专利名称：防近视眼镜架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防近视眼镜架。 技术背景目前在校学生和青年的近视率呈越来越高的趋势发展，主要原因是长期看书、写 字、用电脑的姿势不正确，经常长时间近距离地用眼，会因睫状肌过度收缩、紧张而引起水 晶体变厚，屈光能力增强造成近视，而戴上近视镜后，如果仍不注意用眼卫生，就会使近视
进一步加重。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种防近视眼镜架，能测试人眼与书、纸或屏幕间的距 离，在看书或看电脑屏幕过近时会自动报警，提示使用者保持用眼的正确姿势。本实用新型采用如下技术方案防近视眼镜架由镜腿和镜框组成，其特点是在眼 镜架上还装有超声波测距装置，所述的超声波测距装置由超声波发射器、超声波驱动电路、 单片机、超声波接收器、超声波接收电路、声、光报警提示器组成，单片机的输出接超声波驱 动电路，超声波驱动电路的输出接超声波发射器；超声波接收器的输出接超声波接收电路， 超声波接收电路的输出接单片机，单片机的输出接声、光报警提示器，所述超声波测距装置 中超声波发射器、超声波接收器与光报警提示器置于眼镜架镜腿和镜框的前端，其余部分 置于镜腿内。所述超声波测距装置中单片机U1采用89C2051。所述的超声波测距装置中超声波驱动电路由反相器U2A、U2B、U2C、U2D、U2E与电 阻R2、R3构成，反相器U2A、U2C、U2E的输入接单片机U1P1 口的一位P1. 0，反相器U2A的 输出接反相器U2B、U2D的输入，反相器U2B、U2D的输出接超声波发射器Fs的一个电极，并 同时通过电阻R2接电源VCC，反相器U2C、U2E的输出接超声波发射器Fs的另一个电极，并 同时通过电阻R3接电源VCC ；所述的超声波接收电路由超声波接收芯片U3、电阻R4、R5、 R6和电容C4、C5、C6构成，超声波接收芯片U3采用红外线接收芯片CX20106A或TA8141S， 超声波接收器Js的两个电极分别接超声波接收芯片U3的引脚1与地，超声波接收芯片U3 的引脚2通过电阻R4和电容C4接地，超声波接收芯片U3的引脚3、6分别通过电容C5、C6 接地，超声波接收芯片U3的引脚4接地，引脚8接电源VCC，超声波接收芯片U3的引脚5、7 分别通过电阻R5、R6接电源VCC，超声波接收芯片U3的引脚7接单片机U1中P3 口的一位 P3. 2。所述的超声波测距装置中声、光报警提示器采用蜂鸣器B与发光二极管LED，蜂鸣 器B与串联的发光二极管LED、电阻R7通过一个双刀开关K接单片机U1中P3 口的一位 P3. 1。本实用新型所提供的防近视眼镜架由于在眼镜架上装有超声波测距装置，在使 用时，接通超声波测距装置的电源，单片机输出方波信号经过超声波驱动电路驱动安装在镜框或镜腿前端上的超声波发射器发射超声波信号，单片机在输出方波信号的同时开始计 时，发射的超声波信号在遇到纸面或屏幕时返回，返回的超声波信号被安装在镜框或镜腿 前端上的超声波接收器接收转换成电信号，经超声波接收电路放大、整形后送入单片机，当 单片机接收到返回的超声波信号时停止计时，单片机在程序的控制下将此时间换算成距 离，与程序中所设定的人眼到纸面或屏幕正确姿势的最小距离相比，当测试的距离小于、等 于设定距离时，单片机发出控制信号控制报警提示器报警，提醒使用者调整眼睛与纸面或 屏幕的距离，当测试的距离大于最小距离时，报警提示器无动作。本实用新型在眼镜架上装有超声波测距装置，将超声波发射器与接收器安装在眼 镜架镜框或镜腿前端上，将超声波测距装置的其余部分置于镜腿内，在看书或操作电脑的 同时测试了眼睛与书或屏幕的距离，可以随时提醒使用者保持正确的人眼与视物的距离， 可以有效地防止近视，由于超声波测距装置与眼镜架合为一体，超声波发射器与接收器都 安装在眼镜架的前端，测试的人眼与视物的距离准确。
图1. 1本实用新型所提供的防近视眼镜架的外形示意图；图1. 2本实用新型所提供的防近视眼镜架中镜腿的外形示意图；图2本实用新型所提供的防近视眼镜架上安装的超声波测距装置原理方框图；图3本实用新型所提供的防近视眼镜架上安装的超声波测距装置中单片机及与 其相接的声、光报警提示器；图4本实用新型所提供的防近视眼镜架上安装的超声波测距装置中超声波发射 系统电路原理图；图5本实用新型所提供的防近视眼镜架上安装的超声波测距装置中超声波接收 系统电路原理图。图中1、镜框，2、镜腿，2. 1、镜腿前部装超声波测距装置电路部分的扁盒，2. 2、超 声波测距装置的电源开关，3、镜框、镜腿间的连接件，K、双刀开关，U1、单片机，U2A-U2E、反 相器，U3、超声波接收芯片，Fs、超声波发射器，Js、超声波接收器。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的实施和进一步说明防近视眼镜架上安装的超声 波测距装置的工作原理。参见图1. 1，该防近视眼镜架由镜框1、镜腿2组成，由连接件3连 接镜框1与镜腿2，在镜腿前端装有超声波发射器Fs、超声波接收器Js，在镜框前端装有发 光二极管LED。参见图1.2，这是镜腿的外形示意图，超声波测距装置电路中除镜腿和镜框 上安装的超声波发射器Fs、超声波接收器Js和发光二极管LED之外的其它电路部分置于镜 腿内，超声波测距装置的电源开关与选择蜂鸣器B或发光二极管LED的双刀开关放在镜腿 上。参见图2，防近视眼镜架上装有的超声波测距装置由超声波发射器、超声波驱动电路、单 片机、超声波接收器、超声波接收电路、声、光报警提示器组成，单片机的输出接超声波驱动 电路，超声波驱动电路的输出接超声波发射器；超声波接收器的输出接超声波接收电路，超 声波接收电路的输出接单片机，单片机的输出接声、光报警提示器。参见图3超声波测距装 置中的单片机采用89C2051，单片机U1与外围晶振Y、电容C1-C3、电阻R1形成控制核心，超声波测距装置中的声、光报警提示器采用蜂鸣器B与发光二极管LED，蜂鸣器B与串联的发 光二极管LED、电阻R7通过一个双刀开关K接单片机U1中P3 口的一位P3. 1。参见图4， 由超声波发射器和超声波驱动电路构成超声波发射系统。超声波驱动电路由反相器U2A、 似8、似(、似0、似￡及电阻1 2、1 3构成，反相器似4、似(、似￡的输入接单片机肌中P1 口的 一位P1. 1，反相器U2A的输出接反相器U2B、U2D的输入，反相器U2B、U2D的输出接超声波 发射器Fs的一个电极，并同时通过电阻R2接电源VCC，反相器U2C、U2E的输出接超声波发 射器的另一个电极，并同时通过电阻R3接电源VCC，其中反相器U2A、U2B、U2C、U2D、U2E为 74LS04中的五个反相器。参见图5，由超声波接收器和超声波接收电路构成超声波接收系 统。超声波接收电路由超声波接收芯片U3、电阻R4、R5、R6和电容C4、C5、C6构成，超声波 接收器Js的两个电极分别接超声波接收芯片U3的引脚1与地，超声波接收芯片U3的引脚 2通过电阻R4和电容C4接地，超声波接收芯片U3的引脚3、6分别通过电容C5、C6接地，超 声波接收芯片U3的引脚4接地，引脚8接电源VCC，超声波接收芯片U3的引脚5、7分别通 过电阻R5、R6接电源VCC，超声波接收芯片U3的引脚7接单片机U1中P3 口的一位P3. 2。 其中超声波接收芯片U3采用红外线接收芯片CX20106A或TA8141S。使用时，戴上防近视眼镜架作成的眼镜。首先接通超声波测距装置的电源，单片机 系统(图3所示)的单片机U1启动后进行初始化并执行设定程序。单片机U1的引脚P1.1 输出40KHz方波。此时单片机U1计时器开始计时。该40KHz方波被送往超声波发射系统 (图4所示)的反相器U2A、U2C、U2E的输入端，该方波信号一路通过反相器U2A、U2B、U2D 后送入超声波发射器Fs的一个电极，另一路经反相器U2C、U2E后送入超声波发射器的另一 个电极，驱动超声波发射器Fs发出40KHz超声波。该超声波遇到纸面或屏幕后产生反射。 超声波接收系统(图5所示)中的超声波接收器Js接收到反射的超声波后把超声波转换 为电信号。该电信号被送往超声波接收芯片U3(采用CX20106A)输入引脚1，通过超声波接 收芯片内部和外围电路处理后由引脚7输出并送回单片机系统(图3所示)单片机U1的 引脚P3. 2并产生计时中断。单片机根据引脚PI. 1输出40KHz方波到引脚P3. 2产生计时 中断期间所计时间，按照预定测距公式计算出从超声波发射器Fs到纸面或屏幕之间距离， 并将该距离与预先程序中设定的距离进行比较。若小于程序预先所设定的距离，则通过引 脚P3. 1输出电平信号，驱动提示装置(图3所示)中的蜂鸣器B或发光二极管LED，发出提 示信息(光亮或音响)，提醒学习者调整眼睛到纸面或屏幕之间的距离。这样就使学习者始 终能使眼睛与纸面保持不小于预先设定的适合学习的最小距离，起到保护学习者眼睛的作 用。是选择蜂鸣器B还是发光二极管LED通过镜腿前部双刀开关K来实现。本实用新型所提供的防近视眼镜架将超声波测距装置与眼镜架合为一体，将超声 波发射器与接收器安装在眼镜架镜框或镜腿的前端，测量眼睛到字面的距离更准确，同时 符合人们佩戴眼镜的习惯。佩戴该眼镜架没有不适应和异样感觉。超声波测试装置电路简 单，操作方便，使用该眼镜架可以有效地防止近视。
权利要求一种防近视眼镜架，由镜腿和镜框组成，其特征是在眼镜架上还装有超声波测距装置，所述的超声波测距装置由超声波发射器、超声波驱动电路、单片机、超声波接收器、超声波接收电路、声、光报警提示器组成，单片机的输出接超声波驱动电路，超声波驱动电路的输出接超声波发射器；超声波接收器的输出接超声波接收电路，超声波接收电路的输出接单片机，单片机的输出接声、光报警提示器，所述超声波测距装置中超声波发射器、超声波接收器与光报警提示器置于眼镜架镜腿和镜框的前端，其余部分置于镜腿内。
2.根据权利要求1所述的防近视眼镜架，其特征是所述超声波测距装置中单片机(Ul) 采用 89C2051。
3.根据权利要求1或2所述的防近视眼镜架，其特征是所述的超声波测距装置中超声 波驱动电路由反相器(U2A、U2B、U2C、U2D、U2E)、电阻(R2、R3)构成，反相器(U2A、U2C、U2E) 的输入接单片机(Ul)Pl 口的一位(P1.0)，反相器(U2A)的输出接反相器(U2B、U2D)的输 入，反相器(U2B、U2D)的输出接超声波发射器(Fs)的一个电极，并同时通过电阻(R2)接 电源VCC，反相器(U2C、U2E)的输出接超声波发射器(Fs)的另一个电极，并同时通过电阻 (R3)接电源VCC;所述的超声波接收电路由超声波接收芯片(U3)、电阻(R4、R5、R6)和电 容(C4、C5、C6)构成，超声波接收芯片(U3)采用红外线接收芯片CX20106A或TA8141S，超 声波接收器(Js)的两个电极分别接超声波接收芯片(U3)的引脚1与地，超声波接收芯片 (U3)的引脚2通过电阻(R4)和电容(C4)接地，超声波接收芯片(U3)的引脚3、6分别通过 电容(C5、C6)接地，超声波接收芯片(U3)的引脚4接地，引脚8接电源VCC，超声波接收芯 片(U3)的引脚5、7分别通过电阻(R5、R6)接电源VCC，超声波接收芯片(U3)的引脚7接 单片机(Ul)中P3 口的一位(P3. 2)。
4.根据权利要求1或2所述的防近视眼镜架，其特征是所述的超声波测距装置中所述 的声、光报警提示器采用蜂鸣器(B)与发光二极管(LED)，蜂鸣器(B)与串联的发光二极管 (LED)、电阻(R7)通过一个双刀开关接单片机(Ul)中P3 口的一位(P3. 1)。
专利摘要本实用新型涉及一种防近视眼镜架。该眼镜架由镜腿和镜框组成，其特点是眼镜架上还装有由超声波发射器、超声波驱动电路、单片机、超声波接收器、超声波接收电路、声、光报警提示器组成的超声波测距装置，超声波发射器、接收器与光报警提示器置于眼镜架镜框或镜腿的前端，其余部分置于镜腿内。使用时，接通测距装置的电源，单片机输出信号经超声波驱动电路驱动超声波发射器发射信号，超声波信号在遇到纸面时返回，返回的信号被超声波接收器接收，经超声波接收电路送入单片机，单片机计算出人眼到纸面的距离，与设定的距离相比，当测试的距离小于、等于设定距离时，单片机发出控制信号使报警提示器报警，提醒使用者调整眼睛与纸面或屏幕的距离。
文档编号G01S15/08GK201589910SQ20092028549
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者卢灿贵, 卢研研 申请人:卢灿贵