專利名稱：多功能電子視力保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種視力保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)，特別適用于由傳感技術(shù)測(cè)量距離來(lái)進(jìn)行視力保護(hù)的多功能電子視力保護(hù)裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的多功能電子視力保護(hù)裝置，由發(fā)射電路、接收電路、信號(hào)放大電路、告警電路等組成，兩組以上位置檢測(cè)發(fā)射電路輸入至接收電路，接收電路將信號(hào)整形放大輸入各自不同頻率的鑒頻器，鑒頻器輸出信號(hào)至下一級(jí)延時(shí)比較電路，并觸發(fā)集成語(yǔ)音芯片。
本發(fā)明的目的還可以在所述的位置檢測(cè)發(fā)射電路、接收電路采用三組紅外發(fā)射、接收傳感器，接收信號(hào)整形放大輸入三組不同頻率的鑒頻器進(jìn)行鑒頻，通過(guò)下一級(jí)延時(shí)比較電路輸入與非門，并觸發(fā)集成語(yǔ)音芯片。
本發(fā)明所述的傳感器采用紅外二極管，音頻鎖相環(huán)IC2輸出的自跟蹤可調(diào)諧振蕩經(jīng)IC1的三個(gè)與非門整形后控制三極管以驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖，當(dāng)反射回的紅外線被紅外接收管接收后，經(jīng)IC1的另外三個(gè)與非門整形、放大、進(jìn)入IC2進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，IC2將產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)下一級(jí)延時(shí)比較電路。所述音頻鎖相環(huán)IC2采用集成電路567，其6腳連接一可調(diào)電阻；三個(gè)與非門整形后控制的三極管集電極連接一可調(diào)電阻。
本發(fā)明的延時(shí)比較電路用CD40106的兩個(gè)反相器加電阻、電容器件構(gòu)成延時(shí)電路，C2出來(lái)的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經(jīng)延時(shí)后，經(jīng)第二個(gè)反相器進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012。所述的延時(shí)比較電路取出六路觸發(fā)信號(hào)，其中三路經(jīng)第一級(jí)反相器后直接送入編碼器CD4532，以產(chǎn)生進(jìn)入集成語(yǔ)音IC的地址，另三路經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器，進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012，以產(chǎn)生集成語(yǔ)音IC的觸發(fā)信號(hào)送入語(yǔ)音IC的PE端口。語(yǔ)音集成電路的B0、B1地址端口將其語(yǔ)音錄放段編址分為四段，按地址觸發(fā)錄放音；每一路傳感頭將有一未延時(shí)的信號(hào)先經(jīng)CD4532編址送入語(yǔ)音IC的地址端口B0、B1，而只有當(dāng)另一路經(jīng)延時(shí)，濾除短信息，經(jīng)由CD4012送出的觸發(fā)信號(hào)到達(dá)語(yǔ)音IC的PE端口時(shí)，才能觸發(fā)語(yǔ)音芯片的相應(yīng)地址段語(yǔ)音，該語(yǔ)音將由語(yǔ)音IC的輸出端口P0經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。
本發(fā)明中的光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極管構(gòu)成一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，其開(kāi)關(guān)信號(hào)亦將進(jìn)入延時(shí)比較電路，經(jīng)第一級(jí)反相器出來(lái)的信號(hào)直接進(jìn)入CD4532編址，經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二級(jí)反相器進(jìn)入CD4012產(chǎn)生語(yǔ)音IC的PE端的觸發(fā)信號(hào)，其中延時(shí)電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個(gè)反相器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有多點(diǎn)測(cè)量，靈敏度高，不僅適用于讀書(shū)時(shí)的視力保護(hù)，還適用于使用電腦、玩游戲看電視時(shí)的視力保護(hù)裝置。
圖2是本發(fā)明的發(fā)射、接收、整形放大、自動(dòng)跟蹤、鑒頻電路原理圖。
圖3是本發(fā)明的延時(shí)比較電路原理圖。
圖4是本發(fā)明測(cè)量電路原理圖。
圖5是本發(fā)明延時(shí)可調(diào)的開(kāi)關(guān)電路原理圖。
圖6是本發(fā)明的具體電路圖。
紅外傳感系采用三個(gè)相同的紅外接近傳感器，分別排列于寫(xiě)字臺(tái)前方的左、中、右三點(diǎn)，中間一個(gè)用以確定學(xué)習(xí)者的面部是否太過(guò)靠近寫(xiě)字臺(tái)，若太近(指眼部離桌面的距離小于35cm)則觸發(fā)語(yǔ)音提示“太近了”；左右兩個(gè)用以確定學(xué)習(xí)者的腦袋(或身體)是否太過(guò)偏離寫(xiě)字臺(tái)的中線，若坐姿偏斜，則觸發(fā)語(yǔ)音提示，告知“請(qǐng)坐正”。
如

圖1、圖2所示，紅外接近覺(jué)傳感的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及相應(yīng)的電路如下紅外發(fā)射與接收均采用峰值波長(zhǎng)在940nm的紅外二極管。如附圖2，音頻鎮(zhèn)相環(huán)IC2(LM567)輸出的自跟蹤可調(diào)諧振蕩經(jīng)IC1(74HC04)的三個(gè)與非門整形后控制三極管以驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖，當(dāng)反射回的紅外線被紅外接收管接收后，經(jīng)IC1的另外三個(gè)與非門整形、放大、進(jìn)入IC2進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，IC2將產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)下一級(jí)延時(shí)比較電路。由于IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率可通過(guò)外接阻容元件調(diào)諧。從而，可使三個(gè)接近覺(jué)傳感器的發(fā)射頻率嚴(yán)格地區(qū)分開(kāi)來(lái)以避免相互干擾。如圖6所示，所述音頻鎖相環(huán)IC2采用集成電路567，其6腳連接一可調(diào)電阻；三個(gè)與非門整形后控制的三極管集電極連接一可調(diào)電阻。調(diào)節(jié)上述兩電阻值，可以調(diào)節(jié)振蕩頻率或三極管發(fā)射極電流，這樣可達(dá)到調(diào)節(jié)敏感距離的目的。
如圖1、圖3所示，為了避免傳感器在學(xué)習(xí)者非穩(wěn)定狀態(tài)下誤報(bào)。例如抬手或拿起書(shū)本等動(dòng)作誤觸發(fā)語(yǔ)音提示。特在每一傳感頭電路中加入一級(jí)延時(shí)比較電路以濾除誤動(dòng)作信號(hào)。具體做法是用CD40106的兩個(gè)反相器加阻、容器件構(gòu)成延時(shí)電路，如附圖3所示，由圖2中IC2(LM567)出來(lái)的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經(jīng)延時(shí)后，經(jīng)第二個(gè)反相器進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012，如果面部接近傳感器的時(shí)間短于延時(shí)設(shè)置時(shí)間(這里設(shè)為4秒)，則視為非穩(wěn)定動(dòng)作，來(lái)若太近(指眼部離桌面的距離小于35cm)則觸發(fā)語(yǔ)音提示“太近了”；左右兩個(gè)用以確定學(xué)習(xí)者的腦袋(或身體)是否太過(guò)偏離寫(xiě)字臺(tái)的中線，若坐姿偏斜，則觸發(fā)語(yǔ)音提示，告知“請(qǐng)坐正”。
如圖1、圖2所示，紅外接近覺(jué)傳感的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及相應(yīng)的電路如下紅外發(fā)射與接收均采用峰值波長(zhǎng)在940nm的紅外二極管。如附圖2，音頻鎮(zhèn)相環(huán)IC2(LM567)輸出的自跟蹤可調(diào)諧振蕩經(jīng)IC1(74HC04)的三個(gè)與非門整形后控制三極管以驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖，當(dāng)反射回的紅外線被紅外接收管接收后，經(jīng)IC1的另外三個(gè)與非門整形、放大、進(jìn)入IC2進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，IC2將產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)下一級(jí)延時(shí)比較電路。由于IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率可通過(guò)外接阻容元件調(diào)諧。從而，可使三個(gè)接近覺(jué)傳感器的發(fā)射頻率嚴(yán)格地區(qū)分開(kāi)來(lái)以避免相互干擾。如圖6所示，所述音頻鎖相環(huán)IC2采用集成電路567，其6腳連接一可調(diào)電阻；三個(gè)與非門整形后控制的三極管集電極連接一可調(diào)電阻。調(diào)節(jié)上述兩電阻值，可以調(diào)節(jié)振蕩頻率或三極管發(fā)射極電流，這樣可達(dá)到調(diào)節(jié)敏感距離的目的。
如圖1、圖3所示，為了避免傳感器在學(xué)習(xí)者非穩(wěn)定狀態(tài)下誤報(bào)。例如抬手或拿起書(shū)本等動(dòng)作誤觸發(fā)語(yǔ)音提示。特在每一傳感頭電路中加入一級(jí)延時(shí)比較電路以濾除誤動(dòng)作信號(hào)。具體做法是用CD40106的兩個(gè)反相器加阻、容器件構(gòu)成延時(shí)電路，如附圖3所示，由圖2中IC2(LM567)出來(lái)的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經(jīng)延時(shí)后，經(jīng)第二個(gè)反相器進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012，如果面部接近傳感器的時(shí)間短于延時(shí)設(shè)置時(shí)間(這里設(shè)為4秒)，則視為非穩(wěn)定動(dòng)作，來(lái)自IC2的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，將不能到達(dá)第二個(gè)反相器，亦即不能進(jìn)入CD4012生成觸發(fā)語(yǔ)音IC的信號(hào)，從而避免誤報(bào)。
三個(gè)紅外接近傳感器前兩級(jí)電路完全相同，如附圖2、圖3。如此將可從三個(gè)傳感頭的延時(shí)比較電路取出六路觸發(fā)信號(hào)，如附圖6所標(biāo)注的1、2、3方框，其中三路經(jīng)第一級(jí)反相器后直接送入編碼器CD4532，以產(chǎn)生進(jìn)入集成語(yǔ)音IC的地址，另三路經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器，進(jìn)入又向輸入與非門CD4012，以產(chǎn)生集成語(yǔ)音IC的觸發(fā)信號(hào)送入語(yǔ)音IC的PE端口。集成語(yǔ)音IC為20秒時(shí)長(zhǎng)，可分四段的語(yǔ)音錄放IC，可通過(guò)其上的B0、B1地址端口將其語(yǔ)音錄放段編址分為四段，按地址觸發(fā)錄放音。每一路傳感頭將有-未延時(shí)的信號(hào)先經(jīng)CD4532編址送入語(yǔ)音IC的地址端口B0、B1，而只有當(dāng)另一路經(jīng)延時(shí)，濾除短信息，經(jīng)由CD4012送出的觸發(fā)信號(hào)到達(dá)語(yǔ)音IC的PE端口時(shí)，才能觸發(fā)語(yǔ)音芯片的相應(yīng)地址段語(yǔ)音，該語(yǔ)音將由語(yǔ)音IC的輸出端口P0經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。
如圖4、圖6所示，光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極管構(gòu)成一個(gè)開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)光線明暗變化時(shí)，光敏電阻的阻值將亦作線性變化，通過(guò)與三極管構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的可調(diào)電阻，可設(shè)定特定的開(kāi)關(guān)閥值。
如附圖4，光敏電阻控制的三極管開(kāi)關(guān)電路，其開(kāi)關(guān)信號(hào)亦將進(jìn)入延時(shí)比較電路，經(jīng)第一級(jí)反相器出來(lái)的信號(hào)直接進(jìn)入CD4532編址，經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二級(jí)反相器進(jìn)入CD4012產(chǎn)生語(yǔ)音IC的PE端的觸發(fā)信號(hào)。其中延時(shí)電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個(gè)反相器。
整個(gè)裝置采用4節(jié)5號(hào)可充電池供電，以便產(chǎn)品可攜帶，為使整個(gè)裝置一次充電后連續(xù)工作時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，在電源部分增加了間歇供電控制電路，如附圖5，由CD40106的兩個(gè)反相器加阻容元件構(gòu)成延時(shí)可調(diào)的開(kāi)關(guān)電路，控制繼電器以完成電路工作10秒，間歇15秒的功能。
在面對(duì)學(xué)習(xí)者的寫(xiě)字桌前方，放置-60°角楔形長(zhǎng)盒，塑膠結(jié)構(gòu)，在盒的斜面。面對(duì)學(xué)習(xí)者面部等距離布置三個(gè)紅外接近傳感器。探頭主要感應(yīng)學(xué)習(xí)者的面部相對(duì)楔形盒的位置。電路由4節(jié)5號(hào)充電池供電，控制三個(gè)接近傳感器和一個(gè)光度傳感器間歇工作，每個(gè)接近傳感器有一個(gè)特定的調(diào)制頻率以避免干擾，不同的探頭將觸發(fā)不同的語(yǔ)音提示，當(dāng)學(xué)習(xí)者接通開(kāi)關(guān)，開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)，其學(xué)習(xí)姿勢(shì)將會(huì)受到傳感頭的監(jiān)視并隨時(shí)提醒他坐姿的不正確。外接的專用穩(wěn)壓源在充電時(shí)可連接主機(jī)至220伏市電，學(xué)習(xí)時(shí)可拔掉，靠充電電池供電工作。
權(quán)利要求
1.一種多功能電子視力保護(hù)裝置，由發(fā)射電路輸出的發(fā)射信號(hào)經(jīng)接收電路接收后，通過(guò)信號(hào)放大電路送入告警電路發(fā)出告警提示，其特征在于兩組以上位置檢測(cè)發(fā)射、接收裝置將信號(hào)整形放大輸入各自不同頻率的鑒頻器進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與鑒頻器內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，鑒頻器輸出信號(hào)至下一級(jí)延時(shí)比較電路，并觸發(fā)集成語(yǔ)音芯片產(chǎn)生語(yǔ)音提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于所述的位置檢測(cè)發(fā)射、接收裝置采用三個(gè)傳感器，分別排列于前方的左、中、右三點(diǎn)，正前方中間一個(gè)用以檢測(cè)前后距離，左右兩個(gè)用以檢測(cè)是否太過(guò)偏離中線，上述信號(hào)整形放大輸入三組不同頻率的鑒頻器進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與鑒頻器內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，通過(guò)下一級(jí)延時(shí)比較電路輸入與非門，并觸發(fā)集成語(yǔ)音芯片產(chǎn)生語(yǔ)音提示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于所述的傳感器采用紅外二極管，音頻鎖相環(huán)IC2輸出的自跟蹤可調(diào)諧振蕩經(jīng)IC1的三個(gè)與非門整形后控制三極管以驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖，當(dāng)反射回的紅外線被紅外接收管接收后，經(jīng)IC1的另外三個(gè)與非門整形、放大、進(jìn)入IC2進(jìn)行鑒頻，當(dāng)此接收信號(hào)的頻率與IC2內(nèi)部壓控振蕩頻率一致時(shí)，IC2將產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)下一級(jí)延時(shí)比較電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于所述的可調(diào)諧振蕩經(jīng)IC1的三個(gè)與非門整形后控制的三極管集電極和音頻鎖相環(huán)IC2分別連接調(diào)節(jié)敏感距離的可調(diào)電阻。
5.據(jù)權(quán)利要求1或2的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于所述的延時(shí)比較電路用CD40106的兩個(gè)反相器加電阻、電容器件構(gòu)成延時(shí)電路以濾除誤動(dòng)作信號(hào)，C2出來(lái)的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經(jīng)延時(shí)后，經(jīng)第二個(gè)反相器進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012，當(dāng)面部接近傳感器的時(shí)間短于延時(shí)設(shè)置時(shí)間，則視為非穩(wěn)定動(dòng)作，來(lái)自IC2的信號(hào)經(jīng)第一個(gè)反相器后，將不能到達(dá)第二個(gè)反相器，不進(jìn)入CD4012生成觸發(fā)語(yǔ)音IC的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于所述的延時(shí)比較電路取出六路觸發(fā)信號(hào)，其中三路經(jīng)第一級(jí)反相器后直接送入編碼器CD4532，以產(chǎn)生進(jìn)入集成語(yǔ)音IC的地址，另三路經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器，進(jìn)入雙四輸入與非門CD4012，以產(chǎn)生集成語(yǔ)音IC的觸發(fā)信號(hào)送入語(yǔ)音IC的PE端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于集成語(yǔ)音為20秒時(shí)長(zhǎng)，可分四段的語(yǔ)音錄放IC，可通過(guò)其上的B0、B1地址端口將其語(yǔ)音錄放段編址分為四段，按地址觸發(fā)錄放音；每一路傳感頭將有-未延時(shí)的信號(hào)先經(jīng)CD4532編址送入語(yǔ)音IC的地址端口B0、B1，而只有當(dāng)另一路經(jīng)延時(shí)，濾除短信息，經(jīng)由CD4012送出的觸發(fā)信號(hào)到達(dá)語(yǔ)音IC的PE端口時(shí)，才能觸發(fā)語(yǔ)音芯片的相應(yīng)地址段語(yǔ)音，該語(yǔ)音將由語(yǔ)音IC的輸出端口P0經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極管構(gòu)成一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，光敏電阻的阻值將亦作線性變化，通過(guò)與三極管構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的可調(diào)電阻，可設(shè)定特定的開(kāi)關(guān)閥值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8述的多功能電子視力保護(hù)裝置，其特征在于光敏電阻控制的三極管開(kāi)關(guān)電路，其開(kāi)關(guān)信號(hào)亦將進(jìn)入延時(shí)比較電路，經(jīng)第一級(jí)反相器出來(lái)的信號(hào)直接進(jìn)入CD4532編址，經(jīng)延時(shí)比較的信號(hào)經(jīng)第二級(jí)反相器進(jìn)入CD4012產(chǎn)生語(yǔ)音IC的PE端的觸發(fā)信號(hào)，其中延時(shí)電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個(gè)反相器。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種視力保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)，特別適用于由傳感技術(shù)測(cè)量距離來(lái)進(jìn)行視力保護(hù)的多功能電子視力保護(hù)裝置。本發(fā)明的多功能電子視力保護(hù)裝置，由發(fā)射電路、接收電路、信號(hào)放大電路、告警電路等組成，兩組以上位置檢測(cè)發(fā)射電路輸入至接收電路，接收電路將信號(hào)整形放大輸入各自不同頻率的鑒頻器，鑒頻器輸出信號(hào)至下一級(jí)延時(shí)比較電路，并觸發(fā)集成語(yǔ)音芯片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有多點(diǎn)測(cè)量，靈敏度高，不僅適用于讀書(shū)時(shí)的視力保護(hù)，還適用于使用電腦、玩游戲看電視時(shí)的視力保護(hù)裝置。
文檔編號(hào)G08B21/18GK1407515SQ0112783
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月6日
發(fā)明者馮華飛 申請(qǐng)人:馮華飛