちに設けてもよい。

図５に示す紫外線センサＳ４においては、第１の個別反応領域１ａおよび第１のブロック２ａの組み合わせ部分が、１つの部材３ａに設けられているとともに、第２の個別反応領域１ｂおよび第２のブロック２ｂの組み合わせ部分が、他の部材３ｂに設けられている。本実施形態では、２つの部材３ａ，３ｂが組み合わされることによって紫外線センサＳ４が構成されるが、本発明ではそのような構成にすることも可能である。

図６〜図１７は、上述した紫外線センサＳ１〜Ｓ４の応用例または変形例に相当する紫外線センサの例を示している。

図６に示す紫外線センサＳ５は、全体が比較的小サイズの矩形のカード状または小片状であり、紫外線反応部１および紫外線抑制部２は、ともにプレート状、シート状、あるいはフィルム状に形成されている。ただし、これらは後述するようにたとえば印刷の手法により形成することができる。紫外線抑制部２は、厚みがｔ１〜ｔ３の３段階で相違する第１ないし第３のブロック２ａ〜２ｃに区分されている。このことにより、紫外線反応部１は、第１ないし第３の個別反応領域１ａ〜１ｃに区分されている。これらの個別反応領域１ａ〜１ｃは、含有するフォトクロミック色素の種類が相違しており、たとえば紫外線を受けていない非発色時または非変色時には、これらはいずれも無色透明または白色であるのに対し、紫外線を受けて発色または変色したときには、青、黄、赤のそれぞれに変化するようになっている。

この紫外線センサＳ５は、カード状または小片状であるため、外出時に携帯したり、あるいは後述するように所望の物品や部分に貼付して使用するのに便利である。この紫外線センサＳ５においては、紫外線抑制部２の表面に入射する紫外線の強度が低い状態から高い状態に変化していく場合、第１ないし第３の個別反応領域１ａ〜１ｃが１つずつ順番に発色または変色を開始することとなり、計４段階（発色または変色を生じない紫外線強度も含む）で紫外線の強度を判断することができる。とくに、第１ないし第３の個別反応領域１ａ〜１ｃは、無色透明または白色の状態から有彩色に発色または変色し、しかもその発色時または変色時の色彩は互いに相違しているために、それらの領域の発色または変色の有無の判別が容易となる。また、それらの色彩は、交通信号機に用いられる色彩と同様であり、第３の個別反応領域１ｃが赤色になった段階では紫外線強度がかなり高いレベルにあるといったことをユーザに理解し易くするのにも好適である。なお、紫外線抑制部２をプレート、シート、あるいはフィルムとした場合には、その片面に紫外線反応部１を印刷の手法により形成することが可能であり、紫外線抑制部２を印刷用のベース部材として利用することができる。

図７に示す紫外線センサＳ６においては、紫外線抑制部２が、フォトクロミック色素の含有塗料を印刷するなどして形成されたコーティング膜とされている。この紫外線抑制部２の３段階の厚みｔ１〜ｔ３は、上記塗料のコーティグ回数により調整されており、たとえば第１のブロック２ａは１回の印刷、第２のブロック２ｂは２回の印刷といったふうに、第１ないし第３のブロック２ａ〜２ｃの印刷回数は相違している。このような構成によれば、紫外線抑制部２の形成工程が容易となる利点が得られる。

図８（ａ）に示す紫外線センサＳ７においては、紫外線抑制部２が表面に積層された紫外線反応部１の裏面に、粘着剤層４０を有するフィルム４が積層されており、かつこの粘着剤層４０の表面は、離型フィルム４１によって覆われた構成とされている。フィルム４は、紫外線反応部１の発色または変色を判り易くする手段として、たとえば白色とされている。

この紫外線センサＳ７においては、図８（ａ）の仮想線に示すように離型フィルム４１を剥離させ、粘着剤層４０を露出させると、この紫外線センサＳ７を所望の部位に貼付することが可能となる。同図（ｂ）には、帽子５０に貼付する例を示しているが、これに限らない。この紫外線センサＳ７においては、全体の厚みを薄くして可撓性、柔軟性をもたせることも可能であり、平面のみならず、曲面にも貼付可能である。したがって、その貼付対象としては、帽子以外として、外出時やスポーツ時などに着用する衣類（上衣の場合には、太陽光を受け易く、かつ自分で見易い袖部、肩部、あるいは胸前部分に貼付することが好ましい）、各種のスポーツ用具、ベビーカーやその他のベビー用品、日傘、鞄、靴、アクセサリーやその他の小物類、携帯電話機、自動車や自転車などの乗り物類、遊戯器、学校や病院などの建物や一般家屋の壁面など、種々の物品、部材、部分に貼付して使用することが可能である。また、粘着剤層４０を利用した貼付に代えて、たとえば衣服類などに対しては紫外線センサを縫着することもできる。

図９に示す紫外線センサＳ８は、全体が小片状に形成されており、その一部に貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２は、たとえばキーホルダ５１、あるいは携帯電話機のストラップなどへの取り付けに利用可能である。本発明に係る紫外線センサは、紫外線反応部や紫外線抑制部の一部に貫通孔を形成してもよく、このことによってその光学的特性にとくに不具合を生じないようにすることが可能である。

図１０に示す紫外線センサＳ９は、紫外線抑制部２の表裏両面２１ａ，２１ｂのうち、紫外線反応部１と接合される裏面（図面では下面）２１ｂに段差が形成されている。このことにより、紫外線抑制部２は、厚みが相違する複数のブロック２ａ〜２ｃに区分されているものの、その表面２１ａは平面状である。紫外線反応部１も、紫外線抑制部２に対応してその接合面１１ａには段差が形成され、その反対面１１ｂは平面状となっている。本実施形態によれば、紫外線センサＳ９の表裏両面を段差の無い平面状にすることができ、全体の外観体裁を良好とするのに好適である。

図１１に示す紫外線センサＳ１０は、前述したＵＶインデックスに対応する紫外線強度を判断可能なカード状のインジケータとして構成されている。この紫外線センサＳ１０においては、紫外線抑制部２の一部が計１３箇所のブロック２０に区分されているとともに、紫外線反応部１の一部もそれに対応して計１３箇所の個別反応領域１０に区分されている。紫外線抑制部２の１３箇所のブロック２０は、それらの厚みが全て相違するように形成されるなどしてそれらの紫外線透過率は全て相違しているが、それらの紫外線透過率は、紫外線抑制部２の表面に入射する紫外線の強度が、ＵＶインデックスの１３段階の強度にそれぞれ該当するときに、１３箇所の個別反応領域１０の対応部分が個別に発色または変色する値に規定されている。なお、１３箇所の個別反応領域１０が発色または変色する際の色彩については、それらを全て相違させる態様、複数のグループに分けてグループ毎に色彩を相違させる態様、あるいは全て同一の色彩に統一させる態様のいずれであってもかまわない。紫外線反応部１の裏面側には、紫外線不透過の白色その他の色彩のシート状またはフィルム状の背面部４３が積層されている。この背面部４３は、紫外線がこの紫外線センサＳ１０の背面側から紫外線反応部１に入射することを防止するのに役立つ。また、ＵＶインデックスの数値など示す文字やその他の表示を、この背面部４３に設けることもできる。

本実施形態の紫外線センサＳ１０によれば、我が国の気象庁が発表しているＵＶインデックスと同様な基準で紫外線強度を正確に判断することが可能となり、ユーザにとっては、紫外線強度がより理解し易くなる効果が得られる。本実施形態から理解されるように、本発明によれば、紫外線透過率を多段階で相違させ、かつその値を正確に規定することによって、非常に高精度な紫外線強度インジケータとして構成することが可能である。

図１２に示す紫外線センサＳ１１においては、この紫外線センサＳ１１の取付対象部材３０の表面に、紫外線反応部１および紫外線抑制部２がそれぞれ直接印刷されて形成されている。紫外線反応部１は、たとえば個別反応領域１ａ〜１ｃが３種類の文字を表わしており（図面では「ＡＢＣ」の文字とされている）、紫外線抑制部２は、それら３種類の文字ごとに厚みが相違する複数のブロック２ａ〜２ｃに区分されている。

本実施形態によれば、所望の取付対象部材３０に対して紫外線センサＳ１１が直接取り付けられた構成となるため、それら全体の製造が容易となる。取付対象部材３０としては、図８を参照して説明した紫外線センサＳ７の貼付対象と同様に、種々の物品や部材を選択することができる。衣服や帽子などを構成する布地や、鞄などを構成する皮革類などに対しても、印刷を施して紫外線センサＳ１１を構成することが可能である。もちろん、紫外線反応部１は、文字以外の記号、図形などとすることができる（この点は、他の実施形態の紫外線センサについても同様である）。なお、取付対象部材３０が布地や皮革類などの場合には、紫外線反応部１を印刷により形成する手段に代えて、たとえばフォトクロミック材料が混入された糸を刺しゅうするなどして紫外線反応部１を形成することもできる。また、本発明においては、布地そのものをフォトクロミック材料が混入された構成とし、この布地を紫外線反応部として利用する構成にしてもよい。

図１３に示す紫外線センサＳ１２は、紫外線反応部１の複数の個別反応領域１ａ〜１ｃが分離していることに加え、これらを覆う紫外線抑制部２の複数のブロック２ａ〜２ｃも互いに分離している。このような構成によれば、紫外線抑制部２の複数のブロック２ａ〜２ｃが一連に繋がっている場合と比較すると、紫外線抑制部２の全体の面積を小さくすることができ、紫外線反応部１を大きな面積に設けるような場合に好適である。

図１４に示す紫外線センサＳ１３は、ブレスレットとして構成されており、円板状などの適当な形状を有する複数の装飾体５２が複数の連結体５３を介して環状に連結された構成を有している。複数の装飾体５２の全部または一部は、同図（ｂ）に示すように、ベース部材５２０上に、紫外線反応部１および紫外線抑制部２が積層された構成とされ、このような構成をもつ装飾体５２としては、たとえば紫外線抑制部２の厚みｔ１〜ｔ３が相違することによってその紫外線透過率が相違する複数種類のものが設けられている。

本実施形態によれば、複数の装飾体５２のうち、いずれの紫外線反応部１が発色または変色しているかを確認することにより、やはり紫外線強度を容易かつ適切に判断することが可能である。また、紫外線反応部１に色彩の変化が生じるために、装飾性あるいは趣向性を高めることもできる。この紫外線センサＳ１３のブレスレットとしての装飾性をより高めるには、紫外線を受けてないときにも紫外線反応部１が適当な色彩を有していることが好ましいが、そのような構成にすると、紫外線反応部１が紫外線を受けて変色した場合にユーザが当初の色彩を覚えていないことに起因して紫外線反応部１が変色したか否かを的確に判断できなくなる虞れがある。したがって、このような虞れを解消するための手段として、たとえば複数の装飾体５２の一部については、紫外線センサ機能を具備せず、紫外線反応部１の当初の色彩を示すものとして構成することもできる。この点は、他の実施形態についても同様である。また、装飾体５２のベース部材５２０を透明にすれば、紫外線反応部１の色彩の変化を表裏両面から観察することが可能であるが、この場合には、このベース部材５２０の紫外線透過率を、複数の紫外線抑制部２のいずれのものよりも小さくしておく。このことにより、ベース部材５２０を透過する紫外線に起因して紫外線反応部１が発色または変色することが防止される。

図１５に示す紫外線センサＳ１４は、ベビーベッドやベビーカーに取り付けて使用される装飾玩具として構成されており、ブラケット５３０を両端に備えたアーム５３１に、複数の装飾体５３２が線状部材５３３を介して揺動可能に吊り下げられた構成を有している。図面には示されていないが、複数の装飾体５３２は、たとえば図１４に示した複数の装飾体５２と基本的な構成が同様なものであり、紫外線反応部１と、この紫外線反応部１を覆い、かつ装飾体５３２ごとに紫外線透過率が相違する紫外線抑制部２とを備えた構成とされている。したがって、この紫外線センサＳ１４においても、複数の装飾体５３２の紫外線反応部１の発色または変色により、紫外線強度を容易かつ適切に判断することができる。

図１６に示す紫外線センサＳ１５は、ブレスレットとして、あるいは玩具として構成されており、ドーナツ状の透明な樹脂製の環状体５４内に、複数の球体５５が移動可能に収容された構成を有している。複数の球体５５の全部または一部は、同図（ｃ）に示すように、たとえば合成樹脂製の球体本体５５０の表面に、紫外線反応部１および紫外線抑制部２が順次積層された構成を有している。これら紫外線反応部１および紫外線抑制部２は、いずれもコーティング膜であり、球体本体５５０の表面の全域を覆っている。このような構成を有する球体５５としては、たとえば同図（ｃ），（ｄ）に示すように、紫外線抑制部２の厚みｔ４，ｔ５が相違するなどして紫外線抑制部２の紫外線透過率が相違するものが複数種類設けられている。

本実施形態においても、複数の球体５５は、紫外線強度に応じた発色または変色を個別に生じるために、このことにより紫外線強度を容易かつ適切に判断することが可能である。本実施形態から理解されるように、本発明における紫外線反応部および紫外線抑制部は、平面的な形態を有するものに限定されず、立体的な形状にすることも可能である。

図１７（ａ）に示す紫外線センサＳ１６は、紫外線を透過させる透明樹脂製の複数のケース５６が、互いに連結されて適当な支持部材５７によって吊り下げ支持可能とされ、かつ複数のケース５６の各内部には、色表示体５８が収容された構成を有している。複数の色表示体５８は、異なる紫外線強度で発色または変色を生じるものであるが、その構成の一例としては、図１６を参照して説明した紫外線センサＳ１５と同様な構成とすることができる。すなわち、図１７（ｂ）に示すように、各色表示体５８としては、適当な形状のベース部材５８０の表面に紫外線反応部１および紫外線抑制部２を積層し、紫外線抑制部２については、その厚みｔ６〜ｔ８を相違させるなどして紫外線透過率を相違させた構成とすることができる。これに対し、この紫外線センサＳ１６においては、図１７（ｃ）に示すように、複数の色表示体５８については、ベース部材５８０の表面に紫外線反応部１のみが設けられた構成とする一方、複数のケース５６については、紫外線防止剤を含有させ、かつそれらの厚みｔ９〜ｔ１１を相違させるなどして紫外線透過率を相違させた構成とすることもできる。この場合、複数のケース５６が、本発明でいう紫外線抑制部に相当する。図１７（ｂ），（ｃ）に示すいずれの構成であっても、本発明が目的とする作用を適切に得ることが可能である。図１７（ｃ）に示す実施形態から理解されるように、本発明においては、紫外線反応部および紫外線抑制部は、必ずしも直接接触した状態で積層されている必要はなく、それらが間隔を隔てて設けられていてもよい。

本発明に係る紫外線センサは、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る紫外線センサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

紫外線により発色または変色を行なうフォトクロミック色素自体としては、たとえば紫外線強度に応じて色彩濃度が変化する眼鏡レンズ用として種々のものが開発されているのが実情であり、そのようなものの中から適当に選択すればよい。また、前述したとおり、本発明においては、そのようなフォトクロミック色素に代えて、紫外線励起により所望の色彩（有彩色、白色の双方を含む）に蛍光する色素を用いて紫外線反応部を構成してもよい。

紫外線抑制部２は、樹脂に代えて、たとえはガラスを主成分として形成することも可能であり、種々の材質にすることができる。紫外線抑制部２は、紫外線透過率が相違する少なくとも２以上のブロックに区分されていればよく、その具体的な区分数も限定されない。また、紫外線抑制部が紫外線反応部の全面を覆う構成とすれば、紫外線反応部の全面を保護することが可能であるため好ましいが、やはりこれに限定されない。紫外線反応部の一部に紫外線抑制部によって覆われていない部分が存在してもよい。この場合、紫外線反応部のうち、この紫外線抑制部によって覆われていない部分は、紫外線抑制部によって覆われた部分よりも紫外線強度が低い段階で発色、変色、または蛍光させることが可能であり、この部分も紫外線強度の判断に利用し得ることとなる。

本発明に係る紫外線センサの概念については、冒頭で述べた通りであり、紫外線強度を検出するための専用品であるか否か、独立した物品として構成されているか否かといった内容は問わない。

本発明に係る紫外線センサの一例を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図１に示す紫外線センサの作用説明図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は、そのVI−VI断面図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図であり、（ｂ）は、その使用例を示す斜視図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す概略斜視図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す断面図であり、（ｂ）は、そのXI−XI断面図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は、そのXII−XII断面図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は、その要部断面図である。 本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は、その平面断面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、紫外線センサを構成する球体の例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明に係る紫外線センサの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）および（ｃ）は、その要部断面図である。

符号の説明

Ｓ１〜Ｓ１６ 紫外線センサ
１，１０ 紫外線反応部
１ａ〜１ｃ 個別反応領域
２ 紫外線抑制部
２ａ〜２ｃ，２０ ブロック

Claims (5)

1. 一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色、変色、および蛍光の少なくともいずれか１つの現象を可逆的に生じる紫外線反応部を備えている、紫外線センサであって、
   上記紫外線反応部の表面の少なくとも一部を覆い、かつ受けた紫外線をその強度を弱めて透過させる紫外線抑制部を備えており、
   この紫外線抑制部は、紫外線の透過率が相違する複数のブロックに区分されているとともに、上記紫外線反応部は、上記複数のブロックに対応して紫外線の到達率が相違する複数の個別反応領域に区分されており、これら複数の個別反応領域のそれぞれが紫外線を受けて上記現象を開始するときの上記紫外線抑制部に入射する紫外線強度は、互いに相違するように構成されていることを特徴とする、紫外線センサ。
2. 上記紫外線抑制部は、紫外線防止剤が分散混入された樹脂製またはガラス製のプレート、シート、フィルム、もしくはコーティング膜により構成されている、請求項１に記載の紫外線センサ。
3. 上記紫外線抑制部の複数のブロックの厚みが相違していることにより、それらの紫外線透過率は相違している、請求項１または２に記載の紫外線センサ。
4. 上記紫外線抑制部の複数のブロックの紫外線防止剤の混入量が相違していることにより、それらの紫外線透過率は相違している、請求項１または２に記載の紫外線センサ。
5. 一定強度以上の紫外線を受けることにより、発色、変色、および蛍光の少なくともいずれか１つの現象を可逆的に生じる紫外線反応部を個々に有する複数の部材を備えており、これら複数の部材が組み合わされて構成されている、紫外線センサであって、
   上記複数の部材には、上記紫外線反応部の表面の少なくとも一部を覆い、かつ受けた紫外線をその強度を弱めて透過させる複数の紫外線抑制部が設けられているとともに、
   これら複数の紫外線抑制部としては、紫外線の透過率が相違するものが設けられていることにより、上記複数の部材の紫外線反応部は、紫外線の到達率が相違し、紫外線を受けて上記現象を開始するときの上記紫外線抑制部に入射する紫外線強度が相違するように構成されていることを特徴とする、紫外線センサ。

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