李 良 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了可靠实用的电视近距离保护装置。该装置主要由人体信号检测与处理电路、语音提示电路和控制输出电路组成。当有人体靠近时电视机能发出语音提示、切断电视信号；当人体离开检测范围时经延时自动恢复电视信号。

     关键词：视力保护

     红外传感器 语音提示

     引起儿童视力下降的原因是多方面的，例如看书学习的姿势不正确，距离不适当等。另外，儿童看电视距离过近也是不容忽视的一个原因。这是因为电视机显象管是一种阴极射线管，电子枪发射的电子经过聚焦后，再经阳极高压加速，以很大的能量轰击荧光屏，使荧光粉发出亮点，同时也会向其周围辐射出有害的x射线。虽然近年来生产的电视机一般都增加了防x射线泄露电路，在正常的视距范围内不会造成对人体、视力的伤害，但对于学龄前儿童，由于自制能力差，在欣赏有趣的电视节目时，往往会情不自禁地靠近电视机。儿童在发育过程中，眼球及眼部肌肉的调节力差，距电视机过近时，很强的屏幕光线对眼睛有很大的刺激作用；另外儿童对x射线最为敏感，因此受到x射线的伤害最大，所以长时间近距离看电视将造成视力下降，有时引起头晕、呕吐、记忙力下降。

     笔者通过长时间的研究和多次试验开发研制出电视近距离保护装置。

     1 基本组成

     电视近距离保护装置主要由信号检测电路、延时电路、计数电路、语音提示电路和输出控制电路组成，其基本组成如图1所示。检测电路通过红外传感器检测距离电视机1.5米范围内的人体信号，该信号经信号处理电路放大、滤除干扰、双向鉴幅等处理后，检测电路输出高电平，推动语音提示电路发出“距离太近，有害眼睛”的提示，同时启动计数电路。信号检测电路每检测到一次信号，就进行一次语音提示，同时计数器加1，当计数器计到设定值（这里设定值为5）时，输出控制电路切断电视信号，与此同时启动延时电路，延时3分钟后控制输出电路恢复电视信号。迫使儿童只能在正常的距离范围内观看电视，起到保护儿童眼睛的目的。检测距离可通过改变检测探头仰角进行调节，计数器、定时器的设定值也可根据需要灵活调节。

     2 信号检测电路

     信号检测电路主要由人体信号检测探头和信号处理电路组成。

     2.1 检测探头

     该装置的检测探头采用热释电红外传感器sd02，其结构主要由敏感元、场效应管、高值电阻等组成，其结构及外形如图2所示。

     敏感元用红外热释电材料锆钛酸铅（pzt）制成，这种材料在外加电场消除后，仍然保持极化状态，即存在自发极化，且自发极化强度ps随温度t升高而下降。敏感元是在热释电材料制成的薄片上镀上电极，构成两个串闻的有极性的小电容，所以随温度的变化而输出的热释电信号也是在极性的。

     通常敏感元材料阻值高达10 13ω。因此要用场效应管进行阻抗变换。通常场效应管（如：2sk303v3、2sk94x3等）用来构成源极跟随器。高值电阻rg的作用是释放栅极电荷，使场效应管正常工作。一般在源极输出接法下，源极电压约为0.4～1.0v。

     为了使传感器对人体最敏感，传感器采用了滤光片作窗口。滤光片是在si基板上镀多层膜做成的。每个物体都发出红外辐射，其辐射最强的波长满足维恩位移定律：

     λm·t=2898(μm·k)

     若人体温度按36℃计算，则绝对温度为309k。

     λm=2989/309=9.4μm

     即人体辐射在波长9.4μm处最强。红外滤波片选取7.5～14μm波段，所以能有效地选取人体的红外线辐射，滤除太阳光、灯光等干扰。热释电传感器在实际使用时，前面要加安装菲涅尔透镜。菲涅尔透镜实际是一个透镜组，它上面的每一个单元透镜一般都只有一个不大的视场角。而相邻的两个单元透镜的视场既不连续。更不交叠，却都相隔一个盲区。通过透镜的红外辐射只