一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警電路的製作方法
2023-08-06 14:53:31
專利名稱：一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於紅外傳感技術，具體涉及一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警 電路，該電路能探測電腦使用者眼睛與顯示器的距離，並根據探測結果自動報警，提醒使用 者保持與顯示器適當距離。適用於各種顯示器，並且具有實現簡單、易於集成，由顯示器內 部供電管理模塊直接供電的特點。
背景技術：
現代社會已經全面進入資訊時代，電腦普及到人們生活中的方方面面，徹底改變 了人們的生活、工作和娛樂方式，電腦在給人們帶來方便的同時，也給使用者的眼睛帶來了 很大的負擔，尤其是眼睛與顯示器距離過近的時候。科學研究表明，人的眼睛與顯示器屏幕 距離為60釐米(cm)最為適宜。特別是，青少年的眼睛正處於發育之中，但自我保護意識薄 弱，很容易長時間過近距離盯著顯示器，這勢必會對眼睛造成很大傷害，影響青少年的健康 成長。因此，提供一種防止眼睛與顯示器距離過近的報警電路是十分必要的。利用紅外 探測來實現距離的測定，然後送入電路處理是一種技術方案。紅外探測技術已經比較成熟， 中國專利00258739公開了一種利用紅外探測的防瞌睡提醒器，是一種利用紅外線檢測人 眼皮動作的報警設備，但是目前還沒用將紅外探測技術運用在電腦顯示器上來測試距離以 保護眼睛，也沒有其他技術來提供防止眼睛與顯示器距離過近的報警電路，因此如何在顯 示器上集成距離報警電路，需要有實用新型的解決方案。發明內容本實用新型的目的在於提供一種集成在顯示器邊框上的紅外探測電路，來監視眼 睛與顯示器距離，並根據監視結果自動報警，提醒電腦使用者保持與電腦顯示器適當距離， 以保護眼睛。本實用新型提供的一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警電路，其特徵在於該 電路包括紅外探測器、功率檢測器、比較器、定時控制器、方波時鐘產生電路、蜂鳴器和LED 燈；可以方便地集成在顯示器面板的邊框裡，由顯示器內部供電管理模塊提供電源供給；紅外探測器、功率檢測器、比較器、定時控制器、方波時鐘產生電路、蜂鳴器和LED 燈的供電端，均與顯示器內部的供電管理模塊相連，紅外探測器的輸出端與功率檢測器的 輸入端相連，功率檢測器的輸出端與比較器的正輸入端相連，比較器的負輸入端與參考電 壓相連，比較器的輸出與定時控制器的輸入相連，定時控制器的輸出與蜂鳴器和LED燈的 輸入相連，比較器和定時控制器的時鐘信號控制端均與方波時鐘產生電路相連。方波時鐘產生電路產生的方波頻率為IkHz。本實用新型所述技術方案，能在顯示器工作時自動探測電腦使用者眼睛與顯示器 的距離，並根據探測結果自動報警。當電路探測到人體眼睛與顯示器距離小於60cm時，會 自動做出產生高電平控制蜂鳴器蜂鳴和LED燈閃爍的決定，來提醒使用者眼睛與顯示器的距離過近，直到使用者調整姿勢使眼睛與顯示器的距離超過60cm才解除報警，達到保護眼 睛的目的。並且本電路可以安裝在顯示器面板的邊框裡，由顯示器內部供電管理模塊直接 供電。該電路能夠有效解決眼睛與顯示器距離過近的報警問題，為青少年以及長時間使用 電腦的人員面對顯示器時保持合理的距離提供了一種現實可行的方法。
圖1是本實用新型實例的電路原理方框圖；圖2是本實用新型的IkHz方波時鐘產生電路的電路圖；圖3是本實用新型的比較器電路圖。
具體實施方式
下面通過藉助附圖和實施例將更加詳細說明本實用新型。如圖1所示，眼睛與顯示器距離報警電路由紅外探測器1、功率檢測器2、比較器3、 定時控制器4、方波時鐘產生電路5、蜂鳴器6以及LED燈7組成。方波時鐘產生電路5產 生的方波頻率為IkHz。紅外探測器1、功率檢測器2、比較器3、定時控制器4、方波時鐘產生電路5、蜂鳴器 6和LED燈7的供電端，均與顯示器內部的供電管理模塊相連，紅外探測器1的輸出端與功 率檢測器2的輸入端相連，功率檢測器2的輸出端與比較器3的正輸入端相連，比較器3的 負輸入端與參考電壓相連，比較器3的輸出與定時控制器4的輸入相連，定時控制器4的輸 出與蜂鳴器6和LED燈7的輸入相連，比較器3和定時控制器4的時鐘信號控制端與均方 波時鐘產生電路5相連。紅外探測器1接收顯示器正前方區域的使用者眼睛所發出的10微米(μπι)的紅 外線，根據接收紅外線強度產生功率信號Pl送入到功率檢測器2，功率檢測器2根據功率信 號Pl來計算使用者眼睛與顯示器的距離，並產生與距離成正比的電壓信號Vl送入到比較 器3的輸入端，若使用者眼睛與顯示器的距離大於60cm，則功率檢測器2產生的電壓信號 Vl經比較器3與參考電壓Vref比較後輸出電壓V2為低電平，若使用者眼睛與顯示器距離 小於60cm，則電壓信號Vl經比較器3與參考電壓Vref比較後輸出電壓V2為高電平。電壓 信號V2送入到定時控制器4的輸入端，定時控制器在每個時鐘周期的上升沿讀入一次輸入 電壓信號V2，若電壓信號V2為低電平，則對定時控制器復位並輸出低電平，若電壓信號V2 為高電平則定時控制器開始並保持計數，如果計數時間達到10秒，定時控制器4輸出一個 高電平並保持高電平狀態，任何時候輸入端檢測到低電平都立即對定時控制器4復位並輸 出低電平。比較器3和定時控制器4的時鐘信號均由方波時鐘產生電路5產生。定時控制 器4輸出的電壓信號V3被送入到蜂鳴器6和LED燈7的輸入端，電壓信號V3控制著蜂鳴 器6和LED燈7的開關使能，若電壓信號V3為高電平，則蜂鳴器6和LED燈7打開，蜂鳴器 6開始蜂鳴，LED燈7閃爍；若電壓信號V3為低電平，則蜂鳴器6和LED燈7關閉。結合圖1和圖2，本實用新型中的方波時鐘產生電路5產生的頻率為IkHz的方波 信號，作為定時控制器4的時鐘信號以及比較器3內部D觸發器的時鐘信號，方波時鐘產生 信號電路5用集成晶片555與電阻電容組合搭建。通過設定R1、R2和Cl的參數，來產生周 期為IkHz的方波信號。[0017]結合圖1和圖3，本實用新型中的比較器3將功率檢測器2輸出的電壓信號Vl與 參考電壓Vref進行比較；參考電壓Vref由電源電壓經電阻分壓獲得；比較器中的電壓比 較器採用集成晶片LMV331 ；比較後的信號V12經過延時單元後送入D觸發器，延時單元由 與非門和反相器組成，D觸發器的時鐘信號由方波時鐘產生電路5產生的時鐘信號經過反 相器來提供。D觸發器用來鎖存信號V12，鎖存時間為一周期，比較器電路3產生的信號V2 送入到定時控制器4。結合圖1，本實用新型中紅外探測器探測到的10 μ m紅外線能量，送入到功率檢 測器產生一個與能量成正比的電壓信號，使用者的頭部離顯示器的距離決定了紅外線的能 量，也就決定了電壓信號的幅值，距離越近，電壓信號的幅值越大。當使用者眼睛與顯示器 距離小於60cm，功率檢測器產生的電壓信號幅值將超過參考電壓Vref，使比較器輸出高電 平，定時控制器開始計數，當計數時間超過10秒，產生高電平輸出，使蜂鳴器蜂鳴和LED燈 閃爍。當使用者調整與顯示器的距離直到距離大於60cm，比較器輸出低電平，計數器立即復 位並輸出低電平關閉蜂鳴器和LED燈。從而實現了自動檢測使用者眼睛與顯示器的距離， 並判斷是否報警。
權利要求1. 一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警電路，其特徵在於該電路包括紅外探測器 (1)、功率檢測器(2)、比較器(3)、定時控制器(4)、方波時鐘產生電路(5)、蜂鳴器(6)和 LED 燈(7)；紅外探測器(1)、功率檢測器( 、比較器C3)、定時控制器(4)、方波時鐘產生電路(5)、 蜂鳴器(6)和LED燈(7)的供電端，均與顯示器內部的供電管理模塊相連，紅外探測器⑴ 的輸出端與功率檢測器O)的輸入端相連，功率檢測器O)的輸出端與比較器(3)的正輸 入端相連，比較器⑶的負輸入端與參考電壓相連，比較器⑶的輸出與定時控制器⑷的 輸入相連，定時控制器的輸出與蜂鳴器(6)和LED燈(7)的輸入相連，比較器C3)和定 時控制器的時鐘信號控制端均與方波時鐘產生電路(5)相連； 方波時鐘產生電路(5)的方波頻率為1kHz。
專利摘要本實用新型公開了一種探測眼睛與顯示器距離的自動報警電路，旨在自動探測使用者眼睛與顯示器的距離，並根據探測結果做出是否報警的決定，從而提醒使用者以合適的距離面對電腦，保護眼睛。該電路由紅外探測器、功率檢測器、比較器、定時控制器、方波時鐘產生電路、蜂鳴器和LED燈組成，若紅外探測器檢測到使用者眼睛與顯示器距離小於60cm，則通過比較器和定時控制器輸出高電平控制信號，控制蜂鳴器蜂鳴和LED燈閃爍，作為眼睛與顯示器距離過近的報警信號。本實用新型集成在電腦顯示器的面板邊框裡，直接使用顯示器內部電源管理模塊供電，具有實現簡單，安全可靠的特點。為提醒電腦使用者保持面對顯示器合適距離，提供了一種可實現電路。
文檔編號G01C3/00GK201828258SQ20102052961
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月15日 優先權日2010年9月15日
發明者陳揚 申請人:陳揚