多功能電子視力保護裝置的製作方法
2023-07-10 09:01:21 2
專利名稱：多功能電子視力保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及了一種視力保護裝置結構，特別適用於由傳感技術測量距離來進行視力保護的多功能電子視力保護裝置。
本發明的目的是通過如下技術方案來實現的本發明的多功能電子視力保護裝置，由發射電路、接收電路、信號放大電路、告警電路等組成，兩組以上位置檢測發射電路輸入至接收電路，接收電路將信號整形放大輸入各自不同頻率的鑑頻器，鑑頻器輸出信號至下一級延時比較電路，並觸發集成語音晶片。
本發明的目的還可以在所述的位置檢測發射電路、接收電路採用三組紅外發射、接收傳感器，接收信號整形放大輸入三組不同頻率的鑑頻器進行鑑頻，通過下一級延時比較電路輸入與非門，並觸發集成語音晶片。
本發明所述的傳感器採用紅外二極體，音頻鎖相環IC2輸出的自跟蹤可調諧振蕩經IC1的三個與非門整形後控制三極體以驅動紅外發射管發射紅外脈衝，當反射回的紅外線被紅外接收管接收後，經IC1的另外三個與非門整形、放大、進入IC2進行鑑頻，當此接收信號的頻率與IC2內部壓控振蕩頻率一致時，IC2將產生一個低電平觸發下一級延時比較電路。所述音頻鎖相環IC2採用集成電路567，其6腳連接一可調電阻；三個與非門整形後控制的三極體集電極連接一可調電阻。
本發明的延時比較電路用CD40106的兩個反相器加電阻、電容器件構成延時電路，C2出來的信號經第一個反相器後，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經延時後，經第二個反相器進入雙四輸入與非門CD4012。所述的延時比較電路取出六路觸發信號，其中三路經第一級反相器後直接送入編碼器CD4532，以產生進入集成語音IC的地址，另三路經延時比較的信號經第二個反相器，進入雙四輸入與非門CD4012，以產生集成語音IC的觸發信號送入語音IC的PE埠。語音集成電路的B0、B1地址埠將其語音錄放段編址分為四段，按地址觸發錄放音；每一路傳感頭將有一未延時的信號先經CD4532編址送入語音IC的地址埠B0、B1，而只有當另一路經延時，濾除簡訊息，經由CD4012送出的觸發信號到達語音IC的PE埠時，才能觸發語音晶片的相應地址段語音，該語音將由語音IC的輸出埠P0經放大驅動喇叭發聲。
本發明中的光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極體構成一個開關電路，其開關信號亦將進入延時比較電路，經第一級反相器出來的信號直接進入CD4532編址，經延時比較的信號經第二級反相器進入CD4012產生語音IC的PE端的觸發信號，其中延時電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個反相器。
本發明與現有技術相比具有多點測量，靈敏度高，不僅適用於讀書時的視力保護，還適用於使用電腦、玩遊戲看電視時的視力保護裝置。
圖2是本發明的發射、接收、整形放大、自動跟蹤、鑑頻電路原理圖。
圖3是本發明的延時比較電路原理圖。
圖4是本發明測量電路原理圖。
圖5是本發明延時可調的開關電路原理圖。
圖6是本發明的具體電路圖。
紅外傳感系採用三個相同的紅外接近傳感器，分別排列於寫字檯前方的左、中、右三點，中間一個用以確定學習者的面部是否太過靠近寫字檯，若太近(指眼部離桌面的距離小於35cm)則觸發語音提示「太近了」；左右兩個用以確定學習者的腦袋(或身體)是否太過偏離寫字檯的中線，若坐姿偏斜，則觸發語音提示，告知「請坐正」。
如
圖1、圖2所示，紅外接近覺傳感的技術實現以及相應的電路如下紅外發射與接收均採用峰值波長在940nm的紅外二極體。如附圖2，音頻鎮相環IC2(LM567)輸出的自跟蹤可調諧振蕩經IC1(74HC04)的三個與非門整形後控制三極體以驅動紅外發射管發射紅外脈衝，當反射回的紅外線被紅外接收管接收後，經IC1的另外三個與非門整形、放大、進入IC2進行鑑頻，當此接收信號的頻率與IC2內部壓控振蕩頻率一致時，IC2將產生一個低電平觸發下一級延時比較電路。由於IC2內部壓控振蕩頻率可通過外接阻容元件調諧。從而，可使三個接近覺傳感器的發射頻率嚴格地區分開來以避免相互幹擾。如圖6所示，所述音頻鎖相環IC2採用集成電路567，其6腳連接一可調電阻；三個與非門整形後控制的三極體集電極連接一可調電阻。調節上述兩電阻值，可以調節振蕩頻率或三極體發射極電流，這樣可達到調節敏感距離的目的。
如圖1、圖3所示，為了避免傳感器在學習者非穩定狀態下誤報。例如抬手或拿起書本等動作誤觸發語音提示。特在每一傳感頭電路中加入一級延時比較電路以濾除誤動作信號。具體做法是用CD40106的兩個反相器加阻、容器件構成延時電路，如附圖3所示，由圖2中IC2(LM567)出來的信號經第一個反相器後，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經延時後，經第二個反相器進入雙四輸入與非門CD4012，如果面部接近傳感器的時間短於延時設置時間(這裡設為4秒)，則視為非穩定動作，來若太近(指眼部離桌面的距離小於35cm)則觸發語音提示「太近了」；左右兩個用以確定學習者的腦袋(或身體)是否太過偏離寫字檯的中線，若坐姿偏斜，則觸發語音提示，告知「請坐正」。
如圖1、圖2所示，紅外接近覺傳感的技術實現以及相應的電路如下紅外發射與接收均採用峰值波長在940nm的紅外二極體。如附圖2，音頻鎮相環IC2(LM567)輸出的自跟蹤可調諧振蕩經IC1(74HC04)的三個與非門整形後控制三極體以驅動紅外發射管發射紅外脈衝，當反射回的紅外線被紅外接收管接收後，經IC1的另外三個與非門整形、放大、進入IC2進行鑑頻，當此接收信號的頻率與IC2內部壓控振蕩頻率一致時，IC2將產生一個低電平觸發下一級延時比較電路。由於IC2內部壓控振蕩頻率可通過外接阻容元件調諧。從而，可使三個接近覺傳感器的發射頻率嚴格地區分開來以避免相互幹擾。如圖6所示，所述音頻鎖相環IC2採用集成電路567，其6腳連接一可調電阻；三個與非門整形後控制的三極體集電極連接一可調電阻。調節上述兩電阻值，可以調節振蕩頻率或三極體發射極電流，這樣可達到調節敏感距離的目的。
如圖1、圖3所示，為了避免傳感器在學習者非穩定狀態下誤報。例如抬手或拿起書本等動作誤觸發語音提示。特在每一傳感頭電路中加入一級延時比較電路以濾除誤動作信號。具體做法是用CD40106的兩個反相器加阻、容器件構成延時電路，如附圖3所示，由圖2中IC2(LM567)出來的信號經第一個反相器後，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經延時後，經第二個反相器進入雙四輸入與非門CD4012，如果面部接近傳感器的時間短於延時設置時間(這裡設為4秒)，則視為非穩定動作，來自IC2的信號經第一個反相器後，將不能到達第二個反相器，亦即不能進入CD4012生成觸發語音IC的信號，從而避免誤報。
三個紅外接近傳感器前兩級電路完全相同，如附圖2、圖3。如此將可從三個傳感頭的延時比較電路取出六路觸發信號，如附圖6所標註的1、2、3方框，其中三路經第一級反相器後直接送入編碼器CD4532，以產生進入集成語音IC的地址，另三路經延時比較的信號經第二個反相器，進入又向輸入與非門CD4012，以產生集成語音IC的觸發信號送入語音IC的PE埠。集成語音IC為20秒時長，可分四段的語音錄放IC，可通過其上的B0、B1地址埠將其語音錄放段編址分為四段，按地址觸發錄放音。每一路傳感頭將有-未延時的信號先經CD4532編址送入語音IC的地址埠B0、B1，而只有當另一路經延時，濾除簡訊息，經由CD4012送出的觸發信號到達語音IC的PE埠時，才能觸發語音晶片的相應地址段語音，該語音將由語音IC的輸出埠P0經放大驅動喇叭發聲。
如圖4、圖6所示，光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極體構成一個開關電路。當光線明暗變化時，光敏電阻的阻值將亦作線性變化，通過與三極體構成開關電路的可調電阻，可設定特定的開關閥值。
如附圖4，光敏電阻控制的三極體開關電路，其開關信號亦將進入延時比較電路，經第一級反相器出來的信號直接進入CD4532編址，經延時比較的信號經第二級反相器進入CD4012產生語音IC的PE端的觸發信號。其中延時電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個反相器。
整個裝置採用4節5號可充電池供電，以便產品可攜帶，為使整個裝置一次充電後連續工作時間相應延長，在電源部分增加了間歇供電控制電路，如附圖5，由CD40106的兩個反相器加阻容元件構成延時可調的開關電路，控制繼電器以完成電路工作10秒，間歇15秒的功能。
在面對學習者的寫字桌前方，放置-60°角楔形長盒，塑膠結構，在盒的斜面。面對學習者面部等距離布置三個紅外接近傳感器。探頭主要感應學習者的面部相對楔形盒的位置。電路由4節5號充電池供電，控制三個接近傳感器和一個光度傳感器間歇工作，每個接近傳感器有一個特定的調製頻率以避免幹擾，不同的探頭將觸發不同的語音提示，當學習者接通開關，開始學習時，其學習姿勢將會受到傳感頭的監視並隨時提醒他坐姿的不正確。外接的專用穩壓源在充電時可連接主機至220伏市電，學習時可拔掉，靠充電電池供電工作。
權利要求
1.一種多功能電子視力保護裝置，由發射電路輸出的發射信號經接收電路接收後，通過信號放大電路送入告警電路發出告警提示，其特徵在於兩組以上位置檢測發射、接收裝置將信號整形放大輸入各自不同頻率的鑑頻器進行鑑頻，當此接收信號的頻率與鑑頻器內部壓控振蕩頻率一致時，鑑頻器輸出信號至下一級延時比較電路，並觸發集成語音晶片產生語音提示。
2.根據權利要求1所述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於所述的位置檢測發射、接收裝置採用三個傳感器，分別排列於前方的左、中、右三點，正前方中間一個用以檢測前後距離，左右兩個用以檢測是否太過偏離中線，上述信號整形放大輸入三組不同頻率的鑑頻器進行鑑頻，當此接收信號的頻率與鑑頻器內部壓控振蕩頻率一致時，通過下一級延時比較電路輸入與非門，並觸發集成語音晶片產生語音提示。
3.根據權利要求1或2所述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於所述的傳感器採用紅外二極體，音頻鎖相環IC2輸出的自跟蹤可調諧振蕩經IC1的三個與非門整形後控制三極體以驅動紅外發射管發射紅外脈衝，當反射回的紅外線被紅外接收管接收後，經IC1的另外三個與非門整形、放大、進入IC2進行鑑頻，當此接收信號的頻率與IC2內部壓控振蕩頻率一致時，IC2將產生一個低電平觸發下一級延時比較電路。
4.根據權利要求3所述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於所述的可調諧振蕩經IC1的三個與非門整形後控制的三極體集電極和音頻鎖相環IC2分別連接調節敏感距離的可調電阻。
5.據權利要求1或2的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於所述的延時比較電路用CD40106的兩個反相器加電阻、電容器件構成延時電路以濾除誤動作信號，C2出來的信號經第一個反相器後，一路直接送入編碼器CD4532，另一路經延時後，經第二個反相器進入雙四輸入與非門CD4012，當面部接近傳感器的時間短於延時設置時間，則視為非穩定動作，來自IC2的信號經第一個反相器後，將不能到達第二個反相器，不進入CD4012生成觸發語音IC的信號。
6.根據權利要求5述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於所述的延時比較電路取出六路觸發信號，其中三路經第一級反相器後直接送入編碼器CD4532，以產生進入集成語音IC的地址，另三路經延時比較的信號經第二個反相器，進入雙四輸入與非門CD4012，以產生集成語音IC的觸發信號送入語音IC的PE埠。
7.根據權利要求6的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於集成語音為20秒時長，可分四段的語音錄放IC，可通過其上的B0、B1地址埠將其語音錄放段編址分為四段，按地址觸發錄放音；每一路傳感頭將有-未延時的信號先經CD4532編址送入語音IC的地址埠B0、B1，而只有當另一路經延時，濾除簡訊息，經由CD4012送出的觸發信號到達語音IC的PE埠時，才能觸發語音晶片的相應地址段語音，該語音將由語音IC的輸出埠P0經放大驅動喇叭發聲。
8.根據權利要求1所述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於光傳感探頭系由一光敏電阻與一三極體構成一個開關電路，光敏電阻的阻值將亦作線性變化，通過與三極體構成開關電路的可調電阻，可設定特定的開關閥值。
9.根據權利要求8述的多功能電子視力保護裝置，其特徵在於光敏電阻控制的三極體開關電路，其開關信號亦將進入延時比較電路，經第一級反相器出來的信號直接進入CD4532編址，經延時比較的信號經第二級反相器進入CD4012產生語音IC的PE端的觸發信號，其中延時電路所使用的是六反相器CD40106的其中兩個反相器。
全文摘要
本發明涉及了一種視力保護裝置結構，特別適用於由傳感技術測量距離來進行視力保護的多功能電子視力保護裝置。本發明的多功能電子視力保護裝置，由發射電路、接收電路、信號放大電路、告警電路等組成，兩組以上位置檢測發射電路輸入至接收電路，接收電路將信號整形放大輸入各自不同頻率的鑑頻器，鑑頻器輸出信號至下一級延時比較電路，並觸發集成語音晶片。本發明與現有技術相比具有多點測量，靈敏度高，不僅適用於讀書時的視力保護，還適用於使用電腦、玩遊戲看電視時的視力保護裝置。
文檔編號G08B21/18GK1407515SQ0112783
公開日2003年4月2日 申請日期2001年9月6日 優先權日2001年9月6日
發明者馮華飛 申請人:馮華飛