CN1407515A - 多功能电子视力保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种视力保护装置结构，特别适用于由传感技术测量距离来进行视力保护的多功能电子视力保护装置。本发明的多功能电子视力保护装置，由发射电路、接收电路、信号放大电路、告警电路等组成，两组以上位置检测发射电路输入至接收电路，接收电路将信号整形放大输入各自不同频率的鉴频器，鉴频器输出信号至下一级延时比较电路，并触发集成语音芯片。本发明与现有技术相比具有多点测量，灵敏度高，不仅适用于读书时的视力保护，还适用于使用电脑、玩游戏看电视时的视力保护装置。
Description
技术领域
本发明涉及了一种视力保护装置结构，特别适用于由传感技术测量距离来进行视力保护的多功能电子视力保护装置。
背景技术
现有技术中，为了保护生长发育期的中小学生的视力，以及在他们繁忙的学习中，不致因为学习姿势的不端正而影响了他们的骨骼正常发育。陆续出现了几种保护学生视力的写字桌，该类产品主要依赖金属或木架，强制学生的眼睛在学习时与桌面保持一定的距离，有的是靠木架支撑学生的下巴，有的是用金属横杆挡着学习者的头，都给学生一种不适的感觉，久而久之，会使学生厌恶写字桌，从而影响对学习的兴趣。
发明内容
本发明的目的和任务在于提供一种在保障学生舒适学习环境的同时，保护青少年的视力，预防近视、斜视、弱视，培养健康的学习坐姿，同时可近一步开发用于青少年使用电脑、玩游戏看电视时的视力保护装置。通过产品的科技含量，诱发青少年对科学的兴趣。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：本发明的多功能电子视力保护装置，由发射电路、接收电路、信号放大电路、告警电路等组成，两组以上位置检测发射电路输入至接收电路，接收电路将信号整形放大输入各自不同频率的鉴频器，鉴频器输出信号至下一级延时比较电路，并触发集成语音芯片。
本发明的目的还可以在所述的位置检测发射电路、接收电路采用三组红外发射、接收传感器，接收信号整形放大输入三组不同频率的鉴频器进行鉴频，通过下一级延时比较电路输入与非门，并触发集成语音芯片。
本发明所述的传感器采用红外二极管，音频锁相环IC2输出的自跟踪可调谐振荡经IC1的三个与非门整形后控制三极管以驱动红外发射管发射红外脉冲，当反射回的红外线被红外接收管接收后，经IC1的另外三个与非门整形、放大、进入IC2进行鉴频，当此接收信号的频率与IC2内部压控振荡频率一致时，IC2将产生一个低电平触发下一级延时比较电路。所述音频锁相环IC2采用集成电路567，其6脚连接一可调电阻；三个与非门整形后控制的三极管集电极连接一可调电阻。
本发明的延时比较电路用CD40106的两个反相器加电阻、电容器件构成延时电路，C2出来的信号经第一个反相器后，一路直接送入编码器CD4532，另一路经延时后，经第二个反相器进入双四输入与非门CD4012。所述的延时比较电路取出六路触发信号，其中三路经第一级反相器后直接送入编码器CD4532，以产生进入集成语音IC的地址，另三路经延时比较的信号经第二个反相器，进入双四输入与非门CD4012，以产生集成语音IC的触发信号送入语音IC的PE端口。语音集成电路的B0、B1地址端口将其语音录放段编址分为四段，按地址触发录放音；每一路传感头将有一未延时的信号先经CD4532编址送入语音IC的地址端口B0、B1，而只有当另一路经延时，滤除短信息，经由CD4012送出的触发信号到达语音IC的PE端口时，才能触发语音芯片的相应地址段语音，该语音将由语音IC的输出端口P0经放大驱动喇叭发声。
本发明中的光传感探头系由一光敏电阻与一三极管构成一个开关电路，其开关信号亦将进入延时比较电路，经第一级反相器出来的信号直接进入CD4532编址，经延时比较的信号经第二级反相器进入CD4012产生语音IC的PE端的触发信号，其中延时电路所使用的是六反相器CD40106的其中两个反相器。
本发明与现有技术相比具有多点测量，灵敏度高，不仅适用于读书时的视力保护，还适用于使用电脑、玩游戏看电视时的视力保护装置。
附图说明
图1是本发明的电路流程框图。
图2是本发明的发射、接收、整形放大、自动跟踪、鉴频电路原理图。
图3是本发明的延时比较电路原理图。
图4是本发明测量电路原理图。
图5是本发明延时可调的开关电路原理图。
图6是本发明的具体电路图。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明作进一步详细的描述：如图1所示，该装置采用红外传感技术，通过红外接近传感器，判别学习者面部与写字台特定点的位置关系；用光敏器件检测学习者桌面的光线明暗度。
红外传感系采用三个相同的红外接近传感器，分别排列于写字台前方的左、中、右三点，中间一个用以确定学习者的面部是否太过靠近写字台，若太近(指眼部离桌面的距离小于35cm)则触发语音提示“太近了”；左右两个用以确定学习者的脑袋(或身体)是否太过偏离写字台的中线，若坐姿偏斜，则触发语音提示，告知“请坐正”。
如图1、图2所示，红外接近觉传感的技术实现以及相应的电路如下：红外发射与接收均采用峰值波长在940nm的红外二极管。如附图2，音频镇相环IC2(LM567)输出的自跟踪可调谐振荡经IC1(74HC04)的三个与非门整形后控制三极管以驱动红外发射管发射红外脉冲，当反射回的红外线被红外接收管接收后，经IC1的另外三个与非门整形、放大、进入IC2进行鉴频，当此接收信号的频率与IC2内部压控振荡频率一致时，IC2将产生一个低电平触发下一级延时比较电路。由于IC2内部压控振荡频率可通过外接阻容元件调谐。从而，可使三个接近觉传感器的发射频率严格地区分开来以避免相互干扰。如图6所示，所述音频锁相环IC2采用集成电路567，其6脚连接一可调电阻；三个与非门整形后控制的三极管集电极连接一可调电阻。调节上述两电阻值，可以调节振荡频率或三极管发射极电流，这样可达到调节敏感距离的目的。
如图1、图3所示，为了避免传感器在学习者非稳定状态下误报。例如：抬手或拿起书本等动作误触发语音提示。特在每一传感头电路中加入一级延时比较电路以滤除误动作信号。具体做法是用CD40106的两个反相器加阻、容器件构成延时电路，如附图3所示，由图2中IC2(LM567)出来的信号经第一个反相器后，一路直接送入编码器CD4532，另一路经延时后，经第二个反相器进入双四输入与非门CD4012，如果面部接近传感器的时间短于延时设置时间(这里设为4秒)，则视为非稳定动作，来若太近(指眼部离桌面的距离小于35cm)则触发语音提示“太近了”；左右两个用以确定学习者的脑袋(或身体)是否太过偏离写字台的中线，若坐姿偏斜，则触发语音提示，告知“请坐正”。
如图1、图2所示，红外接近觉传感的技术实现以及相应的电路如下：红外发射与接收均采用峰值波长在940nm的红外二极管。如附图2，音频镇相环IC2(LM567)输出的自跟踪可调谐振荡经IC1(74HC04)的三个与非门整形后控制三极管以驱动红外发射管发射红外脉冲，当反射回的红外线被红外接收管接收后，经IC1的另外三个与非门整形、放大、进入IC2进行鉴频，当此接收信号的频率与IC2内部压控振荡频率一致时，IC2将产生一个低电平触发下一级延时比较电路。由于IC2内部压控振荡频率可通过外接阻容元件调谐。从而，可使三个接近觉传感器的发射频率严格地区分开来以避免相互干扰。如图6所示，所述音频锁相环IC2采用集成电路567，其6脚连接一可调电阻；三个与非门整形后控制的三极管集电极连接一可调电阻。调节上述两电阻值，可以调节振荡频率或三极管发射极电流，这样可达到调节敏感距离的目的。
如图1、图3所示，为了避免传感器在学习者非稳定状态下误报。例如：抬手或拿起书本等动作误触发语音提示。特在每一传感头电路中加入一级延时比较电路以滤除误动作信号。具体做法是用CD40106的两个反相器加阻、容器件构成延时电路，如附图3所示，由图2中IC2(LM567)出来的信号经第一个反相器后，一路直接送入编码器CD4532，另一路经延时后，经第二个反相器进入双四输入与非门CD4012，如果面部接近传感器的时间短于延时设置时间(这里设为4秒)，则视为非稳定动作，来自IC2的信号经第一个反相器后，将不能到达第二个反相器，亦即不能进入CD4012生成触发语音IC的信号，从而避免误报。
三个红外接近传感器前两级电路完全相同，如附图2、图3。如此将可从三个传感头的延时比较电路取出六路触发信号，如附图6所标注的1、2、3方框，其中三路经第一级反相器后直接送入编码器CD4532，以产生进入集成语音IC的地址，另三路经延时比较的信号经第二个反相器，进入又向输入与非门CD4012，以产生集成语音IC的触发信号送入语音IC的PE端口。集成语音IC为20秒时长，可分四段的语音录放IC，可通过其上的B0、B1地址端口将其语音录放段编址分为四段，按地址触发录放音。每一路传感头将有-未延时的信号先经CD4532编址送入语音IC的地址端口B0、B1，而只有当另一路经延时，滤除短信息，经由CD4012送出的触发信号到达语音IC的PE端口时，才能触发语音芯片的相应地址段语音，该语音将由语音IC的输出端口P0经放大驱动喇叭发声。
如图4、图6所示，光传感探头系由一光敏电阻与一三极管构成一个开关电路。当光线明暗变化时，光敏电阻的阻值将亦作线性变化，通过与三极管构成开关电路的可调电阻，可设定特定的开关阀值。
如附图4，光敏电阻控制的三极管开关电路，其开关信号亦将进入延时比较电路，经第一级反相器出来的信号直接进入CD4532编址，经延时比较的信号经第二级反相器进入CD4012产生语音IC的PE端的触发信号。其中延时电路所使用的是六反相器CD40106的其中两个反相器。
整个装置采用4节5号可充电池供电，以便产品可携带，为使整个装置一次充电后连续工作时间相应延长，在电源部分增加了间歇供电控制电路，如附图5，由CD40106的两个反相器加阻容元件构成延时可调的开关电路，控制继电器以完成电路工作10秒，间歇15秒的功能。
在面对学习者的写字桌前方，放置-60°角楔形长盒，塑胶结构，在盒的斜面。面对学习者面部等距离布置三个红外接近传感器。探头主要感应学习者的面部相对楔形盒的位置。电路由4节5号充电池供电，控制三个接近传感器和一个光度传感器间歇工作，每个接近传感器有一个特定的调制频率以避免干扰，不同的探头将触发不同的语音提示，当学习者接通开关，开始学习时，其学习姿势将会受到传感头的监视并随时提醒他坐姿的不正确。外接的专用稳压源在充电时可连接主机至220伏市电，学习时可拔掉，靠充电电池供电工作。
Claims (9)
1.一种多功能电子视力保护装置，由发射电路输出的发射信号经接收电路接收后，通过信号放大电路送入告警电路发出告警提示，其特征在于两组以上位置检测发射、接收装置将信号整形放大输入各自不同频率的鉴频器进行鉴频，当此接收信号的频率与鉴频器内部压控振荡频率一致时，鉴频器输出信号至下一级延时比较电路，并触发集成语音芯片产生语音提示。
2.根据权利要求1所述的多功能电子视力保护装置，其特征在于所述的位置检测发射、接收装置采用三个传感器，分别排列于前方的左、中、右三点，正前方中间一个用以检测前后距离，左右两个用以检测是否太过偏离中线，上述信号整形放大输入三组不同频率的鉴频器进行鉴频，当此接收信号的频率与鉴频器内部压控振荡频率一致时，通过下一级延时比较电路输入与非门，并触发集成语音芯片产生语音提示。
3.根据权利要求1或2所述的多功能电子视力保护装置，其特征在于所述的传感器采用红外二极管，音频锁相环IC2输出的自跟踪可调谐振荡经IC1的三个与非门整形后控制三极管以驱动红外发射管发射红外脉冲，当反射回的红外线被红外接收管接收后，经IC1的另外三个与非门整形、放大、进入IC2进行鉴频，当此接收信号的频率与IC2内部压控振荡频率一致时，IC2将产生一个低电平触发下一级延时比较电路。
4.根据权利要求3所述的多功能电子视力保护装置，其特征在于所述的可调谐振荡经IC1的三个与非门整形后控制的三极管集电极和音频锁相环IC2分别连接调节敏感距离的可调电阻。
5.据权利要求1或2的多功能电子视力保护装置，其特征在于所述的延时比较电路用CD40106的两个反相器加电阻、电容器件构成延时电路以滤除误动作信号，C2出来的信号经第一个反相器后，一路直接送入编码器CD4532，另一路经延时后，经第二个反相器进入双四输入与非门CD4012，当面部接近传感器的时间短于延时设置时间，则视为非稳定动作，来自IC2的信号经第一个反相器后，将不能到达第二个反相器，不进入CD4012生成触发语音IC的信号。
6.根据权利要求5述的多功能电子视力保护装置，其特征在于所述的延时比较电路取出六路触发信号，其中三路经第一级反相器后直接送入编码器CD4532，以产生进入集成语音IC的地址，另三路经延时比较的信号经第二个反相器，进入双四输入与非门CD4012，以产生集成语音IC的触发信号送入语音IC的PE端口。
7.根据权利要求6的多功能电子视力保护装置，其特征在于集成语音为20秒时长，可分四段的语音录放IC，可通过其上的B0、B1地址端口将其语音录放段编址分为四段，按地址触发录放音；每一路传感头将有-未延时的信号先经CD4532编址送入语音IC的地址端口B0、B1，而只有当另一路经延时，滤除短信息，经由CD4012送出的触发信号到达语音IC的PE端口时，才能触发语音芯片的相应地址段语音，该语音将由语音IC的输出端口P0经放大驱动喇叭发声。
8.根据权利要求1所述的多功能电子视力保护装置，其特征在于光传感探头系由一光敏电阻与一三极管构成一个开关电路，光敏电阻的阻值将亦作线性变化，通过与三极管构成开关电路的可调电阻，可设定特定的开关阀值。
9.根据权利要求8述的多功能电子视力保护装置，其特征在于光敏电阻控制的三极管开关电路，其开关信号亦将进入延时比较电路，经第一级反相器出来的信号直接进入CD4532编址，经延时比较的信号经第二级反相器进入CD4012产生语音IC的PE端的触发信号，其中延时电路所使用的是六反相器CD40106的其中两个反相器。
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| CN 01127831 CN1407515A (zh) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 多功能电子视力保护装置 |
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| CN1407515A true CN1407515A (zh) | 2003-04-02 |
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| CN (1) | CN1407515A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102204852A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 陶冶 | 一种带有ic管理系统的多功能弱视矫治协调器 |
| CN102743252A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-10-24 | 南京智启软件开发有限公司 | 一种头戴式智能视力保护仪 |
| CN103453931A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 南京智启软件开发有限公司 | 一种带环境检测功能的智能视力保护仪 |
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2001
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|---|---|---|---|---|
| CN102204852A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 陶冶 | 一种带有ic管理系统的多功能弱视矫治协调器 |
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