专利名称：视力保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种视力保护器，特别涉及一种在不符合光照条件的环境中能够以声和光报警的视力保护器。
在已有的用于视力保护器的测光报警装置中，有例如电路图图4所示的测光报警装置。该测光报警装置存在以下几方面不足(1)由于该装置的声报警部分和光报警部分分别由不同的电压信号触发，故而在环境光照度较差而应报警的场合会发生声光报警无法同时进行的情况。并且由于后面述及的声报警声音极微弱，因而其实际使用中对使用者的报警没有起到应有的提醒作用，使人感到它所提供的报警作用不太可靠。(2)由于该已有技术的声报警部分由音乐集成电路IC和扬声器构成，当电路用3V直流电压源时，由于两个三极管导通电压就已经分去约1.4V，这样加到音乐集成电路的电压最多也只有1.6V，特别是在发光二极管导通时，流到音乐集成电路IC的电流很小，这样就难以很好地触发音乐集成电路IC，使扬声器只能发出轻微的声音，而且这种电路也比较耗电。(3)该已有技术的报警装置无法反映出光照过暗的程度。(4)该已有技术由于电路设计问题而使其无法相应于应报警的光照临界条件的改变来调整电路，并且也不能对光照很强近乎刺眼的环境进行报警。
显然，用已有技术的测光报警装置作为视力保护器，从使用者尤其是中小学生希望在学习或娱乐时能有效可靠地监测环境光照度、更好地指导家庭或教室采光照明以保护视力这方面来说是不够理想的。
本实用新型的目的在于提供一种能克服上述不足，在不符合光照条件的环境中能有效地声光报警的可靠性高的视力保护器。
本实用新型的另一目的在于提供一种耗电省并且即使采用较低的电源电压声报警响度也可足够高的视力保护器。
本实用新型的又一目的在于提供一种报警声音悦耳并能随环境光照暗或刺眼的程度增大而变得急促的视力保护器。
本实用新型的再一目的还在于提供一种对电路中所设定的光照条件可作调整的视力保护器。
本实用新型的上述目的是通过下述方案来实现的。
本实用新型的视力保护器包括具有用以采集环境光照度的光敏元件的检测电路；具有用以报警的声和／或光报警元件的报警电路；以及电源，其特征在于，所述报警电路还包括振荡信号发生源，该振荡信号发生源由所述检测电路输出控制产生振荡信号来驱动所述声和／或光报警元件。
在上述的视力保护器中，声和／或光报警元件中的声报警元件可以是蜂鸣片，光报警元件可以是发光二极管，而声和光报警元件可以是发光二极管串接一限流元件后与一蜂鸣片并联连接成的元件组。
上述的视力保护器的振荡信号发生源包括由三极管和反馈支路所构成的振荡回路，该反馈支路由串接在所述三极管的基极与集电极之间的电容和互感元件的初级线圈组成；将所述振荡回路产生的振荡信号由所述互感元件的次级线圈耦合输出给所述报警元件的输出级。
如上所述的视力保护器的检测电路包括有检测三极管，所述光敏元件与电阻构成的分压器的输出端连接在所述检测三极管的基极上，所述检测三极管的集电极与所述振荡信号发生源的三极管的基极连接并通过一可变负载连接电源。所述的视力保护器，在所述检测三极管的集电极与所述振荡信号发生电源的三极管的基极之间还包括一可响应所述光敏元件的截止、导通以及过导通三种状态而产生相应的控制信号作为所述振荡信号发生源的输入的状态响应电路。
根据本实用新型的视力保护器，由于声光报警元件是由同一振荡信号驱动报警的，因而总能同时报警，并可以足够的响度有效地作声报警，故而起到了可靠的提醒作用。由于声光报警元件分别采用蜂鸣片与发光二极管，故而耗电少、并由于发光二极管的检波作用能使经蜂鸣片发出的声音更为悦耳。由于振荡信号源如上述构成，因而即使采用较低电源电压也能产生足够响的声报警，并会使声报警随环境光照暗或刺眼的程度的加剧而变得急促。由于检测电路还包括状态响应电路故还能对刺眼的光进行报警，并且由于电路设有可变电阻因而可对设定的光照条件作相应的调整。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
图1是本实用新型视力保护器的构成框图。
图2是本实用新型视力保护器的第一实施例的电路图。
图3是本实用新型视力保护器的第二实施例的电路图。
图4是已有的测光报警装置的电路图。
参见图1，本实用新型的视力保护器报警装置包括检测电路1和报警电路2。其中报警电路2包括振荡信号发生源21和报警元件20。检测电路1中包括一采集环境光照度的光敏元件，例如光敏三极管D，因而检测电路1会相应于外界光照环境输出不同的电压检测信号以控制报警电路2中的振荡信号发生源21，使其在不满足使用者所需的光照的情况下受到电压检测信号的触发产生振荡信号来驱动报警元件20报警。下面结合本实用新型的两个实施例分别具体地介绍报警元件20，振荡信号发生源21以及检测电路1。
由振荡信号驱动报警的报警元件20，可以是声报警元件、光报警元件或声光报警元件组。图2示出本实用新型第一实施例的电路图，在该例中，报警元件20包括声报警元件例如蜂鸣片HJD和光报警元件例如发光二极管D’，将发光二极管D’与一限流电阻R串接后再与一蜂鸣片HJD并联连接而组成声和光报警元件组。如上所述构成的报警元件，由同一振荡信号驱动，因而声、光报警元件HJD和D’能同时报警。发光二极管D’发出闪光，而蜂鸣片发出“嘀、嘀、……”的较悦耳的声音。这里发光二极管D’不但起到报警指示作用，还能起到检波作用，若不采用发光二极管检波，蜂鸣片只能发出“嗡嗡”的音频交流信号声音，时间长了容易让人头晕。如上所述，可以看出只要振荡信号发生源起振，声、光报警就会同时进行，而且声、光报警元件分别选用蜂鸣片和发光二极管，也就有成本低、耗电少的优点了。
另外，对于上述报警电路稍作修改就可单独进行声报警或光报警。单独进行声报警只须将发光二极管D’换成普通二极管，单独进行光报警只须去掉蜂鸣片(HJD)支路即可。
本实用新型中的振荡信号发生源，可以是如图2或3所示的实施例中这种形式的振荡信号发生源21。该振荡信号发生源21从其功能上又分为振荡回路部分和输出级部分。振荡回路包括三极管以及在所述三极管O1的基极与集电极之间串接了电容C和互感元件M的初级线圈而构成的反馈支路。该振荡回路的三极管Q1工作在放大区与截止区之间，这样利用反馈电容C充放电荷就可使三极管Q1工作在放大区或截止区而产生周期性间断的振荡信号。三极管Q1的工作点向截止区多偏一些，即工作点电压小些，反馈电容C充放电时间变长，振荡信号的基频变小。而当检测电路1加在三极管Q1基极上的电压信号增大，反馈电容C充放电时间则减小，因而所产生的振荡信号的基频就会变高。随着基极偏压的增大就会使该图示振荡回路的基频变高，送至报警元件20，就会使发光二极管闪烁加快，蜂鸣片的报警声也会急促起来。通过选择相应的电容C和电感L就能使报警装置在其工作范围内以可变频率进行报警。接下去，由互感线圈M的次级线圈作为振荡信号发生源21的输出级，这样通过电磁感应就可将振荡回路的振荡信号经该输出级耦合至报警元件20，向报警元件20提供一定频率一定幅值的振荡信号来驱动其进行声和／或光报警。显然，输出级为对振荡回路的电压信号进行提升而使互感线圈M的次级线圈与初级线圈的匝数比大于1，例如在图2、3所示电路中匝数比为40，它可以根据所要获得的蜂鸣声的响度来设定。
如图2所示的实施例的检测电路1，在一光敏三极管D的一端加上工作电压，另一端则与检测三极管Q2的基极相连，并通过可变电阻W1接地，该检测三极管Q2集电极通过一可变负载电阻W2接到电源电压上，Q2的发射极接地，而由集电极输出电压检测信号给振荡信号发生源21。当外界光照度高于某个光照条件的临界值例如150勒克司时，光敏三极管D电阻变小，使检测三极管Q2导通，集电极电压由于负载电阻的分压而为低电平，该电压检测信号送给振荡回路的三极管Q1的基极，Q1由于其基极低电位而截止。由于Q1不导通因而振荡回路不起振，振荡信号发生源也就不会向报警装置输出振荡信号，报警装置不工作。而当光照度低于例如150勒克司时，光敏三极管D就不会导通，其电阻变大则检测三极管Q2接近截止，这样Q2集电极为高电平，触发振荡信号发生源21起振，输出振荡信号而使报警元件20声光报警。并且若环境光照继续变暗，就会使振荡信号的频率升高，这样蜂鸣片HJD“嘀、嘀、……”的报警声会更为急促，发光二极管D’红光闪耀的频度加快，以催促使用者改善照明条件。在检测电路1中的电阻W1和W2是可变电阻，对W1和W2进行调整就可获得使用者所要设定的光照条件的临界值，该临界值可依据中小学生教室采光和照明卫生标准(GB7793－87)中教室课桌面的平均照度值不应低于150勒克司的规定而设定。
图3所示的实施例中的检测电路1不仅包括光敏三极管D和检测三极管Q2，还包括一连接于检测三极管Q2集电极E与振荡信号发生源的输入端N间的状态响应电路11。下面参照该附图详细说明其工作情况。
当环境光照度低于150勒克司时，光敏三极管D不导通，D电阻很大，而使检测三极管基极A点电位很低，因而Q2处于截止状态，从而Q3基极E点为高电位，并使Q3处于截止状态，Q3集电极F点为低电位，而不足以使D1与Q4导通，从而D3也不导通，故发光二极管D3不发光，此时J点为高电位，使D4导通，这时不论D2是否导通(也就是说电位器W2的G点电位并不由这种情况来设定)，N点电位较高而导通Q1，使振荡回路起振而驱动报警。这样发光二极管D3不发光，而报警电路20中的发光二极管D’闪光，就表明环境光照度过低。而且如上所述，环境光越暗，报警元件20的声音报警频率越高。
当环境光照度高于150勒克司但低于刺眼时的光照度例如1000勒克司时，光敏三极管D导通，D电阻变小，而A点的电位较高使检测三极管Q2导通，E点电位变低而使Q3也导通，使F点电位较高，F点高电位一方面导通D1与Q4，从而使发光二极管D3导通发光，J点处于低电位而无法导通D4；另一方面由电位器W2对较高的F点电位分压得到的G点电位恰好处于这样一种临界状态，即使得在这种光条件下G点电位不足以使D2导通，这样在D2、D4均不导通的情况下，而使Q1截止，振荡回路无法起振，因而报警装置不会报警。这样发光二极管D3发光，但报警电路中的报警装置不报警，就可表明环境光照条件较为理想，既不暗也不刺眼。
而当环境光照度很强超过1000勒克司时，光敏三极管D的导通电阻变得很小，从而使F点电位高到除了仍使D3发光，D4不导通外，还使G点电位高到能导通D2，而使N点电位较高，Q1导通从而振荡回路起振，驱动报警装置工作。这样发光二极管D3发光，而且报警元件20中的发光二极管D’闪亮以及蜂鸣片发出急促的“嘀、嘀、……”声，此时报警声还会随光照度的变大会更急促，以表明环境光太强或越变越强，会刺伤眼睛的。
如上所述，在状态响应电路11中设有一发光二极管D3(与D’发红光相区别而发绿光)用以区分光敏电阻D过导通和未导通的状态，从而进一步区分光太暗还是光太强。
在图3所示的实施例中，除检测电路1中增加了状态响应电路11外，其余部分与图2的实施例相同，故其工作过程不再赘述。
在上述这些实施例中，开关K使上述电路断开或接通与电源电压的连接。显然这种开关可以是电子开关，由相应的信号控制，也可以有一定的机械结构，以便于人们在学习和娱乐时能下意识地合上该开关。另外，本实用新型的视力保护器可以做在各种文具、玩具以及桌面摆设中。
上述实施例中的电路结构较简单，应该认为上述实施例是非限定性的，人们是可以在不脱离其实质的前提下进行各种变换的。
权利要求1.一种视力保护器包括具有用以采集环境光照度的光敏元件的检测电路；具有用以报警的声和/或光报警元件的报警电路；以及电源；其特征在于，所述报警电路还包括振荡信号发生源，该振荡信号发生源由所述检测电路输出控制产生振荡信号来驱动所述声和/或光报警元件。
2.如权利要求1所述的视力保护器，其特征在于，所述声报警元件是蜂鸣片。
3.如权利要求1所述的视力保护器，其特征在于，所述光报警元件是发光二极管。
4.如权利要求1所述的视力保护器，其特征在于，所述声和光报警元件是发光二极管串接一限流元件后与一蜂鸣片并联连接成的元件组。
5.如权利要求1或4所述的视力保护器，其特征在于所述振荡信号发生源包括由三极管和反馈支路所构成的振荡回路，该反馈支路由串接在所述三极管的基极与集电极之间的电容和互感元件的初级线圈组成；将所述振荡回路产生的振荡信号由所述互感元件的次级线圈耦合输出给所述报警元件的输出级。
6.如权利要求5所述的视力保护器，其特征在于所述检测电路包括检测三极管，所述光敏元件与电阻构成的分压器输出端连接在所述检测三极管的基极，所述检测三极管的集电极与所述振荡信号发生源的三极管的基极连接并通过一可变负载连接电源。
7.如权利要求6所述的视力保护器，其特征在于，在所述检测三极管的集电极与所述振荡信号发生源的三极管的基极之间还包括一可响应所述光敏元件的截止、导通以及过导通三种状态而产生相应的控制信号作为所述振荡信号发生源的输入的状态响应电路。
8.如权利要求7所述的视力保护器，其特征在于所述状态响应电路还包括一第二发光二极管用以区别上述光敏元件的截止或过导通状态。
9.如权利要求1所述的视力保护器，其特征在于所述电源包括一可接通或断开所述电源的开关。
10.如权利要求5所述的视力保护器，其特征在于所述振荡信号发生源中的互感元件其次级线圈与初级线圈匝数比大于1。
专利摘要本实用新型揭示了一种视力保护器，它包括检测电路1和报警电路2，所述报警电路还包括振荡信号发生源21，该振荡信号发生源21由所述检测电路1的输出控制产生振荡信号来驱动声和/或光报警装置20。该视力保护器的测光报警电路电路简单，可靠性高且能耗低，能准确地在较差光照条件下声光同时报警。
文档编号G08B7/06GK2125164SQ9222470
公开日1992年12月16日 申请日期1992年6月13日 优先权日1992年6月13日
发明者杨听大 申请人:杨听大