专利名称：电脑用户视力保护器的制作方法
技术领域：
一种电脑用户视力保护器属于一种由电子电路自动控制的计算机用辅助照明装置，主要用于调整计算机使用时周围的环境光照度。
目前人们在夜间长期使用计算机工作时，总是感觉环境光不利于眼睛观察计算机键盘和所需可视物。尤其是用户使用笔记本电脑时，屏幕亮度有限，环境光不宜太亮，即不超过120Lx，用户常常不得不关掉周围的台灯、日光灯等设备，从而导致笔记本电脑键盘处照明过于昏暗的状况，长期使用有损视力。台式电脑(尤其是夜间使用电脑或室内照度较低时，台式机屏幕亮度虽然较亮，并可以调节，但是环境光仍不宜太亮，即不超过200Lx，可一般家用台灯在桌面处的照度在500Lx以上，光线不易调整，长期使用仍易造成视力下降。大量实验证明，室内光线的质量和数量对人的身心健康具有直接影响，尤其对眼睛的影象更为直接，如果一个人长期在光线过于昏暗的环境下工做，则容易在生理上产生一系列不正常的反映，如紧张感、疲劳感、并且会直接导致视力下降，长期工作在昏暗光线下的人们，恶劣的室内光环静将对使用者的眼睛造成无法挽回的伤害，根据国外对18-35岁青年的调查资料显示，每天在昏暗环境下工作2小时，持续时间30天，受试人群平均视力下降约22％，此外根据受试人群年龄的降低，视力受负面影响的严重程度有上升的趋势。同时采光方式和发光材料选用不当也会给人们的健康带来不利的影响，象“眩光现象”不仅会造成对人们正常活动的干扰，还会造成人们心理上的不适甚至是伤害。
本实用新型的目的在于克服前述计算机使用中照明问题带来的负面作用，提供一种对计算机用户的使用环境进行适时补光照明的电脑用户视力保护器。
本实用新型的技术方案整体结构参见结构示意图1、2、3，电路控制部分参见电路方框图4，本实用新型包括有发光部分1，支架2，控制器3，本实用新型的特征在于，它还包括有给控制器3提供电源、直接并联按入计算机键盘接口位置的转换接口4。控制器3包括有输入端与转换接口4相联结的电源电路5，及依电路通用技术依次联结的光敏控制电路6，信号放大电路7，及电子开关及发光电路8。
本技术方案中光敏控制电路6中的光敏二极管可由光敏电阻、光敏三极管代替。信号放大电路7中可采用三极管、场效应管、集成运算放大器、差动放大电路等代替信号放大功能。电子开关及发光电路8中的电子开关及发光部分可选用目前通用的、但额定电流符合计算机键盘接口标准的开关电路元器件。即可采用三极管、晶闸管、微型继电器、MOS电路、门电路等标准开关电路和额定电流符合特定计算机标准键盘接口规范的诸如高亮灯泡、低压荧光发光器等发光原件。
另支架2可以采用带底座的，也可以采用不带底座。
本实用新型的实现过程为，通过光敏控制电路对环境光的检测，在计算机环境光照度低于某一限度时，将自动由电源电路5、通过计算机键盘转换接口4取得电能且提供稳压并点亮发光部分，为计算机使用者提供适当的照明。根据测试，晚间(无辅助光源)室内平均照度小于5Lx，通过光通量导出公式φ＝Km∫φe，λV(λ)dλ以及光亮度导出公式Lθ＝dIθ/(dA*cosθ)，我们设计的半导体发光器表面5mm处产生照度大于1500Lx，这样在晚间(无辅助光源)室内计算机工作环境(键盘及周围环境)的小于5Lx(因键盘摆放位置不同，键盘处平均照度值约为0.5-3.5Lx)的照度条件下，本实用新型可以提供大概30倍(即约等于100Lx)的比较柔和的平均照明环境。
本实用新型由于通过调整计算机周围环境光(尤其是使用者经常注视的键盘等处的环境光)照度从而保护计算机使用者的视力的产品。它是一种简易的智能计算机用照明设备，它不需要额外的电源供应，只须将它的接口4并联接入计算机键盘接口位置即可。同时它的额定功率较小(静态功率更加微乎其微)、发光效率高、寿命长(MTBF＞20,000hrs)。因此本实用新型具备结构简单、安装方便、适时控制、易于使用等特点。本电路也可应用于一切标准的或兼容的、及MAC计算机。
以下结合附图及实施例进一步说明。
图1电脑用户视力保护器与立式计算机主机相联结的结构示意图；图2电脑用户视力保护器与卧式计算机主机相联结的结构示意图；图3电脑用户视力保护器与笔记本计算机相联结的结构示意图；图4电脑用户视力保护器控制器3的构成电路方框图；图5电脑用户视力保护器转换接口4涉及的计算机用标准PS/2键盘接口展开示意图，其中A计算机接口示意图计算机用标准PS/2接口键盘(阳)，B计算机用标准PS/2键盘转换接口连线示意图，其中9为计算机用标准PS/2键盘接口(阴)，10为计算机标准PS/2键盘接口(阳)，C计算机用标准PS/2键盘D转换接口示意图，其中11为接计算机键盘接口，12为接计算机键盘；图6电脑用户视力保护器控制器3中的电路原理图。
实施例本实用新型的发光部分、支架、控制器、转换接口及与计算机的联结，均采用通用技术按照前述方案联结调试即可。其中控制器3部分中的电路构成，可采用图6的电路原理图制作。其中由电阻r1以及光敏二极管p1构成光敏分压电路；由放大器a1以及r2、r3、r4构成放大电路，电容c1用以吸收外界瞬时电压波峰；由NPN型三极管trsl作为发光部分的开关；电阻r5作为反馈电阻对放大控制部分进行反馈调整。控制器3中各部分电路选用时，其中光敏控制部分光敏二极管p1可以由光敏电阻、光敏三极管等代替，但是选用时应注意及时调整r1阻值。光电信号放大部分信号放大可以采用三极管、场效应管、集成运算放大器和差动放大电路等代替其信号放大功能，但是选用时应注意放大电路的输入电阻匹配问题以及输出电阻较小。三极管电子开关及发光部分可以选用如三极管、晶闸管、微型继电器、MOS电路、门电路等标准电路，这些都可以作为开关代替本电路的三极管开关，但是选用时应注意静态漏电要小以及正向压降应控制在0.2-0.8V之间；发光部分可以选用其他发光效率较高的光源，如低压荧光灯、高亮灯泡等，但是选用时应注意额定电流须符合计算机键盘接口标准。本电路通过光敏元件p1经分压后在外加电压下产生光电流经过放大并适当反馈，得以控制晶体管作为开关控制照明部分提供辅助光源补光，从而达到自动保护计算机用户视力的目的。
此电路在静态工作时(即环境光线大于本电路设计保护阈值，保护阈值约为60-80Lx)，电流经过V-A-O点，A点电势高于G点，光敏元件p1分压较低，经放大后也只能使NPN型三极管trs1开路，Led1-Led4断路，无辅助光发射。整个电路功耗为W＝u2/(r1＋rp1)，由于r1为兆欧级电阻，电流约为几十μA，最为省电。
当环境光线大于本电路设计保护阈值，此电路完全投入工作，电流经过V-A-C-D-F点构成回路，光敏元件p1分压经放大后能够使NPN型三极管trs1导通，Led1-Led4开始发光工作，从而使用户工作环境光照度提高，但此时光敏元件p1分压将下降，但及时得到由V-G-C经过r5反馈的放大电流，使电路继续稳定工作。当外界光线再次提高并大于本电路设计关闭阈值，关闭阈值约为120-150Lx，电路则将再次进入静态工作状态，原理如前所述。本电路在完全工作状态时，总电流为∑i＝i发光＋i检测，经过实际测量，∑i≤120mA，因此，本电路可以应用于一切标准的IBM PC计算机或其兼容计算机以及MAC计算机。
权利要求1.一种电脑用户视力保护器，包括有发光部分(1)、支架(2)、控制器(3)，本实用新型的特征在于，它还包括有给控制器(3)提供电源、并直接并联接入计算机键盘接口位置的转换接口(4)，所述的控制器(3)包括有输入端与转换接口(4)相联结的电源电路(5)，及依电路通用技术依次联结的光敏控制电路(6)，信号放大电路(7)，电子开关及发光电路(8)。
2.根据权利要求1所述的一种电脑用户视力保护器，其特征在于，所述的光敏控制电路(6)中的光敏二极管可由光敏电阻、光敏三极管代替，信号放大电路(7)中可采用三极管、场效应管、集成运算放大器、差动放大电路等代替信号放大功能，电子开关及发光电路(8)中的电子开关及发光部分可选用目前通用的，但额定电流符合计算机键盘接口标准的开关电路元器件。
3.根据权利要求1所述的一种电脑用户视力保护器，其特征在于，可以采用带底座的支架(2)，也可以采用不带底座的支架(2)。
专利摘要一种电脑用户视力保护器,属于自动控制的计算机用辅助照明装置,它包括有支架2,发光部分1和控制器3,其特征在于它还包括有直接并联接入计算机键盘接口位置的转换接口4,并且控制器3中包括有与接口4相联结的电源电路5,及采用通用技术依次联接的光敏控制电路6、信号放大电路7和电子开关及发光电路8。本实用新型可适时调整计算机周围光照度,具有结构简单,智能控制,发光效率高、寿命长,易于安装使用等特点。
文档编号F21S8/00GK2469486SQ00266378
公开日2002年1月2日 申请日期2000年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者姚毅 申请人:姚毅