CN2405114Y - 多功能全自动防近视台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种视力保护台灯,特别是一种多功能全自动防近视台灯,它包括灯头、灯罩、灯架、灯座、灯座底板、定位器,它有稳压电源电路、红外测距纠姿电路、自控作息电路、自动调光电路、红外自动开关电路、强光报警电路、常光关灯弱光开灯电路、视力监测电路、缓解眼肌疲劳电路、语音规劝电路、语音提示电路。本实用新型功能齐全、自动运作、安全可靠;它从引起近视的根源出发,采取多种有效措施,作到防患于未然,能有效地防止近视眼病的发生和发展,特别适合大、中、小学生使用。

Description

多功能全自动防近视台灯

本实用新型涉及一种视力保护台灯，特别是一种多功能全自动防近视台灯。

中外眼科专家共同指出，引发近视眼病的原因是多方面的，在学习过程中引发近视的主要根源有以下四个方面：一是一次看书学习时间太长，眼肌过度疲劳又不能及时缓解；二是经常在光照不适，主要是在光线不足或光线太强的环境下学习；三是坐姿不端正，眼睛距书面的距离太近；四是不能及时检验和纠正视力。本发明人针对引发近视的四大原因曾发明了一种多功能视力保护台灯(专利号：ZL95214177.9)，它由稳压电源电路、调光电路、循环控制电路、光控报警电路、红外测控报警电路、低频闪光电路、语言提示电路、催眠和叫醒电路等组成，它能进行自动和手动调光，自动控制作息时间，弱光开灯，强光报警，能提醒纠正坐姿，还有缓解眼睛疲劳、催眠和叫醒、语言提示和视力检测等功能。但是在使用过程中也存在着下列缺陷：台灯使用蛇皮弯管作灯架，灯头可相对灯座移动，并且灯座也无定位装置，学生能挪动台灯的位置，造成这种台灯的多种功能不能起到准确作用甚至无法起作用；调光电路中只能稳定灯光亮度而不能解决反光伤眼问题，且手动调节亮度不易掌握；红外测控报警电路中红外发射二极管和红外接收二极管装于灯座前侧，当书本或手放在桌子上时即会造成误动作而发出警报，以致无法正常测距纠姿，红外测控报警电路还影响循环控制电路的正常工作；在循环控制电路中由于加装了双刀四掷开关，造成操作复杂，每次启动必须用手拨动开关数次；贴在台灯支架上的视力表处在灯罩阴影中不能起到应有的作用。

本实用新型的目的就是要克服上述缺陷，提供一种多功能全自动防近视台灯，它能够做到桌前有人时开灯，无人时即关灯，学习时自动控制作息时间，无人时则不予控时管理，它能够根据书面的反光程度自动调整灯泡的亮度，红外测距纠姿电路能准确地测距纠姿而不会引起误动作；它的视力表无论开灯和关灯均能随时检验视力。

为实现上述目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：多功能全自动防近视台灯包括灯头、灯罩、灯架、灯座、灯座底板、稳压电源电路、红外测距纠姿电路、自控作息电路、强光报警电路、常光关灯弱光开灯电路；台灯通过定位器固定在桌子上，灯头、灯罩、灯架、灯座固定为一体，这样使灯头的空间位置不可变动，做到定型定位，学生不能任意改变台灯在桌面、灯头在空间的位置，确保相关保护功能的正确实施。红外测距纠姿电路由IC8频率译码器和IC7六反相器中的三个反相器F1、F2、F3及相关元件电阻、电容、三极管BG5、红外发射二极管D8、红外接收二极管D9组成，红外发射二极管D8、红外接收二极管D9安装在灯罩前沿，这样用手翻书写字时就不会造成误动作。IC8频率译码器的8脚经由电阻R24连通自控作息电路中的三极管BG2的基极上，这样既不会影响自控作息电路的正常工作，又能达到测距纠姿的目的。

自动调光电路由照明灯ZD、双向可控硅管SCR1、双向导通二极管2CT、电阻R5、R6、电容C3和光敏电阻RG1组成，光敏电阻安装在灯罩前沿，受光面向下，通过光敏电阻RG1的负反馈作用来实现对灯泡亮度的自动调节。这样不但能随电压的波动而稳定亮度，而且能根据桌面和纸张的反光程度来自动调节灯光的亮度，解决了书面反光伤眼的问题。

红外自动开关电路是在红外测距纠姿电路的基础上增加F4、二极管D5、电容C7、三极管BG1和IC2开关集成块8778组成，当书桌前学生端坐时，红外发射二极管D8发出的调制信号被红外接收二极管D9接收，经放大后送入IC8的三脚，经识别译码后其8脚的高电平下降至电源电压的1/2以下至1/3时，BG2、BG3仍能正常工作，经F4反相后，其输出端反转为高电平，BG1导通，IC2的5脚电压高于1.6伏，开关导通，使自控作息及以后电路得电，如果学生离开座位超过规定时间，由二极管D5的反向电阻和C7组成的延时电路延时后关断IC2，自控作息及以后电路被断电。这样使台灯开关实现了自动化，做到桌前有人即开灯，无人则关灯，有人学习时则自动控制作息时间，无人学习时则不予控时管理。

自控作息电路由IC3时基集成块及R8、R9、C8、C9组成无稳态振荡电路。自控作息电路中还增加了电阻R7、稳压二极管DW1和二极管D6，且其中R7的阻值远远小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，当学生在书桌前坐正学习时，IC2开关导通，其电流通过R7、D6、R8、R9对C8瞬时充电至电源电压的1/3，IC3的3脚出现高电平，开始计时控制作息，当C8的电压被充至电源电压的2/3时，通过IC3的7脚经其内部回路对地放电，其3脚转变为低电平，继电器J失电，灯泡ZD关灭，当放电降至电源电压的1/3时，放电回路断开，对C8再次充电，3脚又转变为高电平，ZD再次开亮，这样自动控制作息时间。这种自动化并带有强制性的控制学生作息时间，克服了学生一坐下去就长坐不起的毛病，对预防近视起到了重要作用。

台灯的灯座上装有视力监测器，它由视力监测器腔体和内部的视力监测电路以及袖珍视力表组成，视力监测电路由1W荧光灯管YD和电阻R1、R2、R3、R4、和电容C2组成，当继电器J失电后，其活动接点j与固定触点2导通，电路得电后荧光管YD两端电压瞬时升高，激活荧光粉导电接通两端灯丝，点亮YD，照亮袖珍视力表；当J得电时，j与固定触点1导通，荧光管YD关灭，照明灯ZD开亮，继续照亮视力表，供学生随时检验视力。荧光灯管还可兼作电源指示灯，晚上兼作小夜灯。有了视力监测器，可以随时检验视力的变化，做到防微杜渐。

缓解眼肌疲劳电路由IC4时基集成块及R10、R11、C10、C11组成无稳态振荡电路，当自控作息电路的IC3时基集成块的3脚输出高电平时，IC3的3脚通过BG2、SCR2接通继电器J，灯泡ZD开亮，为学生的学习时间，本电路处于高电位，不能导通工作；当IC3的3脚转变为低电平时，J失电，ZD关灭，为学生的休息时间，本电路工作，发光二极管LED1、LED2轮流发光，R12、R13为发光二极管的限流电阻。学生两眼追视轮闪的发光二极管数分钟，便能缓解因学习引起的眼肌疲劳。

语音规劝电路由专制语音集成片IC5、R25、BG3、R14、DW2、C12、BG4、扬声器Y和R16组成，BG3的基极经由R25连接到红外测距纠姿电路中IC8的8脚上。当学生坐姿不正前倾时，即红外发射二极管D8前方有“阻挡物”，调制信号经阻挡反射后一部分信号被红外接收二极管D9接收，经放大后送入IC8的8脚，8脚由高电平转变为低电平，三极管BG3导通，规劝电路工作，扬声器Y连续发出“当心近视，请快坐正！”的规劝声。

语音提示电路由专制语音集成片IC6、R15、DW3、C13、BG4、扬声器Y及电阻R16组成。IC6、C13和DW3接地端与自控作息电路中的IC3时基集成块的3脚连接，当IC3的3脚转变为低电平时，本电路导通，扬声器Y便发出“休息时间，作好保健！”的提示声。

采用上述方案的多功能全自动防近视台灯，结构合理，功能齐全，使用方便，它从引起近视的根源出发，采用了多种预防和保护措施，红外自动开关电路使台灯开关实现了自动，做到桌前有人即开灯，无人则关灯，有人学习时自动控制作息时间，无人学习时则不予控时管理；能自动地实现强光报警、常光关灯、弱光开灯；自动调光电路不但能随电压波动而稳定亮度，而且能随桌面、书面光线强弱自动调光，解决了反光伤眼的问题；自控作息电路能自动控制学生的作息时间，及时缓解眼肌疲劳；红外测距纠姿电路能随时纠正坐姿，保持最佳视距；能用语言提示和规劝行为；视力监测器能随时监测视力的变化。使用这种台灯，能有效地防止近视的发生和发展。

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

图1为本实用新型的外观示意图。

图2为本实用新型的定位示意图。

图3为本实用新型的电路原理图。

参照图1、图2、图3。多功能全自动防近视台灯，包括灯头1、灯罩2、灯架3、灯座5、灯座底板6、自动调光电路8、视力监测电路9、稳压电源电路10、红外测距纠姿电路11、自控作息电路13、强光报警电路14、常光关灯弱光开灯电路15；台灯通过定位器7固定在桌面上，灯头1、灯罩2、灯架3和灯座5固定为一体。这样使灯头的空间位置不可变动，做到定型定位，学生不能任意改变台灯在桌面、灯头在空间的位置，确保相关保护功能的正确实施。

稳压电源电路10由插头CT接通220伏电源后经变压器T降压，经二极管D1、D2、D3、D4全波整流后送入三端稳压器7812，经电容C4、C5、C6滤波后送出12伏稳定直流电。

红外测距纠姿电路11由IC8频率译码器和IC7六反相器中的三个反相器F1、F2、F3及相关元件电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、电容C14、C15、C16、C17、C18、三极管BG5、红外发射二极管D8和红外接收二极管D9组成，红外发射二极管D8、红外接收二极管D9安装在灯罩前沿，IC8频率译码器的8脚经由电阻R24连接到自控作息电路13中三极管BG2的基极上。IC8频率译码器的中心振荡频率由接在5脚上的R22和C16决定，振荡频率由5脚引出，经R17加在三极管BG5的基极上，经放大后由红外发射二极管D8发出调制信号与译码器的中心频率完全一致，在D8前规定距离内有阻挡物，如学生坐姿前倾或低头作业时，其面部形成“阻挡物”，信号经阻挡物反射后，一部分被红外接收二极管D9接收，经C14送入由F1、F2、F3和R20、R21组成的线性放大器后，经C15送入IC8的3脚，经识别译码后，其8脚由高电平变为低电平，三极管BG3导通，由IC5及R14、DW2、C12、BG4扬声器Y和R16组成的语音规劝电路17连续发出“当心近视，请快坐正！”的规劝声，直至阻挡物或学生纠姿抬头；如果规劝不能及时纠姿，经R24和C19组成的延时电路延时数秒钟后，三极管BG2被截止，继电器J断电，灯泡ZD关灭，迫使学生纠姿。

自控作息电路由IC3时基集成块及电阻R8、R9、电容C8、C9组成无稳态振荡电路，在电路中增加了电阻R7、稳压二极管DW1和二极管D6，其中R7的阻值远小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，DW1的稳压值为电源电压的1/3加D6的正向电压之和。当学生在书桌前坐正学习时，IC2开关导通，其电流通过R7、R8、R9对C8瞬时充电至电源电压的1/3，IC3的3脚出现高电平，开始计时控制作息，此时为学生学习时间，当C8的电压被充高至电源电压的2/3时，通过IC3的7脚经其内部回路对地放电，其3脚转变为低电平，为学生休息时间，由IC4及R10、R11、C10和发光二极管LED1、LED2组成的缓解眼肌疲劳电路16中的LED1和LED2开始轮流闪光，以供学生休息中缓解眼肌的疲劳。当C8被放电至电源电压的1/3时，放电回路被关断，对C8再次充电，休息停止又转入学习时间，依此循环，达到自控作息的目的。

自动调光电路8由照明灯ZD、双向可控硅管SCR1、双向导通二极管2CT、电阻R5、R6、电容C3和光敏电阻RG1组成，作为采光头的光敏电阻安装在灯罩前沿，受光面向下。光敏电阻RG1与电容C3并联，通过光敏电阻的负反馈作用可实现对灯泡亮度的自动调节。现代化的桌面和纸张一般反光率很高，有损于视力，书报杂志反光程度各异，要求灯光的亮度能随反光亮度的强弱做到相应的调整。本实用新型的光敏电阻安装在灯罩前沿，受光面向下，这样台灯不但能随电压的波动稳定亮度，还能随桌面、书面的反光程度而自动调整灯泡的亮度。

红外自动开关电路12是在红外测距纠姿电路11的基础上增加F4、二极管D5、电容C7、三极管BG1和IC2开关集成块8778组成，当红外发射二极管D8前方有阻挡物，调制信号经阻挡物反射后一部分信号被红外接收二极管D9接收，经放大后送入IC8的3脚，经识别译码后其8脚的高电平下降至电源电压的1/2以下至1/3时，BG2、BG3仍能正常工用，经F4反相后，其输出端反转为高电平，BG1导通，IC2的5脚电压高于1.6伏，开关导通，使自控作息及以后电路得电，当红外发射二极管D8前阻挡物离去超过规定时间，由二极管D5的反向电阻和C7组成的延时电路延时后关断IC2，自控作息及以后电路被断电。自动做到桌前有人开灯，无人关灯，有人学习时则自动控制作息时间，无人学习时则不予控时管理。

本实用新型的灯座上还装有一视力监测器，它由视力监测器腔体4和内部的视力监测电路9以及袖珍视力表19组成，视力监测电路9由1W荧光灯管YD和电阻R1、R2、R3、R4和电容C2组成，当继电器J失电后，其活动接点j与固定触点2导通，电路得电后荧光管YD两端电压瞬时升高，激活荧光粉导电接通两端灯丝，点亮YD，照亮袖珍视力表；当J得电时，j与固定触点1导通，YD关灭，照明灯ZD开亮，袖珍视力表被灯泡ZD继续照亮。学生可随时检测视力的变化。此外，荧光灯管还可兼作电源指示灯，晚上兼作小夜灯。

Claims (5)

1、一种多功能全自动防近视台灯，包括灯头(1)、灯罩(2)、灯架(3)、灯座(5)、灯座底板(6)、稳压电源电路(10)、红外测距纠姿电路(11)、自控作息电路(13)、强光报警电路(14)、常光关灯弱光开灯电路(15)；红外测距纠姿电路由IC8频率译码器和IC7六反相器中的三个反相器F1、F2、F3以及相关元件电阻、电容、三极管BG5、红外发射二极管D8和红外接收二极管D9组成；自控作息电路由IC3时基集成块及R8、R9、C8、C9组成无稳态振荡电路；其特征在于：台灯通过定位器(7)固定在桌子上，灯头(1)、灯罩(2)、灯架(3)和灯座(5)固定为一体；红外测距纠姿电路中的红外发射二极管D8、红外接收二极管D9安装在灯罩前沿，IC8频率译码器的8脚通过电阻R24连接到自控作息电路(13)中三极管BG2的基极上；它还有自动调光电路(8)、红外自动开关电路(12)；自动调光电路(8)由照明灯ZD、双向可控硅管SCR1、双向导通二极管2CT、电阻R5、R6、电容C3和光敏电阻RG1组成，光敏电阻安装在灯罩前沿，受光面向下；红外自动开关电路(12)是在红外测距纠姿电路(11)的基础上增加F4、二极管D5、电容C7、三极管BG1和IC2开关集成块8778组成，当红外发射二极管D8前方有阻挡物，调制信号经阻挡物反射后一部分信号被红外接收二极管D9接收，经放大后送入IC8的3脚，经识别译码后其8脚的高电平下降至电源电压的1/2以下至1/3时，BG2、BG3仍能正常工作，经F4反相后，其输出端反转为高电平，BG1导通，IC2的5脚电压高于1.6伏，开关导通，使自控作息及以后电路得电，当红外发射二极管D8前阻挡物离去超过规定时间，由二极管D5的反向电阻和C7组成的延时电路延时后关断IC2，自控作息及以后电路被断电；自控作息电路中增加了电阻R7、稳压二极管DW1和二极管D6，且其中R7的阻值远远小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，当学生在书桌前坐正学习时，IC2开关导通，其电流通过R7、D6、R8、R9对C8瞬时充电至电源电压的1/3，IC3的3脚出现高电平，继电器J得电，照明灯ZD开亮，开始计时控制作息，当C8的电压被充至电源电压的2/3时，通过IC3的7脚经其内部回路对地放电，其3脚转变为低电平，J失电，灯泡ZD关灭，当放电降至电源电压的1/3时，放电回路断开，对C8再次充电，3脚又转变为高电平，ZD再次开亮。

2、根据权利要求1所述的多功能全自动防近视台灯，其特征在于：它的灯座上固定有一视力监测器，它由视力监测器腔体(4)和内部的视力监测电路(9)以及袖珍视力表(19)组成，视力监测电路由1W荧光灯管YD和电阻R1、R2、R3、R4和电容C2组成，当继电器J失电后，其活动接点j与固定触点2导通，电路得电后荧光管YD两端电压瞬时升高，激活荧光粉导电接通两端灯丝，点亮YD，照亮袖珍视力表；当J得电时，j与固定触点1导通，YD关灭，照明灯ZD开亮。

3、根据权利要求1所述的多功能全自动防近视台灯，其特征在于：它的电路上连接有缓解眼肌疲劳电路(16)，它由IC4时基集成块及R10、R11、C10、C11组成无稳态振荡电路，当自控作息电路的IC3时基集成块的3脚输出高电平时，本电路处于高电位，不能导通工作，当IC3的3脚转变为低电平时，本电路工作，装在灯座两侧的两发光二极管LED1、LED2轮流发光，R12、R13为发光二极管的限流电阻。

4、根据权利要求1所述的多功能全自动防近视台灯，其特征在于：它的电路上连接有语音规劝电路(17)，语音规劝电路由专制语音集成片IC5、R25、BG3、R14、DW2、C12、BG4、扬声器Y和R16组成，经BG3的基极和R25连接到红外测距纠姿电路(11)中IC8的8脚上。

5、根据权利要求1所述的多功能全自动防近视台灯，其特征在于：它的电路上连接有语音提示电路(18)，语音提示电路由专制语音集成片IC6、R15、DW3、C13、BG4、扬声器Y及电阻R16组成，IC6、C13、DW3的地端连接在IC3的3脚上。

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