防止过度暴露于有害太阳辐射的危险的装置

技术领域

本发明涉及太阳辐射特别是紫外线或红外线的检测装置，以防止过度暴露于有害太阳射线的危险，特别是对儿童而言。

背景技术

临束已经证实人体暴露于太阳辐射会显著地增加患皮肤癌的危险。迄今为止，对皮肤癌的预防是通过应用基于能延长暴露在太阳下的遮阳功能的产品而实现的。

尽管这些产品在保护皮肤阻挡有害的太阳射线方面具有公认的效果，但它们的作用随时间推移而变得有限，排汗或某些体育活动，特别是游泳进一步降低了这一作用。

不论受试者是否进行体育活动，单纯的UV辐射作用就会使防晒产品的活性或快或慢地降低。

这就意味着不得不以不同的时间间隔经常地施用这些产品，所述不同的时间间隔取决于有关个人所进行的活动、其皮肤类型或暴露于阳光的程度。

实际上，发现很多受试者只不过是忘记再次施用所述产品。在其它的情况下，受试者难以根据一天中的不同时间或不同的天，特别是根据暴露于阳光的程度来估计施用的频率。这些产品的施用频率还作为皮肤类型的函数而变化。

因此需要一种系统，其以简单又有效的方式向暴露于阳光的人指出什么时候要重新施用防晒产品或什么时候必须要停止暴露于阳光。

存在可用来测量所受太阳辐射量的装置。这种装置的体积或大或小，例如安装在海滩上人人可用的或者受试者可以四处携带的，特别是以手表方式佩带的系统形式。或者，该装置可以集成到防晒产品的包装之中。

此类装置特别描述于美国专利5,986,273、5,378,896、4,535,244、3,710,115、4,863,282或WO91/04469中。这些系统采用排列在一或多个区域中的光电池或光致变色或热致变色组合物，它们对应于所受辐射量变色。

在所有这些系统中固有的一个问题是它们提供的关于所受辐射量的信息常常并不对应于距离该检测系统或近或远的个人实际接受的辐射量，而且人的暴露方式也常常与装置的传感器所经受的暴露方式有很大不同。

以手表方式佩带的系统也是如此，由于其相对于太阳光线的平均方向，其通常会提供出比实际水平低得多的读数。

特别地，US文献6,132,681描述了一种用于测量所受UV辐射量的已知指示器，该指示器能够附着在衣服上。

即使是对此类指示器而言，仍存在明显的问题，这是因为其放置在衣服的一部分上，而该部分不一定对应于身体受到最强烈太阳辐射的区域，因此该指示器提供的读数显著低于实际水平。

那么最终使受试者置于很大的风险之下，因为他/她未得到充分保护，而对需要更有效保护的警告太迟了，所述保护例如施用新的一层防晒霜或只是移动到背阴处即可。这一危险对于儿童来说更为严重。

发明内容

本发明的一个目的也是提供一种经设计用来降低与过度暴露于有害的太阳辐射有关的危险的装置，其全部或部分地解决了上述与已知检测装置有关的问题。

本发明的一个特定的目的是提供这样一种引入了检测设备的装置，其相对于太阳辐射的平均取向使其为佩带者提供了更为可靠的信息，这能够显著降低过度暴露的危险。

本发明的进一步的目的是提供一种简单又有效的装置，而且其不会给佩带者增加任何明显的限制。

根据以下的详细描述其它的目的将变得显而易见。

根据本发明，通过创制一种装置来降低与过度暴露于有害太阳辐射有关的危险而实现了这些目的，该装置包括：

i)检测设备，包括至少一个对至少一种太阳辐射，特别是UV敏感的传感器；

ii)与检测设备连接以产生代表检测设备所受辐射量的信号的设备；和

iii)用来将该装置安装在受试者头部的设备，这样当个人站立时，传感器能够以基本垂直于个人垂直面的方式被定向，

所述装置被构造为帽子的形式，检测设备(12)被排列在经设计位于个人颈部背面上方的第一帽檐(4)上，该帽子包括位于与第一帽檐相对的位置上的第二帽檐(3)。

令人吃惊地，申请人有效地发现，当如此排列时，当受试者采取各种不同的姿势以及站立姿势时，检测设备以基本垂直的方式暴露于太阳辐射中。当受试者坐、跪或处于蹲踞姿势时特别属于这种情况，这些是儿童经常采取的姿势，特别是他们在沙滩上玩耍时。

因此，传感器所受辐射量低于受试者有效暴露于的辐射量的危险和因此造成的受试者过度暴露的风险被显著地减少了。

响应于传感器的暴露而产生的信号可以是视觉的和/或听觉的。

可以将产生所述信号的设备与检测设备分离开。

例如，检测设备可以由光电池，特别是可以将太阳辐射转化为电流的光电电池组成。

后者加热与热致变色系统相连或自身形成热致变色系统的电阻，所述热致变色系统连接在可以按温度的函数连续变色的显示装置的一个或多个部分上。

显示装置的光致变色部分可以排列成列。

仅为举例说明，在所述列中的第一部分含有当达到温度T0时变为绿色的化合物。接下来的部分含有另一种热致变色化合物，当达到大于T0的温度T1时，其变为橙色。所述列最后的部分含有其它的热致变色化合物，当达到大于T1的温度T2时，其变为红色。当所述最后的部分变为红色时，这就告诉受试者和/或与他们在一起的人们重新施用保护产品的时候到了。

显示装置的最后部分的红色转变可以通过发射出能够被受试者和/或他们周围的人们听到的音响报警来实现，这是有利的。

音响报警，特别是连续的“嘀嘀”声的形式显然可以独立于任何视觉信号使用。

在更为复杂的实施方案中，所述系统可以与使防晒因子(SPF)成为受试者采用的防晒产品中的关键因素的设备相连。

SPF与所受辐射量一起被计算机处理以测定受试者受到足够量太阳辐射的时间，与没有防晒产品的情况相比，防晒产品的应用容许更长时间的暴露。类似地，高SPF产品的应用根据环境，可允许比应用低SPF的产品时更长的暴露时间。

在另一个实施方案中，检测设备本身能够产生表示所受辐射量的信号。在该情况下，产生的信号优选为视觉信号。

因此，检测系统可以包含一个或多个引入了染料或光致变色着色剂的区域，其响应于暴露在紫外辐射下以可逆方式变色。一般，这些染料可以被波长为例如300-360nm的UV辐射活化。

可以使用和组合使用不同的颜料和不同类型的光致变色染料，这样在某个时间后或在暴露于UV辐射的某种程度下发生反应并变色。例如，此类的光致变色染料由PPG Industrial Inc.以PHOTOSOL的商标出售。可以将光致变色染料分散在聚合物结构中。例如，一种此类产品由CIT Industries以PLASTISOL的商标出售。

或者，检测区域所用的组合物含有能够吸收特定波长的UV辐射并以不同的波长再发射的荧光成分。

再或者，检测区域引入了对温度有反应的热致变色液晶。检测/显示元件可以包括多个区，每个区包含基于不同液晶的混合物的组合物，每种液晶对不同的温度发生反应，所述各区经排列根据所受红外辐射量连续地“点燃”。

将本发明的装置构造为帽子(cap)(带或不带帽顶)或帽子(hat)(该类型围绕着与帽顶相对的帽子一端加上相对较硬的边缘)的形式，这是有利的。帽子(cap)或帽子(hat)上完全盖住头部(或在无帽顶的帽子的情况下是部分地盖住)的部分因此被用作附着检测装置的设备，这样使后者位于正对太阳辐射的位置。

在常规的方式中，帽子(cap)可以包括特别是一个或多个弹性带的形式或者可调节紧固系统的形式的装置，使帽子稳定地保持在头部上。

在帽子(cap)的情况下，可以将检测设备安装在经设计位于个人颈部背面上方的第一帽檐上。

帽子(cap)包含与第一帽檐位置相对的第二帽檐是有利的。通常该第二帽檐用来对面部，特别是眼睛防晒，其也用作确保第一帽檐，即安装传感器的帽檐正确定位的参照物。

在其另外的方面中，本发明公开了一种帽子(cap)，其包括：

i)经设计用来将帽子附着在个人头上的部分；

ii)经设计基本上位于受试者颈部背面上方的第一帽檐，该第一帽檐安装了包括至少一个对至少一种太阳辐射，特别是UV敏感的传感器的检测设备，以及与检测设备相连以产生代表检测设备所受辐射量的信号的设备；和

iii)位于第一帽檐对面的第二帽檐。

附图说明

除了上述配置以外，本发明包括一定数量的其它特征，下面相对于非限制性实施方案对其进行解释，参考附图对它们进行描述，其中：

-图1示范了构成本发明装置的优选实施方案的帽子；

-图2示范了安装在图1帽子上的检测/显示系统的实施方案；

-图3示范了图2中检测/显示装置相对于受试者两种姿势的位置，其中一种为非站立姿势；和

-图4示范了图1的变体。

具体实施方式

示于图1中的帽子1包括经设计用来与受试者，特别是儿童的头骨舒适地贴合的由织造织物制成的部分2。

帽子1包括经设计通常位于受试者面部以上的帽檐3(由覆盖了织物的厚纸板或塑料制成)。

在帽檐3的对面，帽子1包括另一个帽檐4，在其上表面上配置了检测/显示单元10，将参考图2对其进行详细描述。检测/显示装置10的形状近似于信用卡。

装置10以不可翻转的方式安装在帽檐4上，或者可翻转的方式是更好的。在后一种情况中，安装是通过VELCRO型紧固件实现的。这样，可以在清洁帽子前将装置10拿掉。

帽檐4由与帽檐3相同的材料制成并经设计位于受试者颈部背面的上方。选择其形状与尺寸以限制可能造成的任何阻碍，特别是当受试者处于非站立姿势时，如图3所示，以下将参考该图。

图2中示范的检测/显示装置10包括具有信用卡的形状和尺寸的塑料支持物11。

支持物11包含两个重叠的塑料板，在它们之间放置检测和显示设备。

上层板包括第一窗口和第二窗口，第一窗口中放置了光电池12的活性部分，第二窗口中安装了显示单元13。

光电池12通过适当的电连接与显示单元13相连。

显示单元13包含多个能够连续改变颜色的区域14-21，颜色变化是区域所接触的温度的函数，并且是通过光电池12产生的电流经过一个或多个电阻产生的。

所述列中的第一区域14-18含有热致变色液晶化合物，当达到约35℃的温度时，其变为绿色。接下来的区域19-20含有另外的热致变色液晶化合物，当达到约45℃的温度时，其变为橙色。所述列中的最后区域21含有另一种热致变色化合物，当达到约55℃的温度时，其变为红色。当最后区域21变红时，这就告诉受试者重新施用防晒产品的时候到了。

基于这些热致变色液晶混合物的组合物特别地描述于美国专利4,863,283中，在先已将其作为参考。

如可以从图3中看出的，无论受试者站立、下蹲或者跪着，帽子1的后部帽檐4的表面都基本保持水平并平行于地面。为此，检测/显示单元10的传感器总是基本定向在垂直于太阳辐射的方向上。

因此，与通常提供关于受试者有效所受辐射量的“低估的”信息的常规系统相反，本发明的装置提供出基本对应于受试者所受最大暴露量的信息。

根据图3中的变体，帽子1没有帽顶并主要包含用来围绕头部的头带9，其特别是由塑料制成。头带9与参考前述实施方案描述的两个帽檐3和4装配在一起。

参考本发明的优选实施方案进行了前面的详细描述。显而易见，无须背离以下要求权利保护的本发明的精神即可以提出各种变体。