專利名稱：視距控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明是一種在使用平板電腦、電腦、電視時監控、控制人眼與設備距離的電子裝置，可以根據需要設定視距控制范圍的控制裝置。
背景技術：
目前，電腦甚至平板電腦、平板電視的普及率十分之高，成為人們生活中不可或缺的組成部分，每天用眼睛觀看這些設備的時間平均達到5小時以上，帶來的眼睛保護的問題就迫在眉睫了，現有的解決手段往往是加大屏幕顏色的控制力度，如增加分辨率、降低灰度等手段，卻忽略了人眼觀看距離的控制，提供的往往是建議觀看距離，缺乏電子控制手段。有些電腦廠商增加了虹膜視控技術，但是成本昂貴，推廣不力。

發明內容
為了解決在使用圖像電子設備的過程中，眼睛與屏幕的視距控制問題，本發明提供一套視距控制裝置，該裝置不僅能自由調節設定人眼與屏幕的觀看距離，還能自動識別是否是人體還是非人體的物品遮擋導致的誤判。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是采用超聲波測距與人體人紅外探測結合的方式，測定和控制人體觀看距離；其一，利用成熟的超聲波測距技術，準確的測定限制范圍內大于6cm的物體的距離，超聲波發生器和接收器根據反射回來的超聲波延時，采用單片機技術算出遮擋物的距離，同時利用預先設定的告警距離，輸出控制信號；其二，利用人體紅外熱釋電傳感器探測和判別是否是人體，以及距離判別輸出控制超聲波探測的輸出，以區別非人體遮擋導致的誤觸發；以上兩種判別方式的結合控制輸出端，可控制觀看的視頻設備的屏幕電源或者亮度控制，在達到視頻設定警告范圍即降低或者關閉觀看的視屏。本發明的有益效果是在設定有效視距范圍后，能夠自動的監視和控制所觀看的視屏的亮度以及開關，有效的保護使用者的視力，結構簡單，易于小型化、微型化，可集成在設備內部進行一體化生產和設計。


圖1是本發明的超聲波探頭電路原理2是本發明的超聲波測距單片機控制設定電路原理3是本發明的人體熱釋電紅外探測控制電路原理4是本發明的輸出控制電路原理圖
圖1中的超聲波探頭電路輸出測量角度小于15度、測量范圍2-450cm、測量精度1mm， 接口 VCC, trig (控制端)echo (接收端)GND (地線)
通過控制端發一個10微秒以上的高電平，就可以在接收端等待高電平輸出。一有輸出就可以打開定時器計時，當此接收端口變為低電平時就可以讀定時器的值，此值就是此次測距的時間，可算出距離。
距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;
圖2是完成此部分算法和控制的單片機電路，采用STC的單片機控制，帶有一個外接串口下載端，兩個開關量輸出端(OUT 1、0UT2)，三個按鍵選擇(Si、S2、S3)，兩路IO 口擴展，還特留有DS18B20的連接段。開關量輸出可自行定義，具體方法如下 長按Sl鍵3秒鐘左右，顯示出現LLL。再次按下Sl鍵，顯示出現010，為最小測量極限值(10cm)，當測量的距離小于這個值的時候，0UT2會輸出一個高電平，大概在4. 5V左右。這個最小測量極限值可讓用戶通過按S2增加，S3減小來改變。當設定好最小測量值時，再按一下Sl鍵，顯示出現HHH，為最大測量極限值的設定，在按下Sl鍵，顯示出現255，為最大測量極限值(255cm)。當測量的距離大于這個值的時候，OUTl會輸出一個高電平，大概在4，5V左右。這個最大測量極限值可讓用戶通過按S2 增加，S3減小來改變。當設定好最大測量值后，再按下Sl鍵，就保存了你設定的值，具有掉電存儲功能。 實際使用中為減少板卡體積可將數碼顯示管省略，或者直接連接所控制的顯示屏幕在屏幕相應位置中顯示數據。圖3中人體熱釋電紅外感應器件通過電壓比較電路的放大及比較，在一定精度范圍內(5米內或者1米內)感應人體紅外線，視角100度以內的熱紅外人體感應信號通過Vo
端輸出。圖4中，設定好測量精度和范圍的超聲波測距輸出(高電平)和熱釋電紅外線輸出的感應電平(高電平)，只有在兩路輸出同為高電平的情況下(即超聲波測距設定范圍內為人體時)，通過74LS08的與門電路合并輸出高電平輸出去控制需控制的設備屏幕，當然也可以再增加D觸發器鎖定輸出電平。典型應用領域在觀看電腦、電視時都是靠專家建議的視距(如電腦試用時眼與屏幕距離大于一尺、觀看電視時距離大于3. 5米等等)進行自我約束，還沒有有效的電子手段來提醒、監視、控制人們的使用距離，造成年輕人的近視率越來越高，老年人的花眼率也逐步升高。但是帶來電子技術對于距離的測定已經達到非常準確的程度，成熟的技術有激光測距、超聲波測距、紅外測距等很多，但是往往都應用于高精尖領域，民用領域的應用很少。但是其中部分技術手段如超聲波、紅外等已經在成本和使用上具備民用的使用條件。現有的超聲波器件和熱紅外器件的結合使用達到低成本、小型化的裝置安裝在平板電腦、電視、電腦上。本發明的設計就可以集成和控制達到低成本的有效控制手段。
權利要求
1.一種視距控制裝置，超聲波探頭的結合單片機準確測定和設定視距(精度1mm、距離 2-450cm)以及角度(15度范圍內)，并進行監測輸出；人體熱釋電紅外探頭判定是否是人體，輸出控制超聲波探測輸出；組合輸出來控制視屏的亮度或者開關。
2.根據權利要求1所述的視距控制裝置，其特征是超聲波測距與人體熱釋電紅外判別的結合判斷控制，既避免其他物體的誤判，又準確設定探測保護距離。
3.根據權利要求1所述的視距控制裝置，其特征是通過單片機設定和測量超聲波的測量距離(2-450cm)以及設定報警輸出范圍(自由設定)，達到準確控制以及微控的目的。
全文摘要
采用超聲波測距與人體人紅外探測結合的方式，測定和控制人體觀看距離；其一，利用成熟的超聲波測距技術，準確的測定限制范圍內大于6cm的物體的距離，超聲波發生器和接收器根據反射回來的超聲波延時，采用單片機技術算出遮擋物的距離，同時利用預先設定的告警距離，輸出控制信號；其二，利用人體紅外熱釋電傳感器探測和判別是否是人體，以及距離判別輸出控制超聲波探測的輸出，以區別非人體遮擋導致的誤觸發；以上兩種判別方式的結合控制輸出端，可控制觀看的視頻設備的屏幕電源或者亮度控制，在達到視頻設定警告范圍即降低或者關閉觀看的視屏。
文檔編號G08B21/24GK102496250SQ20111041963
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者劉偉華, 廖琨, 李修齊 申請人:劉偉華, 廖琨, 李修齊