專利名稱：電子視保裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于眼保健電子裝置，適用于少年兒童預(yù)防視力下降。
目前少年兒童要做到嚴(yán)格用眼衛(wèi)生以預(yù)防視力下降方面存在下列問題一是要靠教師、家長(zhǎng)的時(shí)刻督促才能做到，增加了教師、家長(zhǎng)的工作負(fù)擔(dān)；二是對(duì)用眼衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)難于定量掌握，影響眼保健效果。
本裝置的任務(wù)是用一種電子裝置來解決上述的存在問題，它是用一個(gè)高靈敏的微型探頭來采集看書寫字時(shí)視區(qū)的照度和讀者眼睛位置變化所引起的照度變化信號(hào)，以報(bào)警器對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分類鑒別讀者用眼是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)能自動(dòng)用聲或光報(bào)警來提醒他們糾正，只有糾正后報(bào)警才停止。同時(shí)用循環(huán)定時(shí)器對(duì)學(xué)習(xí)與休息時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)計(jì)報(bào)，在休息期間自動(dòng)發(fā)報(bào)眼保健操信號(hào)，從而達(dá)到代替教師、家長(zhǎng)的督促作用，使少年兒童能經(jīng)過自己的努力養(yǎng)成用眼衛(wèi)生習(xí)慣，預(yù)防視力下降。
本裝置主要結(jié)構(gòu)及電路原理如附

圖1所示，它由高靈敏的微型傳感探頭(下稱探頭)(Ⅰ)和報(bào)警循環(huán)定時(shí)控制器(Ⅱ)兩大部分構(gòu)成。
高靈敏的微型傳感探頭(Ⅰ)是一個(gè)具有聚光鏡的光敏三極管，用它來采集學(xué)習(xí)視區(qū)照度、眼與視物距離信號(hào)(用眼睛位置變化所引起的照度變化信號(hào)代表)。
報(bào)警循環(huán)定時(shí)控制器(Ⅱ)是實(shí)現(xiàn)光弱報(bào)警、眼與視物距離小于明視距離(約25厘米)報(bào)警(稱為明視報(bào)警)、學(xué)習(xí)與休息時(shí)間計(jì)報(bào)和發(fā)送眼保健操信號(hào)的主體電路。
本裝置的外型結(jié)構(gòu)如附圖2所示，它由機(jī)殼(1)、音窗(2)、多檔選擇開關(guān)(3)、控制面板(4)、學(xué)習(xí)時(shí)間指示燈(5)、報(bào)警指示燈(6)、學(xué)習(xí)時(shí)間設(shè)定旋鈕(7)、休息時(shí)間設(shè)定選鈕(8)、定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)、電源開關(guān)(10)、天線放置槽(11)、銘牌(12)、機(jī)蓋(13)、拉桿(14)、探頭套管(15)組成。其中拉桿(14)由上下兩節(jié)組成，每節(jié)直徑為5～6毫米，長(zhǎng)度可在10～20厘米伸縮，并能繞桿的軸線作0～360度角的旋轉(zhuǎn)，下節(jié)拉桿的底部關(guān)節(jié)固定于機(jī)殼的左上角并可在0至90度角左右變化，上節(jié)拉桿的底部關(guān)節(jié)(O)與下節(jié)拉桿上端相接，其軸線可繞(O)作0～180度角上下變化，桿的頂端裝有長(zhǎng)為4厘米，直徑為5毫米向外開口的探頭套管(15)，探頭套管的軸線與上節(jié)拉桿軸線相互垂直，探頭(Ⅰ)裝于探頭套管的底部，它的聚光鏡朝外。控制面板(4)下面裝報(bào)警循環(huán)定時(shí)控制器的電路。當(dāng)裝置不工作時(shí)，兩節(jié)拉桿即可互相摺疊成10厘米長(zhǎng)放進(jìn)天線放置槽(11)內(nèi)，蓋上機(jī)蓋(13)便于攜帶和保護(hù)主機(jī)。
裝置的工作原理如下光弱報(bào)警。附圖2控制面板(4)上的電源開關(guān)(10)至“ON”，定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)至“1”，多檔選擇開關(guān)(3)至“1”，即相當(dāng)于附圖1中的K2至“2”，K3至“1”，K1至“1”，這時(shí)循環(huán)定時(shí)器得電工作，電源經(jīng)繼電器J常閉接點(diǎn)使IC1555時(shí)基集成塊得電工作；這時(shí)照于光敏三極管BG上的光照度調(diào)至100勒克斯時(shí)，BG的c－e極間電阻至一定值，調(diào)整電位器W1的阻值使IC1的2、6腳電位處于1／3Vcc臨界狀態(tài)，即光再弱時(shí)就會(huì)出現(xiàn)低于1／3Vcc，3腳輸出就為高電位，發(fā)光二極管D1發(fā)亮。經(jīng)過這樣校定后的電路用于看書學(xué)習(xí)時(shí)，將拉桿(14)上端的探頭調(diào)至學(xué)習(xí)視區(qū)，若D1亮就表明看書環(huán)境照度小于國家教委規(guī)定的100勒克斯的照度標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)就應(yīng)補(bǔ)充光照至臨界值以上，使D1不亮，從而實(shí)現(xiàn)光弱報(bào)警。
明視報(bào)警。附圖2控制面板(4)上的電源開關(guān)(10)至“ON”，定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)至“1”，多檔選擇開關(guān)(3)至“2”，即相當(dāng)于附圖1中的K2至“2”，K3至“1”，K1至″2″，把主機(jī)放至讀者前方與光線方向相反的一側(cè)。如光照光線從左面來，主機(jī)就放至讀者前面右側(cè)。然后將拉桿(14)垂直升至18厘米左右，同時(shí)調(diào)節(jié)上節(jié)拉桿使探頭聚光鏡面正對(duì)光線、距桌面25厘米高并彎曲在學(xué)習(xí)視區(qū)的側(cè)上方，即調(diào)至主機(jī)、探頭位置既不防礙看書學(xué)習(xí)的動(dòng)作，又不要離頭側(cè)過遠(yuǎn)；這時(shí)若眼與視物距離大于25厘米，人體頭部遠(yuǎn)離探頭的BG，照于探頭的光線不受阻，則照于BG的光照度大而使BG的c－e極間電阻值下降，IC1的6腳電位高于2／3Vcc，3腳輸出為低電位，音樂IC5不發(fā)音，即實(shí)現(xiàn)眼與書本距離大于25厘米時(shí)，裝置不報(bào)警；如果眼與視物距離小于25厘米時(shí)，人體頭部即擋住射至BG的主要光線而使BG處光照度減弱，導(dǎo)致BG的c－e極間電阻值增大而使IC1的2腳電位低于1／3Vcc，3腳輸出變?yōu)楦唠娢?，IC5通電報(bào)音，只有當(dāng)眼與視物距離恢復(fù)至大于25厘米時(shí)，IC5的2、6腳電位又高于2／3Vcc，3腳輸出低電位，IC5才停止報(bào)音，即實(shí)現(xiàn)明視報(bào)警(其中電位器W2可調(diào)整探測(cè)的靈敏度)。將控制面板(4)上的電源開關(guān)(10)至“ON”，定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)至“1”，多檔選擇開關(guān)(3)至“3”，即相當(dāng)于附圖1中的K2至“2”，K3至“1”，K1至“3”，其工作原理與上述類同，所不同的是IC1的3腳與IC5斷開而與發(fā)光二極管D1相接，這時(shí)只是用D1發(fā)光來報(bào)警，這樣不影響他人學(xué)習(xí)。
學(xué)習(xí)、休息時(shí)間循環(huán)計(jì)報(bào)。將控制面板(4)上的電源開關(guān)(10)至“ON”，定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)至“1”時(shí)，即相當(dāng)于附圖1的K2至“2”，K3至“1”，此時(shí)IC2、IC3雙時(shí)集成電路和IC1得電，在接通電源的瞬時(shí)，電源通過電阻R2向電容C4充電，使IC3輸入端8腳電位處于1／3Vcc以下先觸發(fā)，使輸出9腳為高電位發(fā)光二極管D2被點(diǎn)亮，在此同時(shí)IC2因強(qiáng)迫復(fù)位端腳4接入時(shí)間常數(shù)較大的積分電路，致使開機(jī)瞬時(shí)，由于C2兩端電壓不能突變，使4腳處于很低電位，則其輸出端腳5輸出低電平，繼電器J不吸合，IC4、IC5不工作，不能發(fā)送眼保健操信號(hào)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，電流經(jīng)R10向C5不斷充電，直至達(dá)到閾值電壓0.87Vcc時(shí)翻轉(zhuǎn)，使管腳9輸出低電平，信號(hào)的下降沿經(jīng)R1C1組成的微分電路形成的負(fù)尖脈沖進(jìn)入IC2輸入端腳6，且此時(shí)C2已充足電，腳4電位大于1伏，IC2電路處于自由工作狀態(tài)，即IC2被觸發(fā)，管腳5輸出變?yōu)楦唠娖?，繼電器J吸合，且D2截止不發(fā)光，J吸合IC1斷電不工作而IC4、IC5通電工作發(fā)出眼保健操音響。休息時(shí)間到，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)時(shí)間計(jì)報(bào)。經(jīng)過1.9R5C3秒后，IC2定時(shí)結(jié)束，輸出電平下降，沿經(jīng)R2C4微分電路，再次將IC3定時(shí)電路觸發(fā)，9腳輸出高電位。此時(shí)IC2的5腳輸出低電位，使J重新釋放，IC4斷電停止放音，學(xué)習(xí)時(shí)間又到，IC1繼續(xù)得電工作。從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)學(xué)習(xí)與休息周期，隨后繼續(xù)按此循環(huán)計(jì)報(bào)學(xué)習(xí)與休息時(shí)間。適當(dāng)調(diào)整R10C5和R5C3的數(shù)值，就可在一定范圍內(nèi)改變學(xué)習(xí)與休息的時(shí)間比例。
眼保健操信號(hào)發(fā)生電路。附圖1中的IC4與R11、R12和C6組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，IC4的腳3周期性輸出高電位7秒，低電位3秒，使得音樂IC5響7秒，延時(shí)3秒，再響7秒……，如此反復(fù)；讀者在休息期間按此音響信號(hào)眼遠(yuǎn)眺7秒后再自然向明視距離處的物體看3秒，如此反復(fù)多次，可消除眼肌疲勞。
當(dāng)附圖2控制面板(4)上的電源開關(guān)(10)至“ON”，定時(shí)與手動(dòng)選擇開關(guān)(9)至“2”時(shí)，即相當(dāng)于附圖1的K2至“2”，K3至“2”，此時(shí)IC2、IC3、IC4斷電，循環(huán)定時(shí)器不工作，不能自動(dòng)計(jì)報(bào)學(xué)習(xí)和休息時(shí)間，電源經(jīng)J的常閉觸點(diǎn)使IC1通電而照常工作。休息時(shí)，只有將面板上的多檔選擇開關(guān)(3)至“4”(即相當(dāng)于附圖1中K1至“4”)時(shí)，IC4才得電工作發(fā)出眼保健操信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)發(fā)出眼保健操信號(hào)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本裝置有下述特點(diǎn)1.裝置保護(hù)視力措施多而完備，能隨時(shí)提供光弱報(bào)警、明視距離報(bào)警、眼保健操信號(hào)和學(xué)習(xí)與休息時(shí)間自動(dòng)計(jì)報(bào)，使得看書寫字者能定量掌握用眼衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，在無需別人的督促下就能從多方面做到嚴(yán)格用眼衛(wèi)生，預(yù)防視力下降。
2.裝置由于采用了光敏三極管做傳感元件來檢取報(bào)警信號(hào)，使得探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和微型化、視區(qū)范圍無障礙感、讀者身上無需帶任何附件、不妨礙看書寫字動(dòng)作；又由于光敏三極管能隨拉桿靈活調(diào)節(jié)，使得傳感元件能根據(jù)不同環(huán)境的光線情況非常方便地調(diào)至干擾少和感應(yīng)靈敏的探測(cè)區(qū)域，保證了裝置采集信號(hào)靈敏度高、報(bào)警準(zhǔn)確可靠，并能全天候工作。
3.裝置由于采用555時(shí)基集成電路為核心來實(shí)現(xiàn)預(yù)防視力下降所需的報(bào)警指標(biāo)，所以裝置電路設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)單，元件國產(chǎn)化，造價(jià)低廉，體積小，使用和攜帶方便，性能穩(wěn)定可靠。
本裝置已經(jīng)在中國人民解放軍廣州軍區(qū)軍醫(yī)學(xué)校應(yīng)用于少年兒童看書寫字時(shí)作預(yù)防視力下降的裝置，均實(shí)現(xiàn)了以上所述的電子視保裝置的功能并取得了很好的效果。
權(quán)利要求1.一種用于預(yù)防視力下降的電子視保裝置，其特征在于它由一個(gè)感應(yīng)靈敏的微型傳感探頭和報(bào)警、循環(huán)定時(shí)控制器組成。
2.如權(quán)利要求1所述的電子視保裝置，其特征在于報(bào)警、循環(huán)定時(shí)控制器包括光弱報(bào)警電路、明視距離報(bào)警電路、發(fā)送眼保健操信號(hào)電路和學(xué)習(xí)與休息時(shí)間循環(huán)計(jì)報(bào)電路。
專利摘要本實(shí)用新型屬于眼保健裝置，它由高靈敏的微型傳感探頭、報(bào)警和循環(huán)定時(shí)控制器組成。傳感探頭所采集到的學(xué)習(xí)視區(qū)照度和看書時(shí)眼睛位置變化引起的照度變化信號(hào)，經(jīng)報(bào)警器分類鑒別后，分別自動(dòng)用聲或光方式告知讀者用眼是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；循環(huán)定時(shí)器對(duì)學(xué)習(xí)與休息時(shí)間進(jìn)行循環(huán)計(jì)報(bào)，在休息時(shí)自動(dòng)發(fā)出眼保健操信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置具有設(shè)計(jì)新穎、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、保健功能強(qiáng)、適用全天候使用、造價(jià)低廉、使用方便、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。本裝置特別適用于少年兒童的視力保護(hù)。
文檔編號(hào)G08B3/00GK2146745SQ9222475
公開日1993年11月17日 申請(qǐng)日期1992年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月11日
發(fā)明者吳雨森 申請(qǐng)人:中國人民解放軍廣州軍區(qū)軍醫(yī)學(xué)校