专利名称：一种视力保护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种视力保护仪，并具有疲劳提醒功能的视力保护仪。
背景技术：
目前，随着生活节奏的不断加快，中小学生学习任务的日趋加重，再加上学生看 书、写字的姿势不正确，近视患者的数量呈大幅度上升的趋势，目前，近视已成为人类关注 的重大问题。据国家权威部门统计全国小学生近视率达22. 78% ；中学生为55. 22% ；高中生为 70. 34% ；大学生为76. 74%。一旦患上近视眼病，近视眼镜将陪伴终身，给人们的日常生活 带来极大的不便，甚至会影响孩子将来的就业。随着近视程度的加重，眼镜需要及时更换， 有的患者选择了手术治疗，因此，近视使人们承担着精神和生活负担。为了预防近视，社会 各界人士做出了积极的努力和探索，有人发明了正姿笔、防近视眼镜；为改善和恢复视力， 市场上销售有眼保姆、近视镜；医学界也曾针对不同患者开展手术治疗。以上有些产品或治 疗方法是患近视病后才采取的措施，在使用过程中有很大的局限性
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种视力保护仪，提醒使用者保持正确的看书写字姿 势，以避免患上近视眼病，不仅适合视力正常的学生，又对患有不同近视的学生有纠正视力 的作用，以防止近视程度加深，同时具有疲劳提醒的功能。一种视力保护仪，包括测距单元、数据处理器、距离设定单元、提醒单元，其中，距 离设定单元的信号输出端连接数据处理器的距离设定信号输入端，数据处理器的测距启动 控制信号输出端连接测距单元的控制信号输入端，测距单元的采集信号输出端连接数据处 理器的采集信号输入端，数据处理器的提醒信号输出端连接提醒单元的信号输入端，其中 该视力保护仪还包括疲劳提醒设定单元，疲劳提醒设定单元的信号输出端连接所述数据处 理器的疲劳提醒设定信号输入端。所述的视力保护仪，其中所述的疲劳提醒设定单元包括第一设定按键、第二设定 按键、第三设定按键，第一、第二、第三设定按键分别对应连接在所述数据处理器的第一、第 二、第三疲劳提醒设定时间值信号输入接脚。所述的视力保护仪，其中所述的疲劳提醒设定单元包括一旋转按钮，旋转按钮的 信号输出端连接在所述数据处理器的疲劳提醒设定时间值信号输入端上。所述的视力保护仪，其中所述的提醒单元包括音频发生芯片、音频功放芯片、扩 音器，其中，音频发生芯片的信号输入端连接所述数据处理器的提醒信号输出端，音频发生 芯片的信号输出端连接音频功放芯片的信号输入端，音频功放芯片的信号输出端连接扩音
ο所述的视力保护仪，其中所述的提醒单元还包括耳机插接件，耳机插接件的信号 输入端连接音频功放芯片的耳机接口。[0010]所述的视力保护仪，其中所述的提醒单元还包括距离提醒灯、疲劳提醒提醒灯， 距离提醒灯、疲劳提醒提醒灯的驱动控制端分别对应连接所述数据处理器的距离提醒信号 输出端、疲劳提醒信号输出端。所述的视力保护仪，其中该视力保护仪还包括充电管理单元，该充电管理单元包 括电源供电接插件、充电管理芯片、充电电池、N型MOS开关管、三端稳压器，其中，电源供电 接插件的输入端用于连接电源，电源供电接插件的输出端分两路，第一路连接充电管理芯 片的供电输入端，第二路连接N型MOS开关管的源极，充电管理芯片的供电输出端连接充电 电池的正极，充电电池的负极接地，充电电池的正极还连接N型MOS开关管的栅极，N型MOS 开关管的漏极连接三端稳压器的输入端，三端稳压器的输出端用于为所述视力保护仪各用 电元器件供电。所述的视力保护仪，其中所述充电管理单元还包括充电电池充满状态指示灯、充 电错误指示灯，所述充电管理芯片的充电电池充满状态信号输出端控制连接所述充电电池 充满状态指示灯，所述充电管理芯片的充电错误状态信号输出端控制连接所述充电错误指 示灯。本实用新型采用上述技术方案后将达到如下的技术效果本实用新型的视力保护仪，通过测距单元测量当前使用者与视力保护仪之间的距 离，送入数据处理器与距离设定单元设定的距离值进行比较，如果小于设定的距离值，数据 处理器将驱动提醒单元进行提醒，通过疲劳提醒设定单元设定疲劳提醒的时间，到达疲劳 提醒的时间时，数据处理器驱动提醒单元实施疲劳提醒，如此，不仅可提醒使用者注意用眼 距离，还能提醒使用者防止疲劳用眼，因此可有效预防因用眼过近及疲劳用眼得上近视眼 病。
图1为本实用新型视力保护仪的结构框图；图2为本实用新型视力保护仪的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的视力保护仪，如图1所示，包括供电单元、测距单元、数据处理器、距 离设定单元、疲劳提醒设定单元、提醒单元，其中，距离设定单元的信号输出端连接数据处 理器的距离设定信号输入端，数据处理器的测距启动控制信号输出端连接测距单元的控制 信号输入端，测距单元的采集信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，疲劳提醒设 定单元的信号输出端连接所述数据处理器的疲劳提醒设定信号输入端，数据处理器的提醒 信号输出端连接提醒单元的信号输入端；充电管理单元的输出端用于连接各用电器件的供 电端。图2为本实用新型视力保护仪的电路原理图，所述的数据处理器U2采用台湾合泰 系列单片机HT48F50E，数据处理器U2的电源端20脚与接地端11脚之间连接退耦电容ClO。所述的测距单元包括红外线发射管LE4(采用红外线发射二极管)和红外线接收 管Ul (采用型号为3638)，红外线发射管LE4 —端通过限流电阻R19连接到电源端VDD，另 一端连接开关三极管Q3的集电极，开关三极管Q3的基极连接处理器U2的2脚(PB4脚)，开关三极管Q3的发射极接地；红外线接收管Ul的供电端1脚通过分压电阻Rl连接电源 VDD,红外线接收管Ul的1脚为信号输出端，连接到数据处理器U2的1脚(PB5脚)，红外线 接收管Ul的3脚接地，由数据处理器U2每隔1秒向开关三极管Q3的基极发送38K方波信 号，由此开关三极管Q3的集电极驱动红外发射管LED4向周围发送38K红外信号，当38K红 外信号在设定的距离内遇到人体时，会发生反射现象，反射的38K红外信号由红外接收管 Ul识别到，经红外接收管Ul的2脚传递给数据处理器U2的1脚，由此可以判断使用者是 否相对设定的安全距离过近。通过连接在数据处理器Ul的28脚的按键Sl来控制设定距 离，用户可以设定红外发射标准距离，用户按下开关键Si，提醒单元则发出语音提示(“叮 咚，请设定可视标准距离”，使用者保持当前距离为设定距离，5秒钟后听到“叮咚，标准距 离已设置成功，请注意保护您的视力”，则表示已经设置成功，若5秒钟后听到“叮咚，标准 距离设置失败，请重新设置”则表示设置失败”此时需要重新开启开关键Si)及指示灯LED5 提示(语音提示设置成功后则熄灭，若提示失败则长亮，此时需要重新开启开关键Si)。所述的提醒单元包括音频发生芯片U3、数字音频功放芯片U6、扩音器连接插头 JP3、第一指示灯LED5、第二指示灯LED6，由数据处理器U2实时根据红外线接收管Ul送来 的信号输出判断使用者是否超出安全距离，如果超出安全距离的时间达到设定时间(如3 秒)，数据处理器U2通过其4、5管脚向音频发生芯片U3发送选通语音提醒信号，控制音频 发生芯片U3发声，音频发生芯片U3的3脚发出音频信号，该音频信号驱动数字音频功放 U3驱动连接在扩音器连接插头JP3上的喇叭或耳机发声，提醒使用者超出安全距离，同时 数据处理器U2通过其3脚驱动三极管Q5发生方波脉冲信号，由三极管Q5驱动第二指示灯 LED6闪烁，提醒用户超出安全距离，请矫正坐姿。第一指示灯LED5用于疲劳提醒。本实施例中，所述的疲劳提醒设定单元包括第一设定按键S2、第二设定按键S3、 第三设定按键S4,第一、第二、第三设定按键S2、S3、S4分别对应连接在所述数据处理器U2 的第一、第二、第三疲劳提醒设定时间值信号输入接脚27、26、25上，按下第一、第二、第三 设定按键S2、S3、S4，分别用于设定30分钟、60分钟、120分钟。此外，所述的疲劳提醒设定单元还可设置成一旋转按钮，旋转按钮周围设置时间 刻度，旋转按钮的信号输出端连接在所述数据处理器U2的疲劳提醒设定时间值信号输入 端上，旋转该旋转按钮到需要的时间刻度上，数据处理器U2即可到时驱动提醒。设定好疲劳提醒时间后，由处理器U2判断是否超出设定的疲劳提醒时间，数据处 理器U2通过其4、5管脚向音频发生芯片U3发送选通语音提醒信号，控制音频发生芯片U3 动作，音频发生芯片U3的3脚发出音频信号，驱动数字音频功放U3驱动连接在扩音器连接 插头JP3上的喇叭或耳机发声，语音提醒使用者已经到达设定的疲劳提醒时间“请休息10 分钟”，同时数据处理器U2通过其3脚驱动三极管Q2发生方波脉冲信号，由三极管Q2驱动 第一指示灯LED5闪烁。此外，所述的视力保护仪还包括一照明单元，照明单元包括<2 5高亮LED灯LED1、 一照明控制开关S5，一限流电阻R18，照明灯LEDl与照明控制开关S5通过限流电阻R18串 联连接在电源VEE上。所述的充电管理单元包括电源供电接插件CONl、充电管理芯片U5、充电锂电池 B1、N型MOS开关管Q1、三端稳压器U4，其中，电源供电接插件COm的输入端用于连接电源， 电源供电接插件com的输出端分两路，第一路连接充电管理芯片TO的供电输入端4脚，第二路连接N型MOS开关管Ql的源极，充电管理芯片TO的供电输出端5脚连接充电锂电池 Bl的正极，充电锂电池Bl的负极接地，充电锂电池Bl的正极还连接N型MOS开关管Ql的 栅极，N型MOS开关管Ql的漏极连接三端稳压器U4的输入端(N型MOS开关管Ql的漏极 输出电压VEE，用于为照明单元提供电能)，三端稳压器U4的输出端输出直流电压VDD用于 为所述视力保护仪的测距单元、数据处理器U2、距离设定单元、疲劳提醒设定单元、提醒单 元供电。所述充电管理单元还包括充电电池充满状态指示灯LED2、充电错误指示灯LED3， 所述充电管理芯片U5的充电电池充满状态信号输出端7脚控制连接所述充电电池充满状 态指示灯LED2，所述充电管理芯片U5的充电错误状态信号输出端6脚控制连接所述充电错 误指示灯LED3。当用户通过供电接插件CONl给整个系统供电时，通过N型MOS开关管Ql给整个 系统供电，此时充电锂电池Bl的电路被切断，不给整个系统供电，供电接插件com为<2 5 圆形电源插头，供电接插件CONl通过充电管理芯片U5给充电锂电池Bl充电，当充电锂电 池Bl充满时，LED发光二极管LED2发光，指示电池充满，当发生充电错误时，LED发光二极 管LED3发光，指示充电错误，提醒用户更换电池；此外，图中的二级管Dl起防止电流流向供 电接插件com端。另外，图中的芯片JP2为数据处理器U2的程序下载芯片，其6、5、4、3、2、1脚分别 对应连接到数据处理器U2的6、2、21、11、20、19脚，当产品出厂前，下载程序时，需要拔掉连 接在数据处理器U2的复位端(19脚)的跳线帽JP1，使能下载口，当下载程序完毕时，需要 重新安装好跳线帽JPl。基于本实用新型视力保护仪的视力保护控制方法的具体流程步骤如下所述1)、系统初始化，数据处理器U2对其内部的疲劳提醒计数器赋初始值；之后，进入 步骤2)；2)、数据处理器U2的测距启动控制端2脚输出高电平信号驱动三极管Q3导通，使 红外线发射管LED4上电，发射红外线，同时，数据处理器U2判断其测距信号输入端1脚是 否收到由红外线接收管Ul送来的红外测距信号，如果收到红外测距信号，进入步骤3)，如 果没有收到红外测距信号，返回步骤2)；3)、判断收到的红外测距信号时长是否大于等于预先设定的干扰信号时长(本实 施例中设定为100微秒)若该红外测距信号时长大于或等于预先设定的干扰信号时长，判 断该红外测距信号为有效信号，进入步骤4)，同时，数据处理器U2对其内部的疲劳提醒计 数器进行加1操作，之后，数据处理器U2判断疲劳提醒计数器的累计值是否超过用户设定 值如果超过用户设定值，数据处理器U2的4、5脚对音频发生芯片U3发送语音提醒命令， 以提醒用户需要休息10分钟，然后退出中断程序，返回主程序；若该红外测距信号时长小 于预先设定的干扰信号时长，判断该红外测距信号为干扰信号，返回步骤2)；4)、数据处理器U2判断从该红外测距信号中读取的距离值是否小于预先设定的 正确姿势情况下最小距离值(如50厘米)若小于，数据处理器U2通过其提醒信号输出端 3脚向第二指示灯LED6输送驱动信号，驱动第二指示灯LED6发光，以提示使用者用眼过近， 需要注意，同时数据处理器U2通过其4、5脚对音频发生芯片U6发送命令，以驱动实施语音 提醒，同时返回步骤2)；若不小于，返回步骤2)。
6[0034]如果使用者需要根据实际情况自己设定其正确姿势情况下的最小距离值，可通过 所述的正确距离调节开关Sl设定，设定的信号通过数据处理器U2的28脚输送至数据处理 器U2内，对数据处理器U2中预先设定的正确姿势情况下最小距离值进行修改。综上，本实用新型的视力保护仪，可在使用者的读写距离太近时或设定的疲劳提 醒时间到时实施提醒，以预防使用者患上近视眼病，使用群体广泛，既适合视力正常的学 生，又对患有不同近视程度的学生有纠正视力的作用，以防止近视程度加深。除预防近视 外，还有照明的功能，给日常生活带来很大的方便。
权利要求一种视力保护仪，包括测距单元、数据处理器、距离设定单元、提醒单元，其中，距离设定单元的信号输出端连接数据处理器的距离设定信号输入端，数据处理器的测距启动控制信号输出端连接测距单元的控制信号输入端，测距单元的采集信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的提醒信号输出端连接提醒单元的信号输入端，其特征在于该视力保护仪还包括疲劳提醒设定单元，疲劳提醒设定单元的信号输出端连接所述数据处理器的疲劳提醒设定信号输入端。
2.如权利要求1所述的视力保护仪，其特征在于所述的疲劳提醒设定单元包括第一 设定按键、第二设定按键、第三设定按键，第一、第二、第三设定按键分别对应连接在所述数 据处理器的第一、第二、第三疲劳提醒设定时间值信号输入接脚。
3.如权利要求1所述的视力保护仪，其特征在于所述的疲劳提醒设定单元包括一旋 转按钮，旋转按钮的信号输出端连接在所述数据处理器的疲劳提醒设定时间值信号输入端 上。
4.如权利要求1或2或3所述的视力保护仪，其特征在于所述的提醒单元包括音频 发生芯片、音频功放芯片、扩音器，其中，音频发生芯片的信号输入端连接所述数据处理器 的提醒信号输出端，音频发生芯片的信号输出端连接音频功放芯片的信号输入端，音频功 放芯片的信号输出端连接扩音器。
5.如权利要求4所述的视力保护仪，其特征在于所述的提醒单元还包括耳机插接件， 耳机插接件的信号输入端连接音频功放芯片的耳机接口。
6.如权利要求4所述的视力保护仪，其特征在于所述的提醒单元还包括距离报警灯、 疲劳提醒报警灯，距离报警灯、疲劳提醒报警灯的驱动控制端分别对应连接所述数据处理 器的距离提醒信号输出端、疲劳提醒信号输出端。
7.如权利要求1或2或3所述的视力保护仪，其特征在于该视力保护仪还包括充电管 理单元，该充电管理单元包括电源供电接插件、充电管理芯片、充电电池、N型MOS开关管、 三端稳压器，其中，电源供电接插件的输入端用于连接电源，电源供电接插件的输出端分两 路，第一路连接充电管理芯片的供电输入端，第二路连接N型MOS开关管的源极，充电管理 芯片的供电输出端连接充电电池的正极，充电电池的负极接地，充电电池的正极还连接N 型MOS开关管的栅极，N型MOS开关管的漏极连接三端稳压器的输入端，三端稳压器的输出 端用于为所述视力保护仪各用电元器件供电。
8.如权利要求7所述的视力保护仪，其特征在于所述充电管理单元还包括充电电池 充满状态指示灯、充电错误指示灯，所述充电管理芯片的充电电池充满状态信号输出端控 制连接所述充电电池充满状态指示灯，所述充电管理芯片的充电错误状态信号输出端控制 连接所述充电错误指示灯。
专利摘要一种视力保护仪，包括测距单元、数据处理器、距离设定单元、提醒单元，其中，距离设定单元的信号输出端连接数据处理器的距离设定信号输入端，数据处理器的测距启动控制信号输出端连接测距单元的控制信号输入端，测距单元的采集信号输出端连接数据处理器的采集信号输入端，数据处理器的提醒信号输出端连接提醒单元的信号输入端，其中该视力保护仪还包括疲劳提醒设定单元，疲劳提醒设定单元的信号输出端连接所述数据处理器的疲劳提醒设定信号输入端。本实用新型的视力保护仪，不仅可提醒使用者注意用眼距离，还能提醒使用者防止疲劳用眼，因此可有效预防因用眼过近及疲劳用眼得上近视眼病。
文档编号G08B21/24GK201707769SQ20102023107
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者石海欣 申请人:河南鑫天通信信息网络有限公司