健身设备投影显示组件 |
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| 申请号 | CN201080018003.8 | 申请日 | 2010-04-23 | 公开(公告)号 | CN102413883A | 公开(公告)日 | 2012-04-11 |
| 申请人 | 优力神有限公司; | 发明人 | 杰弗里·A·米克斯; 约翰·库克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种投影显示组件。该组件包括图像源和投影表面。图像源可以包括 光源 和图像形成装置，光源通过图像形成装置发光。通过图像形成装置产生的图像可以由透镜聚焦，并且可以用 反射器 重定向。投影的图像可以在投影表面上观看，投影表面可以包括 触摸屏 表面。该组件提供大致密封和被保护的图像源和投影表面，其可以用来通过与投影的图像交互作用而控制健身设备。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种健身设备，包括： |
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| 说明书全文 | 健身设备投影显示组件[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域[0003] 本发明大体涉及用于健身设备的投影显示组件。更具体地，本发明涉及采用这样的显示器，其以用于生成投影图像的投影装置和用于显示投影图像的投影表面为特征，其中，投影表面与投影装置隔开但是光学地连接到投影装置。 背景技术[0004] 运动器材使用显示器以提供关于成绩的信息，诸如例如操作速度、实耗时间、剩余时间、能量输出和脉搏率。例如，大多数心血管锻炼装置以使用LCD或LED显示模块的显示器为特征。显示模块提供所呈现的信息的数字、文字数字或条形图类型表示，并且显示模块包含在注塑成型塑料外壳中。通常情况下，包括系列物理控制开关和/或按钮的键盘围绕电子显示屏。 [0005] 然而，不利的是，这些被掩盖的显示单元昂贵、笨重、构造复杂。因此，为了提供低成本、低重量、高能力的显示单元，能够利用投影图像的显示单元是可取的。 发明内容[0006] 因此，本发明的某些方面涉及健身设备，包括框架。框架支撑显示器。显示器包括投影表面。图像投影仪包括第一光源，第一光源与第一投影表面隔开，以使来自图像投影仪的内容投射在显示器的第一投影表面上。附图说明 [0007] 现在参考附图说明本发明的这些和其他特征、方面和优点。提供附图和相关说明以说明本发明的实施例，而不是限制发明的范围。整个附图中，附图标记被一致地使用以在不同的附图中表示相应的元件。 [0008] 图1是具有根据本发明的某些特征、方面和优点布置和构造的显示器的健身设备的简化视图。 [0009] 图2是图1的显示器的放大视图。 [0010] 图3是图1的显示器可用的图像源的示意图。 [0011] 图4是图1的显示器可用的另一个图像源的示意图。 [0012] 图5是显示多个图像来源的另一个显示器的放大视图。 具体实施方式[0013] 图1说明健身设备10，其包括根据本发明的某些特征、方面和优点布置和配置的投影显示组件11。虽然图示的健身设备10包括全套自行车，但健身设备10可以是使用显示器的任何心血管疾病和/或强度相关装置。在一些实施例中，健身设备10可以是，例如但不限于，跑步机、固定自行车、椭圆运动机、爬楼梯运动器或重量训练装置。如将说明的那样，投影显示组件11的某些特征、方面和优势可与集成了显示器的任何多个不同类型的健身设备10一起使用。 [0014] 优选地，整个投影显示组件11固定到健身设备10的适合部分，诸如车把、支架、把手、结构梁或其他适当部分。图示的健身设备10包括至少一个框架部件12，在优选配置中，框架部件12支撑整个投影显示组件11。 [0015] 投影显示组件11主要包括投影表面14和图像源16。因此，框架部件12优选地限定健身设备10的支撑投影显示组件11的投影表面14和图像源16的部分。如图所示，投影表面14与图像源16在空间上分开、但是光学上连接到图像源16。在某些配置中，框架部件12是在物理上将图像源16和投影表面14连接在一起的中间或中部部件，在其他配置，框架部件12支撑直接地连接投影表面14和图像源16的附加组件。 [0016] 在图示的配置中，外壳20将图1的投影显示组件11的投影表面14和图像源16固定在一起。优选地，显示器外壳20安装到健身设备10，并且可以永久地或可移除地连接到健身设备10。特别地，至少包含图像源16的外壳20可以固定到健身设备10的框架部件12。因此，外壳20可以包括上述附加组件。 [0017] 外壳20优选地限定防水外壳。在一些实施例中，外壳20被定尺寸、配置和定位，以减少用户的汗水渗透到外壳的能力，并且还保护图像源16免于灰尘、尘土、蒸汽、水汽、薄雾、清洗液等。因此，外壳20限定至少用于图像源16和优选地与图像源16有关的电子元件的保护盒，同时投影表面14主要定位在外壳20的外部。在大多数实施例中，投影表面14和外壳20之间的界面将不在围绕投影表面14的整个的周边密封，因为投影表面14不具有在LCD或LED监视器中一般发现的电子元件。因此，任何密封将不必围绕投影表面14的整个外周。而且，在一些实施例中，投影表面14的至少一个边缘暴露并且不用外壳覆盖。 [0018] 外壳20可以还包括用于保持或支撑随身物品的构造，如饮料、钥匙、毛巾、手机、PDA、MP3播放器等。外壳20还优选地提供用于显示组件部件免受外部作用力的适量保护，例如当健身设备10移动时可能发生的作用力或者个人或设备撞击外壳20时可能发生的作用力。 [0019] 虽然图示的投影表面14安装到外壳20时，但投影表面14可以与外壳20分开地安装。在这样的构造中，图像源16和相关的电子元件不直接地连接到投影表面14。而且，在这样的构造中，在投影表面14和包含图像源16的外壳20之间不需要有密封，并且投影表面14和外壳20两者将分别地安装到健身设备10。 [0020] 外壳20和投影表面14，在分开地安装的情况下，优选地固定到运动装置的提供足够支撑和稳定性的部分。当投影表面14分开地安装时，通常在下述地方可以发现足够的支撑或者稳定性，即在存在振动隔离的地方，或者在投影表面14和图像源16之间存在相对运动的地方，如与运动装置或者连接到运动装置的设备的振动相关的运动同时地、同相地、按比例地或以其他一些方式发生，以使运动可以被确定、最小化和/或调节，而在投影表面14上的图像和投影表面14本身之间没有显著明显的运动。例如，踏车构架组件的上部可以具有与接近踏车的运转踏板的运动异相的某些运动。换言之，踏车构架组件的上部可以摇摆，踏车的接近运转踏板的下部在使用过程中可能振动。因此，如果图像源16定位在健身设备10的下部上并且投影表面14定位在健身设备10的上部上，投影图像可能看起来相对投影表面14移动，这可能混乱和难以阅读。虽然可以抑制这种运动，但优选地简单地安装显示器表面14和图像源16，使得如果这两个部件移动，则它们一起移动。将图像源16和投影表面14一起固定到构架部件12，期望地减少图像源16和投影表面14之间的相对运动，并且减少图像源16和投影表面14之间的异相振动的可能性。 [0021] 参考图2，显示反射镜22。反射镜22可以包括反射面，诸如依靠反射或折射的光学元件，包括镜子或棱镜，反射镜22将光传导重定向到新的方向。用于反射镜的适当材料包括玻璃或塑料，包括但不限于金属玻璃或塑料，以及金属和晶体材料。在一些实施例中，反射镜可以安装到另一种材料上，如木材、塑料、金属等等。 [0022] 反射镜22使更紧凑显示单元成为可能，并且在一些实施例中，可以用于在可以接收投影图像的多个表面之间切换。此外，在一些实施例中，反射镜22可以用于将来自多个图像源的光引导在用于呈现给使用者的单个表面上，并且在一些实施例中，可以使用具有单一图像源或多个图像源的多个反射镜。 [0023] 图示的反射镜22固定到外壳20，并且反射镜22显示位于可能形成图像源16的一部分的任何镜头之后。用于反射镜22的其他位置是可行的。虽然图示的反射镜22以相对于图像源16和投影表面14固定的关系固定，但可行的是，将反射镜20构造为能够在至少两个位置之间转动，如果需要的话，在两个以上位置之中转动。例如，当定位在如图2所示的位置时，来自图像源16的输出朝向投影表面14引导。然而，如果反射镜22从图像源16的光束中移出，图像将能够被引导在不同表面上，如在健身设备10前面的墙上。在一些实施例中，一个或多个反射镜22可以手动、遥控、电子、自动、通过开关、执行器等调节，以使图像的位置可以被重新定位。 [0024] 取决于实施方案，从图像源16投影的图像可能需要从顶部到底部倒转，以根据图像是否由反射镜重定向和重定向多少次来提供图像的适当显示。在某些情况下，反射镜22的运动可以激活开关以引起图像的倒转。也可使用用于倒转图像的任何其他合适的技术。 [0025] 优选地，当具有图像源16和投影表面14时，反射镜22固定到外壳20。在某些情况下，反射镜22可以固定到健身设备10的其他部件，牢记最小化在图像源16、反射镜22和投影表面14之中的相对运动的愿望，以使图像相对于投影表面14的运动可以被最小化。因此，在优选的配置中，至少图像源16和反射镜22安装在一起。在更优选配置中，图像源 16、反射镜22和投影表面14安装在一起。在甚至更加优选的配置中，图像源16、反射镜22和投影表面安装到外壳20，外壳20由健身设备10的框架部件12支撑。 [0026] 如上所述，投影显示组件11主要包括在光学上连接到投影表面14的图像源16，而图像源16与投影表面14分开。图像源16可以具有不同结构。 [0027] 参考图3，图示的图像源16包括光源28和图像形成装置30。光源28可以是任何合适的发光技术，如LED、卤素灯、荧光灯、白炽灯等等。此外，光源的28可以导致显示组件11是单频的、单色或彩色的。光源28通过图像形成装置30发光以形成光学图像。 [0028] 在一些实施例中，图像形成装置30可以通过阻碍或传送光来形成图像的可视化表示。图像形成装置30优选是动态的并电控制，以使形成的图像的至少一部分与健身设备10上的实时运动相关。可以使用用于图像形成装置30的电子控制的任何合适技术。在一些LCD部件中，施加电荷能够以可控制的方式改变LCD的某些区域的透明度。透明度的变化可以用于阻碍光的传输。因此，在某些配置中，图像形成装置30可以阻碍或允许光投射，以形成所需要的图像。换句话说，LCD部件可以产生期望被显示的清楚部分，或者通过阻塞表示期望被显示的物体的部分而能够产生期望被显示的负像。此外，在某些配置中，可以使用正和负图像形成装置两者。也可以使用其他图像形成装置。例如，在一些实施例中，可以利用反射式LCD或半透反射式LCD。 [0029] 图像形成装置30也可以包括被不变地描绘的图像元素，诸如通过将有颜色的、不透明的、半透明的或透明的材料引入到图像形成装置的表面上或进入图像形成装置的主体，或者进入或在用作用于图像形成装置30的重迭层/底层或过滤器的材料上。以这种方式，显示组件11的某些部分可以呈现动态信息，而显示组件11的其他部分可以呈现静态信息等等，并且可以投射至少一些静态信息。 [0030] 在图3的实施例中，聚焦透镜24可以定位在光源28和投影表面14之间。例如，聚焦透镜24一般定位在图像形成装置30和投影表面14之间，以使被投影的图像可以被聚焦并被清晰地呈现在投影表面14上。聚焦透镜24优选与某些光源一起使用。在一些实施例中，可以利用透镜24或其他合适的对焦系统来修改投影显示器14上的图像质量。合适的透镜24和对焦系统包括增加图像的尺寸、降低图像的尺寸、改变图像的焦点和/或用于校准从光源28引导的光的那些透镜和对焦系统。在一些实施例中，透镜/对焦系统可以定位在光源28和图像形成装置30之间。在一些实施例中，透镜/对焦系统可以定位在图像形成装置30之后。在一些实施例中，透镜/对焦系统可以定位于光源28和图像形成装置30之间，第二个透镜/对焦系统定位在图像形成装置30之后。可调透镜/对焦系统包括机械地可调、电子可调、手动可调和自动可调的那些透镜/对焦系统。可调透镜/对焦系统可以由软件、硬件、机械连接、伺服电机、马达等等控制。 [0031] 在图3所示的配置中，光源28发射通过图像形成装置30的光32，以使这样产生的图像束34描绘在图像形成装置30中形成的图像。在一些配置中，传输的光穿过透镜24，透镜24聚焦用于显示在投影表面14上的图像。当然，在图2所示的配置中，图像束34接触反射组件22，反射组件22重定向用于显示在投影表面14上的图像。 [0032] 图4是另一种类型的图像源16的示意图。如图所示，投影组件50可以使用任何合适的图像形成装置作为光源52。例如，投影组件50可以包括PicoP使得的嵌入式投影仪，其采用PicoP显示引擎(display engine)、MEMS扫描镜、彩色激光和生成能够显示图像的显示引擎。这样的图像形成装置可从Microvision公司获得。其他类型合适投影组件50可以包括诸如可从LightBlue Optics获得的全息激光投影系统，其将平面变成激光触摸屏，以及其他的微显示投影显示器、微投影仪、迷你投影仪、DLP pico投影仪，DLP微型投影仪、包括具有极致色彩(BrilliantColor)技术的那些等等。 [0033] 在图4显示的组件50中，发射由成像部54编码的光的光源52用来生成用于产生图像的光。光由图像调整部件56(如MEMS镜等等)引导进入扫描模式，以在投影表面14上形成图像。如前所述，其他类型的图像形成装置可用于投影显示组件11。 [0034] 现在参考图6，投影表面14优选地限定投影显示组件11的一部分。特别地，投影表面14限定用户界面部件60的一部分。投影表面14可以是不透明、半不透明、透明、半透明，或适合显示从图像源16投影的图像的任何透明度。投影表面14可以由以下各项中的一个或多个形成：织物、木材、塑料、金属、玻璃纤维、玻璃、热塑聚碳酸酯(lexan)以及包括玻璃、塑料、热塑聚碳酸酯、丙烯酸酯和适于反射、显示或捕捉透射光的其他材料的各种涂层或磨砂材料。投影表面14的至少一部分可以具有镜面光洁度、抛光光洁度或磨光光洁度，在一些实施例中，投影表面14的至少一部分可以具有模糊光洁度、糙面光洁度或光面光洁度。在优选的实施例中，投影表面14是有色金属。换句话说，在优选实施例中，投影表面14在用户接触投影表面14时大大降低用户的静电放电的可能性，因为投影表面14是非传导的。 [0035] 在图1和2的实施例中，投影表面14在图像从图像源16投射的相反侧上呈现图像。在一些实施例中，触摸屏层62可以定位在投影表面14上或投影表面14上方。这样的实施例呈现在图6中，其中，用户将通过触摸屏层与显示在投影表面14上的按钮交互作用。在这样的实施例中，触摸屏层62通常用在音乐会上，信息投射在投影表面14上的信息一致，优选地，图像或信息不从投影表面14的与用户将交互作用相同的一侧投射。换句话说，作为触摸屏层62等等的结果，投影表面14成为用于健身设备10的有源控制面板，因为按钮等等的图像可以作为用于相关健身设备10的控制按钮而被显示、访问和操作。 [0036] 在一些实施例中，可以使用与投影表面14分开的触摸屏。在一些实施例中，可以使用单独的触摸屏和与投影表面14结合的触摸屏两者。单独的触摸屏可以位于投影表面14上方，从而允许通过触摸屏或靠近显示器观看，如在投影表面14的边缘的旁边或附近，或远离投影表面14，如在与投影显示组件11的另外部分进行电子、无线电、光纤通信的单独单元中。在一些实施例中，可以通过在投影表面14的与图像束撞击投影表面的相同侧观看图像，如使用上述全息光投影技术。 [0037] 仍然参考图6中，在用户界面部件60上的用户输入装置64可以设置为控制健身设备10和/或与健身设备10结合或关联的其他装置。用户输入装置64可以包括一个或多个开关、按钮、控制旋钮等，这些开关、按钮、控制旋钮等可以位于用于投影显示器组件11的外壳20上，或者可以位于可以包括或不包括投影显示组件11的部件的单独的外壳中等。用户输入装置64可以用来允许指针在投影显示组件11上的定位，和/或允许在场景和窗口之间的运动，如在允许上/下/左/右运动的那些场景和窗口之间的运动。在一些实施例中，可以使用旋钮或屏幕模拟旋钮。其他控件可以包括操纵杆、按钮、控制杆等等。用户输入装置64可以包括控制器，该控制器提供启动/停止功能、“返回”功能、“退出”功能、“复位”功能或“重新启动”功能等。 [0038] 在一些实施例中，投影显示组件11可以接收和显示来自多个源的信息，诸如来自健身设备和电脑、手机、MP3播放器、个人数字助理(PDA)、音响、电视机、电视接收机、有线接收器、卫星机顶盒、游戏机、DVD播放机、CD播放机、音响、收音机、存储卡等等。采用这些源中的一些，显示组件11可以简单地允许内容(如音乐、视频)从该输入装置传递到投影显示组件11或健身设备10。此外，在一些实施例中，投影显示组件11可以接收和显示来自一个以上的健身设备的信息。在一些实施例中，投影显示组件11可以提供与个人运动成绩有关的信息，以及来自教练、教师、观察员或旁观者和/或与其他个人运动成绩相关的信息。 [0039] 在一些实施例中，投影显示组件11可以与其它显示单元、传感器、变送器、计算机装置或其他电子装置接合，以描绘附加的图像元素、修改图像元素或显示或存储数据。在一些实施例中，成像部可以包括由计算机、控制器或其它电子装置产生的图像元素。在一些实施例中，成像部可以包括来自多台计算机、控制器或其他电子装置的图像元素。在一些实施例中，至少一些图像元素可以由软件生成，在一些实施例中，至少一些图像元素可以是从传递至或提供到健身设备10的图片、电影或文件产生的表示。 [0040] 在不同的实施例中，可显示的图像和信息包括任何三种或更多种类型的信息：设备设置(例如，速度、高度、时间)；锻炼效果信息(例如，瓦特、燃烧的卡路里、心率)；和娱乐(例如，音乐、视频、电视)。因此，可以显示有关成绩的信息和图像，诸如速度、能量输出、锻炼场次持续期间、执行的运动类型、运动阶段、热量利用、锻炼场次剩余时间、锻炼计划等。能够显示的信息还包括与个人的生理状态相关的信息，诸如个人执行锻炼和/或个人在休息，包括执行锻炼的个人或其他个人，并且这种生理状态可以包括心率、氧耗(VO2)、温度、血压、身高、体重等等。在一些实施例中，信息可以通过诸如键盘或触摸屏之类的输入装置(包括连同投影表面14一起使用的触摸屏显示器)输入，或可以从位于适当位置的传感器或变送器并使用合适的传输技术(如无线电、有线和/或光传输技术)电输入到健身设备10。信息可以以数字形式、文字形式、图形形式、音频形式、视频形式或这些形式的组合提供。 [0041] 在一些实施例中，可以显示与设备的操作的相关的信息，诸如指示、训练技术和调整、配置、启动、用于使用的设置、将遵循的锻炼日程和操作示范。在一些实施例中，可以显示培训建议。 [0042] 在一些实施例中，投影显示组件11上的控制器可以控制用于健身设备10的设置，诸如电阻、速度或用户可能要调整的其他参数。在一些实施例中，投影显示组件1可以包括计算机或微处理器，诸如包括在投影显示器外壳内。在一些实施例中，投影显示组件11可以包括投影显示组件11中内置和/或外部连接的扬声器，并且投影显示组件11可以包括音频输出插孔或与耳机连通的其它方式。在一些实施例中，外部集成装置的显示可以被发送到投影显示组件11的显示器。在一些实施例中，外部集成装置的控制可以通过投影显示组件11的控制面板或触摸屏进行。在一些实施例中，可以通过外部装置控制投影显示组件11或健身设备10。 [0043] 参考图5，呈现给装置的用户的图像可以从安装在健身设备10中的投影表面14切换到定位在健身设备10外部或远离健身设备10的投影表面80，或者可以被调节以使该图像呈现在投影表面14、80两者上。这样的外部或分开的投影表面80可以位于远离健身设备10的一些距离处。在一些实施例中，分开的投影表面80可以是专用装置，如被制造为与健身设备10一起使用或供给的屏幕。在一些实施例中，分开的投影表面80可以是通用屏幕，诸如用于显示投射的电影或幻灯片图像的那些。在一些实施例中，根据需要，分开的投影表面80可以是另一装置、门、墙壁、天花板、地板、盒子、一件家具、板材、布景片、窗户、窗帘或其他一些结构、建筑、家具、装饰、房间、家具或设备部件。在一些实施例中，雾、薄雾或液体表面也可以用作屏幕。 [0044] 图像源16可以转动以使来自图像源的图像可以根据需要进行定向。以这种方式，图像可以根据用户所需被定向到集成的投影表面14或分开的投影表面80。如果光源被校准，或例如，使用激光，则图像将对焦，而不管图像源和投影表面14、80之间的距离。否则，在必要的情况下，聚焦透镜和上面所讨论的技术可以用来根据正在使用的投影表面14、80聚焦图像。 [0045] 在具有两个或两个以上可能的投影表面14、80的情况下，可以提供用于将图像提供到表面14、80的不同选项。在一些实施例中，分束器可以结合在投影显示组件11，以同时利用多个投影表面，同时只具有单个图像源。在一些实施例中，在适当使用多个子元件(如成像部分、透镜、反射镜等)的情况下，来自多个图像源16的图像可以被结合在单个投影表面上或者可以投射在多个投影表面上，以允许图像的组合。 [0046] 在一些实施例中，光缆可以被结合在设计中，诸如用于将光从光源发送到成像部分或从成像部发送到透镜、反射镜或投影表面。在一些实施例中，光缆可以用来将光或图像发送到投影显示器内的多于一个点处。 [0047] 虽然已经在一些优选实施例、例子和变化的背景中公开了本发明，但本领域技术人员将理解，本发明扩展到具体披露的实施例之外，扩展到其他替代实施例和/或使用本发明和其明显的修改及等价物。此外，虽然本发明的各种变化已被显示和详细地描述，但基于本公开内容，在本发明的范围内的其他修改对本领域技术人员是易见的。特别地考虑，可以进行实施例的具体特征和方面的各种组合或子结合并且仍然落入本发明的范围内。应被理解，为了形成披露的发明的不同模式，可以结合或彼此替代披露的实施例的各种特征和方面。此外，关于一个实施例而不是另一个实施例已经描述的一些变化可以与这种其他实施例一起使用。已经在此描述了许多其他变化，并且交叉应用在物理上可能的情况下被期望。因此，其目的在于，本文所披露的本发明的范围不应该由以上所述的特定披露的实施例限制，而应仅由随后的权利要求的清楚理解确定。 |
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