專利名稱：視力保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種視力保護器，特別涉及一種在不符合光照條件的環(huán)境中能夠以聲和光報警的視力保護器。
在已有的用于視力保護器的測光報警裝置中，有例如電路圖圖4所示的測光報警裝置。該測光報警裝置存在以下幾方面不足(1)由于該裝置的聲報警部分和光報警部分分別由不同的電壓信號觸發(fā)，故而在環(huán)境光照度較差而應(yīng)報警的場合會發(fā)生聲光報警無法同時進行的情況。并且由于后面述及的聲報警聲音極微弱，因而其實際使用中對使用者的報警沒有起到應(yīng)有的提醒作用，使人感到它所提供的報警作用不太可靠。(2)由于該已有技術(shù)的聲報警部分由音樂集成電路IC和揚聲器構(gòu)成，當(dāng)電路用3V直流電壓源時，由于兩個三極管導(dǎo)通電壓就已經(jīng)分去約1.4V，這樣加到音樂集成電路的電壓最多也只有1.6V，特別是在發(fā)光二極管導(dǎo)通時，流到音樂集成電路IC的電流很小，這樣就難以很好地觸發(fā)音樂集成電路IC，使揚聲器只能發(fā)出輕微的聲音，而且這種電路也比較耗電。(3)該已有技術(shù)的報警裝置無法反映出光照過暗的程度。(4)該已有技術(shù)由于電路設(shè)計問題而使其無法相應(yīng)于應(yīng)報警的光照臨界條件的改變來調(diào)整電路，并且也不能對光照很強近乎刺眼的環(huán)境進行報警。
顯然，用已有技術(shù)的測光報警裝置作為視力保護器，從使用者尤其是中小學(xué)生希望在學(xué)習(xí)或娛樂時能有效可靠地監(jiān)測環(huán)境光照度、更好地指導(dǎo)家庭或教室采光照明以保護視力這方面來說是不夠理想的。
本實用新型的目的在于提供一種能克服上述不足，在不符合光照條件的環(huán)境中能有效地聲光報警的可靠性高的視力保護器。
本實用新型的另一目的在于提供一種耗電省并且即使采用較低的電源電壓聲報警響度也可足夠高的視力保護器。
本實用新型的又一目的在于提供一種報警聲音悅耳并能隨環(huán)境光照暗或刺眼的程度增大而變得急促的視力保護器。
本實用新型的再一目的還在于提供一種對電路中所設(shè)定的光照條件可作調(diào)整的視力保護器。
本實用新型的上述目的是通過下述方案來實現(xiàn)的。
本實用新型的視力保護器包括具有用以采集環(huán)境光照度的光敏元件的檢測電路；具有用以報警的聲和／或光報警元件的報警電路；以及電源，其特征在于，所述報警電路還包括振蕩信號發(fā)生源，該振蕩信號發(fā)生源由所述檢測電路輸出控制產(chǎn)生振蕩信號來驅(qū)動所述聲和／或光報警元件。
在上述的視力保護器中，聲和／或光報警元件中的聲報警元件可以是蜂鳴片，光報警元件可以是發(fā)光二極管，而聲和光報警元件可以是發(fā)光二極管串接一限流元件后與一蜂鳴片并聯(lián)連接成的元件組。
上述的視力保護器的振蕩信號發(fā)生源包括由三極管和反饋支路所構(gòu)成的振蕩回路，該反饋支路由串接在所述三極管的基極與集電極之間的電容和互感元件的初級線圈組成；將所述振蕩回路產(chǎn)生的振蕩信號由所述互感元件的次級線圈耦合輸出給所述報警元件的輸出級。
如上所述的視力保護器的檢測電路包括有檢測三極管，所述光敏元件與電阻構(gòu)成的分壓器的輸出端連接在所述檢測三極管的基極上，所述檢測三極管的集電極與所述振蕩信號發(fā)生源的三極管的基極連接并通過一可變負載連接電源。所述的視力保護器，在所述檢測三極管的集電極與所述振蕩信號發(fā)生電源的三極管的基極之間還包括一可響應(yīng)所述光敏元件的截止、導(dǎo)通以及過導(dǎo)通三種狀態(tài)而產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號作為所述振蕩信號發(fā)生源的輸入的狀態(tài)響應(yīng)電路。
根據(jù)本實用新型的視力保護器，由于聲光報警元件是由同一振蕩信號驅(qū)動報警的，因而總能同時報警，并可以足夠的響度有效地作聲報警，故而起到了可靠的提醒作用。由于聲光報警元件分別采用蜂鳴片與發(fā)光二極管，故而耗電少、并由于發(fā)光二極管的檢波作用能使經(jīng)蜂鳴片發(fā)出的聲音更為悅耳。由于振蕩信號源如上述構(gòu)成，因而即使采用較低電源電壓也能產(chǎn)生足夠響的聲報警，并會使聲報警隨環(huán)境光照暗或刺眼的程度的加劇而變得急促。由于檢測電路還包括狀態(tài)響應(yīng)電路故還能對刺眼的光進行報警，并且由于電路設(shè)有可變電阻因而可對設(shè)定的光照條件作相應(yīng)的調(diào)整。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。


圖1是本實用新型視力保護器的構(gòu)成框圖。
圖2是本實用新型視力保護器的第一實施例的電路圖。
圖3是本實用新型視力保護器的第二實施例的電路圖。
圖4是已有的測光報警裝置的電路圖。
參見圖1，本實用新型的視力保護器報警裝置包括檢測電路1和報警電路2。其中報警電路2包括振蕩信號發(fā)生源21和報警元件20。檢測電路1中包括一采集環(huán)境光照度的光敏元件，例如光敏三極管D，因而檢測電路1會相應(yīng)于外界光照環(huán)境輸出不同的電壓檢測信號以控制報警電路2中的振蕩信號發(fā)生源21，使其在不滿足使用者所需的光照的情況下受到電壓檢測信號的觸發(fā)產(chǎn)生振蕩信號來驅(qū)動報警元件20報警。下面結(jié)合本實用新型的兩個實施例分別具體地介紹報警元件20，振蕩信號發(fā)生源21以及檢測電路1。
由振蕩信號驅(qū)動報警的報警元件20，可以是聲報警元件、光報警元件或聲光報警元件組。圖2示出本實用新型第一實施例的電路圖，在該例中，報警元件20包括聲報警元件例如蜂鳴片HJD和光報警元件例如發(fā)光二極管D’，將發(fā)光二極管D’與一限流電阻R串接后再與一蜂鳴片HJD并聯(lián)連接而組成聲和光報警元件組。如上所述構(gòu)成的報警元件，由同一振蕩信號驅(qū)動，因而聲、光報警元件HJD和D’能同時報警。發(fā)光二極管D’發(fā)出閃光，而蜂鳴片發(fā)出“嘀、嘀、……”的較悅耳的聲音。這里發(fā)光二極管D’不但起到報警指示作用，還能起到檢波作用，若不采用發(fā)光二極管檢波，蜂鳴片只能發(fā)出“嗡嗡”的音頻交流信號聲音，時間長了容易讓人頭暈。如上所述，可以看出只要振蕩信號發(fā)生源起振，聲、光報警就會同時進行，而且聲、光報警元件分別選用蜂鳴片和發(fā)光二極管，也就有成本低、耗電少的優(yōu)點了。
另外，對于上述報警電路稍作修改就可單獨進行聲報警或光報警。單獨進行聲報警只須將發(fā)光二極管D’換成普通二極管，單獨進行光報警只須去掉蜂鳴片(HJD)支路即可。
本實用新型中的振蕩信號發(fā)生源，可以是如圖2或3所示的實施例中這種形式的振蕩信號發(fā)生源21。該振蕩信號發(fā)生源21從其功能上又分為振蕩回路部分和輸出級部分。振蕩回路包括三極管以及在所述三極管O1的基極與集電極之間串接了電容C和互感元件M的初級線圈而構(gòu)成的反饋支路。該振蕩回路的三極管Q1工作在放大區(qū)與截止區(qū)之間，這樣利用反饋電容C充放電荷就可使三極管Q1工作在放大區(qū)或截止區(qū)而產(chǎn)生周期性間斷的振蕩信號。三極管Q1的工作點向截止區(qū)多偏一些，即工作點電壓小些，反饋電容C充放電時間變長，振蕩信號的基頻變小。而當(dāng)檢測電路1加在三極管Q1基極上的電壓信號增大，反饋電容C充放電時間則減小，因而所產(chǎn)生的振蕩信號的基頻就會變高。隨著基極偏壓的增大就會使該圖示振蕩回路的基頻變高，送至報警元件20，就會使發(fā)光二極管閃爍加快，蜂鳴片的報警聲也會急促起來。通過選擇相應(yīng)的電容C和電感L就能使報警裝置在其工作范圍內(nèi)以可變頻率進行報警。接下去，由互感線圈M的次級線圈作為振蕩信號發(fā)生源21的輸出級，這樣通過電磁感應(yīng)就可將振蕩回路的振蕩信號經(jīng)該輸出級耦合至報警元件20，向報警元件20提供一定頻率一定幅值的振蕩信號來驅(qū)動其進行聲和／或光報警。顯然，輸出級為對振蕩回路的電壓信號進行提升而使互感線圈M的次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比大于1，例如在圖2、3所示電路中匝數(shù)比為40，它可以根據(jù)所要獲得的蜂鳴聲的響度來設(shè)定。
如圖2所示的實施例的檢測電路1，在一光敏三極管D的一端加上工作電壓，另一端則與檢測三極管Q2的基極相連，并通過可變電阻W1接地，該檢測三極管Q2集電極通過一可變負載電阻W2接到電源電壓上，Q2的發(fā)射極接地，而由集電極輸出電壓檢測信號給振蕩信號發(fā)生源21。當(dāng)外界光照度高于某個光照條件的臨界值例如150勒克司時，光敏三極管D電阻變小，使檢測三極管Q2導(dǎo)通，集電極電壓由于負載電阻的分壓而為低電平，該電壓檢測信號送給振蕩回路的三極管Q1的基極，Q1由于其基極低電位而截止。由于Q1不導(dǎo)通因而振蕩回路不起振，振蕩信號發(fā)生源也就不會向報警裝置輸出振蕩信號，報警裝置不工作。而當(dāng)光照度低于例如150勒克司時，光敏三極管D就不會導(dǎo)通，其電阻變大則檢測三極管Q2接近截止，這樣Q2集電極為高電平，觸發(fā)振蕩信號發(fā)生源21起振，輸出振蕩信號而使報警元件20聲光報警。并且若環(huán)境光照繼續(xù)變暗，就會使振蕩信號的頻率升高，這樣蜂鳴片HJD“嘀、嘀、……”的報警聲會更為急促，發(fā)光二極管D’紅光閃耀的頻度加快，以催促使用者改善照明條件。在檢測電路1中的電阻W1和W2是可變電阻，對W1和W2進行調(diào)整就可獲得使用者所要設(shè)定的光照條件的臨界值，該臨界值可依據(jù)中小學(xué)生教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB7793－87)中教室課桌面的平均照度值不應(yīng)低于150勒克司的規(guī)定而設(shè)定。
圖3所示的實施例中的檢測電路1不僅包括光敏三極管D和檢測三極管Q2，還包括一連接于檢測三極管Q2集電極E與振蕩信號發(fā)生源的輸入端N間的狀態(tài)響應(yīng)電路11。下面參照該附圖詳細說明其工作情況。
當(dāng)環(huán)境光照度低于150勒克司時，光敏三極管D不導(dǎo)通，D電阻很大，而使檢測三極管基極A點電位很低，因而Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，從而Q3基極E點為高電位，并使Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，Q3集電極F點為低電位，而不足以使D1與Q4導(dǎo)通，從而D3也不導(dǎo)通，故發(fā)光二極管D3不發(fā)光，此時J點為高電位，使D4導(dǎo)通，這時不論D2是否導(dǎo)通(也就是說電位器W2的G點電位并不由這種情況來設(shè)定)，N點電位較高而導(dǎo)通Q1，使振蕩回路起振而驅(qū)動報警。這樣發(fā)光二極管D3不發(fā)光，而報警電路20中的發(fā)光二極管D’閃光，就表明環(huán)境光照度過低。而且如上所述，環(huán)境光越暗，報警元件20的聲音報警頻率越高。
當(dāng)環(huán)境光照度高于150勒克司但低于刺眼時的光照度例如1000勒克司時，光敏三極管D導(dǎo)通，D電阻變小，而A點的電位較高使檢測三極管Q2導(dǎo)通，E點電位變低而使Q3也導(dǎo)通，使F點電位較高，F(xiàn)點高電位一方面導(dǎo)通D1與Q4，從而使發(fā)光二極管D3導(dǎo)通發(fā)光，J點處于低電位而無法導(dǎo)通D4；另一方面由電位器W2對較高的F點電位分壓得到的G點電位恰好處于這樣一種臨界狀態(tài)，即使得在這種光條件下G點電位不足以使D2導(dǎo)通，這樣在D2、D4均不導(dǎo)通的情況下，而使Q1截止，振蕩回路無法起振，因而報警裝置不會報警。這樣發(fā)光二極管D3發(fā)光，但報警電路中的報警裝置不報警，就可表明環(huán)境光照條件較為理想，既不暗也不刺眼。
而當(dāng)環(huán)境光照度很強超過1000勒克司時，光敏三極管D的導(dǎo)通電阻變得很小，從而使F點電位高到除了仍使D3發(fā)光，D4不導(dǎo)通外，還使G點電位高到能導(dǎo)通D2，而使N點電位較高，Q1導(dǎo)通從而振蕩回路起振，驅(qū)動報警裝置工作。這樣發(fā)光二極管D3發(fā)光，而且報警元件20中的發(fā)光二極管D’閃亮以及蜂鳴片發(fā)出急促的“嘀、嘀、……”聲，此時報警聲還會隨光照度的變大會更急促，以表明環(huán)境光太強或越變越強，會刺傷眼睛的。
如上所述，在狀態(tài)響應(yīng)電路11中設(shè)有一發(fā)光二極管D3(與D’發(fā)紅光相區(qū)別而發(fā)綠光)用以區(qū)分光敏電阻D過導(dǎo)通和未導(dǎo)通的狀態(tài)，從而進一步區(qū)分光太暗還是光太強。
在圖3所示的實施例中，除檢測電路1中增加了狀態(tài)響應(yīng)電路11外，其余部分與圖2的實施例相同，故其工作過程不再贅述。
在上述這些實施例中，開關(guān)K使上述電路斷開或接通與電源電壓的連接。顯然這種開關(guān)可以是電子開關(guān)，由相應(yīng)的信號控制，也可以有一定的機械結(jié)構(gòu)，以便于人們在學(xué)習(xí)和娛樂時能下意識地合上該開關(guān)。另外，本實用新型的視力保護器可以做在各種文具、玩具以及桌面擺設(shè)中。
上述實施例中的電路結(jié)構(gòu)較簡單，應(yīng)該認為上述實施例是非限定性的，人們是可以在不脫離其實質(zhì)的前提下進行各種變換的。
權(quán)利要求1.一種視力保護器包括具有用以采集環(huán)境光照度的光敏元件的檢測電路；具有用以報警的聲和/或光報警元件的報警電路；以及電源；其特征在于，所述報警電路還包括振蕩信號發(fā)生源，該振蕩信號發(fā)生源由所述檢測電路輸出控制產(chǎn)生振蕩信號來驅(qū)動所述聲和/或光報警元件。
2.如權(quán)利要求1所述的視力保護器，其特征在于，所述聲報警元件是蜂鳴片。
3.如權(quán)利要求1所述的視力保護器，其特征在于，所述光報警元件是發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的視力保護器，其特征在于，所述聲和光報警元件是發(fā)光二極管串接一限流元件后與一蜂鳴片并聯(lián)連接成的元件組。
5.如權(quán)利要求1或4所述的視力保護器，其特征在于所述振蕩信號發(fā)生源包括由三極管和反饋支路所構(gòu)成的振蕩回路，該反饋支路由串接在所述三極管的基極與集電極之間的電容和互感元件的初級線圈組成；將所述振蕩回路產(chǎn)生的振蕩信號由所述互感元件的次級線圈耦合輸出給所述報警元件的輸出級。
6.如權(quán)利要求5所述的視力保護器，其特征在于所述檢測電路包括檢測三極管，所述光敏元件與電阻構(gòu)成的分壓器輸出端連接在所述檢測三極管的基極，所述檢測三極管的集電極與所述振蕩信號發(fā)生源的三極管的基極連接并通過一可變負載連接電源。
7.如權(quán)利要求6所述的視力保護器，其特征在于，在所述檢測三極管的集電極與所述振蕩信號發(fā)生源的三極管的基極之間還包括一可響應(yīng)所述光敏元件的截止、導(dǎo)通以及過導(dǎo)通三種狀態(tài)而產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號作為所述振蕩信號發(fā)生源的輸入的狀態(tài)響應(yīng)電路。
8.如權(quán)利要求7所述的視力保護器，其特征在于所述狀態(tài)響應(yīng)電路還包括一第二發(fā)光二極管用以區(qū)別上述光敏元件的截止或過導(dǎo)通狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的視力保護器，其特征在于所述電源包括一可接通或斷開所述電源的開關(guān)。
10.如權(quán)利要求5所述的視力保護器，其特征在于所述振蕩信號發(fā)生源中的互感元件其次級線圈與初級線圈匝數(shù)比大于1。
專利摘要本實用新型揭示了一種視力保護器，它包括檢測電路1和報警電路2，所述報警電路還包括振蕩信號發(fā)生源21，該振蕩信號發(fā)生源21由所述檢測電路1的輸出控制產(chǎn)生振蕩信號來驅(qū)動聲和/或光報警裝置20。該視力保護器的測光報警電路電路簡單，可靠性高且能耗低，能準(zhǔn)確地在較差光照條件下聲光同時報警。
文檔編號G08B7/06GK2125164SQ9222470
公開日1992年12月16日 申請日期1992年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月13日
發(fā)明者楊聽大 申請人:楊聽大