专利名称：一种探测眼睛与显示器距离的自动报警电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于红外传感技术，具体涉及一种探测眼睛与显示器距离的自动报警 电路，该电路能探测电脑使用者眼睛与显示器的距离，并根据探测结果自动报警，提醒使用 者保持与显示器适当距离。适用于各种显示器，并且具有实现简单、易于集成，由显示器内 部供电管理模块直接供电的特点。
背景技术：
现代社会已经全面进入信息时代，电脑普及到人们生活中的方方面面，彻底改变 了人们的生活、工作和娱乐方式，电脑在给人们带来方便的同时，也给使用者的眼睛带来了 很大的负担，尤其是眼睛与显示器距离过近的时候。科学研究表明，人的眼睛与显示器屏幕 距离为60厘米(cm)最为适宜。特别是，青少年的眼睛正处于发育之中，但自我保护意识薄 弱，很容易长时间过近距离盯着显示器，这势必会对眼睛造成很大伤害，影响青少年的健康 成长。因此，提供一种防止眼睛与显示器距离过近的报警电路是十分必要的。利用红外 探测来实现距离的测定，然后送入电路处理是一种技术方案。红外探测技术已经比较成熟， 中国专利00258739公开了一种利用红外探测的防瞌睡提醒器，是一种利用红外线检测人 眼皮动作的报警设备，但是目前还没用将红外探测技术运用在电脑显示器上来测试距离以 保护眼睛，也没有其他技术来提供防止眼睛与显示器距离过近的报警电路，因此如何在显 示器上集成距离报警电路，需要有实用新型的解决方案。发明内容本实用新型的目的在于提供一种集成在显示器边框上的红外探测电路，来监视眼 睛与显示器距离，并根据监视结果自动报警，提醒电脑使用者保持与电脑显示器适当距离， 以保护眼睛。本实用新型提供的一种探测眼睛与显示器距离的自动报警电路，其特征在于该 电路包括红外探测器、功率检测器、比较器、定时控制器、方波时钟产生电路、蜂鸣器和LED 灯；可以方便地集成在显示器面板的边框里，由显示器内部供电管理模块提供电源供给；红外探测器、功率检测器、比较器、定时控制器、方波时钟产生电路、蜂鸣器和LED 灯的供电端，均与显示器内部的供电管理模块相连，红外探测器的输出端与功率检测器的 输入端相连，功率检测器的输出端与比较器的正输入端相连，比较器的负输入端与参考电 压相连，比较器的输出与定时控制器的输入相连，定时控制器的输出与蜂鸣器和LED灯的 输入相连，比较器和定时控制器的时钟信号控制端均与方波时钟产生电路相连。方波时钟产生电路产生的方波频率为IkHz。本实用新型所述技术方案，能在显示器工作时自动探测电脑使用者眼睛与显示器 的距离，并根据探测结果自动报警。当电路探测到人体眼睛与显示器距离小于60cm时，会 自动做出产生高电平控制蜂鸣器蜂鸣和LED灯闪烁的决定，来提醒使用者眼睛与显示器的距离过近，直到使用者调整姿势使眼睛与显示器的距离超过60cm才解除报警，达到保护眼 睛的目的。并且本电路可以安装在显示器面板的边框里，由显示器内部供电管理模块直接 供电。该电路能够有效解决眼睛与显示器距离过近的报警问题，为青少年以及长时间使用 电脑的人员面对显示器时保持合理的距离提供了一种现实可行的方法。
图1是本实用新型实例的电路原理方框图；图2是本实用新型的IkHz方波时钟产生电路的电路图；图3是本实用新型的比较器电路图。
具体实施方式
下面通过借助附图和实施例将更加详细说明本实用新型。如图1所示，眼睛与显示器距离报警电路由红外探测器1、功率检测器2、比较器3、 定时控制器4、方波时钟产生电路5、蜂鸣器6以及LED灯7组成。方波时钟产生电路5产 生的方波频率为IkHz。红外探测器1、功率检测器2、比较器3、定时控制器4、方波时钟产生电路5、蜂鸣器 6和LED灯7的供电端，均与显示器内部的供电管理模块相连，红外探测器1的输出端与功 率检测器2的输入端相连，功率检测器2的输出端与比较器3的正输入端相连，比较器3的 负输入端与参考电压相连，比较器3的输出与定时控制器4的输入相连，定时控制器4的输 出与蜂鸣器6和LED灯7的输入相连，比较器3和定时控制器4的时钟信号控制端与均方 波时钟产生电路5相连。红外探测器1接收显示器正前方区域的使用者眼睛所发出的10微米(μπι)的红 外线，根据接收红外线强度产生功率信号Pl送入到功率检测器2，功率检测器2根据功率信 号Pl来计算使用者眼睛与显示器的距离，并产生与距离成正比的电压信号Vl送入到比较 器3的输入端，若使用者眼睛与显示器的距离大于60cm，则功率检测器2产生的电压信号 Vl经比较器3与参考电压Vref比较后输出电压V2为低电平，若使用者眼睛与显示器距离 小于60cm，则电压信号Vl经比较器3与参考电压Vref比较后输出电压V2为高电平。电压 信号V2送入到定时控制器4的输入端，定时控制器在每个时钟周期的上升沿读入一次输入 电压信号V2，若电压信号V2为低电平，则对定时控制器复位并输出低电平，若电压信号V2 为高电平则定时控制器开始并保持计数，如果计数时间达到10秒，定时控制器4输出一个 高电平并保持高电平状态，任何时候输入端检测到低电平都立即对定时控制器4复位并输 出低电平。比较器3和定时控制器4的时钟信号均由方波时钟产生电路5产生。定时控制 器4输出的电压信号V3被送入到蜂鸣器6和LED灯7的输入端，电压信号V3控制着蜂鸣 器6和LED灯7的开关使能，若电压信号V3为高电平，则蜂鸣器6和LED灯7打开，蜂鸣器 6开始蜂鸣，LED灯7闪烁；若电压信号V3为低电平，则蜂鸣器6和LED灯7关闭。结合图1和图2，本实用新型中的方波时钟产生电路5产生的频率为IkHz的方波 信号，作为定时控制器4的时钟信号以及比较器3内部D触发器的时钟信号，方波时钟产生 信号电路5用集成芯片555与电阻电容组合搭建。通过设定R1、R2和Cl的参数，来产生周 期为IkHz的方波信号。[0017]结合图1和图3，本实用新型中的比较器3将功率检测器2输出的电压信号Vl与 参考电压Vref进行比较；参考电压Vref由电源电压经电阻分压获得；比较器中的电压比 较器采用集成芯片LMV331 ；比较后的信号V12经过延时单元后送入D触发器，延时单元由 与非门和反相器组成，D触发器的时钟信号由方波时钟产生电路5产生的时钟信号经过反 相器来提供。D触发器用来锁存信号V12，锁存时间为一周期，比较器电路3产生的信号V2 送入到定时控制器4。结合图1，本实用新型中红外探测器探测到的10 μ m红外线能量，送入到功率检 测器产生一个与能量成正比的电压信号，使用者的头部离显示器的距离决定了红外线的能 量，也就决定了电压信号的幅值，距离越近，电压信号的幅值越大。当使用者眼睛与显示器 距离小于60cm，功率检测器产生的电压信号幅值将超过参考电压Vref，使比较器输出高电 平，定时控制器开始计数，当计数时间超过10秒，产生高电平输出，使蜂鸣器蜂鸣和LED灯 闪烁。当使用者调整与显示器的距离直到距离大于60cm，比较器输出低电平，计数器立即复 位并输出低电平关闭蜂鸣器和LED灯。从而实现了自动检测使用者眼睛与显示器的距离， 并判断是否报警。
权利要求1. 一种探测眼睛与显示器距离的自动报警电路，其特征在于该电路包括红外探测器 (1)、功率检测器(2)、比较器(3)、定时控制器(4)、方波时钟产生电路(5)、蜂鸣器(6)和 LED 灯(7)；红外探测器(1)、功率检测器( 、比较器C3)、定时控制器(4)、方波时钟产生电路(5)、 蜂鸣器(6)和LED灯(7)的供电端，均与显示器内部的供电管理模块相连，红外探测器⑴ 的输出端与功率检测器O)的输入端相连，功率检测器O)的输出端与比较器(3)的正输 入端相连，比较器⑶的负输入端与参考电压相连，比较器⑶的输出与定时控制器⑷的 输入相连，定时控制器的输出与蜂鸣器(6)和LED灯(7)的输入相连，比较器C3)和定 时控制器的时钟信号控制端均与方波时钟产生电路(5)相连； 方波时钟产生电路(5)的方波频率为1kHz。
专利摘要本实用新型公开了一种探测眼睛与显示器距离的自动报警电路，旨在自动探测使用者眼睛与显示器的距离，并根据探测结果做出是否报警的决定，从而提醒使用者以合适的距离面对电脑，保护眼睛。该电路由红外探测器、功率检测器、比较器、定时控制器、方波时钟产生电路、蜂鸣器和LED灯组成，若红外探测器检测到使用者眼睛与显示器距离小于60cm，则通过比较器和定时控制器输出高电平控制信号，控制蜂鸣器蜂鸣和LED灯闪烁，作为眼睛与显示器距离过近的报警信号。本实用新型集成在电脑显示器的面板边框里，直接使用显示器内部电源管理模块供电，具有实现简单，安全可靠的特点。为提醒电脑使用者保持面对显示器合适距离，提供了一种可实现电路。
文档编号G01C3/00GK201828258SQ20102052961
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者陈扬 申请人:陈扬