防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置的製作方法

2023-05-03 14:52:51 1

專利名稱：防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置的製作方法
防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置
技術領域：
本發明涉及一種健康保護裝置，尤其指一種防止使用者過長時間或過近使用帶屏 幕的電子設備的附件裝置。
背景技術：
時下市場上的帶有彩色顯示屏的電子產品越來越多，從電視機、個人電腦、手提電 腦及遊戲機、手提遊戲機、個人媒體播放器到手提電話等，廣泛被兒童和成人用作工作、教 育和娛樂上。這些電子產品通常會提供很有趣味的內容，來娛樂用戶。一些用戶會過長時 間使用這些電子產品，造成疲勞、時間管理不善，甚至沉迷。一些用戶，特別是小朋友，會太 靠近屏幕觀看，產生近視的風險。本發明所實現的裝置，與上述電子產品一起工作，當用戶太近或太久使用這些電 子產品時，會提示或控制用戶，以免用戶過度使用而影響身心健康，令時間管理得更好。

發明內容本發明的目的在於克服了上述缺陷，提供一種可安裝在有一個或多個屏幕的外部 主設備，當用戶不當過度使用該外部主設備時，會進行警告提示，且若提示無效下對外部主 設備進行關閉的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置。本發明的目的是這樣實現的一種防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝 置，其特徵在於它包括中央處理器，中央處理器輸入有距離感應模塊，中央處理器輸出則 連接外部主設備；所述距離感應模塊，用於感應裝置前是否存在使用者以及用戶與裝置間的距離， 同時測量使用者與裝置間的距離；所述中央處理器，接收來自測距感應模塊的測感信號，計算距離及累加時間，與預 設的報警距離及時間比較，以確定用戶是否離主設備的屏幕過近，或用得太久，一旦過近或 太久，其會輸出控制信號，去控制外部主設備工作狀態的變化從而對使用者進行提醒；它還包括顯示模塊、設定模塊、外部主設備狀態檢測模塊、外部主設備電源控制模 塊及報警模塊；所述顯示模塊、設定模塊與報警模塊與中央處理器相連，中央處理器通過外 部主設備電源控制模塊連接外部主設備，外部主設備通過外部主設備狀態檢測模塊連接中 央處理器；所述外部主設備狀態檢測模塊，用於感測外部主設備的包括其屏幕是否處於開啟 的工作狀態或者其電源工作狀態處於開、關或待機模式；所述報警模塊，用於在中央處理器的驅動下發出報警訊息；所述顯示模塊，用於在中央處理器的控制下對裝置設定及工作時狀態進行顯示；所述設定模塊，用於讓使用者選擇或設定裝置工作模式、報警距離及報警時間；所述外部主設備電源控制模塊，用於在報警模塊提醒無效的情況下對外部主設備 電源進行關機的操作；
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它還包括有記憶卡接口，記憶卡接口連接在中央處理器上，用於讀取外部記憶卡 中用以存儲預設外部設備的用量或用時信息並送至中央處理器，同時用於將工作記錄和設 定存儲於外界存儲卡上；所述中央控制器還設有數據通訊接口，用於與外部計算機或外部設備交換用戶數 據，所述用戶數據包括裝置的工作模式、報警距離預設值和時間用量；所述距離感應模塊包括紅外線或超聲波傳感器；所述報警模塊包括有喇叭或指示燈或振動電機；所述外部主設備電源控制模塊包括紅外線或無線遙控單元；所述外部主設備電源控制模塊與外部主設備的接口相連。本發明的有益效果在於提供了一種可有效防止人們長時間或過近使用帶屏幕設 備、保護使用者身心健康的健康保護裝置。本健康保護裝置除了可對具體使用時的使用距 離、時間進行設定調整，於到達限值發出報警外，還集諸多功能於一身，例如裝置可由其內 設置的外界屏幕工作狀態檢測模塊感知外部設備的屏幕是否處於工作狀態，從而實現產品 的智能工作，此外根據各類距離感應模塊的特性於中央處理器設置了對應辨別程序，可有 效辨別於裝置前物體的屬性，即是人體還是普通物體，從而大大降低了裝置的誤報率，而 中央處理器則還可通過存儲卡槽將本健康保護裝置的工作記錄儲存於外部存儲卡中以便 使用者隨時調閱管理，最後，本裝置還設有操控輸出模塊，裝置可直接經由該模塊對外部帶 屏幕設備執行遙控、關閉操作，從而達到確保使用者健康的目的，由此可見，本發明的產品 可廣泛適用於時下各類帶屏幕設備的防過近及過度的健康保護上，不僅實現了一機多用， 且裝置擁有較高智能，加之功能全面，非常適宜推廣應用。

下面結合附圖詳述本發明的具體結構圖1為本發明構成原理框2為本發明的第一實施例構成原理框3為本發明的第二實施例構成原理框4為本發明的第三實施例構成原理框圖
具體實施方式本發明是一個幫助人們更健康地使用電子設備的創新系統。根據本發明所實施的 裝置，可與主設備一起工作，以管理使用者的行為，包括使用時的距離和時間。使用者的行 為信息被直接傳輸，或通過存儲卡傳送到個人電腦中，以便通過特定的軟體進一步監控和
管理使用者。該種防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，通常包括至少距離感應模塊2，用於感應裝置前是否存在使用者以及用戶與裝置間的距離，同時 測量使用者與裝置間的距離。中央處理器1，接收來自測距感應模塊的測感信號，計算距離及累加時間，與預設 的報警距離及時間比較，以確定用戶是否離外部主設備的屏幕過近，或用得太久，一旦過近 或太久，其會輸出控制信號，去控制外部主設備工作狀態的變化從而對使用者進行提醒。
上述模塊中，中央處理器1輸入有距離感應模塊2，中央處理器1輸出則連接外部 主設備。實施例一參見圖2為本發明第一實施例，其為一種多用途裝置，該裝置可控制多種外部主 設備，以防止用戶離外部主設備的屏幕太近，或使用外部主設備過久。此裝置可以與大部分 家用電子設備兼容，例如電視遊戲機、電視機、個人電腦、手提電腦，甚至書寫。與該實施例中裝置加入了顯示模塊5、設定模塊、外部主設備狀態檢測模塊3、外 部主設備電源控制模塊、報警模塊6及數據通訊接口、記憶卡接口。顯示模塊5、設定模塊與 報警模塊6與中央處理器1相連，中央處理器1通過外部主設備電源控制模塊連接外部主 設備，外部主設備通過外部主設備狀態檢測模塊3連接中央處理器1，中央處理其還設置有 記憶卡接口及數據通訊接口。上述外部主設備狀態檢測模塊3，用於感測外部主設備的包括其屏幕是否處於開 啟的工作狀態或者其電源工作狀態處於開、關或待機模式。上述報警模塊6，用於在中央處理器1的驅動下發出報警訊息，報警模塊6具體可 包括有喇叭或指示燈或振動電機。上述顯示模塊5，用於在中央處理器1的控制下對裝置設定及工作時狀態進行顯
7J\ ο上述設定模塊4，用於讓使用者選擇或設定裝置工作模式、報警距離及報警時間。上述外部主設備電源控制模塊7，用於在報警模塊6提醒無效的情況下對外部主 設備電源進行切斷的操作。該外部主設備電源控制模塊7具體的可包括紅外線或無線遙控 單元，此外所述外部主設備電源控制模塊7與外部主設備的接口相連。上述數據通訊接口 8，用於與外部計算機或外部設備交換用戶數據，所述用戶數據 包括裝置的工作模式、報警距離預設值和時間用量。上述記憶卡接口 9，用於讀取外部記憶卡中用以存儲預設外部設備的用量或用時 信息並送至中央處理器1，同時用於將工作記錄和設定存儲於外界存儲卡上。此外距離感應模塊2包括一套超聲波傳感器。本多用途裝置使用時安裝在外部主設備旁邊，而且面向使用者。中央處理器1接 受來自外部主設備狀態檢測模塊3的外部主設備狀態信號。外部主設備狀態檢測模塊3通 過檢測外部主設備電源開啟時發出的無線電波，來確定外部主設備的狀態。當外部主設備 開啟時，中央處理器1接收到外部主設備狀態檢測模塊3發出的信號，就開始作內部計時， 同時啟動距離感應模塊2。中央處理器1接收到從距離感應模塊2的距離感應信號後，計算出使用者與本裝 置間的距離。距離感應模塊2利用超聲波技術可檢測精度少於1CM，距離達300CM範圍內的 物件。中央處理器1能根據此準確距離判斷是否有使用者停留在屏幕前方。如果使用者停 留在屏幕前方的距離短於預設的距離，中央處理器1會向報警模塊6發出信號，驅動報警模 塊6發出警告音或語音提示。在不同環境下，它還可以做警告閃燈和振動，而警告是漸進式 的。一旦使用者離開，警告便會停止。當內部計時器接近預設時間，本裝置會發出提示音或閃燈信號。當到達預設時間， 中央處理器1將控制外部主設備電源控制模塊7，向外部主設備發出關電源信號。如果外部主設備是電視機，它將通過外部主設備電源控制模塊7的紅外線單元發出關電源的遙控命 令；如果是電腦，它將通過數據通訊接口 8的USB 口發出關電源的鍵盤指令。設定模塊4和顯示模塊5用於設定有關參數，例如提示距離和每次計時的上限等。 本裝置可存有多個參數集，以應用到不同用途，例如用於電視機時距離長些、用於個人電腦 則距離短些。當本裝置放在桌上對準正在書寫的小孩用戶的頭部，就能檢測到小孩的坐姿 是否正確，防止小孩書寫時頭太近或太歪。顯示模塊5用LED或LCD顯示時間、距離等信息， 而平時也可顯示數字時鐘。中央處理器1亦統計每天的使用量，每天上限也可設定。當上限到達時，中央處理 器1可發出警告，或關掉外部主設備。中央處理器1利用數據通訊接口 8的USB埠與電腦或外部設備交換用戶數據， 包括預設值和用量等。安裝在電腦上容易使用的軟體，可以查看、修改和存儲用戶數據。軟 件可做更複雜的時間管理任務，例如平衡正在讀書的小孩的作息時間。此實施例有多種用途，適用於不同的外部主設備，包括不同的屏幕尺寸和觀看距 離，來防止用戶太靠近外部主設備或用得太長時間，以減輕用戶近視、時間管理不善及沉迷 等風險。實施例二 實施例二與實施例一最大的不同在於距離感應模塊2採用了紅外線傳感器。而外 部主設備電源控制模塊7，是通過與遊戲機的標準接口(如USB接口、遊戲卡接口或充電接 口等)相連，去控制遊戲機的電源。而設定模塊4包括一組作為中央處理器1輸入的開關，可用來設置安全距離和時 間上限等參數。本裝置安裝在遊戲機的屏幕旁邊後，紅外線距離感應模塊2會利用主動紅外線技 術，檢測距離50CM之內用戶的臉和遊戲機之間的距離。當檢測到的距離小於預設的安全距 離，中央處理器1會驅動報警模塊6發出警告音、震動和閃燈警告。如果用戶沒有根據提示 而移開到安全距離，警告會增強並持續一段時間，最後中央處理器1會驅動外部主設備電 源控制模塊7關掉遊戲機。因此其特別合適與外部主設備的手提遊戲機一起使用，例如任 天堂DS系列或者索尼PSP系列。而外部主設備狀態檢測模塊3通過監視遊戲機接口的一些接腳的電壓變化，去確 定遊戲機電源的狀態是開機、關機或者待機。電源狀態信息被中央處理器1用來啟動計時
ο顯示模塊5顯示時間的讀數，並用不同顏色的顯示燈來表示與內部計時器是否接 近上限。當內部計時器接近預設時間，中央處理器1會驅動報警模塊6去發出警告音、震動 或者閃警告燈，以提醒用戶保存遊戲和休息一下。當內部計數器達到預設時間，中央處理器 1會控制外部主設備電源控制模塊7，通過與遊戲機的標準接口相連，發出相應的控制電位 信號，去控制遊戲機的電源電路，令遊戲機關機。對不同類型的遊戲機，相連的接口可以不 同，包括但不局限於USB埠，遊戲卡埠，記憶卡埠，電池接口，外部電源埠。一旦達到預設上限，用戶需要關閉遊戲機或者讓遊戲機進入待機模式，休息一段 時間(例如10分鐘)，直到內部計時器重置為止。
而中央處理器1更是可通過記憶卡接口 9，在外部記憶卡中存儲設定及用量信息。實施例三該實施例與實施例一、二的最大不同之處在於是把本裝置嵌入到外部主設備裡面 的，它包括中央處理器1，接收來自測距感應模塊的測感信號，計算距離及累加時間，與預設 的報警距離及時間比較，以確定用戶是否離外部主設備的屏幕過近，或用得太久，一旦過近 或太久，其會輸出控制信號，去控制外部主設備工作狀態的變化從而對使用者進行提醒。
距離感應模塊2，用於感應裝置前是否存在使用者以及用戶與裝置間的距離，同時 測量使用者與裝置間的距離。數據通訊接口 8，用於與外部計算機或外部設備交換用戶數據，所述用戶數據包括 裝置的工作模式、報警距離預設值和時間用量。記憶卡接口 9，用於讀取外部記憶卡中用以存儲預設外部設備的用量或用時信息 並送至中央處理器1，同時用於將工作記錄和設定存儲於外界存儲卡上。中央處理器1連接距離感應模塊2，同時輸出有記憶卡接口 9及數據通訊接口 8， 此外中央處理器1還直接連接控制外部主設備以進行提示/關閉等操作。綜上所述，隨著時下市面上有越來越多的面向小孩的娛樂電子設備，具有彩色屏 幕，娛樂內容非常吸引人。一些用戶未能自覺地防止過度使用。很多小孩不自覺地太靠近 屏幕。本發明裝置能幫助他們更健康地使用這些電子設備。裝置設有記憶卡接口 9，從而使得對相應外部設備的用量及設定信息可存儲在稱 為時間管理卡的快閃記憶體記憶卡。每一張時間管理卡可為家中一個小孩存放多個電子設備上的 本發明裝置的信息。當一個小孩想用某外部主設備時，他需要插入他的時間管理卡來啟動 該外部主設備。有關每次用量及每天用量等信息將被存在該卡上。此外用量上限可在個人電腦上的特定時間管理軟體上設定。小孩子用戶的其他 活動，例如學習、體育鍛鍊、家務上的表現，也可以輸入到管理軟體上，來調節相應的用量上 限，以平衡用戶的生活。需要指出的是，本發明不限於上述實施方式，任何熟悉本專業的技術人員在基於 本實用新型技術方案內對上述實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發 明的保護範圍內。
權利要求
1.一種防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在於它包括中央處 理器，中央處理器輸入有距離感應模塊，中央處理器輸出則連接外部主設備；所述距離感應模塊，用於感應裝置前是否存在使用者以及用戶與裝置間的距離，同時 測量使用者與裝置間的距離；所述中央處理器，接收來自測距感應模塊的測感信號，計算距離及累加時間，與預設的 報警距離及時間比較，以確定用戶是否離外部主設備的屏幕過近，或用得太久，一旦過近或 太久，其會輸出控制信號，去控制外部主設備工作狀態的變化從而對使用者進行提醒。
2.如權利要求1所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在 於它還包括顯示模塊、設定模塊、外部主設備狀態檢測模塊、外部主設備電源控制模塊及 報警模塊；所述顯示模塊、設定模塊與報警模塊與中央處理器相連，中央處理器通過外部主 設備電源控制模塊連接外部主設備，外部主設備通過外部主設備狀態檢測模塊連接中央處 理器；所述外部主設備狀態檢測模塊，用於感測外部主設備的包括其屏幕是否處於開啟的工 作狀態或者其電源工作狀態處於開、關或待機模式；所述報警模塊，用於在中央處理器的驅動下發出報警訊息；所述顯示模塊，用於在中央處理器的控制下對裝置設定及工作時狀態進行顯示；所述設定模塊，用於讓使用者選擇或設定裝置工作模式、報警距離及報警時間；所述外部主設備電源控制模塊，用於在報警模塊提醒無效的情況下對外部主設備電源 進行關機的操作。
3.如權利要求1或2所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵 在於它還包括有記憶卡接口，記憶卡接口連接在中央處理器上，用於讀取外部記憶卡中用 以存儲預設外部設備的用量或用時信息並送至中央處理器，同時用於將工作記錄和設定存 儲於外界存儲卡上。
4.如權利要求1或2所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵 在於所述中央控制器還設有數據通訊接口，用於與外部計算機或外部設備交換用戶數據， 所述用戶數據包括裝置的工作模式、報警距離預設值和時間用量。
5.如權利要求1所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在 於所述距離感應模塊包括紅外線或超聲波傳感器。
6.如權利要求2所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在 於所述報警模塊包括有喇叭或指示燈或振動電機。
7.如權利要求2所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在 於所述外部主設備電源控制模塊包括紅外線或無線遙控單元。
8.如權利要求2所述的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，其特徵在 於所述外部主設備電源控制模塊與外部主設備的接口相連。
全文摘要
本發明提供了一種防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，可安裝在有一個或多個屏幕的外部主設備，通過配置中央控制器、距離感應模塊、顯示模塊、設定模塊、外部主設備狀態檢測模塊、外部主設備電源控制模塊及報警模塊，使得本發明的產品不僅可廣泛適用於時下各類帶屏幕設備的防過近及過度的健康保護上，當用戶不當過度使用該外部主設備時，會進行警告提示，且若提示無效下對外部主設備進行關閉的防止過近及過度使用帶屏幕設備的健康保護裝置，裝置不僅實現了一機多用，且裝置擁有較高智能，加之功能全面，非常適宜推廣應用。
文檔編號G05B19/04GK102141784SQ20101011019
公開日2011年8月3日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者張偉斌 申請人:張偉斌