CN202486930U - 视距控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种在结合超声波测距技术以及人体热释电红外技术综合判别手段，进行人体距离判别的装置，超声波测量平视在15度角度范围内、精度1mm的精确设定及测定2-450cm距离，并进行监测输出；人体热释电红外技术是判别是否人体遮挡；两种判别方式的结合控制输出端，可控制观看的视频设备的屏幕电源或者亮度控制，在达到视频设定警告范围即降低或者关闭观看的视屏。

Description

视距控制装置

技术领域

本实用新型是一种在使用平板电脑、电脑、电视时监控、控制人眼与设备距离的电子装置，可以根据需要设定视距控制范围的控制装置。 

背景技术

目前，电脑甚至平板电脑、平板电视的普及率十分之高，成为人们生活中不可或缺的组成部分，每天用眼睛观看这些设备的时间平均达到5小时以上，带来的眼睛保护的问题就迫在眉睫了，现有的解决手段往往是加大屏幕颜色的控制力度，如增加分辨率、降低灰度等手段，却忽略了人眼观看距离的控制，提供的往往是建议观看距离，缺乏电子控制手段。有些电脑厂商增加了虹膜视控技术，但是成本昂贵，推广不力。 

发明内容

为了解决在使用图像电子设备的过程中，眼睛与屏幕的视距控制问题，本实用新型提供一套视距控制装置，该装置不仅能自由调节设定人眼与屏幕的观看距离，还能自动识别是否是人体还是非人体的物品遮挡导致的误判。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用超声波测距与人体人红外探测结合的方式，测定和控制人体观看距离；其一，利用成熟的超声波测距技术，准确的测定限制范围内15度角度内的物体的距离，超声波发生器和接收器根据反射回来的超声波延时，采用单片机技术算出遮挡物的距离，同时利用预先设定的告警距离，输出控制信号；其二，利用人体红外热释电传感器探测和判别是否是人体，以及距离判别输出控制超声波探测的输出，以区别非人体遮挡导致的误触发；以上两种判别方式的结合控制输出端，可控制观看的视频设备的屏幕电源或者亮度控制，在达到视频设定警告范围即降低或者关闭观看的视屏。 

本实用新型的有益效果是：在设定有效视距范围后，能够自动的监视和控制所观看的视屏的亮度以及开关，有效的保护使用者的视力，结构简单，易于小型化、微型化，可集成在设备内部进行一体化生产和设计。 

附图说明：

     图1是本实用新型的超声波探头电路原理图

   图2是本实用新型的超声波测距单片机控制设定电路原理图

   图3是本实用新型的人体热释电红外探测控制电路原理图

   图4是本实用新型的输出控制电路原理图

图1中的超声波探头电路输出测量角度小于15度、测量范围2-450cm、测量精度1mm，接口:VCC、trig（控制端）echo（接收端）GND（地线）

通过控制端发一个10微秒以上的高电平，就可以在接收端等待高电平输出。一有输出就可以打开定时器计时，当此接收端口变为低电平时就可以读定时器的值，此值就是此次测距的时间，可算出距离。距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

 图2是完成此部分算法和控制的单片机电路，采用STC的单片机控制，带有一个外接串口下载端，两个开关量输出端（OUT1、OUT2），三个按键选择（S1、S2、S3），两路IO口扩展，还特留有DS18B20的连接段。开关量输出可自行定义，具体方法如下：

长按S1键3秒钟左右，显示出现LLL。

再次按下S1键，显示出现010，为最小测量极限值（10cm），当测量的距离小于这个值的时候，OUT2会输出一个高电平，大概在4.5V左右。这个最小测量极限值可让用户通过按S2增加，S3减小来改变。

当设定好最小测量值时，再按一下S1键，显示出现HHH,为最大测量极限值的设定，在按下S1键，显示出现255，为最大测量极限值（255cm）。当测量的距离大于这个值的时候，OUT1会输出一个高电平，大概在4,5V左右。这个最大测量极限值可让用户通过按S2增加，S3减小来改变。

当设定好最大测量值后，再按下S1键，就保存了你设定的值，具有掉电存储功能。实际使用中为减少板卡体积可将数码显示管省略，或者直接连接所控制的显示屏幕在屏幕相应位置中显示数据。

图3中人体热释电红外感应器件通过电压比较电路的放大及比较，在一定精度范围内（5米内或者1米内）感应人体红外线，视角100度以内的热红外人体感应信号通过Vo端输出。

图4中，设定好测量精度和范围的超声波测距输出（高电平）和热释电红外线输出的感应电平（高电平），只有在两路输出同为高电平的情况下（即超声波测距设定范围内为人体时），通过74LS08的与门电路合并输出高电平输出去控制需控制的设备屏幕，当然也可以再增加D触发器锁定输出电平。

具体实施方式：

在观看电脑、电视时都是靠专家建议的视距（如电脑试用时眼与屏幕距离大于一尺、观看电视时距离大于3.5米等等）进行自我约束，还没有有效的电子手段来提醒、监视、控制人们的使用距离，造成年轻人的近视率越来越高，老年人的花 眼率也逐步升高。但是带来电子技术对于距离的测定已经达到非常准确的程度，成熟的技术有激光测距、超声波测距、红外测距等很多，但是往往都应用于高精尖 领域，民用领域的应用很少。但是其中部分技术手段如超声波、红外等已经在成本和使用上具备民用的使用条件。现有的超声波器件和热红外器件的结合使用达到低成本、小型化的装置安装在平板电脑、电视、电脑上。本实用新型的设计就可以集成和控制达到低成本的有效控制手段。

Claims (1)

1.一种视距控制装置，利用超声波测距技术在15度角度范围内、精度1mm的精确设定及测定2-450cm视距；结合人体热释电红外技术判定是否人体遮挡，两种输出互相控制输出控制端，控制实用的视频设备的开关和亮度；其特征是：设定测量距离、判别是否人体、输出控制的视距保护装置。

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