CN103124542A - 用于提供反馈的护目镜、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于尤其是向用户提供反馈的护目镜（10），该护目镜包括：至少一个透明部分（14），其形成护目镜（10）的至少一个镜片（14）的至少一部分；显示构件（18），其用于显示光信号，其中显示构件（18）集成到透明部分（14）中，至少部分地覆盖透明部分（14）的表面，和/或至少部分地覆盖镜片（14）周围的护目镜（10）框架（12）的表面；驱动构件（20），其耦合到显示构件（18），用于将与要显示的光信号相应的信号提供给显示构件（18）。

Description

用于提供反馈的护目镜、系统和方法

技术领域

本发明涉及用于提供反馈的护目镜、系统和方法。

背景技术

这类护目镜或眼镜可从德国申请DE 20 2005 010 966 U1获悉。在该出版物中描述的护目镜向用户提供光信号，其中光源位于护目镜的框架内。光源提供指向用户眼睛的光斑以便将信号或反馈提供给用户。

一种类似的装置可从Förster等人的 "Non-interrupting user interfaces for electronic body-worn swim devices", proceedings of Ubicomp 2009获悉。这些护目镜或眼镜包括框架处的双色LED以及用于远程地接收要作为光信号提供给用户眼睛的信号的接收单元。因此，第二人（例如教练）可以向游泳的人提供指示或反馈以便改善指导工作。

从现有技术获悉的护目镜或眼镜的缺点在于，光源不提供均匀的光分布，并且用户可能错过信号或者可能在直视LED光斑时感到困惑。LED也可能给用户造成眩光，因为LED照在他们身上。此外，安装到护目镜框架外部上的LED可能造成较高的阻力，并且可能对于游泳者而言是不舒适的。最后，已知的解决方案在以下意义上不是审美的：这样的审美解决方案由于LED安装在用户眼睛的视线上而不可能被提供。

发明内容

本发明的目的是提供用于尤其是向用户提供更加舒适的反馈的护目镜、系统和方法。此外，优选地希望一种消耗更少的功率的解决方案 。

在本发明的第一方面中，给出了用于尤其是向用户提供反馈的护目镜，所述护目镜包括：

- 至少一个透明部分，其形成护目镜的至少一个镜片或透镜的至少一部分，

- 显示构件，其用于显示光信号，

其中显示构件集成到透明部分中或者护目镜的框架中，至少部分地覆盖透明部分的表面，和/或至少部分地覆盖镜片周围的护目镜框架的表面，以及

- 驱动构件，其耦合到显示构件或透明部分，用于将与要显示的光信号相应的信号提供给显示构件。

在本发明的另一方面中，给出了一种用于尤其是向用户提供反馈的系统，该系统包括：

- 反馈构件，其用于提供反馈信号，

- 发送构件，其耦合到反馈构件，用于将反馈信号发送至耦合到上面提到的护目镜的接收构件。

在本发明的另一方面中，给出了一种用于尤其是向用户提供反馈的方法，该方法包括步骤：

- 确定用户的至少一个物理或生理参数，

- 使用背景数据处理确定参数，

- 基于处理的数据生成反馈信号，以及

- 借助于上面提到的护目镜尤其是向用户提供反馈信号。

从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解的是，要求保护的方法具有与要求保护的装置相似和/或相同的且如从属权利要求中所限定的优选实施例。

本发明基于经由显示构件呈现光信号的思想，该显示构件集成到镜片或透镜中、作为层或箔覆盖护目镜的镜片或透镜和/或例如作为光引导构件至少部分地在内部或外部覆盖镜片或透镜周围的护目镜框架的表面。这个方面的优点在于，提供了均匀的光分布，尤其是光信号独立于观看方向到达用户。

此外，本发明的第二方面基于以下思想：通过将信号发送至耦合到护目镜的接收构件，将像划频或心跳那样的测量数据提供给用户或者将来自像教练那样的第二人的消息提供给用户。这个方面的优点在于，用户或教练可以接收作为反馈的不同信息以便改善指导工作。

本发明的第三方面基于借助于护目镜处理确定的参数并且将处理的数据提供给用户或教练的思想。这个方面的优点在于，用户连续地从确定构件接收反馈和/或从确定构件接收来自教练或教练的反馈。

光信号优选地为一种颜色或者不同颜色的二进制光信号。

依照本发明的第一实施例，提供了用于尤其是向用户提供反馈的护目镜，所述护目镜包括：

- 至少一个透明部分，其形成护目镜的至少一个镜片的至少一部分，

- 显示构件，其用于向用户显示光信号，

- 驱动构件，其耦合到显示构件，用于将与要显示的光信号相应的信号提供给显示构件，

其中显示构件由连续地至少部分地透明的层形成，该层集成到透明部分中，或者该层至少部分地覆盖透明部分的表面。

该实施例基于以下思想：经由集成到护目镜的镜片或透镜中的连续透明部分或者覆盖护目镜的镜片或透镜的表面的连续透明层或箔呈现光信号。这个方面的优点在于，提供了均匀的光分布，并且光信号独立于观看方向到达用户。

依照另一实施例，显示构件由至少部分地透明的层形成，该层集成到透明部分中，或者该层至少部分地覆盖透明部分的表面。

依照一个优选的实施例，提供了接收构件，其包括至少一个用于获取要由显示构件显示的信号的接收单元。接收构件用作到其他设备的接口，尤其是到确定用户的物理和/或生理参数或者接收来自第二人（例如教练）的消息的确定构件或输入构件的接口，以便将特定反馈信息提供给用户。这些接收构件在没有任何连接电缆的情况下提供对于护目镜的舒适的使用。

依照另一优选的实施例，驱动构件包括用于提供要显示的光信号的光源，并且其中显示构件包括用于引导光源的光信号的光引导构件。光源提供了一种提供光信号的简单而廉价的可能性，并且引导构件提供了一种实现光信号的均匀分布的简单解决方案。

依照一个可替换的实施例，显示构件的透明度和/或颜色可在电学上借助于驱动构件提供的信号进行适应性调节。该实施例提供了光信号的更自然的外观，并且具有低得多的功耗，因为该实施例使用和修改了外界光。驱动构件提供的信号是适应性调节显示构件的透明度和颜色的电信号。

依照本发明的一个可替换的实施例，显示构件包括有机光发射二极管膜（OLED）。这提供了一种廉价而舒适的解决方案，因为OLED提供了均匀的光分布并且可以由简单的驱动构件驱动。

依照另一实施例，光引导构件包括表面处和/或体积中的用于散射光源的光的外耦合结构。这提供了一种散射光引导构件中的光以便提供均匀的光分布的廉价而有效的机制。外耦合结构优选地覆盖光引导构件的小于10-15%。这提供了光导的高透明度。

依照另一实施例，光引导构件包括用于反射和/或散射光源的光的至少部分地反射的部分或者至少部分地漫反射的部分。这提供了一种向用户眼睛反射和/或散射光源的光的有效机制。

依照另一实施例，驱动构件包括耦合到透明部分以便将要显示的光信号提供给显示构件的光源，并且其中显示构件由至少部分地反射的部分或者至少部分地漫反射的部分形成。该实施例基于以下思想：透明部分（例如护目镜的镜片）用作光引导构件并且透明部分至少部分地由反射或漫反射部分（例如漫反射层）覆盖以便将光源的光漫反射到用户眼睛。该实施例提供了一种向用户眼睛提供反馈的廉价解决方案，因为单独的光导是不必要的。

优选的是形成连续层、箔或涂料的反射部分。这是一种提供反射或漫反射部分的廉价解决方案。

依照另一实施例，优选的是通过保护层或涂层覆盖显示构件。这提供了一种保护显示构件免受环境影响的有效而廉价的解决方案。这提高了显示构件的耐用性。

依照另一实施例，驱动构件包括耦合到透明部分以便提供要显示的光信号的光源，并且其中显示构件包括在透明部分的表面处和/或体积中的用于散射光源的光的外耦合结构。这是一种提供显示构件的廉价解决方案，因为没有单独的光引导构件是必要的。

依照另一优选的实施例，驱动构件包括光源并且显示构件至少部分地由连接到护目镜的所述至少一个镜片或透镜的框架连接构件或者框架形成，其中该框架和框架连接构件至少部分地由透明材料形成。这提供了可以以低的技术努力组装的显示构件，并且此外，也可从护目镜的外部看见光信号，从而可以将反馈提供给其他人，例如教练。

依照另一实施例，能量供应构件用于提供电功率，尤其是太阳能电池，接收构件用于经由无接触能量传递接收电功率，和/或动能转换构件用于将护目镜的运动转换成电功率。可以连接到护目镜的框架的太阳能电池提供了用于护目镜的电部件的独立电源。除了太阳能电池之外，也可以使用其他能量收集构件，例如接收构件（例如RF接收器）可以用来接收来自相应发送构件（例如RF发送器）的功率（用于电子皮肤），该发送构件也可以代替仅仅发送信息数据而发送能量。此外，如例如用在手表中的动能转换构件可以被提供用于将护目镜的运动转换成电功率。

依照另一实施例，感测构件被提供用于感测用户的物理或生理参数和/或用户环境的物理参数。出于各种不同的目的，各种不同的传感器可以用作这样的感测构件，并且感测构件可以附接或集成到护目镜、用户的衣服或者用户的身体中。通常，优选地从专用传感器或者通过传感器融合导出像取向和深度那样的量。

依照所提出的护目镜的有利实施例，所述感测构件包括以下一个或多个：测量构件，其用于测量用户的划频、时间、效率、深度、心跳、臀部旋转或者臀部取向；加速度传感器，其用于测量护目镜的加速度和/或运动；磁力计；陀螺仪；位置传感器；取向传感器，其用于确定用户头部的取向；以及磁传感器，其用于测量用户的运动方向。

依照另一实施例，感测构件集成到框架或者连接到框架的带中。这提供了一种集成感测构件的舒适的解决方案，因为无需附加的带等以便将传感器连接到用户的身体并且因为可以容易地在用户头部的太阳穴处测量像心跳那样的参数。

例如，加速度传感器提供了通过敲击护目镜改变模式以及尤其是通过头部运动改变模式的舒适的输入构件。因此，提供了轻松舒适的输入构件，其也可以用作确定用户的头部运动的测量构件。

依照根据本发明第二方面的系统的一个实施例，反馈构件包括被提供来确定用户的至少一个物理和/或生理参数的确定构件。该实施例使得用户能够在不涉及第二人（例如教练）的情况下获得反馈。

依照所述系统的另一实施例，反馈构件包括适于将来自第二用户的消息和/或信息提供给护目镜的输入构件。这使得第二人能够连续地与用户通信以便提高训练效果。

依照所述系统的另一实施例，处理构件被提供用于处理反馈构件的信号并且用于将处理的信号提供给发送构件。因此，处理构件提供了这样的信号，其是可理解的、更容易的并且提高了护目镜提供的反馈的舒适性。

附图说明

本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照所述实施例进行阐述。在以下附图中

图1示出了护目镜和用于护目镜的镜片的原理布局的示意图，

图2示出了包括驱动构件和外耦合结构的光引导构件的示意性截面侧视图，

图3示出了包括驱动构件和反射部分的光引导构件的示意性截面侧视图，

图4在平面图中示出了电泳箔的电极结构，

图5示出了护目镜的镜片的示意性平面图，该镜片包括附接到镜片表面的显示构件，

图6示出了包括护目镜、测量构件和输入构件的系统，

图7示出了图解说明用于处理反馈并且将反馈呈现给用户的方法的流程图，

图8示出了堆叠在镜片的两个部分之间的光引导构件的示意性截面侧视图，

图9示出了集成到镜片中的光引导构件的示意性截面侧视图，

图10示出了由反射部分覆盖的镜片的示意性侧视图，

图11示出了具有保护层的镜片的示意性截面侧视图，

图12示出了具有集成的反射部分的镜片的示意性截面侧视图，

图13示出了护目镜的镜片的示意性平面图，该护目镜包括部分地覆盖镜片的反射部分，

图14示出了护目镜的镜片的示意性截面图，该镜片附接到具有集成的光源的框架，

图15示出了具有反射部分的光导，以及

图16示出了具有镜片周围的光引导构件的护目镜框架的示意图。

具体实施方式

图1a示出了由游泳者使用的护目镜或眼镜的示意图。护目镜一般被标示为10。护目镜10包括框架12、形成护目镜10的镜片14或透镜14（或者护目镜的至少一个镜片或透镜的至少一部分）的两个透明部分14。在这里应当指出的是，当在本文中使用时，术语“镜片”应当被理解为也包括护目镜的“透镜”。框架12由借助于连接部分16彼此连接的两个单独的部分形成。框架12的这两个部分连接到带17，带17被提供以便将护目镜10固定到用户的头部。

护目镜10的框架12被提供以便支撑镜片14或透镜14并且相对于外部密封用户眼睛。透明部分14形成向外部提供可见性的镜片14或透镜14。

图1b示出了护目镜10的镜片14的示意性平面图。镜片14或透镜14可以由任何透明刚性材料形成。由透明层或箔形成的透明材料附接到镜片14的表面，形成显示构件18。镜片14进一步包括驱动构件20，该驱动构件耦合到显示构件18以便将信号提供给显示构件18。

图1c示出了包括显示构件18和驱动构件20的镜片14的示意性截面侧视图。显示构件18由附接到镜片14的表面的透明层形成。驱动构件20在其一个横向侧面耦合到显示构件18。

驱动构件20将信号提供给显示构件18以便向用户眼睛显示或呈现相应的光信号。

优选地，在直接路径上屏蔽由显示构件18发射的光/使得其不可见。为此目的，镜片14的（至少）非透明部分在光发射点与眼睛之间遮掩，或者可替换地，提供附加的屏蔽构件。

依照本发明的一个实施例，将显示构件18作为由像PMMA或聚碳酸酯那样的透明材料形成的光导18a而提供。将驱动构件20作为优选地由一个或多个LED形成的光源20a而提供。光源20a提供光信号，这些光信号耦合到显示构件18的光导18a中以便将光信号提供给用户眼睛。光导18a包括外耦合结构22或散射颗粒22以便散射光导18a中的光以提供均匀的光分布。

在这样的实施例中，已知的光皮肤（Lightskin）技术可以用作这样的光导，所述光皮肤技术基于在透明材料薄片上形成的光导的使用。该光皮肤技术的细节可以例如见诸WO 2008/065614 A1（PH006909）和欧洲专利申请09177884.5（PH014332）。

依照本发明的一个可替换的实施例，显示构件18由有源层、膜或箔18b形成，其中该层的透明度和/或颜色可在电学上进行适应性调节。该有源箔18b基于电泳、电致变色或者电润湿效应。驱动构件20将电信号提供给显示构件18以便改变显示构件18的透明度和/或颜色以将相应的光信号呈现给用户眼睛。箔18b是连续透明的，即透明度改变，但是箔18b保持至少部分地透明。

在这样的实施例中，已知的电子皮肤（eSkin）技术可以用作这样的有源层，所述电子皮肤技术基于平面内电泳。该电子皮肤技术的细节可以例如见诸例如公布在http://www.research.philips.com/password/download/password_36.pdf处的飞利浦研究技术杂志“Password”, Issue 36, November 2009, pages 23-25。另外的细节可以见诸K.-M.H. Lenssen, M.H.W.M. van Delden, M. Müller and L.W.G. Stofmeel, “Bright Color Electronic Paper Technology and its Applications”, Proc. IDW’09, pp. 529-532 (2009)以及K.-M.H. Lenssen, P.J. Baesjou, F.P.M. Budzelaar, M.H.W.M. van Delden, S.J. Roosendaal, L.W.G. Stofmeel, A.R.M. Verschueren, J.J. van Glabbeek, J.T.M. Osenga and R.M. Schuurbiers, “Novel Concept for Full-Color Electronic Paper”, J. of the SID 17/4, pp. 383-388 (2009)。这些文献中描述的电子皮肤技术的细节在此通过引用并入本文。

有源箔18b可以包括包含带电彩色颗粒的油性液体。该电泳悬浮液夹在两个衬底之间。这些衬底中的至少一个包含一个或多个电极。由施加到电极的电压生成的电场使得带电颗粒运动。带电颗粒在有源箔18b的平面内运动以便改变有源箔18b的透明度和/或颜色。如果颗粒分布在整个区域上，那么有源箔18b具有颗粒的颜色。如果颗粒借助于电极的电场而聚集在小区域份额内，那么有源箔18b是透明的。优选地，电极之一在平面视图内呈蜂窝状形成。优选地，使用彩色颗粒，其与光的波长相比为小的。这类似于太阳镜允许用户甚至在低透明度状态下通过镜片14观看。此外，它允许使用减色方案实现多色。在另一实施例中，箔内的隔间和/或电极具有避免莫尔（Moiré）效应的非周期结构。

在另一实施例中，这些电泳箔中的两个、三个或更多个被设置成堆叠的层并且附接到镜片14的表面以便实现多色显示构件18。可替换地，由于有可能独立地控制超过一种类型的彩色颗粒，因而可以在不堆叠两个或更多个不同箔的情况下将多色箔实现为单层。

依照该实施例，驱动构件20将电压提供给有源箔18b的电极以便改变穿过镜片14的光以将相应的光信号呈现给用户眼睛。该有源箔18b的优点是：低功耗，因为使用或调制了外界光；以及进一步的均匀光分布，因为使用了外界光。

依照另一实施例，护目镜设有作为用于将电功率提供给护目镜10的电部件的电源的太阳能电池。此外，电功率可以由结合到框架12中的收集动能的设备提供。因此，护目镜的运动提供电功率。

此外，框架12可以包括用于测量护目镜10的加速度和/或运动例如以便改变模式的加速度测量构件。例如，镜片的不同部分可以用于不同的信息。

图2示出了光导18a的示意性截面侧视图。光导18a包括散射由光源20a以及特别是LED形成的驱动构件20提供的光束24的外耦合结构22。光导18a包括外表面26和内表面28。外耦合结构22或散射颗粒22在光导18a的外表面26上和/或光导18a的体积中形成。护目镜10的镜片14（图2中未示出；参见图1c）优选地附接到光导18a的内表面28，但是它通常也可以附接到光导的外表面。

外耦合结构22被提供来散射光束24并且将光束24导向内表面28和用户眼睛或者将光束24导向外表面28和其他人，例如教练。光束24在光导18a中经由全内反射无损地被引导，直到它们撞击外耦合结构22，该外耦合结构散射光束24，使得它可以离开光导18a。因此，散射颗粒22提供被提供给用户和/或其他人的均匀光分布。外耦合结构22优选地在外表面26处提供，该外表面为护目镜10的水侧。其原因在于，在其中涂料点用作外耦合结构的情况下，通常更多的光被散射到与这些点的一侧相对的方向（其在这种情况下朝向用户眼睛）。然而，对于其他类型的外耦合结构而言，这不一定适用。

图3示出了光导18a的示意性截面侧视图。光导18a几乎与图2的光导18a相同。在光导18a的与驱动构件20相对的一边，反射部分30附接到光导18a。通过光导18a耦合并且不在散射颗粒22处散射的光束24被反射部分30反射。因此，光束24被向后导向到光导18a中，由此提高了光导18a的效率。反射部分30可以由反射镜或高反射涂层形成，或者通过粗糙化外边而形成，这也导致光向后散射到光导18a中。当在水中使用光导18a时，这种效应由于光导材料与水之间的更小的折射率差异的原因而降低。

为了提高光的均匀性，可以在光导18a上改变外耦合结构22之间的距离以及外耦合结构22的尺寸，使得镜片14的所有区域将以相同的强度点亮。为了在光导18a的整个表面上获得光的均匀外耦合，靠近光源的散射颗粒22可以不及更远离光源20a的外耦合结构22稠密。外耦合结构22典型地覆盖光导18a表面的10-15%。外耦合结构22可以包括涂料点或者可以由在光导18a的表面中形成的小凹陷或局部表面粗糙度形成。

此外，框架12可以由白色半透明橡胶形成，并且LED可以设置在框架处，使得光也由护目镜10的框架12漫射。

光导18a或有源箔18b可以覆盖镜片14的整个表面或者可以如下面所描述的至少部分地覆盖镜片14。

图4示意性地示出了有源箔18b的电极结构。该有源箔18b包括两个电极32、34。电极之一32形成为蜂窝状网，并且另一个电极34呈圆形状形成并且设置在电极32的每个蜂窝部分的中间。有源箔18b包括包含带电彩色颗粒36的油性液体35。如果没有电压施加到电极32、34，那么颗粒36均匀地分布在液体35内，由此所述层的透明度降低。如果电压施加到电极32、34，那么颗粒36被吸引到电极32、34中的一个或二者，并且透明度增大。因此，有源箔18b的颜色和/或透明度可以通过将电压施加到电极32、34而进行适应性调节。电极32可以具有任何网结构，例如正方形状、三角形状等等。

图5在平面图内示出部分地覆盖有显示构件18的镜片14。显示构件18由在其外边缘处附接到镜片14的弯曲薄箔形成。驱动构件20位于圆形状薄箔条的一端以便将信号提供给显示构件18。

在一个实施例中，驱动构件20由至少一个LED形成，并且从该LED发射的光耦合或发射到光导18a中。光导18a在表面处设有外耦合结构22。光导18a可以由柔性材料（例如硅树脂）形成并且可以由保护层覆盖。

在一个可替换的实施例中，驱动构件20作为电压源20b而被提供，并且显示构件18作为有源箔18b而被提供，其中该箔的透明度或颜色如上面所描述的那样可在电学上适应性调节。

在一个可替换的实施例中，光导18a由反射部分、层或箔覆盖以便反射光源18a的光。在该实施例中，光导18a不必包括各外耦合结构。

因此，甚至通过部分覆盖的镜片14，也可以以均匀的分布向用户眼睛提供光信号。

图6示出了一般被标示为40的反馈系统。系统40包括如上面所描述的护目镜10并且进一步包括测量或确定构件42和/或输入构件44。护目镜10大体上与上面描述的护目镜10相同并且进一步包括用于获取或接收来自输入构件44和/或测量构件42的信号的接收构件46。护目镜10进一步包括用于将电功率提供给电部件的太阳能电池48。

输入构件44设有发送构件50以便将来自输入构件44的信号发送至护目镜10的接收构件46。输入构件44设有键盘52或者其他输入设备52以便输入应当借助于护目镜10显示或呈现给用户的消息。

因此，系统40可以用来将反馈提供给用户，尤其是提供给使用护目镜10的游泳者，并且使用输入构件44的教练可以经由发送构件50将消息发送至接收构件46。教练的消息借助于由护目镜10的显示构件18呈现的光信号而提供给用户。

测量构件42优选地设有发送构件54（例如RF发送器或者电缆发送器）以便将信号发送至护目镜10的接收构件46。测量构件42进一步包括测量设备56以便测量用户（尤其是游泳用户）的物理或生理参数，例如划频、时间、效率、深度、心跳、臀部旋转或臀部取向等等。测量设备56由传感器形成，这些传感器可以设置在用户身体的任何地方，尤其是结合到衣服中或者作为体上传感器附接到身体，或者这些传感器可以以任何方式集成到护目镜中，在这种情况下，无需RF发送器，而是优选地使用电缆发送。

此外，可以提供用于感测用户环境的物理参数的各种不同的传感器57。这些传感器也可以设置在用户身体的任何地方，尤其是结合到衣服中或者作为体上传感器附接到身体，或者其可以以任何方式集成到护目镜中。所述传感器57可以包括以下一个或多个：加速度传感器，其用于测量护目镜的加速度和/或运动；磁力计；陀螺仪；位置传感器；取向传感器，其用于确定用户头部的取向（通常，该取向也可以从由其他传感器获得的其他信号导出，例如从加速度传感器和/或磁传感器的信号导出）；以及磁传感器，其用于测量用户的运动方向。

例如，加速度传感器可以用来通过敲击护目镜而容易地改变模式以及尤其是通过头部运动改变模式。

此外，可以提供用于测量头部的取向的传感器。信号处理可能地使用附加的知识（例如约束可以解释信号的方式的假设）推断其他身体部分的运动参数。

此外，可以提供用于心跳测量的传感器，其例如使用现有的光学方法、附接或者作为护目镜的部分，使得它们在眼睛侧面的太阳穴处测量。

再进一步，护目镜上的磁传感器可以被提供来评估用户去往的正确方向。

通常，依照本发明可以使用各种不同的传感器和感测模式，包括使用磁力计、陀螺仪和位置敏感传感器，比如基于无线电的传感器。

在一个优选的实施例中，在所述一个或多个LED的远处提供一个或多个致动器，例如以便使LED运动以修改/调制由所述一个或多个LED发出的光信号。特别地，振动/触觉换能器可以用于这个目的。

测量构件42使用由感测构件（即测量设备56和传感器57）提供的数据，并且借助于处理构件43使用存储构件45中存储的背景知识处理该数据并且通过使用发送构件54将处理的信号提供给接收构件46以便借助于护目镜10向用户呈现反馈信号。

因此，系统40可以提供来自第二人（例如教练）和/或来自测量物理和/或生理参数的测量构件42的反馈。

为了进行能量供应，可以提供其他构件而不是太阳能电池48。例如，接收构件46可以用来接收通过RF发送来自发送构件50的足够的能量。此外，存在用于能量供应的其他实施例，例如（可再充电或者不可再充电）电池组。

图7示出了图解说明用于向用户呈现反馈的方法60的流程图。护目镜10中和/或用户身体处提供的传感器（即测量构件56和/或传感器57）确定（62）物理或生理参数并且优选地将测量的数据提供给处理构件以供预处理（64）。预处理的数据被提供给用于通过使用背景知识68处理（66）数据的另外的处理构件。处理的数据可以存储（70）在存储构件中以用于评价或性能控制71。所述处理构件提供反馈（72，74）给护目镜10的显示构件18。要测量的数据可以直接发送至处理构件以供处理（66）并且可以由输入构件44显示。教练可以或者通过将命令发送至位于用户处的处理器系统或者通过控制发送至护目镜10的接收构件46并且呈现给用户的信号或信息而控制到用户的反馈。

图8示出了用于护目镜10的透明部分14的另一实施例。透明部分14由两个单独的透明层14a、14b或者镜片部分14a、14b形成。显示构件18堆叠或夹在透明层14a、14b或者镜片部分14a、14b之间。驱动构件20如上面所描述的那样耦合到显示构件18。依照该实施例的显示构件18可以如上面所描述的那样由光导18a或者有源箔18b形成。因此，显示构件18在两个镜片部分14a、14b之间受机械保护。

图9示出了用于护目镜10的透明部分14的另一实施例。依照该实施例的护目镜10的透明部分14c或镜片14c形成光导18c。透明部分14c或镜片14c由刚性透明材料形成，其中光源20a耦合到透明部分14c以便将光束24注入到透明部分14c中。透明部分14c包括如上面所描述的散射光束24的外耦合结构22。因此，光导18c集成到透明部分14c中。

总之，本发明提供了用于向用户提供对于用户而言更加舒适的反馈的护目镜、系统和方法。

图10示出了依照本发明另一实施例的透明部分14的示意性截面侧视图。依照该实施例的护目镜10的透明部分14或镜片14形成光导。透明部分14或镜片14由刚性透明材料形成，其中光源20a耦合到透明部分14以便将光束24注入到透明部分14中。透明部分14部分地被反射部分80或漫反射部分80覆盖。反射部分80由连续层、箔或涂料形成。反射部分80优选地在透明部分14的表面上形成并且位于镜片14的边缘82处。依照该实施例，光源20a的光24通过透明部分14被引导并且从反射或漫反射部分80反射（优选地漫反射）或者反射性地散射到用户眼睛。因此，依照该实施例的显示构件提供了一种向用户提供光信号的容易而有效的解决方案。

图11示出了依照图10的实施例的透明部分14的示意性截面侧视图。相同的元件由相同的附图标记表示，其中在这里仅仅详细地解释差别。反射部分80或漫反射部分80由保护层84覆盖以便保护反射部分80免受环境影响（尤其是水），使得显示构件以及尤其是反射部分80的鲁棒性得到改善。

保护层84可以用于本发明的所有实施例以便总体地改善护目镜的鲁棒性。

图12示出了依照本发明另一实施例的透明部分14或镜片14的示意性截面侧视图。透明部分14包括集成到透明部分14中的反射部分80或者漫反射部分80。光源20a在反射部分80的一侧上耦合到透明部分14，使得光源20a的光24可以由反射部分80反射或漫反射或者反射性地散射并且被导向或引导到用户眼睛。由于反射部分80集成到透明部分14中，因而护目镜的镜片14的鲁棒性进一步得到改善。

通常，反射部分80或者漫反射部分80可以由层或箔或反射涂料形成并且通常不透明，使得镜片14的该部分不将来自外部的光透射到用户眼睛。

图13在平面图中示出了部分地被反射或漫反射部分80覆盖的镜片14或透镜14。反射部分80在镜片14的外边缘82处呈循环状形成。反射部分80可以形成为整圆、半圆或者镜片14一侧处的部分。光源20a位于镜片14的一侧以便将光信号提供给透明部分14和反射部分80。

图14示出了本发明的一个可替换实施例。镜片14附接到框架12。光源20a集成到框架12中。框架12部分地由透明材料形成，使得光24可以从光源20a引导到透明部分14和用户眼睛。此外，由于框架12部分地由透明材料形成，光24也耦合到护目镜10的外部以便将光信号提供给像教练那样的其他人。因此，依照该实施例的护目镜可以用来或者向用户或者向其他人提供反馈。

图6的测量构件56和/或传感器57也可以集成到框架12中和/或带17中以便测量物理或生理参数，尤其是划频、时间、效率、深度、心跳、臀部旋转或臀部取向等等。测量构件56和/或传感器57集成到框架12或带17中的优点在于，其使用起来是舒适的，并且可以容易地在头部的太阳穴处测量像心跳那样的生理参数。

在一个可替换的实施例中，光源20a集成到带中，以便尤其是将光信号提供给其他人。

框架12优选地由像硅那样的透明和/或柔性材料形成，并且用作将光源20a的光引导到外部或镜片14的光导。

在另一实施例中，连接构件16和/或带17可以用作光导。在这种情况下，连接构件16和/或带是至少部分透明的并且至少部分地覆盖框架12和/或至少一个镜片14。在这种情况下，连接构件16和带17可以彼此连接或者由一个连续带形成。

图15示出了光导18a的另一实施例的示意性截面侧视图。光导18a由反射或漫反射部分80覆盖以便反射从光源20a发射的光束24。光源20a优选地形成为LED。光导18a包括外表面26和内表面28。反射部分80在光导18a的外表面26上形成。护目镜10的镜片14（图15中未示出；参见图1c）优选地附接到光导18a的内表面28。光束28由光导18a引导到用户眼睛并且由反射部分80反射以便提高光源20a的效率。

光导18a优选地由像硅树脂那样的柔性材料形成，并且可以借助于粘合剂附接到镜片14。

图16示出了包括支撑镜片14或透镜14的框架12的护目镜的示意图，其中光导18a附接到框架12的表面。光导18a设置在镜片14或透镜14周围以便向用户眼睛提供均匀的光分布。特别地，框架12可以由透明材料形成以便将从光源20a发射并且通过光导18a引导的光引导到护目镜10内部。

在一个可替换的实施例中，光导18a可以形成为半周或者在镜片14一侧附接到框架12的部分。框架12可以由像硅树脂那样的柔性材料形成。

尽管上面使用游泳护目镜描述了本发明，但是本发明也可以用于其中使用护目镜的其他运动，比如骑自行车、滑雪、滑冰、跳水、潜水以及可能地其中使用太阳镜的任何户外运动，例如高尔夫、慢跑等等。

尽管在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实施要求保护的本发明时，根据对于所述附图、本公开内容以及所附权利要求的研究，能够理解并实现所公开实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括/包含”并没有排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并没有排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中列举特定措施的起码事实并不表示这些措施的组合不可以加以利用。

权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为对范围的限制。

Claims (23)

1.用于尤其是向用户提供反馈的护目镜（10），包括：

- 至少一个透明部分（14），其形成护目镜（10）的至少一个镜片（14）的至少一部分，

- 显示构件（18），其用于显示光信号，

其中显示构件（18）集成到透明部分（14）中或者护目镜（10）的框架（12）中，至少部分地覆盖透明部分（14）的表面，和/或至少部分地覆盖镜片（14）周围的护目镜（10）框架（12）的表面，以及

- 驱动构件（20），其耦合到显示构件（18）或透明部分（14），用于将与要显示的光信号相应的信号提供给显示构件（18）。

2.如权利要求1所述的护目镜，其中显示构件（18）由连续地至少部分地透明的部分（18a；18b）形成。

3.如权利要求1所述的护目镜，进一步包括接收构件（46），该接收构件包括至少一个用于获取要由显示构件（18）显示的信号的接收单元（46）。

4.如权利要求1所述的护目镜，其中驱动构件（20）包括用于提供要显示的光信号的光源（20a），并且其中显示构件（18）包括用于引导光源（20a）的光信号的光引导构件（18a）。

5.如权利要求1或2所述的护目镜，其中显示构件（18）的透明度和/或颜色可在电学上借助于驱动构件（20）提供的信号进行适应性调节。

6.如权利要求1所述的护目镜，其中显示构件（18）包括有机发光二极管膜（OLED）。

7.如权利要求4所述的护目镜，其中光引导构件（18a）包括表面（26）处和/或体积中的用于散射光源（20a）的光的外耦合结构（22）。

8.如权利要求4所述的护目镜，其中光引导构件（18a）包括用于反射和/或散射光源（20a）的光的至少部分地反射的部分（80）或者至少部分地漫反射的部分（80）。

9.如权利要求1所述的护目镜，其中驱动构件（20）包括耦合到透明部分（14）以便将要显示的光信号提供给显示构件（18a）的光源（20a），并且其中显示构件（18a）由至少部分地反射的部分（80）或者至少部分地漫反射的部分（80）形成。

10.如权利要求8或9所述的护目镜，其中反射部分（80）或漫反射部分由连续层、箔或涂料形成。

11.如权利要求1所述的护目镜，其中显示构件（18）被保护层或涂层覆盖。

12.如权利要求1所述的护目镜，其中驱动构件（20）包括耦合到透明部分（14）以便提供要显示的光信号的光源（20a），并且其中显示构件（18a）包括在透明部分（14）的表面处和/或体积中的用于散射光源（20a）的光的外耦合结构（22）。

13.如权利要求1所述的护目镜，其中驱动构件（20）包括光源（20a）并且其中显示构件（18）至少部分地由连接到护目镜（10）的所述至少一个镜片（14）的框架连接构件或者框架（12）形成，其中该框架（12）和框架连接构件至少部分地由透明材料形成。

14.如权利要求1所述的护目镜，进一步包括用于提供电功率的能量供应构件（46，48），尤其是太阳能电池（48）、用于经由无接触能量传递接收电功率的接收构件（46）和/或用于将护目镜的运动转换成电功率的动能转换构件。

15.如权利要求1所述的护目镜，进一步包括用于感测用户的物理或生理参数和/或用户环境的物理参数的感测构件（56，57）。

16.如权利要求15所述的护目镜，其中所述感测构件（56，57）包括以下一个或多个：测量构件（56），其用于测量用户的划频、时间、效率、深度、心跳、臀部旋转或者臀部取向；加速度传感器（57），其用于测量护目镜（10）的加速度和/或运动；磁力计（57）；陀螺仪（57）；位置传感器（57）；取向传感器（57），其用于确定用户头部的取向；以及磁传感器（57），其用于测量用户的运动方向。

17.如权利要求15或16所述的护目镜，其中所述感测构件（56，57）集成到框架（12）或者连接到框架（12）的带（17）中。

18.如权利要求5所述的护目镜，其中显示构件（18）包括包含带电彩色颗粒（36）以用于改变显示构件（18）的透明度和/或颜色的液体。

19.用于尤其是向用户提供反馈的系统（40），包括：

- 反馈构件（42，44），其用于提供反馈信号，

- 发送构件（50，54），其耦合到反馈构件（42，44），用于将反馈信号发送至耦合到如权利要求1-18中任何一项所述的护目镜（10）的接收构件（46）。

20.如权利要求19所述的系统，其中反馈构件（42，44）包括被提供来确定用户的至少一个物理和/或生理参数的确定构件（42）。

21.权利要求19的系统，其中反馈构件（42，44）包括适于将来自第二用户的消息和/或信息提供给护目镜（10）的输入构件（44）。

22.如权利要求19-21中任何一项所述的系统，进一步包括处理构件（43），该处理构件用于处理反馈构件（42，44）的反馈信号并且用于将处理的信号提供给发送构件（50，54）。

23.用于尤其是向用户提供反馈的方法（60），包括步骤：

- 确定（62）用户的至少一个物理和/或生理参数，

- 使用背景数据（68）处理（66）确定的参数，

- 基于处理的数据生成反馈信号（72），

- 借助于如权利要求1-18中任何一项所述的护目镜（10）尤其是向用户提供反馈（74）。

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