多功能視力保護學習桌的製作方法
2023-06-13 05:55:16
專利名稱：多功能視力保護學習桌的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種學習實用桌子，尤其是一種具有保護視力、預防、矯正近視的多功能視力保護學習桌。
背景技術：
俗話說，眼睛是心靈的窗戶，一雙好的眼睛會給人們的學習、生活、工作帶來極大的方便。
眾所周知，人的眼睛的好壞與良好的用眼習慣密切相關，特別是在青少年時期，由於正處於生長發育和學習吸收知識的關鍵階段，一方面學習任務重，用眼量大，另一方面眼睛的各功能體尚未定型，不加注意就很容易引起從假性近視(或功能性屈光補正)轉變成真性近視(或屈光補正)等影響視力的功能性定型。因此，預防、矯正近視(或遠視)是眾多父母十分關心的問題。
預防近視(或屈光補正)除了從良好的用眼習慣著手外，為學生提供一種合理的學習用桌、營造良好的視覺環境也十分必要。這是因為學生的學習離不開桌子，眼睛與書本的距離、座姿、燈光、用眼時間、眼部鍛鍊等與視力密切相關的因素均可通過合理地設計相關的學習桌來加以控制和調整，通過合理的功能設計實現主動幹預用眼習慣，達到預防、保護和矯正視力的目的。但目前市場上的各類學生用桌均功能單一，無法滿足上述要求。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種多功能的、具有預防、保護和矯正視力、主動幹預用眼習慣的多功能視力保護學習桌。
本實用新型的技術方案是一種多功能視力保護學習桌，包括桌面、桌腿，桌面安裝在桌腿上，其特徵是在桌面的二端、桌腿的外側各連接有一個支撐板，其中一個支撐板上安裝有監視距傳感器，另一個支撐板上安裝有傳感器信號反射器，監視距傳感器不斷地檢測反射器反射回來的信號，當該信號被人體頭部擋住時，即產生一個超距信號；帶有防紫外線隔板的可調照明燈安裝在燈杆上，燈杆安裝在上述任意一側的支撐板上；在桌面上嵌裝有語音提示揚聲器，語音提示揚聲器根據設定的用眼時間定時發出提示休息的音響，並根據監視距傳感器發出的超距信號發出警示音響，提示使用者保持頭部與桌面的距；在遠離使用者的一邊桌面上安裝有插片鏡箱，在一側支撐板外安裝有落地式視力表鏡箱或視力表反射鏡架。
本實用新型還採取了以下技術措施1、桌面可為斜面桌面，其斜度為15～30度。
2、傳感器信號反射器為一平面板或其它儀器設備的平面形側面。
3、在桌面的正對於使用者的一邊上設有一個弧形缺口，弧形缺口中安裝有胸靠墊，胸靠墊連接有控制監視距傳感器電源開關的觸點開關，當人體壓住胸靠墊時，觸動觸點開關，接通監視距傳感器電源，監視距傳感器開始工作，人體離開胸靠墊時，觸點開關復位，切斷監視距傳感器電源，監視距傳感器開始工作。
4、插片鏡箱中放置有試鏡架、帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡，帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡均可分別卡插在試鏡架上。插片鏡箱的設計可使使用者根據自身的視力狀態選擇合適的鏡片代替眼睛的調節力，減輕眼睛調節負擔。
5、落地式視力表鏡箱或視力表反射鏡架包括視力表、反射平面鏡，反射平面鏡反射的視力表距離等於標準測量距離。視力表鏡箱或視力表反射鏡架的設計可使使用者坐在桌旁就可及時判斷、了解自己的視力情況。
6、監視距傳感器安裝在視力表鏡箱的箱體側面上。
7、在遠離使用者的桌面上安裝有雙眼合像箱，雙眼合像箱上、下、左、右為不透明封閉箱體，正對觀察者的一面上設有二個觀察孔，與該面相對的另一面為透明板，箱體中設有能交替發光的「合像視標」和「看近視標」。雙眼合像箱的設計可使使用者通過有規律的視覺聯動運動，起到防治近視的作用。
8、桌腿的高度可調。這種設計可使得本實用新型的桌面高度能隨著使用者的身高及時進行調整，以實現最佳的使用效果。
9、可調照明燈的照度和高度可調，通過調整可調照明燈在燈杆上的位置或調整燈杆的高度加上可調照明燈本身照度的可調性實現對桌面的最佳照度(LX)控制。
本實用新型的有益效果1、功能齊全，能有效地實現預防、保護、矯正近視、遠視、散光等視力障礙。
2、結構簡單，易於實現。本實用新型所涉及的各功能性零部件均可自行設計製造或直接從市場上購得。
3、既適用於學生使用，也適合於成人使用，既可在家庭使用，更可在學校推廣使用，對於保護和提高學生的視力十分有益。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型的斜坡桌面成像原理圖。
圖3是本實用新型的語音提示揚聲器的電原理框圖。
圖4是本實用新型的監視距傳感器安裝位置及信號走向示意圖。
圖5是本實用新型的監視距傳感器與電源及語音提示揚聲器連接的電原理框圖。
圖6是本實用新型的插片鏡箱中放置的試鏡架、帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡的結構示意圖。
圖7是本實用新型的雙眼合像箱「看近視標」成像過程示意圖。
圖8是本實用新型的雙眼合像箱「合像視標」成像過程示意圖。
圖9是本實用新型的視力表鏡箱結構及光路走向透視示意圖。
圖10是本實用新型的視力表鏡架的結構及光路走向透視示意圖圖中38為穩壓器、39為語音板，40為語音放大電路，41為時控電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示。
一種多功能視力保護學習桌，包括斜度為20度的斜坡桌面1、桌腿2，桌面1安裝在桌腿2上桌腿2上設可可調節其高度的可調旋鈕3，在桌面1的二端、桌腿2的外側各連接有支撐板4、5，其中支撐板4上安裝有監視距傳感器6，支撐板5上安裝有傳感器信號反射板7，監視距傳感器6不斷地檢測反射器反射回來的信號，當該信號被人體頭部擋住時，即產生一個超距信號；在監視距傳感器6的外側安裝有落地式視力表鏡箱8(如圖9所示)或視力表鏡架35(如圖10所示)。帶有防紫外線隔板9的可調照明燈10安裝在燈杆11上，燈杆11安裝在支撐板5上；在桌面1上嵌裝有語音提示揚聲器12，語音提示揚聲器12根據設定的用眼時間定時發出提示休息的音響，並根據監視距傳感器6發出的超距信號發出警示音響，提示使用者保持頭部與桌面1的距；在遠離使用者的一邊桌面上安裝有插片鏡箱13，在插片鏡箱13的一側或上部安裝有雙眼合像箱14。
以下結合附圖2～10對本實用新型的各構成部分的結構、工作原理及功能作進一步的說明。
一、桌面如圖2所示。桌面採用向上傾斜的斜面桌面，其斜度角α可在15～30度範圍內選定。斜坡桌面的設計是為了在近距離閱讀、書寫時減少頭部向前向下的角度，眼注視放在桌上的字跡能更自然、更鮮明、更清楚的落在視網膜上，也就是字跡平面以平面的角度落在視網膜上，而傳統的平面桌面，為了使字跡平面能以平面落在視網膜上，必然要將頭部向前又向下，才能看清楚字跡。青少年學生正處於生長發育階段，長時間地將頭部向前又向下進行閱讀、書寫會加重頸部的負擔，時間一長會自然地將頭部與字跡之間的距離越縮越短，引發近視。若以直坐姿書寫，那麼放在水平桌面上的字跡不能以平面的角度落在視網膜上，容易發生曲面像差，看字跡時，不是很鮮明、清楚。長時間閱讀、書寫，易發生視疲勞，因此，斜坡桌面的設計，可使坐姿保持限定的端正，字跡能更自然、鮮明、清楚地落在視網膜上，使眼與書本保持一定的空間距離，人感不易勞累，可延長書寫、閱讀時間。同時坐姿的端正使得頸部不易疲勞。圖中15表示人眼晶狀體，線段m表示人臉位置。
二、胸靠墊一般情況下，青少年學生在家庭作業時，所選擇的座椅與書桌並不是根據個人的身高體徵而合理搭配的，因此大部分青少年學生在長時間閱讀、作業時難以支持而習慣於趴著書寫，形成不良用眼習慣而引發近視。因此，本實用新型在桌面前方設計一個胸靠墊36可防止學生趴在桌上書寫，保持坐姿端正，使眼與書本保持一定的距離，有利於養成良好的坐姿及用眼習慣。此外，在胸靠墊36的前方桌面可設計一個與胸靠墊36形狀相配的凹弧，有利於同為凹弧形的胸靠墊36的安裝。在桌面1上相對於胸靠墊36的位置處安裝有觸壓式開關37，該觸壓式開關37與監視距傳感器6的電源相連，當人體靠在胸靠墊36上時，胸靠墊36壓迫到該觸壓式開關37，從而接通監視距傳感器6的電源，以便於監視距傳感器6監測學生頭部離桌面的距離是否符合要求，如果學生的頭部將監視距傳感器6的信號擋住，則表示學生的眼睛與桌面1的距離太近，則監視距傳感器6會給語音提示揚聲器12發出超距信號，語音提示揚聲器12會發出超距警告音響，提醒學生保持距離。為了安全起見，胸靠墊36應採用絕緣體材料製造。
三、語音提示揚聲器語音提示揚聲器12可嵌裝在桌面1上，也可置於桌面上的插片鏡箱13中。它是根據眼的視覺生理，視覺運動規律而設置的。眼睛在近距離閱讀、作業時晶狀體用了很強的調節力，時間過長，睫狀肌及晶狀體主會發生麻痺、痙攣，而難以放鬆，愈演成真近視。根據科學論證，眼睛晶體忽而調節，忽而放鬆，協調運動可預防近視，因此，語音提示的設計的目的是限定近距離閱讀、書寫的時間，並通過聲音提示學生定時改變眼睛的工作狀態，使睫狀肌及晶狀體得到調整和休息，保持眼視覺的協調運動，預防近視的發生和發展。其電原理框圖如圖3所示。圖中時控電路可採用常規的時控電路，時控電路連接有「工作時間」和「休息時間」二個調節旋鈕16、17，語音板也可採用常規的合成有語音的電路板，語音板還連接有一個常規的語音放大電路以驅動語音提示揚聲器12。具體實施時，語音提示揚聲器還可用其它方式加以驅動，如與電腦相連，由電腦進行時間控制和提示等。
四、監視距傳感器如圖4、5所示。
監視距傳感器安裝在視力表鏡箱的箱體側面上，在其相對的一面上設有一個信號反射板7，信號反射板7可用平面反射比較好的平板製造，也可利用其它儀器的側面作為反射板，如圖4所示就是利用安裝在桌面支撐邊上的保視康理療儀的側面作為信號反射析使用的。它是根據眼睛的視覺生理、視覺運動而設計的，人眼在近距離閱讀、書寫時，靠的越近，晶狀體調節就越強。例如人眼在注視5米外的物體時，晶狀體只用了0.2度以下的調節力，33cm時用3度的調節力，20cm時用了5度的調節力，越靠近物體，調節力就越大，越容易發生調節過度緊張，引發麻痺、痙攣。青少年學生在近距離閱讀、書寫時，由於眼與書本距離靠得太近，晶狀體高度調節，長時間持續作用時，晶狀體難以放鬆，易發生「假性近視」，久而久之應會變成真性近視。因而監視距傳感器的設計就是使學生的眼睛與書本之間保持一定的距離，使晶狀體在限定的範圍內調節，避免可近引發的高度調節緊張而引發近視。從圖4中可看出，當學生的頭部距斜面桌面的距離小於設定值(一般為30cm)時，頭部會切斷監視距傳感器與信號反射板7之間的信號交流，此時監視距傳感器會給語音提示揚聲器中的語音板發送一個超距信號，語音板立即啟動語音提示揚聲器12發出警告聲音，提醒學生保持頭部與桌面1的距離。具體實施時，在安裝了胸靠墊36的前提下，可利用與胸靠墊36相連的觸壓式開關37作為控制監視距傳感器6電源的開關，只有當學生的胸部抵壓在胸靠墊36上並觸壓到開關37時，監視距傳感器6才開始工作，才會出現超距語音提示。其控制原理框圖如圖5所示。
五、帶有防紫外線隔板的可調照明燈它是根據視網膜接受光線照度和視力之間的關係以及不同波長的光波對眼部各器官和視覺功能的影響而專門設計的。當光線的照度減弱到100LX(勒克斯，照度單位，下同)以下時，視力會下降，閱讀、書寫不清楚，必然會使眼睛距書本的距離越來越近，長此以往會發生視覺疲勞而引發近視，當光線的照度上長，視力也隨之上升，升到1000LX時，視力處於平緩狀態，超過1000LX時，視力相反會下降。因此光線的照度不能過高也不能過低。設置可調照明燈10的目的是使學生學習時的光線照度可調至最佳狀態，同時將可調照明燈10放置在桌面1的左前上側可避免光線經書面或桌面1反射到眼底而影響視覺。其上安裝有防紫外線隔板9可採用磨砂型半透明有機板製造，它可有效地過濾了紫外線，防止其對眼的角膜、晶狀體、視網膜黃斑區及脈絡膜等重要組織器官的傷害。
六、插片鏡箱如圖6所示。
插片鏡箱中放置有試鏡架、帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡，試鏡架上連接有可調節尺寸的卡座，帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡均連接有卡頭，卡頭可卡插在試鏡架上的卡座中。插片鏡箱的設計可使使用者根據自身的視力狀態選擇合適的鏡片代替眼睛的調節力，減輕眼睛調節負擔。
其中帶有正、負度數的鏡片是根據眼的視覺生理、視覺運動而設計的，青少年在近距離閱讀、書寫時，眼前的物體入射到眼內的視網膜上，光線是屬散開狀態，因此，眼需增加調節。健康眼睛者，使用相當量的正度數鏡片可代替眼的調節力，減輕眼調節負擔；有近視者，根據其眼鏡的度數，減去相當量的負度數鏡片，也可減輕眼調節負擔；遠視者，根據其遠視眼鏡的度數，增加相當量的正度數鏡片，也可減輕眼調節負擔。
三稜鏡的配備設計是在近距離閱讀、作業時，戴用低凸透鏡外加三稜鏡基底向內，使眼睛視軸形成負集合，帶動調節放鬆，起到防治假性近視的作用。
針孔鏡的設計是形成人工瞳孔，在圓墨片形針孔鏡的中心有一直徑為1mm的圓孔，可改善監床視力，戴用時通過觀察視力表，可判斷屈光程度及性質。
色鏡有紅、綠、藍、黃、茶色，通過戴用各種色鏡，觀察視力表，可判斷屈光介質有無異常及色覺功能是否正常。
護目鏡表層鍍有金屬離子物，具有阻斷電視機、顯示器等螢光屏的紫外線的功能。
七、雙眼合像箱如圖7、8所示。
雙眼合像箱上18、下19、左20、右21為不透明封閉箱體，正對觀察者的一面22上設有二個觀察孔23，與該面相對的另一面24為透明板，箱體中設有能交替發光的「合像視標」25和「看近視標」26。雙眼合像箱的設計可使使用者通過有規律的視覺聯動運動，起到防治近視的作用。
它是根據眼的視覺生理機能而設計的，以近距離目標模擬遠距離目標，使視線平行帶動調節放鬆，又忽而看近距離目標，進行聯動調節，通過訓練，交替式忽而合像，忽而視近距目標，這種有規律的視覺聯動運動，可起防治近視作用。經過訓練眼忽合像，兩眼視軸平行，使眼視線引向遠處，帶動調節放鬆。眼注視近光標時視線收斂調節，合理地、忽而合像，忽而視近標收斂調節，眼就像在大自然中遠、近協調運動，據科學論證，看遠看近協調運動，可預防近視，因此雙眼合像法可預防近視發生。
八、視力表箱及視力表鏡架。
視力表箱可採用如圖9所示的結構，視力表鏡架或採用如圖10所示的結構。
視力表鏡箱8由箱體27、遠視力表28、近視力表34、反射平面鏡29、30、31、32組成，標準視力表28安裝在箱體27的頂部，經四塊呈一定角度安裝在箱體27中的反射平面鏡29、30、31、32反射後，在正對箱體正面視力觀察窗33的第四塊平面鏡32中成像，且箱體頂部的標準視力表28所經過的反射光路的a、b、c、d、e長度相加等於標準測試距離(約為5米)。視力表鏡箱的設計可使使用者坐在桌旁就可及時判斷、了解自己的視力情況。近視力表34實際是遠視力表28的縮小，它不需經過映射即可從觀察窗33中直接加以觀察，其離觀察者的距離一般設這來33cm。
視力表鏡架的設置是為了減少安裝空間，它實際上是視力表鏡箱內部的相關部件直接在相關支架上的安裝。
本實用新型相關組成部分的電路十分簡單，均可採用現有技術加以實現，在此不再細述。
權利要求1.一種多功能視力保護學習桌，包括桌面、桌腿，桌面安裝在桌腿上，其特徵是在桌面的二端、桌腿的外側各連接有一個支撐板，其中一個支撐板上安裝有監視距傳感器，另一個支撐板上安裝有傳感器信號反射器；帶有防紫外線隔板的可調照明燈安裝在燈杆上，燈杆安裝在上述任意一側的支撐板上；在桌面上嵌裝有語音提示揚聲器；在遠離使用者的一邊桌面上安裝有插片鏡箱，在一側支撐板外安裝有落地式視力表鏡箱或視力表反射鏡架。
2.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是所述的桌面為斜面桌面，其斜度為15～30度。
3.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是所述的傳感器信號反射器為一平板或其它儀器設備的平面形側面。
4.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是在桌面的正對於使用者的一邊上設有一個弧形缺口，弧形缺口中安裝有胸靠墊，胸靠墊連接有控制監視距傳感器電源開關的觸點開關，當人體壓住胸靠墊時，觸動觸點開關，接通監視距傳感器電源，監視距傳感器開始工作，人體離開胸靠墊時，觸點開關復位，切斷監視距傳感器電源，監視距傳感器開始工作。
5.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是所述的插片鏡箱中放置有試鏡架、帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡，帶有正、負度數的鏡片、三稜鏡、針孔鏡、色鏡、護目鏡均可分別卡插在試鏡架上。
6.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是所述的落地式視力表鏡箱或視力表反射鏡架包括視力表、反射平面鏡，反射平面鏡反射的視力表距離等於標準測量距離。
7.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是監視距傳感器安裝在視力表鏡箱的箱體側面上。
8.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是在遠離使用者的桌面上安裝有雙眼合像箱，雙眼合像箱上、下、左、右為不透明封閉箱體，正對觀察者的一面上設有二個觀察孔，與該面相對的另一面為透明板，箱體中設有能交替發光的「合像視標」和「看近視標」。
9.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是桌腿的高度可調。
10.根據權利要求1所述的多功能視力保護學習桌，其特徵是可調照明燈的照度和高度可調。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能的、具有預防和矯正視力、主動幹預用眼習慣的多功能視力保護學習桌，包括桌面、桌腿，其特徵是在桌面的二端、桌腿的外側各連接有一個支撐板，其中一個支撐板上安裝有監視距傳感器，另一個支撐板上安裝有傳感器信號反射器；帶有防紫外線隔板的可調照明燈安裝在燈杆上，燈杆安裝在支撐板上；在桌面上嵌裝有語音提示揚聲器，在遠離使用者的一邊桌面上安裝有插片鏡箱，在一側支撐板外安裝有落地式視力表鏡箱或視力表反射鏡架。
文檔編號A47B13/08GK2734001SQ20042006253
公開日2005年10月19日 申請日期2004年7月8日 優先權日2004年7月8日
發明者林正晚 申請人:林正晚