專利名稱：電子視力保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子視力保護器。
現(xiàn)行視力保護器件主要包括三種類型；一是讀寫座姿傾斜報警型；二是弱照度報警型；三是視距報警型。第一類讀寫座姿傾斜報警型裝置在原理上依賴于某一種機械運動觸發(fā)開關動作，因人體的頭部、胸部相對于桌面的運動可為各種方式如上下平移、前后平移、前后轉(zhuǎn)動等，因此這一類裝置難以控制其開關可靠動作；第二類為弱照度報警型裝置，在原理上依賴于某種光電敏感元件，眾所周知，光電敏感元件受各種因素影響如溫度濕度物體表面狀態(tài)(平整度、顏色)、環(huán)境亮度、某種物體暫時遮擋等，因此，不宜用于視距測量；第三類視距報警裝置或是基于反射波測距，或是基于機械式限距，利用聲、光包括紅外線進行短距離測量，準確度及可靠性較差，對兒童而言，如果缺乏經(jīng)常性監(jiān)督，讀寫過程中，眼睛自然傾向于貼近書本，如得不到及時糾正，視力會迅速惡化，另外，隨著電視，計算機的日益普及，監(jiān)測其輻射強度以確定安全視距成為保護青少年視力的一個重要環(huán)節(jié)。
本實用新型的目的是要提供一種電子視力保護器，它可以對由于視距不當而造成的對視力的破壞產(chǎn)生積極的預防。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種電子視力保護器，它包括由脈沖信號發(fā)生器、帶有信號接收天線的信號接收器、信號濾波電路、放大電路、整形電路、信號緩沖器、信號參比電路、靈敏度調(diào)節(jié)器、報警驅(qū)動電路及電源組成，其特征在于所述的脈沖信號發(fā)生器由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q、電源開關SW、直流電源E、限流電阻R構(gòu)成，其中由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q構(gòu)成脈沖信號發(fā)生器的脈沖振蕩電路；所述的CMOS集成電路振蕩器IC為一個具有五腳觸端的集成電路芯片IC，其中IC的腳1端分別與電源開關SW的閉合端、電感線圈L的一端相接，IC的腳2端與地相接，IC的腳3、4端之間串接石英振蕩管J，IC的腳5端與限流電阻R相接；所述的帶有信號接收天線的信號接收器，其中信號接收天線由高導磁鐵氧體和感應線圈Lφ構(gòu)成，且感應線圈Lφ分為兩部分Lφ+、Lφ-，反向串繞在鐵芯的兩端。脈沖信號發(fā)生器輸出定時系列類矩形脈沖信號，此信號耦合至信號接收器接收天線后，主要高頻成分通過前置濾波器，經(jīng)放大，后級濾波，整形后由緩沖器耦合至報警電路。耦合至信號接收器的信號強度與信號發(fā)射天線相對于接收天線之間的距離有確定關系。報警電路根據(jù)此種關系設定參比值，與信號進行參比后輸出取樣結(jié)果，通過改變?yōu)V波電路特性，信號接收天線可接收由電視，計算機輻射的電磁場強度，該強度與其X光強度成正比。因此，該視力保護器可同時用于探測電視，計算機在一定距離所產(chǎn)生的輻射強度，結(jié)果和參比值較后輸出至報警電路。
本實用新型由于采用了上述的技術方案，較之其它同類及近類的產(chǎn)品，其產(chǎn)生的積極效果有如下幾點
(1)本視力保護器選用無線電脈沖發(fā)射，接收器作為距離傳感器，這使測距報警遙控化、簡單化、可靠化、實用化。使用者只需將信號發(fā)生器固定在身上某一部位(如胸部)，即進入視距監(jiān)護狀態(tài)。測距過程不受環(huán)境、光強度、溫度、濕度，讀寫物表面狀態(tài)及色度影響，只與監(jiān)測距離有關。信號接收器設置多樣化，最佳選擇為隱蔽于書桌下面或是桌下抽屜里面；(2)視力保護器微型化。信號發(fā)生器全部由微電子元件一石英諧振管、晶體管、集成電路振蕩器、微型發(fā)射天線、紐扣電池組成，定時脈沖技術大大減少了對電池的消耗，同時提高了對視距監(jiān)控的靈敏度及可靠性(3)信號接收天線電由LCR振蕩電路組成。共中O＜C＜∞，接收天線可采用多種設計，最佳設計選用高導磁鐵氧體作為線圈鐵芯，線圈本身分為兩部分反向串繞于鐵芯兩端。以此方式形成的接收天線對遠距干擾信號具有低消作用，而對近距信號本身無減弱作用；(4)接收器濾濾電路可采用帶通濾波電路等多種設計。由于采以了(3)所述的獨特的天線設計，濾波電路可簡化為高通濾波，這一簡化同時使接收電路可直接用于測量電視、計算機電磁場輻射強度(5)經(jīng)多級放大的背景交流信號若直接送至交一直轉(zhuǎn)化器，其輸出可能對報警電路產(chǎn)生直流偏置影響。本接收器采用具有高正向?qū)妷旱腪ENER二級管及RC整流電路實現(xiàn)信號整形，輸出送至信號參經(jīng)器，比較后取樣結(jié)果經(jīng)由集成電流運算放大器構(gòu)成緩沖電路耦合至報警電路，綜上其優(yōu)點在于視力保護重點突出，具有綜合功能，使用方便，安全可靠，對預防由于視距不當引起的對視力的破壞有積極，有效的預防作用。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型電路原理框圖。
圖2(A)是本實用新型信號發(fā)生器的電路設計示意圖。
圖2(B)是本實用新型信號發(fā)生器的另一種電路設計示意圖。
圖3是圖2(A)所示電路產(chǎn)生的脈沖信號波形圖。
圖4是本實用新型信號接收器的信號接收天線電路示意圖。
圖5是本實用新型信號接收器電路設計示意圖。
圖6是圖5的分壓電路示意圖。
圖7是信號接收器用于監(jiān)測電視、計算機電磁場輻射強度原理框圖。
如圖1-7所示，一種電子視力保護器，它包括由脈沖信號發(fā)生器、帶有信號接收天線的信號接收器、信號濾波電路、放大電路、整形電路、信號緩沖器、信號參比電路、靈敏度調(diào)節(jié)器、報警驅(qū)動電路及電源組成，其特征在于所述的脈沖信號發(fā)生器由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q、電源開關SW、直流電源E、限流電阻R構(gòu)成，其中由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q構(gòu)成脈沖信號發(fā)生器的脈沖振蕩電路；所述的CMOS集成電路振蕩器IC為一個具有五腳觸端的集成電路芯片IC，其中IC的腳1端分別與電源開關SW的閉合端、電感線圈L的端相接，IC的腳2端與地相接，IC的腳3、4端之間串接石英振蕩管J，IC的腳5端與限流電阻R相接；所述的帶有信號接收天線的信號接收器，其中信號接收天線由高導磁鐵氧體和感應線圈Lφ構(gòu)成，且感應線圈Lφ分為兩部分Lφ+、Lφ-反向串繞在鐵芯的兩端。具體的說，圖1中所示，測距信號由脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射后耦合至信號接收天線-LCR諧振接收天線。接收信號強度由發(fā)射天線與接收天線之間的距離決定，此信號中含有極其豐富的高頻成分。接收天線的LCR諧振電路的設計主要考慮讓這些高頻成分通過而阻止其它成分如低頻工業(yè)電源，照明電源產(chǎn)生的干擾噪音及其它高頻噪音的干擾。初級放大電路提供一定的信號增益，通過帶通或高通濾波電路進一步得到最終需要的放大及濾去主要環(huán)境噪音。信號整形及A/D轉(zhuǎn)換電路主要作用是采用具有高正向?qū)妷旱腪ENER二極管以減少或消除被放大的背景噪音及其將信號變?yōu)橹绷鬏敵鲋罷TL類邏輯電路如報警電路。信號參比器接到前級直流電壓信號和所設參比電壓比較后將結(jié)果送至下一級緩沖電路。緩沖電路主要起阻抗調(diào)節(jié)作用，否則，報警電路可能使前級信號過載。報警電路接到高電位信號后驅(qū)動發(fā)光二級管或壓電蜂鳴片發(fā)出警報。當電路由9V電池供電時可省去參比電路以瞎長電池使用壽命，其參比值調(diào)節(jié)點可配至于放大電路及報警電路。圖2(A)所示，L為信號發(fā)射天線，CMOS集成電路振蕩器IC，石英諧振管J，晶體管Q及電感線圈L組成基本脈沖振蕩電路，SW為電源開關，E為1，1-5V直流電源，R為限流電阻。圖2(B)所示，LCR回路接于CMOS集成電路振蕩器兩個輸出端，或接于一個輸出及電源正級或負級之間以獲得不同的輸出方式及波形。C為串聯(lián)電容，其值O＜C＜∞。圖3所示，在ΔT1區(qū)內(nèi)，ALARM為低電位，Q導通，電感L輻射電磁場，在ΔT2區(qū)內(nèi)，ALARM為高電位，Q截止，電感上無電流通過，停止輻射能量，考慮到電路對電池的消耗程度，信號處理過程的難易，及避免過于頻繁的報警動作，間隙比ΔT1/ΔT2大于1/100而小于1/5為易。圖4所示，Vcb＝Vca＋Vab＝φc－φb式中，Vij為ij兩點之間的電位差，φi為j點感應電勢。對遠距離干擾信號，LCR電路可作點源處理，因而有φc－φb＝φ+－φ-＝0對近距信號，則有φc－φb＝φ+－φ-＞0綜上所述，如此設計的接收天線對遠距噪音自動抵消，對近距信號，感應電熱永遠大于零。因此，當信號發(fā)射天線方向大致固定后，其接收信號強度則取決于兩個天線之間的垂直距離。由于這種具有自動抵消遠距噪音功能的天線設計，濾波電路則可主要考慮低頻噪音干擾如臺燈及附近電源變壓器的影響，即可由高通濾波取代帶通濾波。這種簡化的結(jié)果，不僅減輕了電路對電池的負擔，而且，亦使信號接收器可用來測量電視及計算機在一定距離內(nèi)的電磁輻射強度，其基本原理在于這些裝置均可作為近距信號模型處理，同時其發(fā)射頻率遠高于工業(yè)電源頻率及測距所用信號頻率，因此高通濾波將不會減弱這些信號強度。圖5、6所示，L1C1R1組成LCR諧振電路，其諧振頻率F為發(fā)射信號主要高頻成分的中心頻率，其值由下式?jīng)Q定f0=1/2πL1C1]]>R1，R2，IC1與R3，R4，IC2組成雙級信號放大電路，C2，R5，R6，R7，IC3組成高通濾波電路及提供一定信號增益，D1，C3，R8組成信號整形及交/直轉(zhuǎn)換電路，I4單獨作為信號緩沖器，其輸出由R9耦合至報警電路。壓電片J及發(fā)光二極管D3由三極管Q1推動。電路所需電壓±V由9伏電池經(jīng)過C4，R11，R12及IC5組成的分壓電路得到。圖7所示，信號接收器用于監(jiān)測電視，計算機電磁場輻射強度。
權(quán)利要求1.一種電子視力保護器，它包括由脈沖信號發(fā)生器、帶有信號接收天線的信號接收器、信號濾波電路、放大電路、整形電路、信號緩沖器、信號參比電路、靈敏度調(diào)節(jié)器、報警驅(qū)動電路及電源組成，其特征在于所述的脈沖信號發(fā)生器由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q、電源開關SW、直流電源E、限流電阻R構(gòu)成，其中由電感線圈L、CMOS集成電路振蕩器IC、石英諧振管J、晶體管Q構(gòu)成脈沖信號發(fā)生器的脈沖振蕩電路；所述的CMOS集成電路振蕩器IC為一個具有五腳觸端的集成電路芯片IC，其中IC的腳1端分別與電源開關SW的閉合端、電感線圈L的一端相接，IC的腳2端與地相接，IC的腳3、4端之間串接石英振蕩管J，IC的腳5端與限流電阻R相接；所述的帶有信號接收天線的信號接收器，其中信號接收天線由高導磁鐵氧體和感應線圈Lφ構(gòu)成，且感應線圈Lφ分為兩部分Lφ+、Lφ-反向串繞在鐵芯的兩端。
專利摘要一種電子視力保護器，它由脈沖信號發(fā)生器、帶有信號接收天線的信號接收器、信號濾波電路、放大電路、信號整形電路、信號參比電路、緩沖器、報警驅(qū)動電路及電源組成，具有兩種功能，一是直接測定閱讀、書寫過程中眼睛與讀寫物之間的相對距離，二是準確探測電視機、計算機輻射出的電磁場強度，信號發(fā)生器定時觸發(fā)脈沖電路發(fā)出一系列類似矩形脈沖，信號接收器將此信號處理后作出判斷是否觸發(fā)報警電路。使用該實用新型可有效地預防由讀、寫、看視距不當引起的兒童近視眼。
文檔編號G08B19/00GK2250551SQ96212489
公開日1997年3月26日 申請日期1996年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月11日
發(fā)明者劉秀榮, 龐德明 申請人:劉秀榮, 龐德明