JP2019027861A - 光量検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線の光量と併せてユーザーの肌の状態を調べることができる光量検知装置を提供する。【解決手段】光量検知装置１は、紫外線光および可視光の光量を測定する光量測定手段４と、光量測定手段４で測定した結果に基づいて、紫外線光と可視光とのそれぞれの光量を出力する光量出力手段６ａと、被検知物に対して光を照射する発光部５と、被検知物の反射率を算出する反射率算出手段６ｂとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線光および可視光の光量を検知する光量検知装置に関する。

近年、紫外線が人体へ与える様々な影響が実証される中、健康意識や美容意識の醸成も相まって、肌のケアに対する意識が高まっており、日焼けや肌老化の原因となる紫外線の強度を測定する装置が考案されている。このような装置においては、単に紫外線強度を測定するだけでなく、更に付随する情報を提示することで、ユーザーにとって便利な装置とすることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開平５−１４９７８５号公報 特開２００２−２２４０４８号公報

特許文献１に記載の紫外線強度警報装置は、紫外線光強度を測定する紫外線強度測定手段と、紫外線光強度の測定値を記憶する現在紫外線強度記憶手段と、日焼けが生じ始める必要最小限の紫外線照射量を記憶するＭＥＤ値記憶手段と、日焼けが起きる限界時間を算出する限界時間算出手段と、限界時間を表示する表示手段とを備えている。上述した紫外線強度警報装置では、単に紫外線の強度を測定するだけであって、ユーザーの肌表面の対策状況を調べることができない。つまり、オイル塗布の有無を入力することはできるが、ユーザーの肌表面に対する測定方法が設けられておらず、実際の塗布状況を把握することができない。

特許文献２に記載の携帯装置は、紫外線量を測定し測定データを生成する紫外線センサと、有害と判断される基準紫外線量を設定する基準設定手段と、測定データの紫外線量が基準紫外線量を超えた場合に表示する画像データを生成する警告手段と、画像を表示する表示手段とを備えている。特許文献２に記載の携帯装置も、特許文献１に記載の紫外線強度警報装置と同様に、単に紫外線の強度を測定するだけであって、ユーザーの肌表面の対策状況を調べることができない、つまり、肌内部に届く紫外線量として算出することができないという課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、紫外線の光量（強度）と併せてユーザーの肌表面の対策状況を調べることができる光量検知装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光量検知装置は、紫外線光および可視光の光量を測定する光量測定手段と、前記光量測定手段で測定した結果に基づいて、紫外線光と可視光とのそれぞれの光量を出力する光量出力手段と、被検知物に対して光を照射する発光部と、前記被検知物の反射率を算出する反射率算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光量検知装置では、前記光量測定手段は、紫外線光のみの光量を測定する紫外線光測定素子と、可視光のみの光量を測定する可視光測定素子とを有する構成としてもよい。

本発明に係る光量検知装置では、前記光量測定手段は、紫外線光と可視光とを併せた光量を測定する合成光量測定素子と、可視光のみの光量を測定する可視光測定素子とを有する構成とされ、前記光量出力手段は、前記合成光量測定素子の測定結果と前記可視光測定素子の測定結果との差分を算出する構成としてもよい。

本発明に係る光量検知装置では、前記光量出力手段で出力された結果を出力履歴として記録する記録手段を備える構成としてもよい。

本発明に係る光量検知装置では、前記反射率算出手段は、前記出力履歴に基づいて、前記被検知物の反射率の変化を推測する構成としてもよい。

本発明に係る光量検知装置では、加速度を検知する加速度センサと、前記加速度センサで検知した結果に基づいて、前記被検知物の運動量を算出する運動量算出手段とを備えている構成としてもよい。

本発明に係る光量検知装置では、前記光量出力手段から出力された結果に基づいて、ユーザーに報知する報知手段を備える構成としてもよい。

本発明によると、紫外線光強度と可視光強度とを同時に測定することができる。また、ユーザーの肌表面（被検知物）での反射率を測定することで、照射されている紫外線の影響を把握することができる。

本発明の第１実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図である。 図１に示す光量検知装置の使用方法の一例を示す説明図である。 時間の経過と反射率の変化との関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図である。 時間の経過と反射率の変化との関係であって、ユーザーの運動量を反映した場合を示す特性図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る光量検知装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図であって、図２は、図１に示す光量検知装置の使用方法の一例を示す説明図である。

本発明の第１実施形態に係る光量検知装置１は、筐体２、クリップ機構３、光量測定手段４、発光部５、制御部６、および電源７で構成されている。

筐体２には、制御部６および電源７が収納されており、表面に光量測定手段４および発光部５が配置されている。また、光量測定手段４および発光部５と反対側の筐体２の側面には、軸３ａを介してクリップ機構３が取り付けられている。クリップ機構３は、一端に設けられた軸３ａを支点にして揺動する構造とされており、軸３ａと反対側の端部には、筐体２の側面に向かって突出した挟持部３ｂが設けられている。光量検知装置１は、軸３ａを支点にしてクリップ機構３の挟持部３ｂ側を広げ、例えば、服などをクリップ機構３と筐体２とで挟んで、携帯することができる。

光量測定手段４は、筐体２の外部に露出するように設けられており、外部から照射された光を受光できる。なお、光量測定手段４については、筐体２の表面に埋め込まれた構造とし、透明なカバーで受光する側が覆われていてもよい。

本実施の形態において、光量測定手段４は、紫外線光測定素子４ａと可視光測定素子４ｂとの２つの素子で構成されている。紫外線光測定素子４ａは、紫外線光のみの光量を測定し、可視光測定素子４ｂは、可視光のみの光量を測定する。紫外線光測定素子４ａや可視光測定素子４ｂなどについては、所望の帯域のみを受光する素子であってもよいし、フィルターを設けて帯域を制限することで、所定の光のみを受光する素子であってもよい。光量測定手段４は、例えば、電圧、電流、および抵抗値などを測定した結果として出力する。

発光部５は、筐体２の外部に露出するように設けられており、外部へ向けて光を照射する。なお、発光部５についても、光量測定手段４と同様に、透明なカバーを介して光を照射する構造としてもよい。本実施の形態において、発光部５は、可視光を照射するＬＥＤとされている。光量検知装置１では、図２に示すように、ユーザーの肌（被検知物に相当し、例えば、ユーザーの顔１００）に向けて発光部５から光（照射光Ｌ１）を照射し、ユーザーの肌で反射された光（反射光Ｌ２）を光量測定手段４によって受光する。つまり、発光部５から可視光を照射しているので、ユーザーの肌に有害な紫外線を用いることなく、反射率を測定することができる。

制御部６は、ＣＰＵであって、光量検知装置１の動作を制御する。具体的に、制御部６は、光量出力手段６ａ、反射率算出手段６ｂ、記録手段６ｃ、照射量算出手段６ｄ、および報知手段６ｅを予め組み込まれたプログラムとして記憶しており、記憶したプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。

光量出力手段６ａは、光量測定手段４で測定した結果に基づいて、紫外線光と可視光とのそれぞれの光量を出力する。光量出力手段６ａでは、光量測定手段４の測定値を他の値に変換してもよく、例えば、電圧や電力量などを用いた値にして出力してもよい。

記録手段６ｃは、光量出力手段６ａで出力された結果を出力履歴として記録する。出力履歴では、光量の積算値と測定した日時とを併せて記録される。これによって、例えば、普段の生活の中での紫外線被ばく量などの履歴を残すことができる。光量検知装置１では、図示しない時計やメモリなどを備えていてもよい。

反射率算出手段６ｂは、照射光Ｌ１と反射光Ｌ２とに基づいて、ユーザーの肌表面での反射率を算出する。反射率算出手段６ｂによって反射率を算出することで、紫外線被ばく量を反射率から導いた係数で除算して、実被ばく量を算出できる。なお、反射率算出手段６ｂから算出された結果は、光量出力手段６ａで出力された結果と併せて、出力履歴として記録されてもよい。さらに、出力履歴は、測定値の履歴を測定した日時と共に、出力された値が紫外線光の光量または反射率の測定値などを示していることが、併せて記録されていてもよい。

通常、日焼け止めなどには、紫外線光などを反射する成分が含まれており、これを肌に塗布することで、紫外線光の被ばくを抑制している。しかしながら、このような日焼け止めは、乾燥による蒸発や、発汗による希薄化および摩擦や風化による剥離といった様々な要因によって、徐々に効果が薄れていくので、常に同じ効果が得られるわけではない。これに対し、反射率を把握することで、紫外線光の肌への影響がどの程度なのか、つまり、肌内部に届く紫外線量を明確にすることができる。

また、反射率算出手段６ｂは、出力履歴に基づいて、反射率の変化を推測する。このように、出力履歴から反射率の変化を推測することで、ユーザーの肌の状態を把握することができ、例えば、日焼け止めなどの効果が減少していることを予測できる。なお、反射率の変化の推測については、後述する図３を参照して、詳細に説明する。

照射量算出手段６ｄは、出力履歴と反射率の推測値とに基づいて、ユーザーへの紫外線照射量を算出する。紫外線被ばく量を反射率から導いた係数で除算することで、測定時における実被ばく量を算出できるが、日焼けなどにおいては、長時間で累積した値の方がより重要となる。そこで、出力履歴に基づいて、経過時間でのそれぞれの推移と照らし合わせることで、常時測定していなくても、実被ばく量の推移を把握でき、例えば、一日当たりでの実被ばく量などを算出できる。

報知手段６ｅは、光量出力手段６ａから出力された結果に基づいて、アラートなどをユーザーに報知する。ユーザーに事前に報知することで、肌表面の反射率回復を促すなど、肌のケアについて、適切な時機をユーザーに知らせることができる。なお、アラートを報知する条件については、後述する図３を参照して、詳細に説明する。

電源７は、光量検知装置１の各部に電力を供給し、本実施の形態において、電池とされている。

光量検知装置１は、上述した構成のほか、ディスプレイ、スピーカー、およびボタンなどを備えていてもよい。これらによって、測定した結果を出力したり、ユーザーへ報知したり、ユーザーからの入力を受け付けたりすればよい。

図３は、時間の経過と反射率の変化との関係を示す特性図である。

図３において、縦軸は、反射率を示し、上方に向かうにつれて値が大きくなることを表しており、横軸は、時間を示し、右方に向かうにつれて時間が経過していることを表す。図３に示す報知基準値ＨＬは、反射率に関する閾値とされており、報知基準値ＨＬより反射率が低いとき、日焼け止めの効果が減少していると判断される。

上述したように、光量検知装置１では、出力履歴を記録しているが、光量と併せて、算出した反射率を記録してもよい。図３では、最初に記録した点Ｐ１での反射率と、点Ｐ１から所定の時間経過した点Ｐ２での反射率とを示しており、点Ｐ２では、点Ｐ１よりも反射率が低下している。

次に、反射率算出手段６ｂによって、反射率の変化を推測する方法の一例を説明する。例えば、複数の点での反射率に基づく場合、それぞれの反射率と経過時間との関係から、反射率の変化を示す直線（図３では、第１推測線ＳＬ１）を算出する。なお、第１推測線ＳＬ１は、直線に限らず、傾きが徐々に変動する曲線としてもよい。報知手段６ｅは、第１推測線ＳＬ１が報知基準値ＨＬより低くなる時間（図３では、第１報知点ＨＰ１）を、ユーザーに対して報知する。なお、報知手段６ｅが報知するタイミングは、適宜設定すればよく、例えば、第１報知点ＨＰ１と同時や所定時間前とすればよい。

また、予め所定の傾きとして第１推測線ＳＬ１が設定されていてもよい。例えば、点Ｐ１のように反射率を算出した際に、設定された第１推測線ＳＬ１に基づいて、第１報知点ＨＰ１となる時間を推測する。

上述したように、光量検知装置１では、紫外線光強度と可視光強度とを同時に測定することができる。また、ユーザーの肌表面（被検知物）での反射率を測定することで、照射されている紫外線の影響を把握することができる。

なお、図３に示すのは一例であって、本発明はこれに限らず、出力履歴に基づいて、第１推測線ＳＬ１を設定してもよい。例えば、予め測定した一日の反射率の変化を記録しておき、これに沿った傾きを第１推測線ＳＬ１として適用すればよい。また、第１推測線ＳＬ１の傾きとして、所定の値が記録されていてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光量検知装置について、図面を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。

図４は、本発明の第２実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図である。

第２実施形態は、第１実施形態に対して、光量測定手段４の構成が異なっている。具体的に、本実施の形態において、光量測定手段４は、合成光量測定素子４ｃと可視光測定素子４ｂとの２つの素子で構成されている。合成光量測定素子４ｃは、紫外線光と可視光とを併せた光量を測定する。本実施の形態では、紫外線光のみの光量を算出するため、光量出力手段６ａによって、合成光量測定素子４ｃの測定結果と可視光測定素子４ｂの測定結果との差分を算出する。このように、複数の素子で測定する領域が重なっていても、適切に組み合わせることで、紫外線光と可視光とで独立したそれぞれの光量を把握することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る光量検知装置について、図面を参照して説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。

図５は、本発明の第３実施形態に係る光量検知装置の概略を示す概略構成図である。

第３実施形態は、第２実施形態に対して、加速度センサ８および運動量算出手段６ｆをさらに備えている点で異なっている。加速度センサ８は、筐体２に収納されており、筐体２の加速度を検知する。運動量算出手段６ｆは、制御部６に予め組み込まれたプログラムとして記憶されており加速度センサで検知した結果に基づいて、ユーザーの運動量を算出する。加速度については、例えば、基準となる閾値が設定されており、検知した結果が、閾値より小さい場合に軽い運動であると判断し、閾値を超える場合に激しい運動であると判断するなど、結果によって運動量の程度を判断すればよい。

本実施の形態では、光量検知装置１を服などに取り付けて、ユーザーが運動することを想定しており、ユーザーの運動量を反射率の推測に反映している。

図６は、時間の経過と反射率の変化との関係であって、ユーザーの運動量を反映した場合を示す特性図である。

図６は、図３と同様に、縦軸が反射率を示し、横軸が時間を示している。図６では、最初に記録した点Ｐ３での反射率と、点Ｐ３から所定の時間経過した点Ｐ４での反射率とを示しており、点Ｐ４では、点Ｐ３よりも反射率が低下している。点Ｐ３で反射率を算出した際に、設定された第２推測線ＳＬ２に基づいて、反射率の低下が推測されている。本実施の形態では、上述したように、加速度からユーザーの運動量を判断している。図６では、点Ｐ４において、激しい運動であると判断された場合を示しており、第２推測線ＳＬ２よりも反射率が大きく低下する傾きとされた第３推測線ＳＬ３が適用されている。そして、第３推測線ＳＬ３に基づいて、反射率が報知基準値ＨＬより低くなる第２報知点ＨＰ２を推測する。

ユーザーが激しい運動を行うと、発汗が生じて日焼け止めが流れ落ちるなど、平時よりも反射率の低下が大きくなると考えられる。そこで、本実施の形態では、ユーザーの運動量から発汗の度合いを推測および判断している。これによって、発汗による肌表面での反射率の低下を推定するなど、ユーザーの肌表面の状態をより詳細に把握することができる。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 光量検知装置
２ 筐体
３ クリップ機構
３ａ 軸
３ｂ 挟持部
４ 光量測定手段
４ａ 紫外線光測定素子
４ｂ 可視光測定素子
４ｃ 合成光量測定素子
５ 発光部
６ 制御部
６ａ 光量出力手段
６ｂ 反射率算出手段
６ｃ 記録手段
６ｄ 照射量算出手段
６ｅ 報知手段
６ｆ 運動量算出手段
７ 電源
８ 加速度センサ

Claims (7)

1. 紫外線光および可視光の光量を測定する光量測定手段と、
   前記光量測定手段で測定した結果に基づいて、紫外線光と可視光とのそれぞれの光量を出力する光量出力手段と、
   被検知物に対して光を照射する発光部と、
   前記被検知物の反射率を算出する反射率算出手段とを備えた光量検知装置。
2. 請求項１に記載の光量検知装置であって、
   前記光量測定手段は、紫外線光のみの光量を測定する紫外線光測定素子と、可視光のみの光量を測定する可視光測定素子とを有する構成とされていること
   を特徴とする光量検知装置。
3. 請求項１に記載の光量検知装置であって、
   前記光量測定手段は、紫外線光と可視光とを併せた光量を測定する合成光量測定素子と、可視光のみの光量を測定する可視光測定素子とを有する構成とされ、
   前記光量出力手段は、前記合成光量測定素子の測定結果と前記可視光測定素子の測定結果との差分を算出すること
   を特徴とする光量検知装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の光量検知装置であって、
   前記光量出力手段で出力された結果を出力履歴として記録する記録手段を備えること
   を特徴とする光量検知装置。
5. 請求項４に記載の光量検知装置であって、
   前記反射率算出手段は、前記出力履歴に基づいて、前記被検知物の反射率の変化を推測すること
   を特徴とする光量検知装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の光量検知装置であって、
   加速度を検知する加速度センサと、
   前記加速度センサで検知した結果に基づいて、前記被検知物の運動量を算出する運動量算出手段とを備えていること
   を特徴とする光量検知装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の光量検知装置であって、
   前記光量出力手段から出力された結果に基づいて、ユーザーに報知する報知手段を備えること
   を特徴とする光量検知装置。

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