李 良 來源：《電子技術應用》

     摘要：介紹了可靠實用的電視近距離保護裝置。該裝置主要由人體信號檢測與處理電路、語音提示電路和控制輸出電路組成。當有人體靠近時電視機能發(fā)出語音提示、切斷電視信號；當人體離開檢測范圍時經(jīng)延時自動恢復電視信號。

     關鍵詞：視力保護

     紅外傳感器 語音提示

     引起兒童視力下降的原因是多方面的，例如看書學習的姿勢不正確，距離不適當?shù)�。另外，兒童看電視距離過近也是不容忽視的一個原因。這是因為電視機顯象管是一種陰極射線管，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)過聚焦后，再經(jīng)陽極高壓加速，以很大的能量轟擊熒光屏，使熒光粉發(fā)出亮點，同時也會向其周圍輻射出有害的x射線。雖然近年來生產(chǎn)的電視機一般都增加了防x射線泄露電路，在正常的視距范圍內不會造成對人體、視力的傷害，但對于學齡前兒童，由于自制能力差，在欣賞有趣的電視節(jié)目時，往往會情不自禁地靠近電視機。兒童在發(fā)育過程中，眼球及眼部肌肉的調節(jié)力差，距電視機過近時，很強的屏幕光線對眼睛有很大的刺激作用；另外兒童對x射線最為敏感，因此受到x射線的傷害最大，所以長時間近距離看電視將造成視力下降，有時引起頭暈、嘔吐、記忙力下降。

     筆者通過長時間的研究和多次試驗開發(fā)研制出電視近距離保護裝置。

     1 基本組成

     電視近距離保護裝置主要由信號檢測電路、延時電路、計數(shù)電路、語音提示電路和輸出控制電路組成，其基本組成如圖1所示。檢測電路通過紅外傳感器檢測距離電視機1.5米范圍內的人體信號，該信號經(jīng)信號處理電路放大、濾除干擾、雙向鑒幅等處理后，檢測電路輸出高電平，推動語音提示電路發(fā)出“距離太近，有害眼睛”的提示，同時啟動計數(shù)電路。信號檢測電路每檢測到一次信號，就進行一次語音提示，同時計數(shù)器加1，當計數(shù)器計到設定值（這里設定值為5）時，輸出控制電路切斷電視信號，與此同時啟動延時電路，延時3分鐘后控制輸出電路恢復電視信號。迫使兒童只能在正常的距離范圍內觀看電視，起到保護兒童眼睛的目的。檢測距離可通過改變檢測探頭仰角進行調節(jié)，計數(shù)器、定時器的設定值也可根據(jù)需要靈活調節(jié)。

     2 信號檢測電路

     信號檢測電路主要由人體信號檢測探頭和信號處理電路組成。

     2.1 檢測探頭

     該裝置的檢測探頭采用熱釋電紅外傳感器sd02，其結構主要由敏感元、場效應管、高值電阻等組成，其結構及外形如圖2所示。

     敏感元用紅外熱釋電材料鋯鈦酸鉛（pzt）制成，這種材料在外加電場消除后，仍然保持極化狀態(tài)，即存在自發(fā)極化，且自發(fā)極化強度ps隨溫度t升高而下降。敏感元是在熱釋電材料制成的薄片上鍍上電極，構成兩個串聞的有極性的小電容，所以隨溫度的變化而輸出的熱釋電信號也是在極性的。

     通常敏感元材料阻值高達10 13ω。因此要用場效應管進行阻抗變換。通常場效應管（如：2sk303v3、2sk94x3等）用來構成源極跟隨器。高值電阻rg的作用是釋放柵極電荷，使場效應管正常工作。一般在源極輸出接法下，源極電壓約為0.4～1.0v。

     為了使傳感器對人體最敏感，傳感器采用了濾光片作窗口。濾光片是在si基板上鍍多層膜做成的。每個物體都發(fā)出紅外輻射，其輻射最強的波長滿足維恩位移定律：

     λm·t=2898(μm·k)

     若人體溫度按36℃計算，則絕對溫度為309k。

     λm=2989/309=9.4μm

     即人體輻射在波長9.4μm處最強。紅外濾波片選取7.5～14μm波段，所以能有效地選取人體的紅外線輻射，濾除太陽光、燈光等干擾。熱釋電傳感器在實際使用時，前面要加安裝菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡實際是一個透鏡組，它上面的每一個單元透鏡一般都只有一個不大的視場角。而相鄰的兩個單元透鏡的視場既不連續(xù)。更不交疊，卻都相隔一個盲區(qū)。通過透鏡的紅外輻射只