专利名称：集成电路超声导盲眼镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供盲人(包括白内障等眼疾患者)探路的装置，尤其是电子线路已全部集成化的高可靠性超声导盲眼镜。
本实用新型可以对比的技术是中国科学院声学研究所的专利申请CN85100707·4所提出的超声导盲眼镜，由于该专利换能器的制作技术要求甚高，制作难度较高，成品率不高，因此不能大批量进行生产，据了解不少厂都曾因为换能器不能大批量生产而导致工厂下马停产，也就是说该专利换能器的设计，生产还仅停留在实验型阶段(非生产型)。同时由于采用分立元件，调试困难，工人技术要求较高，产品的可靠性也较差，因此实施较为困难，这是该专利至今不能大量推广，造福于盲人的主要原因之一。另外，由于采用分立元件，电子线路体积较大，需要带有香烟盒大的电子盒，外接一些电线，盲人在使用过程中，感到不便，提出希望减小电子盒体积，免去连线。
本实用新型的目的就是克服以上缺点，提供一种实施方便，调试容易，可靠性高，电子盒体积小，并能安装在眼镜架上，外观无导线连接的超声波导盲眼镜，从而能进行大批量生产，造福于盲人。
本实用新型的目的是这样实现的电子线路采用数字及模拟相结合的电路，以减少电容数目符合集成电路的设计特点，由元件生产单位，制成18脚专用的集成电路，命名5G047集成电路。电路的设计方案是利用超声波遇障碍物即反射的原理，通过振荡器、发射电路、经过换能器，不断定向地向空间发射脉冲信号，当遇有障碍物则反射回来，然后通过接收电路，时间门及工作门的处理，及音频振荡器的作用，使反射回来的信号发出声音，根据声音的重复频率及音调的高低来判别前方障碍物的距离，即距离越近，音调及重复频率越高，反之，距离越远，则重复频率及音调就越低。另外，换能器是采用市场上大量有售的HTCK型超声传感器，由于HTCK灵敏度不够因而在发射电路的设计上采用电感冲击振荡电压(40KC)作为发射讯号，幅度可达300V左右，弥补了换能器灵敏度的不足，使整机灵敏度较高，从而避免了换能器的制作，又能达到较高的整机灵敏度，这是能够进行大批量生产的关键之一。
由于采用了上述方案，电子线路全部做成专用集成电路，则使整机的调试大大简化，体积及重量大大减小，整机的小电子盒能全部按装在眼镜架上，外观上没有一根电线出现。另外，采用了市面上有售的现成传感器HTCK，避免换能器的制作，从而，实施上大大方便了，这样就能生产更多的产品造福于盲人。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，
图1是本实用新型电路连接图。
图2是本实用新型专用集成电路5G047电路原理图。
图1中5G047－专用集成电路T－发射换能器R－接收换能器H－蜂鸣片L1－电感 D1－二极管 K1、K2－开关W1、W2－电位器 R2、R5、R8、R9－电阻器C1～C14－电容器其中T及R安装在眼镜片二侧，H及其他所有元件均安装在小电子盒内，小电子盒安装在眼镜架左耳或右耳侧，并可自由调节电子盒同耳朵的相对位置以控制音量。
在图2中(1)～(18)是18脚专用集成电路的引脚点，本实用新型专用集成电路5G047电路工作原理如下当12V电源开关一旦开机，由T20～T24组成的稳压电源产生5.2V稳压，其中T20、T21、T22是过流保护，以避免集成电路短路时烧毁调整管T20、T21。一旦稳压电源有电压，则由T11～T19组成的密勒电路开始振荡，在C5上有重复频率约450ms的锯齿波，原理是电源通过R5C3在T12基极上有一正向电压的突跳，通过T13、T14正反馈的作用，使T12集电极电位很快下降，T16集电极电位很快上升，T17集电极电位很快下降，这时C5通过R34、R33及T15恒流源放电，当C5放电到T17到达饱和点，同时T12饱和、T16截止，则T13、T14正向电流增加的趋势减弱，则有相反增长的趋势，很快T12退出饱和，这时由于T13、T14正反馈的作用又趋使T12很快截止，则T16饱和，T17截止，则C5通过电阻R34、R33及T16进行充电，如此C5充电放电，由于充放电时间常数不同，则产生上升沿短，下降沿长的锯齿波电压。当T12截止，T18饱和，则在T18集电极产生一负向阶跃，加到由T27、T28、T29、T30、T31组成的与门输入端，及电容器C10、R52时间常数的作用，在T26基极产生约400μS的正向脉冲，然后通过射极跟随T26加到发射电路T25的基极上，使T25在400μS时间内突然导通，电感L1通过电流储存能量。当400μS过后，则T25突然截止，L1则同发射换能器中的电容产生幅度约300V的冲击振荡电压，经换能器T转换为频率约40KC的超声波信号，定向向空间发射。当遇有障碍物则反射回信号，经接收换能器R转换为微弱电信号，经过放大(1)、T1、T2、T3约108倍的放大，再进入放大，(2)、由T4、T5组成射极跟随，而T6、T7设计在饱和区，调节W1，改变T5发射极直流电位，使T6、T7正好处在临界饱和状态，这时在T5发射极上的负向脉冲信号能获得最大触发灵敏度，即在T7集电极上得到正向触发信号，通过二极管的反向限幅，正向脉冲信号直接触发振荡器T12的基极，这时T12处在截止状态，则使T12提前导通从而改变了振荡器的振荡频率。振荡器T17的集电极直接引到音频振荡器的输入端，T48的基极，音频振荡器由T56、T58、T57组成施密持电路，又由T51、T52、T53、T55、T54组成恒流源，对C7进行充放电，充放电的大小由T17集电极锯齿波的电位控制T48基极，使T49、T50的发射极，及集电极电位随T17集电极的锯齿波电位而决定。从而通过T59、T60的射极输出器在蜂鸣片上得到随障碍物距离的改变而变化重复频率及音调的音频信号。另外又设置了时间门及工作门，使在指定距离内、发音，在指定距离以外就不发音(设有三档距离即1米、2米、4米，以适应不同场合下使用，如1米多用在室内行走，4米多用在室外空旷环境，一般情况用2米)。时间门由T33～T39及R8、R9组成，工作门由T40～T47组成，其中T42、T43、T44组成与门，只有时间门的时间常数组成的高电位信号到位，及工作门由C8时间常数组成的20ms的开启电位到位，则音频振荡器T57基极才能处于高电位，从而T57才能导通，这时音频振荡器才发出时间为20ms的音频一次，而重复频率是随锯齿波的重复频率而改变，也就是反射信号的重复频率而改变。因此障碍物越近，反射次数越多，则重复频率及音调越高，从而可以根据蜂鸣片的音频信号有无及高低来判断障碍物有无及近远。为了克服发射换能器直接通过眼镜架固体传输到接收换能器来的“直达声”干扰，设置了三个开关，由T8、T9、T10组成，由C6、W2组成的时间常数，控制发射信号发射的瞬间，阻止“直达声”进入。
权利要求1.一种集成电路超声导盲眼镜，换能器装在眼镜镜片二侧，电子线路，蜂鸣片，电池全部装在小电子盒内，并按装在眼镜架左耳侧或右耳侧，其特征是电子线路制成专用集成电路5G047，换能器采用HTCK超声传感器。
2.根据权利要求1所述的集成电路超声导盲眼镜，其特征是专用集成电路5G047是18脚引脚，由振荡器、发射电路、接收电路、时间门、工作门、及音频振荡器，连接组成。
3.根据权利要求2所述的集成电路超声导盲眼镜，其特征是发射电路有一个储能电感通过电容同发射换能器相连接。
专利摘要一种专门供盲人(白内障等眼疾患者)导盲探测的装置——集成电路超声导盲眼镜。电子线路全部制成专用的18脚集成电路，采用市上可以买到的HTCK超声波传感器作换能器。除换能器安装在眼镜片二侧外，其他所有元件，包括蜂鸣片，电池均装在小电子盒内，并安装在眼镜架左耳或右耳侧，并可自由调节小电子盒同耳朵的相对位置，以控制音量。
由于以上方案，则制造调试方便，可靠性高，成本低，灵敏度高，使用方便、美观、能有效地进行大批量生产，造福于盲人。
文档编号A61F9/08GK2132503SQ9221553
公开日1993年5月12日 申请日期1992年5月11日 优先权日1992年5月11日
发明者叶筑生 申请人:叶筑生