CN105009197A - 图像显示装置、图像显示方法、存储介质以及监测系统 - Google Patents

图像显示装置、图像显示方法、存储介质以及监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是使用诸如头戴式显示器、智能电话、平板电脑终端或者电子书等设备来监测在电池充电的发电装置侧的状态。图像显示装置设置有发电信息获取装置,该发电信息获取装置用于获取诸如各发电装置中的二次电池的发电量和蓄电量等发电信息。图像显示装置适当地处理所获取的信息并且经由显示器将所述信息呈现给用户。在不中断图像显示装置的使用的情况下,用户可检查二次电池的蓄电量和发电装置的发电量。此外,当正在使用的电池的蓄电量减少时,用户可以准确地确定哪个发电装置应该更换电池。

Description

图像显示装置、图像显示方法、存储介质以及监测系统
技术领域
本说明书中公开的技术涉及主要由电池驱动的图像显示装置,例如,头戴式显示器、诸如智能电话的蜂窝电话、平板电脑终端、电子书以及便携式音乐播放器,涉及图像显示方法、存储介质以及监测发电装置侧的状况的监测系统,该发电装置对在图像显示装置中所使用的电池进行充电。
背景技术
用户在户外可携带并使用的紧凑型信息设备已经被广泛地使用,例如,诸如智能电话的蜂窝电话、平板电脑终端、电子书以及便携式音乐播放器。近年来,使用佩戴在身体某一部位的信息设备逐渐增多,例如,佩戴在用户的头部或者手臂上。例如,已经使用的头戴式显示器和腕带式设备。使用佩戴在用户的头部或者面部上的头戴式显示器。图像显示单元被设置成面向左眼和右眼中的每一个(或者单个眼睛)。通过虚拟图像光学系统形成所显示的图像的放大虚像。通过这种方式,可以呈现具有逼真感的图像。还可以在用户视野上呈现叠加的AR(增强逼真)信息。
通常,考虑到在室外无电源的环境中的使用,这种类型的紧凑型信息设备基本上被配置为由诸如二次电池的储能元件作为主要动力源进行驱动。此外,二次电池具有受限制的操作时间。因此,多数用户携带便携式充电器用于在任何地方对其进行充电。此外,近年来,已经开展了对通过使用任何地方的环境能源等的发电而获得电力的便携式发电装置的开发。能量采集时的能源的实例可包括环境电磁波、阳光、振动以及热。
如果是使用佩戴在用户的身体的某一部位上的信息设备,则通过将发电装置整合到该设备中,用户利用诸如散步的人常见动作可自动执行发电。例如,安装在用户所穿的鞋中的发电装置(例如,参见专利文献1和2)利用用户的体重作为外部重量并且由此可通过日常生活中的散步或者跑步来产生电力。因此,可提供实用的发电装置。这种类型的发电装置可利用所获得的电力驱动便携式设备或者对二次电池进行充电。
发电装置的用户不得不检查二次电池是否具有充足的蓄电量(powerstorage amount)。如果蓄电量充足,则用户可以从发电装置拆下蓄电池并且利用蓄电池提供由用户所使用的信息设备中的二次电池或者携带蓄电池作为备用电池。
顺便提及,如果用户检查二次电池的蓄电量并且蓄电量不充足,则检查和替换电池的动作是徒劳的。如果信息设备整合了发电装置,则该信息设备可以在显示器上显示电池的充电状况并且将其通知给用户。相反,如果将发电装置安装在信息设备的外部(例如,用户穿的鞋中),则该信息设备不包括用于获得关于发电装置中的二次电池的蓄电量的信息的装置。因此,尽管麻烦,但用户应停止使用信息设备并且通过查看发电装置来检查蓄电量。如果信息设备是用户佩戴的类型,例如,头戴式显示器,就用户承担的重量而言,将发电装置放置在外部比较合理,而非将发电装置整合在信息设备中。
如果将发电装置安装在用户穿的左鞋和右鞋中的每一个中或者如果将利用能量采集等的多个发电装置分散布置在用户的周围环境中,则对于用户而言,检查每个发电装置的蓄电量并且判断应使用发电装置的哪个二次电池比较麻烦。
发明内容
本发明解决的问题
本说明书中公开的技术的目标是提供主要由电池驱动的优异的图像显示装置,例如,头戴式显示器、诸如智能手机的蜂窝电话、平板电脑终端、电子书以及便携式音乐播放器,并且该图像显示装置可有利地监测对电池进行充电的发电装置侧的条件,本说明书中公开的技术的目标还提供了图像显示方法、存储介质以及监测系统。
解决问题的技术手段
已经鉴于上述问题创作了本申请。根据权利要求1的技术,提供了一种图像显示装置,包括:
图像显示单元,该图像显示单元显示图像;
通信单元,该通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,该控制单元经由该通信单元从该发电装置获得关于发电的一次信息;基于该发电装置感生电力的原理将该一次信息转换成二次信息;并且控制该图像显示单元。
根据本申请的权利要求2的技术,根据权利要求1的图像显示装置的图像显示单元被配置为佩戴在头部或者面部上。
根据本申请的权利要求3的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为控制图像显示单元以将至少表示一次信息或者二次信息的虚像与示出发电装置的实像进行合成并且显示所合成的图像。
根据本申请的权利要求4的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将包含在一次信息中的发电装置的发电量转换成包括由发电装置感生电力所使用的物理量的二次信息。
根据本申请的权利要求5的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为至少基于一次信息或者二次信息导出三次信息,三次信息包括用于控制图像显示装置自身或者外部设备的控制信息。
根据本申请的权利要求6的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为至少基于一次信息或者二次信息导出三次信息,三次信息包括用于诱发用户采取预定动作的动作诱发信息。
根据本申请的权利要求7的技术,发电装置被设置在人体的左脚和右脚中至少一个所穿的鞋中并且根据脚的运动量来产生电力。根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将发电装置的发电量转换成脚的运动量来作为二次信息。
根据本申请的权利要求8的技术,发电装置根据每只脚的运动量来对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力。根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为在屏幕的左手侧上显示有关从用于左脚的鞋的发电装置的发电量转换的左脚的运动量的信息;并且在屏幕的左手侧上显示有关从用于右脚的鞋的发电装置的发电量转换的右脚的运动量的信息。
根据本申请的权利要求9的技术,发电装置根据每只脚的运动量对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力。根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为基于左边和右边的发电装置的发电量之间的差异或者作为二次信息的通过分别转换左边和右边的发电装置的发电量而获得的每只脚的加速度来估计人体的姿势,导出用于诱发对人体的姿势的偏差进行校正的动作的动作诱发信息作为三次信息,并且使图像显示单元显示三次信息。
根据本申请的权利要求10的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将用作一次信息的附接至宠物的颈圈的第一发电装置的发电量转换成用作二次信息的宠物的加速度或者代谢率,并且将用作一次信息的附接至人牵拉宠物的牵绳上的第二发电装置的发电量转换成用作二次信息的人的加速度或者代谢率,并且使图像显示单元显示二次信息。
根据本申请的权利要求11的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将用作一次信息的被分别设置在多个位置处并且利用电磁波、放射能或者其他环境能量产生电力的每个发电装置的发电量转换成用作二次信息的每个位置中的环境能量强度;并且使图像显示单元显示从每个发电装置获得的与对应位置相关联的环境能量强度。
根据本申请的权利要求12的技术,发电装置被设置在佩戴在正在潜水的人的左脚和右脚中至少一个上的蛙鞋中并且根据脚的踢打次数产生电力。根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将将发电装置的发电量转换成用作二次信息的脚的运动量、加速度或水流,并且使图像显示单元显示二次信息。
根据本申请的权利要求13的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将用作一次信息的被分别设置在农田内的多个位置处并且根据阳光强度产生电力的每个发电装置的发电量转换成用作二次信息的每个位置处的太阳辐射量;从太阳辐射量导出每个位置处的农作物的生长水平、收割时期或者收割顺序作为三次信息;并且使图像显示单元显示与对应位置相关联的二次信息或者三次信息。
根据本申请的权利要求14的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将用作一次信息的被分别设置在工厂内的生产线上的多个位置处并且根据温差、机械振动或者无线电波中至少一个产生电力的每个发电装置的发电量转换成用作二次信息的在每个位置处的温度、振动量或者无线电波强度;控制单元从二次信息导出生产线上的危险点作为三次信息;并且使图像显示单元显示与对应位置相关联的二次信息或者三次信息。
根据本申请的权利要求15的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为将用作一次信息的被设置在存在于用户难以看到的位置处的移动物体中并且至少根据阳光或者机械振动产生电力的每个发电装置的发电量转换成用作二次信息的每个位置处的阳光强度或者振动量,并且使图像显示单元显示与对应位置相关联的二次信息。
根据本申请的权利要求16的技术,发电装置被设置在正在参加比赛的运动员、裁判员和观众中任一个的身体上并且利用在身体中产生的物理量来产生电力。根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置从通过转换发电装置的发电量获得的物理量导出运动员、比赛或者比赛场地的状态。
根据本申请的权利要求17的技术,根据权利要求1的图像显示装置的控制单元被配置为至少基于一次信息或者二次信息导出包括被添加到显示在图像显示单元上的图像的图像的三次信息。
根据本申请的权利要求18的技术,提供一种图像显示方法,包括下列步骤:
与发电装置通信并且获得有关在该发电装置中发电的一次信息;
基于该发电装置感生电力的原理将该一次信息转换成二次信息;以及
显示一次图像或者二次图像。
根据本申请的权利要求19的技术,提供一种一种存储介质,存储以计算机可读格式记载的计算机程序,该计算机程序使计算机起到以下功能:
图像显示单元,该图像显示单元显示图像;
通信单元,该通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,该控制单元经由该通信单元从该发电装置获得关于发电的一次信息;基于该发电装置感生电力的原理将该一次信息转换成二次信息;并且控制该图像显示单元。
根据本申请的权利要求19的存储介质限定了一种将被描述为计算机可读格式的计算机程序存储在计算机中以实现计算机的预定处理的存储介质。换言之,通过将根据本申请的权利要求19的存储在存储介质中的计算机程序安装到计算机中来对计算机施加协作操作并且可以获得与根据本申请的权利要求1的图像显示装置相同的作用和效果。
根据本申请的权利要求20的技术,提供:
监测系统,包括:发电装置,该发电装置利用安装有发电装置的位置处产生的物理量而产生电力并且传输有关发电的一次信息;以及
图像显示装置,该图像显示装置接收该一次信息、将该一次信息转换成包括该物理量的二次信息、并且利用该物理量显示用于监测设置有所述发电装置的位置的图像。
应注意,此处所使用的“系统”指在逻辑上集成的多个装置(或者实现特定功能的功能模块)的集合,并且不考虑装置或者功能模块是否存在于单个外壳中。
本发明的效果
根据本文中所公开的技术,可以提供一种主要由电池驱动的卓越图像显示装置,例如,头戴式显示器、诸如智能电话等蜂窝电话、平板电脑终端、电子书以及便携式音乐播放器,并且图像显示装置可有利地监测对电池进行充电的发电装置侧的条件,并且还提供图像显示方法、存储介质以及监测系统。
根据本文中所公开的技术,图像显示装置包括用于获得有关设置在该装置外部的一个或者多个发电装置中的二次电池的蓄电量、发电量等的信息的装置。因此,图像显示装置的用户可在不停止图像显示装置的使用的情况下检查发电装置中的二次电池的蓄电量。例如,当所使用的电池的蓄电量下降时,用户正确地判断用户应替换哪些发电装置的电池。
根据本文中所公开的技术,图像显示装置显示图像以及从发电装置的发电量产生或者转换的各种类型的信息,因此,用户一眼可以获知现实世界中的各种类型的信息。例如,图像显示装置基于用于感生电力的发电单元的原理可以将从发电装置获得的一次信息(即,发电量)转换成用于监测的二次信息并且将二次信息呈现给用户,二次信息诸如监测用户的运动量的用户监测信息和诸如监测紫外线强度和无线无线电波强度的环境监测信息等。此外,图像显示装置基于通过转换一次信息而获得的二次信息(或者一次信息自身)可产生诸如用于诱发用户采取动作的动作诱发信息和用于控制图像显示装置自身或者其他设备的控制信息的三次信息。
将基于后面描述的实施方式和附图更为详细清晰地描述本文中所公开的本技术的又一些目标、特征以及优点。
附图说明
[图1]图1是示出了从正面观看时的佩戴透射型的头戴式显示装置100的用户的示图。
[图2]图2是示出了从上方观看时的图1中所示的佩戴图像显示装置100的用户的示图。
[图3]图3是示出了从正面观看时的佩戴遮光类型的头戴式图像显示装置300的用户的示图。
[图4]图4是示出了从上方观看时的图3中所示的佩戴图像显示装置300的用户的示图。
[图5]图5是示出了图像显示装置100的内部配置实例的示图。
[图6]图6是示意性地示出了发电状况监测系统600的功能配置的示图。
[图7]图7是示意性地示出了根据实施例1的监测系统700的配置的示图。
[图8A]图8A是示出了实施例1中的显示实例(其中仅显示发电量的实例)的示图。
[图8B]图8B是示出了实施例1中的显示实例(其中显示发电量和蓄电量的实例)的示图。
[图9]图9是示出了实施例1中的另一显示实例的示图。
[图10]图10是示出了实施例1中的又一显示实例的示图。
[图11A]图11A是示出了实施例1中的又一显示实例(其中仅显示发电量的实例)的示图。
[图11B]图11B是示出了实施例1中的又一显示实例(其中显示发电量和蓄电量的实例)的示图。
[图12]图12是示出了其中将基于从发电装置720和730中的每一个获得的发电量而产生的独特空间与原图像合成的显示实例的示图。
[图13]图13是示出了其中将基于从各个发电装置720和730获得的发电量而产生的独特空间与原图像合成的显示实例(姿势校正之后)的示图。
[图14]图14是示出了其中将基于从各个发电装置720和730获得的发电量而获得的独特空间与原图像合成的另一显示实例的示图。
[图15]图15是示出了其中将基于从各个发电装置720和730获得的发电量而产生的独特空间与原图像合成的另一显示实例(姿势校正之后)的示图。
[图16]图16是示出了安装在鞋中的各个发电装置720和730的发电单元的配置实例的示图。
[图17]图17是以放大状态示出了电磁感应发电设备1600的侧表面的示图。
[图18]图18是电磁感应发电设备1600的截面图。
[图19]图19是示出了安装在鞋中的各个发电装置720和730的发电单元的另一配置实例的示图。
[图20]图20是以放大状态示出了驻极体发电设备1900的侧表面的示图。
[图21]图21是驻极体发电设备1900的截面图。
[图22]图22是示出了安装在鞋中的各个发电装置720和730的发电单元的又一配置实例的示图。
[图23]图23是以放大状态示出了压电发电设备2200的示图。
[图24]图24是示出了安装在鞋中的各个发电装置720和730的发电量的又一配置实例的示图。
[图25]图25是以放大状态示出了逆磁致伸缩发电设备2400的示图。
[图26]图26是示意性地示出了根据实施例2的监测系统2600的配置的示图。
[图27]图27是示出了实施例2中的显示实例的示图。
[图28]图28是示意性地示出了根据实施例3的监测系统2800的配置的示图。
[图29]图29是示出了实施例3中的显示实例的示图。
[图30]图30是示出了实施例3中的另一显示实例的示图。
[图31]图31是示出了实施例3中的又一显示实例的示图。
[图32]图32是示意性地示出了根据第四实施方式的监测系统3200的配置的示图。
[图33]图33是示出了图像显示装置3210的配置的示图。
[图34]图34是示出了实施例4中的显示实例的示图。
[图35]图35是示出了实施例4中的另一显示实例的示图。
[图36]图36是示意性地示出了根据实施例4的变形例的监测系统3600的配置的示图。
[图37]图37是示出了实施例4中的又一显示实例的示图。
[图38]图38是示意性地示出了根据实施例5的监测系统3800的配置的示图。
[图39]图39是示出了实施例5中的显示实例的示图。
[图40]图40是示出了实施例5中的另一显示实例的示图。
[图41]图41是示意性地示出了根据实施例6的监测系统4100的配置的示图。
[图42]图42是示出了实施例6中的显示实例的示图。
[图43]图43是示意性地示出了根据实施例7的监测系统4300的配置的示图。
[图44]图44是示出了实施例7中的显示实例的示图。
[图45]图45是示出了将动作诱发信息呈现给用户的屏幕的配置实例的示图。
[图46]图46是以放大状态示出了多个发电元件中的每一个的发电量(即,一次信息)在各个时间的转变4505的示图。
[图47]图47是以放大状态示出了多个发电元件中的每一个的发电量(即,一次信息)在各个时间的转变4505的示图。
[图48]图48是示意性地示出了根据实施例9的监测系统4800的配置的示图。
[图49]图49是示出了根据实施例9的监测系统4800中的图像显示装置4810的屏幕的显示实例的示图。
[图50]图50是示出了实施例10中的图像显示装置的屏幕的显示实例的示图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本说明书中所公开的技术的实施方式。
A.装置的配置
图1示出了根据本文中所公开的技术的实施方式的图像显示装置100的外观配置。使用佩戴在用户的头部或者面部上并且显示用于左眼和右眼的图像的图像显示装置100。图中所示的图像显示装置100为透射类型,即,透视型(see-through type),在图像的显示过程中,用户可以利用该图像显示装置透过图像观察(即,透视)现实世界中的风景。因此,可以在现实世界中的风景上叠加诸如AR图像的虚拟显示的图像(例如,参见专利文献3)。因为从外侧(即,其他任何人)不能看到所显示的图像,所以易于在显示信息时保护用户的隐私。
图中所示的图像显示装置100具有与眼睛矫正眼镜相似的结构。由透明的导光单元等形成的虚像光学单元101L和101R分别被设置在与用户的左眼和右眼相对的图像显示装置100的主体的位置处。在虚像光学单元101L和101R的内部显示由用户所观察到的图像(未示出)。例如,由眼镜框形状的支撑体102支撑虚像光学单元101L和101R中的每一个。
用于输入周围环境(用户的视野)图像的外部摄像机512被设置在基本位于眼镜框形状支撑体102的中心处。例如,外部摄像机512可拍摄用户视线方向上的风景的图像。例如,如果外部摄像机512由多个摄像机形成,则可以利用视差信息获得关于周围环境的图像的三维信息。此外,即使一个摄像机在使用SLAM(同步定位和映射)图像识别在移动时执行成像,并且可以临时使用前面和后面的多个帧图像计算视差信息(例如,参见专利文献5),从而基于计算出的视差信息获得关于周围环境图像的三维信息。
此外,麦克风103L和103R被分别设置在支撑体102的左端和右端的附近。通过被设置成基本对称的麦克风103L和103R,仅识别被定位在中心处的声音(用户的语音),并且由此可以将该声音与周围环境的噪音和其他人的语音相分离。例如,这允许防止在通过语音输入进行操作时发生故障。
图2示出了从上面观看时由用户佩戴的图像显示装置100。如图所示,显示并输出右眼图像和左眼图像的显示面板104L和104R被分别设置在图像显示装置100的左端和右端处。显示面板104L和104R中的每一个由诸如液晶显示器和有机EL设备的微显示器、诸如视网膜直接绘制显示器(retinal direct-drawing display)的激光扫描显示器等形成。从显示面板104L和104R输出的左显示图像和右显示图像通过虚像光学单元101L和101R被引导至相应的左眼和右眼的附近,然后,在用户的瞳孔上形成放大的虚像。
图3示出了根据本文中所公开的技术的另一实施方式的图像显示装置300的外观配置。通过佩戴在用户头部或者面部上来使用图像显示装置300。由用户可观察到的显示面板(图3中未示出)被设置在与左眼和右眼相对的其主体的内部的位置处。每个显示面板由诸如液晶显示器和有机EL设备等微显示器或者诸如视网膜直接绘制显示器的激光扫描显示器形成。图像显示装置300具有遮光属性并且在被佩戴在头部上时可直接遮盖用户的眼睛,从而给正在观察图像的用户一种沉浸感。
不同于透视类型,佩戴图像显示装置300的用户不能直接观察到现实世界中的风景。当提供拍摄用户的视线方向上的风景图像的外部摄像机512并且显示所拍摄的图像时,用户可间接地观察到(即,通过视频看到)现实世界中的风景。理所当然,虚拟显示图像可被叠加在视频透视的图像上。因为从外侧(即,其他任何人)不能看到所显示的图像,所以容易在显示信息时保护用户的隐私。
用于输入周围环境图像(用户的视野)的外部摄像机512设置在图像显示装置300的主体的前部的大致中心处。此外,麦克风303L和303R分别设置在图像显示装置300的主体的左端和右端的附近。通过被设置成基本对称的麦克风303L和303R,仅识别定位在中心处的声音(用户的语音),并且由此该声音可与周围环境的噪音和其他人的语音分离。例如,这允许防止在对图像显示装置300执行语音输入操作时发生故障。
图4示出了从上面观看时的图3中所示的佩戴图像显示装置300的用户。该图中所示的图像显示装置300由用于左眼和右眼的分别位于与用户面部相对的侧表面上的显示面板304L和304R形成。显示面板304L和304R中的每一个由诸如液晶显示器和有机EL设备的微显示器或者诸如视网膜直接绘制显示器的激光扫描显示器形成。显示面板304L和304R的显示图像作为放大虚像分别穿透用户可观察到的虚像光学单元301L和301R。此外,因为各个用户之间的眼睛高度与瞳距各自不同,所以要求左显示系统和右显示系统与佩戴图像显示装置300的用户的眼睛对准。在图4中所示的实施例中,瞳距调整机构305被设置在右眼显示面板与左眼显示面板之间。
图5示出了图像显示装置100的内部配置实例。应当理解的是,其他图像显示装置300还具有相似的内部配置。在下文中,将对该多个单元进行描述。
控制单元501包括ROM(只读存储器)501A和RAM(随机访问存储器)501B。ROM 501A存储在控制单元501中执行的程序代码和各种类型的数据。控制单元501执行被加载至RAM 501B的程序,以启动图像的显示控制并且统一控制图像显示装置100的整体操作。ROM 501A中存储的程序和数据的实施例可包括图像显示控制程序、用于通过外部摄像机512拍摄的图像的图像处理程序、用于处理与诸如互联网(未示出)上的服务器的外部设备的通信的程序、用于处理诸如从安装在图像显示装置100的外部的发电装置(稍后描述)获得的发电量和蓄电量的一次信息的发电信息处理程序、用于显示通过安装在装置100上的各个传感器(稍后描述)所检测到的监测信息与从显示单元509和外部显示单元515(稍后描述)上的发电装置的发电量等转换的监测信息的监测处理程序、其中出现诸如化身等CG(计算机图形)字符的游戏程序以及针对装置100的唯一的标识信息。
如下所述,基于发电单元感生电力的原理,发电信息处理程序将从发电装置获得的作为一次信息的发电量转换成发电时使用的诸如物理量的二次信息,该物理量例如是用户的运动量、紫外线强度或者无线无线电波强度。可以使用因转换而生成的物理量作为用于监测佩戴发电装置的用户的运动或者状态的用户监测信息、或者作为用于监测安装有发电装置的位置的环境的环境监测信息。根据发电信息处理程序,即使发电装置不包括传感器,图像显示装置还可基于发电量等获得与传感器的检测结果等同的监测信息。根据监测处理程序,将根据发电信息处理程序计算出的二次信息显示为用户监测信息或者环境监测信息。其能够使用户执行监测。
此外,根据发电信息处理程序,基于通过转换一次信息而获得的二次信息(或者一次信息自身),导出用于诱发用户采取增加发电量的动作或者增加或减少发电时使用的物理量的动作诱发信息、用于控制图像显示装置100自身或者其他设备等的控制信息作为三次信息。根据监测处理程序,还执行动作诱发信息的显示。如下所述,如果用户根据动作诱发信息采取动作,则提高了运动能力。例如,对左手方向与右手方向之间的重力平衡进行校正。否则,如果用户根据动作诱发信息采取动作,则可增加对用户环境的正面影响或者可减少对用户环境的不利影响。
输入操作单元502包括至少一个操作元件,诸如,按键、按钮和开关,用户使用操作元件执行输入操作。输入操作单元502接收经由操作元件形成的用户指令,并且将该指令输出至控制单元501。此外,输入操作单元502类似地接收作为由远程控制器接收单元503接收的远程控制器指令的用户指令,并且将该指令输出至控制单元501。
姿势/位置检测单元504是检测佩戴图像处理设备100的用户头部的姿势或者位置的单元。姿势/位置检测单元504由陀螺仪、加速度传感器、GPS(全球定位系统)传感器和地磁传感器中的任何一个或者考虑到它们的利弊由两个或更多个这些传感器的组合形成。
状态检测单元511获得关于佩戴图像显示装置100的用户的状态的状态信息并且将状态信息输出至控制单元501。例如,状态检测单元511获得用户的操作状态(无论用户是否佩戴图像显示装置100)、用户的行为状态(诸如休息、散步以及跑步等运动状态、眼睑的睁开状态或者闭合状态、视线方向以及瞳孔的扩大/收缩)、精神状态(关于用户是否沉浸或者专注于观察显示图像的印象、兴奋、或者失眠、情绪、情感等的程度)以及生理状态作为状态信息。此外,状态检测单元511可包括诸如由机械开关等形成的安装传感器、拍摄用户面部的图像的内部摄像机、陀螺仪、加速度传感器、速率传感器、压力传感器、体温传感器、汗水传感器、肌动电流图传感器、眼电图法传感器、脑波传感器、呼气传感器、气体传感器以及离子浓度传感器等各种状态传感器(未示出),用于从用户获得这些条状态信息。
环境传感器516由测量图像显示装置100的环境的信息的各个传感器形成。例如,环境传感器516包括下面将描述的加速度传感器、电磁波传感器、地磁传感器、水流传感器、气流传感器、光学传感器、温度传感器以及照明传感器。
例如,外部摄像机512被大致定位在眼镜形状图像显示装置100的主体的前部的中心处(见图1)并且可拍摄周围环境的图像。此外,可以根据通过状态检测单元511检测的用户视线方向控制外部摄像机512在平移、倾斜以及滚动方向上的姿势,并且由此可以使用外部摄像机512拍摄用户自己视线上的图像,即,用户视线方向上的图像。更有利地,外部摄像机512包括多个摄像机,因此,可以使用视差信息获得关于周围环境图像的三维信息。假定用户可经由输入操作单元502的操作调整外部摄像机512的变焦、基于内部摄像机的拍摄图像等而识别的瞳孔的扩大/收缩、或者指令语音输入。外部摄像机512的拍摄图像可被输出至用于显示的显示单元509并且还可存储在存储单元506中。
通信单元505对与诸如互联网(未示出)上的服务器和发电装置(下列所述)等外部设备的通信执行处理并且还对通信信号执行调制/解调和编码/解码处理。此外,控制单元501从通信单元505传输数据,该数据被传输至外部设备。
例如,通信单元505从外部设备(未示出)接收被输出至用于显示的显示单元509(稍后描述)的图像信号。用作图像信号传输源的“外部设备”的实施例可包括数字广播接收器和诸如蓝光光盘播放器等用于商业内容的再现装置。在本实施方式中,经由通信单元505从发电装置(稍后描述)获得诸如发电量和蓄电量的一次信息。此外,将从诸如发电量的一次信息导出的控制信息从通信单元505传输至用作控制目标的外部设备。例如,用作控制目标的“外部设备”的实施例可包括从图像显示装置100接收控制信息并且控制字符的游戏机。
通信单元505具有任意配置。例如,通信单元505可根据传输至外部设备/从外部设备接收的操作而使用的通信系统被配置为通信的另一方。通信系统可以是有线或者可以是无线的。此处所使用的通信标准的实施例包括MHL(移动高清链接)、USB(通用串行总线)、HDMI(注册商标)(高清多媒体界面)、Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)通信、BLE(蓝牙(注册商标)低能)通信、诸如ANT和ZigBee等超低功率无线通信(通信单元505可使用结合多个超低功率无线通信模块的SOC(片上系统)、红外通信、人体通信以及通过导电纤维的信号传输。
可替换地,通信单元505可以是根据诸如W-CDMA(宽带码分多址)和LTE(长期演进)等标准而操作的蜂窝无线电收发器。
存储单元506是由SSD(固态驱动)等形成的大容量存储设备。存储单元506存储由控制单元501执行的应用程序和各种类型的数据。存储数据的实施例可包括一次信息、二次信息、三次信息,一次信息为诸如由外部摄像机512(稍后描述)拍摄的图像、通过显示单元509(稍后描述)再现和显示的图像内容以及从发电装置接收的发电量、蓄电量等,二次信息为诸如通过转换诸如发电量的一次信息而获得的用户监测信息和环境监测信息等,三次信息为诸如基于二次信息(或者一次信息)导出的动作诱发信息以及一次信息至三次信息的显示图像等。
图像处理单元507进一步对从控制单元501输出的图像信号执行诸如图像质量校正的信号处理并且还将图像信号转换成具有符合显示单元509的屏幕的清晰度的信号。显示驱动单元508则按顺序逐行选择显示单元509的像素并且按线顺序方式(line-sequential manner)扫描像素,以基于经历信号处理的图像信号来供应像素信号。
显示单元509包括由诸如液晶显示器和有机EL设备的微显示器或者诸如视网膜直接绘制显示器的激光扫描显示器形成的显示面板。虚像光学单元510以放大方式投影显示单元509的显示图像,从而致使用户观察到作为放大虚像的图像。
此外,外部显示单元515包括面向图像显示装置100的外部的显示屏(与佩戴它的用户的面部相对)并且可将与显示单元509的图像相同或者不同的图像显示给其他用户。例如,关于外部显示单元515的细节配置,请见分配给申请人的日本专利申请号2012-200902和日本专利申请号2012-200903。
声音处理单元513对从控制单元501输出的声音信号进一步执行声音质量校正和声音放大并且对输入声音信号等执行信号处理。声音输入和输出单元514则将经过声音处理的声音输出至外面并且从麦克风输入声音(如上所述)。
根据本实施方式的图像显示装置100不仅用作显示图像内容的显示装置,而且还用作监测设备。图像显示装置100基于用于感生电力的原理将从发电装置获得的作为一次信息的的发电量转换成诸如发电时所使用的物理量的二次信息。图像显示装置100使用二次信息作为用于监测用户或者安装有发电装置的环境的传感器信息。具体地,图像显示装置100使用从发电量转换的用户的运动量等作为用户监测信息并且使用从发电量转换的紫外线强度、无线电波强度等作为环境监测信息,并且将用户监测信息和环境监测信息呈现给用户。
B.发电状况的监测系统
尽管图5中未示出,然而,考虑到在室外没有电源的环境中使用的情况下,图像显示装置100被配置为由诸如二次电池的蓄电元件作为主电源进行驱动。此外,二次电池具有有限的操作时间,因此,一起使用用于通过发电而对二次电池充电所获得的电力的发电装置。
还构思了将发电装置整合在图像显示装置100中的设计。然而,在本实施方式中,考虑使用佩戴在用户头部上的图像显示装置100或者用户不佩戴图像显示装置100的情况,将发电装置安装在图像显示装置100的外部,以防止图像显示装置100的主体增加用户所承担的重量。
发电装置通过使用振动、阳光、热、环境电磁波等作为能源来执行能量采集。尽管将发电装置安装在图像显示装置100的外部,然而,由此可构思出其各个位置。可将发电装置安装在用户上。可将发电装置安装在除用户之外的人、诸如宠物等生物、建筑物、或者诸如车辆和飞机等移动体等。可替换地,可将放电装置安装在用户或者除用户之外的人所使用的工具内或者用户或除用户之外的人所处的位置。在任何情况下,还可构思多个可用发电装置存在于单个图像显示装置100的周围。
为了避免执行替换具有不足蓄电量的二次电池的无用动作,用户检查位于发电装置侧上的二次电池的蓄电量或者发电量并且执行替换具有充足蓄电量的二次电池或者执行优选地以具有较大发电量的发电装置的电池替换是有利的。
如上所述,发电装置安装在图像显示装置100的外侧。因此,图像显示装置100不能直接获知发电装置的发电状况。鉴于此,在本实施方式中,采用下列配置。具体地,图像显示装置100包括信息输入装置,信息输入装置用于输入诸如一个或者多个发电装置中的二次电池的蓄电量和发电量的一次信息。图像显示装置100将输入的一次信息适当地转换成二次信息。图像显示装置100经由显示单元509将其显示给用户。理所当然,可以不经由显示单元509,而是经由声音输入和输出单元514使用音频制导将一次信息或者二次信息呈现给用户。
因此,图像显示装置100的用户可在不停止图像显示装置100的使用的情况下检查发电装置的当前发电量和二次电池的蓄电量。此外,例如,当使用的电池的蓄电量下降时,用户可正确判断用户应替换哪一个发电装置中的的电池。此外,用户可以从诸如用户的运动量的用户监测信息和诸如紫外线强度和无线电波强度的环境监测信息的二次信息的显示来获知在用户可预见或者难以预见的范围之外的环境。
如果将发电装置佩戴在用户身体上,则可通过用户利用诸如散步的人的常见动作自动执行发电,即,将用户散步时的振动或者运动转换成电力。例如,可将发电装置安装在用户的左脚和右脚中的任意一个或者两个上。理所当然,可将执行能量采集的发电装置安装在除鞋之外的位置处。例如,可将发电装置安装在各种物品上,例如,用户佩戴的手表、手镯、臂章、或者用户佩戴在手腕上的护腕、用户戴在手指上的戒指、诸如脚镯和项链等配件、用户穿的衣服、用户穿的裤子、用户背上携带的背包、用户缠绕在腰部上的腰带或者腰包、或者用户携带的口袋。图像显示装置100基于用于感生电力的发电单元的原理将诸如安装在用户身体上的发电装置的发电量的一次信息转换成诸如用户的运动量的二次信息并且监测用户的活动。
另一方面,如果将发电装置安装在除用户身体之外的位置处,通过将诸如发电量的一次信息转换成二次信息可获得在用户预见或者难以预见的范围之外的环境监测信息。
图6示出了在发电状况下的监测系统600的功能配置。图中所示的监测系统600由图像显示装置100(或者图像显示装置300)和发电装置610形成。出于简化该例图之目的,仅示出了一个发电装置610。然而,还构思了将多个发电装置安装在用户的周围环境中。
发电装置610包括发电单元611、整流器电路单元612、调节器613、电源插头单元615、运算单元616、通信单元617、状态检测单元618以及蓄电元件620。发电装置610(或者发电装置610的至少发电单元611)安装在用户或者除用户之外的人的身体、身体上佩戴的物品、诸如宠物等非人类动物、用户或者除用户之外的人所使用的工具、诸如房屋或者工厂等建筑物、诸如车辆和飞机等移动体以及诸如农场和做运动的场地等土地上。
发电单元611由下列各项形成:利用振动产生电力的振动或者运动发电机(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型或者压电类型)、利用阳光产生电力的太阳能电池发电元件、利用紫外线产生电力的紫外线发电元件、利用红外线产生电力的红外线发电元件、利用温度差产生电力的热电转换元件(包括利用塞贝克效应、汤姆逊效应等的发电、利用热电元件或者焦热电效应的发电、热磁发电等)、利用诸如人等生物的出汗产生电力的酶电池(利用酶反应产生电力的发电元件)、利用离子浓度差的发电元件、利用放射性射线产生电力的发电元件、利用无线电波(源电磁场)感应电力的无线电波发电元件、由于相邻区域内的电磁场而感应电力的近电磁场使用的发电元件(包括电磁感应和静电感应)、或者利用磁场共振、电磁感应、或者电场耦合等的电力传输设备。
应注意,基于阳光的发电元件的实施例可包括使用晶体硅(包括单晶、多晶、微晶以及不定形)的硅基太阳能电池、诸如CdTe基太阳能电池等化合物基太阳能电池、诸如燃料敏化太阳能电池等使用有机化合物的太阳能电池以及硫化铁基太阳能电池。其中,具体地,硅基太阳能电池和燃料敏化太阳能电池可产生大量的电力。紫外线发电元件和红外线发电元件中的一些是允许可见光穿透并且使用诸如紫外线、红外线等不可见光产生电力的类型。
整流器电路单元612将通过发电单元611产生的电流整流。调节器613使压力增加或者减少,以使得整流之后的电压变成适合于蓄电的电平。将获得的直流电流电压供应至蓄电元件620并且执行蓄电。可替换地,通过使用经由电源插头单元615从商用电源获得的电力作为通过发电获得电力的发电单元611的可替代方式可执行蓄电元件620的蓄电。例如,蓄电元件620包括电容器、二次电池、弹簧以及蓄热材料。蓄电元件620存储由发电单元611产生的电力并且将其存储为能源。
可替换地,发电装置610可包括状态检测单元618和可选部件。状态检测单元618包括陀螺仪、加速度传感器、速率传感器、GPS传感器、温度传感器、湿度传感器、辐射传感器、照明传感器、红外传感器、压力传感器、地磁传感器、多普勒传感器、气体传感器、摄像机等。状态检测单元618获得诸如发电装置610等姿势和位置以及周围环境的状态信息。
运算单元616执行蓄电元件620的充电/放电控制。此外,运算单元616基于蓄电元件620的两端的电压、充电电流等监测蓄电元件620的蓄电量。尽管监测蓄电量,然而,运算单元616检测蓄电元件620的蓄电量是否等于或者小于阈值并且蓄电元件620是否被完全充电,并且计算使蓄电元件620完全充电的估计时间段。可替换地,运算单元616可通过监测整流器电路单元612中的冷凝器(未示出)的两端的电压变化监测发电装置610的发电量。
通信单元617执行与位于图像显示装置100的该端上的通信单元505的数据通信。例如,经由通信单元617将关于诸如通过运算单元616获得的蓄电量和发电量等发电的基本数据的一次信息通信至图像显示装置100。除一次信息之外,传输信息可包括蓄电元件620的蓄电量是否等于或者小于阈值、蓄电元件620是否被完全充电以及使蓄电元件620完全充电的估计时间段。根据需要,经由通信单元617将通过状态检测单元618检测的状态信息传输至图像显示装置100。
为了与图像显示装置100通信,通信单元617可使用MHL、或者USB、HDMI(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)通信、BLE(蓝牙(注册商标)低能)通信、诸如ANT和ZigBee等超低能无线通信(可以是结合多个超低能无线通信模块的SOC(片上系统))、或者红外通信。可替换地,如果将发电装置610安装在诸如鞋等用户的身体上,则通信单元617可利用人体通信通过用户身体的介质将数据传输至图像显示装置100。理所当然,通信单元617可不通过无线通信而是通过有线通信将数据传输至图像显示装置100(包括通过导电纤维的信号传输)。
应注意,通信单元617可以被连续地操作并且实时传输关于发电的一次信息、或者可被间断操作并且传输一次信息。
另一方面,在图像显示装置100的该端上,电源单元631包括二次电池等并且将驱动电力供应至图像显示装置100的每个单元。例如,电源单元631的二次电池与用作蓄电元件620的二次电池兼容。
电源管理单元632在图像显示装置100中执行电源管理。例如,电源管理单元632管理电源单元631中所使用的二次电池的剩余容量和操作时间以及所使用的二次电池的替换周期。
运算单元633对一次信息执行运算处理并且控制用于显示的显示单元509的处理结果的输出,一次信息是经由通信单元505从发电装置610接收的关于发电的基本数据。如果从发电装置610接收的信息包括关于蓄电元件620的蓄电状态的信息,诸如,蓄电元件620的蓄电量是否等于或者小于阈值、蓄电元件620是否被完全充电以及使蓄电元件620完全充电的估计时间段,则还可将这些信息显示在显示单元509上并且呈现给用户。
例如,运算单元633执行发电信息处理程序。运算单元633基于发电单元用于感生电力的原理将从发电装置610获得的一次信息(即,发电量)转换成二次信息,该二次信息诸如用户的运动量的用户监测信息以及诸如紫外线强度和无线电波强度的环境监测信息。通过将二次信息输出至用于显示的显示单元509或者外部显示单元515实现了对用户的监测和对周围环境的监测。具体地,当将发电装置610的发电量转换成诸如用户(或者安装有发电装置610的动物)的运动量或者代谢率(卡路里消耗)和电磁波或者无线电波的强度、天线强度、水流、气流、太阳能辐射的量以及安装发电装置610的位置处的温度等二次信息时,将指示二次信息的虚像与显示安装发电装置610的位置的实像结合(例如,被叠加在安装有发电装置610的位置上,通过透射式或者视频透视方式的头戴式显示器等显示给用户)并且执行监测。
例如,当执行用于转换发电量的计算时,运算单元633使用通过姿势/位置检测单元504、状态检测单元511以及环境传感器516检测的信息。此外,可适当地输入外部摄像机512的拍摄图像并且用于监测信息的显示处理。
此外,运算单元633可保存诸如从发电装置610接收的发电量的一次信息、诸如从一次信息转换的用户监测信息和环境监测信息的二次信息、根据需要被输出至存储单元506中的显示单元509或者外部显示单元515并且在显示单元509或者外部显示单元515上显示的一次信息或者二次信息的显示图像、或者可经由通信单元505将其传输至外面。
此外,运算单元633还可将显示图像作为显示单元509的图像显示在外部显示单元515上并且呈现(公开显示)将诸如从发电装置610接收的发电量的一次信息和诸如从一次信息转换的用户监测信息、环境监测信息等二次信息。
运算单元633还可基于通过转换诸如从发电装置610接收的发电量的一次信息(或者一次信息本身)而获得的二次信息产生诸如用于诱发用户的动作的动作诱发信息和用于控制图像显示装置100自身或者其他设备的控制信息的三次信息。
运算单元633可显示关于显示单元509或者外部显示单元515的动作诱发信息并且诱发用户或者周围环境的用户采取希望的动作。运算单元633还可基于控制信息控制诸如游戏中的化身等的CG人物的状态、运动、或者动作。此外,运算单元633可经由通信单元505将控制信息传输至作为控制目标的外部设备(未示出)并且控制外部设备(稍后描述)。
应注意,例如,根据由控制单元501执行的应用程序(发电信息处理程序、监测处理程序等)实现电源管理单元632和运算单元633的操作。理所当然,电源管理单元632和运算单元633还可被配置成专用硬件。
根据本实施方式的监测系统600,可以基于诸如在发电装置610侧上获得的发电量的一次信息和从一次信息转换成的二次信息将在佩戴图像显示装置100的用户的预见范围之外或者难以预见的信息呈现给用户。在图像显示装置100端,通过布置和呈现从发电装置610获得的信息片段可扩展用户的预见范围。
总之,为监测用户或者环境,需要测量用户或者环境的状态的外部感测设备。为了测量各个状态,需要提供多种感测设备。这就致使装置的尺寸增大。因此,发生诸如功耗增加和故障率增加等问题。消耗电力的外部感测设备具有有限的连续使用时间。每次电池耗尽时,充电、电池替换、感测设备自身的替换等则变得必要。外部感测设备有利于具有较小的尺寸,以不干扰用户的锻炼和生活活动。然而,安装电池的容量有限,因此,连续使用时间不可避免地被缩短。
相反,根据本实施方式的监测系统600被配置为转换诸如从发电单元611获得的发电量的一次信息和诸如运动量的二次信息并且执行监测。换言之,发电单元611自身用作感测设备并且不需要提供电源。因此,克服了对连续使用时间的限制并且发电装置并不需要电池的尺寸增加。此外,通过将由各个传感器形成的状态检测单元618的功耗配置为等于或者小于由发电单元611产生的电力,克服了对连续使用时间的限制并且发电装置610并不需要电池的尺寸增加。
实施例1
根据实施例1的监测系统积极地使用来自主要被安装在用户上的发电装置的信息,并且监测来自用户的生活环境的诸如健康信息的用户的状态。发电装置包括下列中的至少一种:利用振动产生电力的振动或者运动发电机(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用阳光产生电力的太阳能电池发电元件、利用紫外线产生电力的紫外线发电元件、利用红外线产生电力的红外线发电元件、利用温度差产生电力的热电转换元件、利用诸如人等生物的出汗产生电力的酶电池、利用离子浓度差的发电元件、利用辐射射线产生电力的发电元件以及利用无线电波作为发电单元感应电力的无线电波发电元件。例如,将发电装置安装在用户的身体上。图像显示装置从发电装置接收诸如发电量的一次信息。因此,图像显示装置将一次信息转换成二次信息,二次信息指示与发电装置的移动振动、紫外线强度、无线电波强度、阳光强度、环境温度、诸如基本代谢率、运动量以及压力(精神紧张)等用户的大气污染程度或者生活环境有关的物理量。此外,图像显示装置从二次信息导出与用户的健康和生活、周围环境的用户等有关的动作诱发信息作为三次信息,例如,“保护头部”、“离开建筑物”、“进入建筑”、“多做运动”以及“放松“等,并且将其显示在屏幕上。
图7示意性地示出了根据实施例1的监测系统700的配置。图中所示的监测系统700由佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)710以及分别安装在用户的左脚和右脚所穿的鞋701和702中的两个发电装置720和730形成。监测系统700基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图7中,以抽象方式示出了其运行时的系统700。应注意,在本说明书中,出于描述之缘故,将仅讨论其中发电装置720和730安装在用户的两只脚上穿的鞋701和702中的实施例。然而,理所当然,构思了其中发电装置仅安装在左脚和右脚中的任意一个上穿的鞋中的实施例。如果用户的左脚和右脚中的一个是假脚,则还构思了其中发电装置720或者730安装在假脚穿的鞋中或者假脚自身中的实施例。
图像显示装置710包括将左眼图像和右眼图像呈现给用户的左眼和右眼的两个显示单元711和712以及测量作用于用户头部的加速度的加速度传感器713。
发电装置720和730中的每一个均包括发电单元、存储单元以及通信单元(未示出)。发电单元由利用振动产生电力的振动或者运动发电机(静态类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)或者利用温度差产生电力的热电转换元件形成。在该实施例中,发电单元根据用户的脚的运动产生电力。例如,蓄电元件由电容器、二次电池、弹簧、或者蓄热材料形成。发电单元存储通过发电获得的电力或者将其存储为能源。通信单元将包括发电单元的发电量和蓄电量的一次信息传输至图像显示装置710。通信单元可使用诸如无线通信(诸如,Wi-Fi)、通过用户身体介质的人体通信以及有线通信(包括通过导电纤维的信号传输)等通信方式。通信单元可被连续操作并且实时传输一次信息、或者可间断操作并且输出一次信息。可在左发电装置720与右发电装置730之间直接交换数据、或者发电装置720和730中的任意一个可立即将两个发电量作为单个一次信息片段传输至图像显示装置710。
图像显示装置710将诸如从发电装置720和730中的每一个接收的发电量和蓄电量的一次信息显示在左显示单元711和右显示单元712中的至少任意一个上。例如,如图8所示,可将安装在左脚的鞋中的发电装置720的发电量801显示在用于左眼的显示单元711上,并且可将安装在右脚的鞋中的发电装置730的发电量802显示在用于右眼的显示单元712上。
发电装置720和730中的每一个具有根据用户的左脚和右脚中的每一个的运动量、速度、加速度、踏板力或者代谢率(卡路里消耗)的发电量以及大致对应于其积分值的蓄电量。运算单元633可将分别从发电装置720和730接收的发电量801和802(作为一次信息)转换成诸如用户的左脚和右脚的运动量、速度、加速度、踏板力以及代谢率(卡路里消耗)等二次信息并且显示二次信息。在图8A中所示的实施例中,通过关于安装在左脚的鞋中的发电装置720和安装在右脚的鞋中的发电装置730的条形图801和811中的每一个示出了发电装置720和730中的每一个随着时间而变化的发电量(或者从发电量转换的物理量)。图8B示出了其中添加并且显示发电装置720和730的发电量的条形图821和831以及发电装置720和730的蓄电量的条形图822和832的实施例。
如图7中所示,如果将发电装置720和730安装在鞋中,则可将诸如发电量的一次信息转换成诸如图像显示装置710端上的脚的运动量的二次信息。又例如,如果将发电装置安装在手表、手镯、臂章或者用户的臂上佩戴的护腕,则可将诸如发电量的一次信息转换成诸如用户的运动量的二次信息。如果将发电装置安装在手指上佩戴的戒指中,则可将诸如发电量的一次信息转换成诸如手指的运动量的二次信息。如果将发电装置安装在用户背上携带的背包或者用户在腰部上缠绕的腰带或腰包内,则可将诸如发电量的一次信息转换成诸如躯干、腰部、躯体附近的运动量的二次信息。
根据该实施例的监测系统700,可以基于诸如获得关于发电装置720和730中的每一个的发电量的一次信息和诸如从一次信息转换的运动量的二次信息将在佩戴图像显示装置710的用户的预见范围之外或者难以预见的二次信息呈现给用户。在图像显示装置710端,通过布置和呈现从发电装置720和730获得的信息片段可扩大用户的预见范围。
应注意,还构思了为发电装置720和730中的每一个额外提供速率传感器、加速度传感器以及压力传感器并且由此直接测量对应于诸如施加在左脚和右脚上的速度、加速度以及踏板力等上述所述二次信息的信息量的方法。然而,利用该等传感器,发电装置720和730的部件成本增加并且发电装置720和730的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置720和730传输诸如发电量的一次信息并且将从图像显示装置710端接收的一次信息转换成诸如用户的运动量的二次信息的方法,可以减少装置成本。此外,发电装置720和730中的每一个的发电单元自身均用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,整个系统700的功耗降低。克服了对连续使用时间的限制并且发电装置720和730并不需要电池尺寸增加。
图9示出了从安装在左脚和右脚的鞋中的发电装置720和730中的每一个接收的一次信息的另一显示实例。在图中所示的实施例中,图像显示装置710以条形图901和902的形式显示了从安装在左脚的鞋中的发电装置720和安装在右脚的鞋中的发电装置730接收的一次信息,条形图901和902中的每一个均指示各个单位时间内的发电量(或者从发电量转换的物理量)。应注意,假定了可将单位时间设置为任意的时间段,例如,1分钟、5分钟、30分钟或者1小时。
图10示出了从安装在左脚和右脚的鞋中的发电装置720和730中的每一个接收一次信息的又一显示实例。在该图中所示的实施例中,图像显示装置710从安装在左脚的鞋中的发电装置720顺次接收发电量以及加速度传感器的传感器值等作为一次信息。将传感器值转换成通过左脚的移动而形成的轨迹作为二次信息。然后,在绘制左脚轨迹的动画中以数字形式显示在每个位置计算的发电量(或者从发电量转换的物理量)1001。同样,图像显示装置710从安装在右脚的鞋中的发电装置730顺次接收发电量和加速度传感器的传感器值等作为一次信息。将传感器值转换成通过左脚的移动而形成的轨迹作为二次信息。然后,在绘制右脚轨迹的动画1012上以数字形式显示在每个位置处计算的发电量(或者从发电量转换的物理量)1002。
图11示出了从安装在左脚和右脚的鞋中的发电装置720和730中的每一个接收的一次信息的又一显示实例。在图11A中所示的实施例中,通过条形图1101和1111中的每一个示出了随着时间变化的发电量(或者从发电量转换的物理量)作为来自安装在左脚的鞋中的发电装置720的一次信息和来自安装在右脚的鞋中的发电装置730的一次信息。每次,从发电装置720和730中的每一个接收一次信息并且处理一次信息时,则更新条形图1101和1111的显示。图11B示出了分别一起显示发电装置720和730的发电量的条形图1121和1131以及发电装置720和730的发电量的条形图1122和1132的实施例。每次,从发电装置720和730中的每一个接收一次信息并且处理一次信息时,则更新条形图1121、1122、1131以及1132的显示。
由于鞋底的劣化或者鞋本身的劣化,安装在鞋中的发电装置720和730的发电效率下降。鉴于此,图像显示装置710可将从发电装置720和730中的每一个获得的发电量作为一次信息转换成左鞋和右鞋中的每一个的劣化状态作为二次信息。可将左脚的鞋的劣化状态显示在用于左眼的显示单元711上并且可将右脚的鞋的劣化状态显示在用于右眼的显示单元712上。
发电装置720和730中的每一个均根据左脚和右脚中的每一个的运动量产生电力。因此,在图像显示装置710端上,运算单元633可将从发电装置720和730中的每一个接收的发电量转换成左脚和右脚中的每一个的加速度信息。如上所述,图像显示装置710包括加速度传感器713,并且由此作为整体的监测系统700可在用户的头部、右脚以及左脚等三个点处执行加速度测量。
由于该三个点处的加速度测量,所以不仅可确定施加在用户头部上的绝对加速度,而且还可以确定右脚与左脚中的每一个的相对加速度。因此,可以更为准确地获知用户身体的姿势。因此,可以更为准确地获得诸如关于躯体平衡的数据等有关运动的重要数据作为三次信息。
例如,其中身体某一侧的肢臂肌肉丧失平衡(左侧运动与右侧运动不均匀)的情况下进行运动(网球、高尔夫等)之前或者之后,通常在与经常使用的一侧相对的一侧进行运动,以恢复肌肉平衡。当执行该平衡恢复锻炼时,用户难以判断需要多大的运动量来根据他/她感觉对身体的左手侧和右手侧执行相同的运动量。相反,根据该实施例的监测系统700,图像显示装置710可将从安装在鞋中的发电装置720和730接收的发电量转换成用户的运动量并且将左脚的运动量显示在左显示单元711且将右脚的运动量显示在显示单元712上(见图8)。因此,用户可通过在视觉上观察图像显示装置710上所显示的左脚和右脚中的每一个的运动量并且移动使得两只脚的运动量彼此相等而完成平衡恢复运动。
在图像显示装置710中,通过运算单元633将从发电装置720和730中的每一个获得的作为一次信息的发电量转换成作为二次信息的左脚和右脚中的每一个的加速度并且比较两个值,可以估计用户的姿势平衡。如果发电装置720和730中的每一个均包括用于姿势平衡校正的致动器(未示出),则图像显示装置710产生用于驱动发电装置720和730中的每一个的致动器的控制信息,以基于左脚和右脚的转换加速度的比较结果对用户的姿势平衡进行校正。图像显示装置710可将关于致动器的控制信息传输至各个发电装置720和730,从而控制姿势平衡。如果发电单元也用作致动器,而非通过发电装置720和730中的每一个的发电单元产生电力,则可向发电单元供应电力并且将发电单元用作致动器。如果在正常操作中主要使用致动器,则致动器可以是使用致动器操作过程中的再生能源的发电单元。例如,在执行电磁感应发电的发电单元的情况下,其可被用作电磁感应致动器。
如果在用户散步或者跑步时,左发电装置720和右发电装置730产生不同的发电量,则可进一步产生用于校正左脚与右脚之间的不平衡的动作诱发信息作为三次信息并且将三次信息呈现给用户。例如,产生动作诱发信息作为诸如图像和文本等可视信息。在左显示单元711和右显示单元712上显示用于校正不平衡的知道。可替换地,动作诱发信息可以是音频信息并且音频指导可被设置成指示用户校正散步或跑步的方式。应注意,图像显示装置710可基于由加速度传感器和GPS传感器检测的信息、由外部摄像机512拍摄的图像等判断用户正散步或者跑步。
例如,图像显示装置710基于从发电装置720和730中的每一个获得的发电量产生可视表达用户的当前姿势的独特空间作为动作诱发信息。如果将独特空间叠加在用于正在观看或者显示的原图像上,则用户可识别偏离其自身姿势多大程度,以使得诱发对姿势进行校正的动作。原图像指实际空间的图像(通过透视方式观察的、以透射式或者视频透视方式在头戴式显示器等上显示给用户的现实世界的风景)、游戏等的虚拟空间的图像等。
图12示出了其中将基于从发电装置720和730中的每一个获得的发电量产生的独特空间与原图像结合的动作来诱发信息的显示实例。在图中,将具有根据姿势不平衡而偏离原点的位置的独特空间叠加在原图像上并且显示该独特空间。该图示出了指示独特空间的原点的位置的指示器1201和指示原图像的原点的位置的指示器1202。根据用户的姿势不平衡,偏离了该独特空间的原点的位置1202。因此,用户基于指示器1201与1202之间的位移可在视觉上理解他/她自身姿势偏离的程度,以使得诱发对姿势进行校正的动作。
通过移动左脚和右脚,以使得指示独特空间的原点的位置的指示器1201靠近原图像的原点的位置,用户可对他/她自身姿势进行校正。可替换地,如图12中所示,并非显示动作诱发信息,运算单元633可基于指示独特空间的原点的位置的指示器1201与原图像的原点的位置之间的位移量产生用于使(上述所述)致动器控制姿势平衡的控制信息。例如,用于姿势平衡校正的致动器设置在发电装置720和730中的每一个中。否则,发电装置720和730中的每一个中的发电单元也可用作致动器(上述所述)。用户通过根据该图中所示的动作诱发信息的显示而移动左脚和右脚或者将控制信息从图像显示装置710传输至姿势校正致动器以控制姿势平衡而对用户的姿势进行校正。如图13中所示,通过这种方式,指示独特空间的原点的位置的指示器1201靠近原图像的原点的位置。
图14示出了其中将基于从发电装置720和730中的每一个获得的发电量而产生的独特空间与原图像相结合的动作诱发信息的另一显示实例。在该图中,通过根据姿势不平衡将具有应力的独特空间合成而使原图像变形并且通过以参考标号1402表示的灰色阴影表达变形状态。示出了指示独特空间的原点的位置的指示器1401。用户基于该指示器1401的位移可在视觉上理解他/她自身姿势偏离的程度。
根据图14中所示的动作诱发信息的显示实例,有意使该空间变形并且显示该空间,因此,为用户提供了幻想并且自动影响用户的移动方向或者身体的中心平衡。因此,诱发左脚和右脚移动,以对姿势进行校正。此外,例如,用于姿势平衡校正的致动器设置在发电装置720和730中的每一个中,或者发电单元也用作致动器(上述所述)。通过根据该图中所示的动作诱发信息的显示使用户移动左脚和右脚或者通过根据该空间的变形量将控制信息从图像显示装置710传输至致动器并且执行姿势平衡控制而对用户的姿势进行校正。如图15中所示,通过这种方式,指示独特空间的原点的位置的指示器1201靠近原图像的原点的位置。
图16示出了安装在鞋中的发电装置720和730中的每一个的发电单元的配置实例。发电装置720和730中的每一个诱发诸如利用振动产生电力的振动或者运动发电机等发电单元。在该图中所示的实施例中,将由旋转型电磁感应发电设备1600形成的发电单元安装在鞋1601的鞋跟底部中。图17以放大状态示出了电磁感应发电设备1600的侧表面。图18示出了沿着A-A截取的电磁感应发电设备1600的截面图。
电磁感应发电设备1600诱发围绕滚动轴旋转的转子1801、被布置在转子1801的两个侧表面上的磁体1802以及从外围布置在磁体1802的外面以彼此相对的定子线圈180。假定转子1801的一部分被附接成从鞋底外露。当穿该鞋的用户散步或者跑步时,鞋底重复性地离开地面并且落在地面上。鞋跟底部的转子1801与地面摩擦并且在由参考标号1701表示的箭头方向上旋转。每次磁体1802穿过磁场时,定子线圈1803的磁场都发生变化,并且由于电磁感应作用,而产生电力。假定此时的发电量与用户散步或者跑步的距离成比例,换言之,与运动量成比例。除此之外,假定了由于鞋底的劣化和鞋本身的劣化,发电效率下降或者改变。
不同于通过上述所述方式产生电力,图17和图18中所示的电磁感应发电设备1600可通过供应的电力(即,向定子线圈1803供应电力)使转子1801旋转并且还可操作为致动器。简言之,可以认为,电磁感应发电设备1600采用电磁感应发电模式和电磁感应致动器模式。
假定分别以Pleft和Pright表示安装在左鞋和右鞋中的发电装置720和730的发电量,可以估计,如果Pleft≈Pright成立,则穿该鞋的用户的姿势平衡处于良好状态。鉴于此,当控制姿势平衡时,通过切换电磁感应发电模式与电磁感应致动器模式的左负荷与右负荷或者通过改变连接至电磁感应发电设备1600的左负载与右负载可以恢复良好的平衡,从而改变该鞋的左滚动系数和右滚动系数,使得Pleft≈Pright成立。
图19示出了安装在鞋中的发电装置720和730中的每一个的发电单元的另一配置实例。在该图中所示的实施例中,将由驻极体(electret)发电设备1900形成的发电单元被安装在鞋1901的底部中。图20以放大状态示出了驻极体发电设备1900的侧表面。图21示出了沿着B-B截取的驻极体发电设备1900的截面图。
驻极体发电设备1900具有其中驻极体2110与电极2120彼此相对的结构并且利用静电感应产生电力。驻极体2110是通过对铁电绝缘体施加电压、以产生电极化而被稳定充电的物质。驻极体2110安装在沿着滑动引导件2111滑动的基板2112上。另一方面,电极2120安装在位于固定引导件2121上的固定位置处的基板2122上。当穿该鞋的用户重复散步或者跑步过程中的步骤时,驻极体2110在由参考标号2101表示的箭头方向上的位置在滑动引导件2111上移位。根据驻极体2110的位移,改变与其相对的电极2120重叠的面积,以使得改变由电极2120感应的电荷。将其改变量作为电流输出,即,电力。假定了此时的发电量与用户散步或者跑步的距离成比例,换言之,与运动量成比例。除此之外,假定由于鞋底的劣化和鞋本身的劣化,发电效率下降或者改变。
不同于通过上述所述方式产生电力,图20和图21中所示的驻极体发电设备1900还可通过供应电力(即,向电极2120供应电流)而使驻极体2110的位置沿着滑动引导件(sliding guide)2111在箭头2101方向上移位,从而产生到驻极体2110的吸引力/来自驻极体2110的排斥力。简言之,可以认为,驻极体发电设备1900采用静电感应发电模式和静电感应致动器模式。
假定分别以Pleft和Pright表示安装在左鞋和右鞋中的发电装置720和730的发电量,则可以估计如果Pleft≈Pright成立,则穿该鞋的用户的姿势平衡处于良好状态。鉴于此,当控制姿势平衡时,通过切换静电感应发电模式与静电感应致动器模式的左负荷和右负荷或者通过改变连接至驻极体发电设备1900的左负载和右负载可以恢复平衡,从而改变鞋的左惯性与右惯性,以使得Pleft≈Pright成立。
图22示出了安装在鞋中的发电装置720和730中的每一个的发电单元的又一配置实例。在该图中所示的实施例中,将由压电发电设备2200形成的发电单元安装在鞋2201的底部中。图23以放大状态示出了压电发电设备2200。
通过将压电元件2301安装在基板2302上配置压电发电设备2200。当穿该鞋的用户重复散步或者跑步过程中的步骤时,轭将振动或者应力添加到压电元件2301上并且压电元件2301将振动或者应力转换成电能。假定了此时的发电量与用户散步或者跑步的距离成比例,换言之,与运动量成比例。除此之外,假定了由于鞋底的劣化和鞋本身的劣化,发电效率下降或者改变。
不同于通过上述所述方式产生电力,图23中所示的压电发电设备2200通过逆向供应电力(即,将电压添加到压电元件2301上)还可引起压电元件2301的振动或者应力。简言之,可以认为压电发电设备2200采用压电发电模式和压电致动器模式。
假定分别通过Pleft和Pright表示安装在左鞋和右鞋中的发电装置720和730的发电量,则可以估计如果Pleft≈Pright成立,则穿该鞋的用户的姿势平衡处于良好状态。鉴于此,当控制姿势平衡时,通过切换压电发电模式与压电致动器模式的左负荷与右负荷或者通过改变连接至压电发电设备2200的左负载与右负载可恢复平衡,从而改变左鞋与右鞋的刚性,以使得Pleft≈Pright成立。
图24示出了安装在鞋中的发电装置720和730中的每一个的发电单元的又一配置实例。在该图中所示的实施例中,将由逆磁致伸缩发电设备2400形成的发电单元安装在鞋2401的底部中。图25以放大状态示出了逆磁致伸缩发电设备2400。
逆磁致伸缩发电设备2400包括磁致伸缩元件2501、覆盖磁致伸缩元件2501的外部外围而卷绕的线圈2502以及支撑位于鞋2401的底部中的磁致伸缩元件2501的两端的固定端2503和2504。当穿该鞋的用户重复散步或者跑步过程中的步骤时,则将应力添加到磁致伸缩元件2501。由于施加在磁致伸缩元件2501上的应力,所以施加改变磁性感受性的逆磁致伸缩效应,以使得向线圈2502供应克服磁场变化的感应电流。因此,可以获得电力。假定了此时的发电量与用户散步或者跑步的距离成比例,换言之,与运动量成比例。除此之外,假定了由于鞋底的劣化和鞋本身的劣化,发电效率下降或者改变。
图25中所示的逆磁致伸缩发电设备2400通过逆向供应电力(即,向线圈2502供应电流)、而非通过上述所述方式产生电力还可在磁致伸缩元件2501中产生应力。简言之,可以认为逆磁致伸缩发电设备2400采用了逆磁致伸缩发电模式和磁致伸缩致动器模式。
假定分别通过Pleft和Pright表示安装在左鞋和右鞋中的发电装置720和730的发电量,则可以估计如果Pleft≈Pright成立,则穿该鞋的用户的姿势平衡处于良好状态。鉴于此,当控制姿势平衡时,通过切换逆磁致伸缩发电模式与磁致伸缩致动器模式的左负荷与右负荷或者通过改变连接至逆磁致伸缩发电设备2400的左负载与右负载可以恢复平衡,从而改变左鞋和右鞋的刚性,以使得Pleft≈Pright成立。
上文已经示出了其中将发电装置安装在用户穿的鞋中的“鞋发电”配置。然而,即使将发电装置安装在用佩戴的各个物体象中,例如,诸如用户佩戴的戒指、手表、手镯、脚镯以及项链等附属物、用户穿的衣服、用户穿的裤子、或者用户携带的口袋(例如,参见专利文献4),也可以实现与上述所述相似的监测和姿势平衡控制。
此外,通过逆向地向安装在衣服、裤子等上的发电装置供应电力,还可操作为致动器。还可以切换连接至发电装置的负载或者将发电装置操作为致动器,以改变由用户穿的衣服在各个位置处的刚性,从而执行姿势平衡控制。
另外,除利用用户进行锻炼时产生的振动而产生电力的振动或者运动发电机之外,安装在衣服、帽子等中的发电装置也可利用下列中的任意一种或者两种或多种的组合形成的发电单元获得电力,即,热电转换元件,热电转换元件利用用户的体温与诸如外部气温等参考温度之间的温差产生电力;酶电池,酶电池利用用户的出汗产生电力;太阳能电池发电元件,太阳能电池发电元件利用用户在室外时照射在用户上的太阳光或者室内的照明光产生电力;紫外线发电元件,紫外线发电元件利用紫外线产生电力;红外线发电元件,红外线发电元件利用红外线产生电力;无线电波发电元件,无线电波发电元件利用来自相邻无线访问点等的环境电磁波产生感应电力;发电元件,发电元件利用照射在用户上的放射线产生电力;以及声压发电元件,声压发电元件利用声压等感应电力。
实施例2
根据实施例2的监测系统积极地使用主要安装在除用户之外的物质上的发电装置的信息并且监测安装有发电装置的物质的状态。如果安装发电装置的物质与用户的身体为互锁或者遏制关系,则可以监测该物质的状态和用户的状态。
图26示意性地示出了根据实施例2的监测系统2600的配置。该图中所示的监测系统2600由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)2610、安装在宠物的颈圈2601上的发电装置2620以及安装在用户牵拉宠物的牵绳2602上的发电装置2630。出于描述之缘故,仅示出了用于颈圈2601和牵绳2602中的每一个的一种发电抓个正着2602或者2630。然而,还构思了其中将两种或者多种发电装置安装在颈圈2601和牵绳2602中的每一个上的实施例。监测系统2600基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图26中,以抽象方式示出了操作时的系统600。
图像显示装置2610包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼和将右眼图像呈现给用户的右眼的两个显示单元2611和2612以及测量作用于用户头部上的加速度的加速度传感器2613。
被附接至宠物的颈圈2601的发电装置2620包括发电单元、存储单元以及通信单元(未示出)。例如,发电单元由热电转换元件形成。发电单元利用宠物的体温与外面气温之间的温差产生电力并且将获得的电力存储在诸如二次电池等蓄电元件中。可替换地,发电单元可以是利用机械振动产生电力的电磁感应发电设备或者可以是利用宠物的出汗产生电力的酶电池。假定了发电单元通过任何发电元件可根据宠物的运动量获得发电量。例如,通信单元使用诸如Wi-Fi等无线通信来与图像显示装置2610交换数据。通信单元可被连续操作并且实时传输诸如发电量和蓄电量的一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。可替换地,通信单元可通过嵌入在牵绳2602中的信号线或者铺设在牵绳2602的表面上的导电纤维(未示出)而与安装在牵绳2602上的发电装置2630直接交换数据。
此外,被附接至宠物的牵绳2602的发电装置2630包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。例如,发电单元由电磁感应发电设备形成,电磁感应发电设备利用机械振动产生电力并且将获得的电力存储在诸如二次电池等蓄电元件中。例如,通信单元可使用诸如Wi-Fi等无线通信。可替换地,通信单元可通过插入在牵绳2602中的信号线或者铺设在牵绳2602的表面上的导电纤维(未示出)而与安装在颈圈901上的发电装置2620直接交换数据。
图像显示装置2610显示诸如从发电装置2620和2630接收的发电量的一次信息以及通过在左显示单元2611和右显示单元2612上处理蓄电量而获得的二次信息。
例如,图像显示装置2610将诸如发电装置2620和2630中的每一个的发电量的一次信息转换成作为二次信息的加速度和代谢率(卡路里消耗)。基于该二次信息和通过设置在图像显示装置2610中的加速度传感器2613检测的值,可以在握住宠物的牵绳2602的用户的手与牵绳2602或者颈圈2601的两个点处执行加速度测量,并且在任意一个点处执行运动量的测量。由于这两个点处的加速度测量,可以获知用户的牵引力与宠物的运动量之间的相互关系并且将其转换成用户和宠物的代谢率(卡路里消耗)。基于这些数据片段,可以实时计算用户的代谢率(卡路里消耗)与宠物的代谢率(卡路里消耗)之间的相互关系。
例如,如图27中所示,可以将从安装在宠物的颈圈2601上的发电装置2620转换一次信息而获得的诸如代谢率(卡路里消耗)的二次信息2701显示在用于右眼的显示单元2612上,并且可以将通过从安装在牵绳2602上的发电装置2630转换一次信息而获得的诸如代谢率(卡路里消耗)等二次信息2702显示在用于左眼的显示单元2611上。图27分别示出了作为通过处理诸如发电量和蓄电量的一次信息而获得的二次信息2701和2702的宠物的代谢率(卡路里消耗)和用户的代谢率(卡路里消耗)。
另外,基于根据用作二次信息的基础代谢的宠物的运动的卡路里消耗,图像显示装置2610可导出供应至宠物的适当进给量作为三次信息并且管理宠物的健康状态。当将诸如发电装置2620的发电量的一次信息转换成诸如宠物的运动量和代谢率(卡路里消耗)等二次信息时,运算单元633可从二次信息进一步导出用于控制对宠物的自动进料器(未示出)的控制信息作为三次信息。
根据本实施例的监测系统2600,基于诸如在发电装置2620和2630中的每一个的端侧获得的发电量的一次信息和从一次信息转换的二次信息,可以将在佩戴图像显示装置100的用户的预见范围之外或者难以预见的二次信息呈现给用户。在图像显示装置2610端上,通过布置和呈现从发电装置2620和2630获得的信息片段可以扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置2620和2630中的每一个额外提供加速度传感器、以监测宠物的运动量等的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置2620和2630的部件成本增加,并且使整个发电装置2620和2630的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置2620和2630传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置2610的端上接收的一次信息转换成诸如用户或者宠物的运动量的二次信息的方法,可以减少该装置成本。此外,发电单元自身用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,使整个系统2600的功耗减少。克服了对连续使用时间的限制并且发电装置2620和2630并不需要使电池尺寸增加。
实施例3
根据实施例3的监测系统积极地使用主要安装在除用户之外的物质上的多个发电装置的信息并且监测安装有各个发电装置的位置处的环境。例如,如果将多个发电装置安装在其可与用户佩戴的图像显示装置直接通信的该范围内,则通过添加从发电装置采集的信息片段可以监测周围环境及其变化。
图28示意性地示出了根据实施例3的监测系统2800的配置。该图中所示的监测系统2800由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)2810和安装在用户的周围环境中的多个发电装置形成。在该图中所示的实施例中,将发电装置2820、2830、2840以及2850分别安装在用户定位的房间的墙壁2801、2802、2803以及2804上。理所当然,还构思了将五个或五个以上或者三个或三个以下的发电装置安装在用户的环境中。监测系统2800基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图28中,以抽象方式示出了其操作时的系统2800。
图像显示装置2810包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼的显示单元2811和将右眼图像成像给用户的右眼的显示单元2812以及测量诸如照射在用户上的电磁波等环境能量的环境传感器2813。
发电装置2820至2850中的每一个包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。发电单元利用环境能量产生电力并且将获得的电力存储在诸如二次电池等蓄电元件中。能量采集时的能源的实施例可包括环境电磁波。例如,可以使用利用具有特定频率的电磁波产生电力的无线电波发电装置作为发电单元。可替换地,可以使用太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件、利用放射线产生电力的发电元件等、或者利用环境能量感应电力的另一发电元件、或者其中的两种或者多种的组合作为发电单元。
例如,通信单元使用诸如Wi-Fi等无线通信来与图像显示装置2810交换数据。通信单元可被连读操作并且实时传输诸如发电单元的发电量的一次信息,或者通信单元可被间断操作并且传输一次信息。可替换地,通信单元可与其他发电装置通信并且直接交换数据。
图像显示装置2810将诸如从发电装置2820至2850中的每一个接收的发电量的一次信息显示给左显示单元2811和右显示单元2812。例如,图像显示装置2810将发电装置2820至2850的发电量显示在左显示单元2811和右显示单元2812上。如图29所示,如果图像显示装置2810是透射型头戴式显示器,则使分别指示发电装置2820至2850的发电量的图标2901至2904经历空间映射并且显示叠加在安装发电装置2820至2850的墙壁2801至2804的位置上。因此,可以使现实世界中的充电二次电池的分布可视化。通过如图29所示的显示图像,用户一眼可以获知充分充电的二次电池的位置或者用户应执行替换哪些电池。如果将五个或者多个发电装置安装在用户的周围环境中或者如果改变发电装置的安装位置,则相应地改变其中显示指示发电量的图标的位置。
通过如图29中所示的显示图像,用户可以理解环境能量事实上存在于显示图标2901至2904的位置处。例如,用户可以获知充分充电的二次电池的位置并且还可获知该位置处的环境能量(具有特定频率的电磁波、紫外线、放射线等)是否强大。
假定了发电装置2820至2850中的每一个的发电量均与诸如电磁波、紫外线以及向各个位置照射的放射能的环境能量的强度成比例。鉴于此,在图像显示装置2810中,运算单元633可将诸如从发电装置2820至2850接收的发电量的一次信息转换成电磁波、紫外线、放射能、或者向发电装置2820至2850照射的能量的环境能量强度并且将其显示在左显示单元2811和右显示单元2812上。例如,如果图像显示装置2810是透射型头戴式显示器,则使相对于发电装置2820至2850中的每一个计算的作为二次信息的环境能量强度和通过图像显示装置2810的环境传感器2813检测的环境能量强度经历空间映射并且显示叠加在安装发电装置2820至2850的墙壁2801至2804的位置处。因此,可以使现实世界中的环境能量强度的分布可视化。
应注意,还构思了向发电装置2820至2850中的每一个额外提供测量电磁波强度等的环境传感器、以监测诸如各个位置2801至2804中的环境能量强度等环境因素的方法。然而,通过该等传感器,使发电装着2820至2850的部件成本增加,并且使发电装置2820至2850的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置2820至2850中的每一个传输诸如发电量的一次信息并且将发电量转换成诸如图像显示装置2810端上的电磁波、紫外线以及放射能等环境能量的强度等二次信息的方法,可以减少发电装置2820至2850的装置成本。此外,发电单元自身用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,发电装置2820至2850中的每一个的功耗减少。克服了对连续使用时间的限制并且发电装置2820至2850并不需要使电池的尺寸增加。
图28和图29示出了其中将发电装置安装在房间内的实施例。然而,理所当然,还构思了将其安装在外面的街道拐角、建筑物的屋顶等内。如果每个发电装置均传输通过接收移动波或者Wi-Fi的无线电波等而获得的发电量作为一次信息,则图像显示装置2810可将诸如发电装置的发电量的一次信息转换成诸如其安装位置处的天线强度等二次信息并且将结果显示在左显示单元2811和右显示单元2812上。
图30示出了基于周围环境发电装置2820至2850的发电量获得的、通过图像显示装置2810被可视化的用户周围环境的各个位置处的天线强度3001、3002、…的实施例。通过观察如图30中所示的图像,用户一眼可以获知充分充电的二次电池的位置并且还可以获知用户在何处可以获得移动波或者Wi-Fi的无线电波,此处,更容易拨打电话并且与无线访问点连接。此外,在不搜索天线的安装位置的情况下,用户一眼可以获知用户在何处可以改善电磁环境。
如图30中所示,在控制图像显示装置2810自身或者外部设备时,图像显示装置2810可以反映转换成天线强度的结果。例如,可以从诸如天线强度等二次信息导出关于无线电波中继传输器的控制信息。
在将如图30中所示的显示图像呈现给用户之后,图像显示装置2810可将其上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享关于天线强度的信息。例如,作为对提供线路网络的通信企业的报道,图像显示装置2810可自动传输如图30所示的显示图像或者用户可手动传输如图30所示的显示图像。
此外,安装在诸如街道拐角和屋顶等外面的发电装置还可通过接收有害电磁波(紫外线)或者放射线而产生电力。在这种情况下,在图像显示装置2810中,运算单元633将诸如发电装置2820至2850的发电量的一次信息转换成诸如有害电磁波或者放射线的强度(或者指示危害程度的指标值)的二次信息并且将结果显示在左显示单元2811和右显示单元2812上。
图31示出了转换从周围环境发电装置2820至2850获得的发电量而获得的、通过图像显示装置2810被可视化的、用户周围环境的各个位置处的有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度的实施例。在该图中所示的实施例中,各自以颜色或者尺寸表示通过转换各个发电装置2820至2850的发电量而获得的有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度的图标3101、3102、…被布置在对应的位置处。通过观察图31中所示的图像,用户一眼可以获知哪些位置的有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度更高以及用户应去往哪些位置来减少其影响或者用户应去往哪些位置来避免其影响。
图像显示装置2810可从转换成如图31中所示的有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度的结果导出用于控制图像显示装置2810自身或者外部设备的控制信息(例如,拱廊的天棚的操作或者建筑物或住宅的遮光设施)。
在如图31中所示将显示图像呈现给用户之后,图像显示装置2810可将其上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享关于有害电磁波(紫外线)或者放射线的信息。例如,通过将从多个用户传输的信息片段添加到服务器中可以执行UV指标预测、预测校正或者位置清晰度的改善。
例如,如果图像使添加诸如周围环境发电装置2820至2850的发电量的一次信息的图像显示装置2810的结果可视化,则将图29中所示的电池的分布、图30中所示的天线强度的分布、或者图31中所示的有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度的分布也显示在外部显示单元515上,还可将环境内的无线电波条件呈现给用户周围的人。
根据本实施例的监测系统2800,可以基于诸如在各个发电装置2820至2850端获得的发电量的一次信息转换在佩戴图像显示装置2810的用户的预见范围之外或者难以预见的诸如电池的分布、天线强度的分布、或者有害电磁波(紫外线)或放射能的强度的分布等二次信息并且将二次信息呈现给用户。在图像显示装置2810侧,可以通过布置和呈现从发电装置2820和2850获得的信息片段扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置2820至2850中的每一个额外提供传感器、以监测诸如发电装置2820至2850中的每一个的安装位置处的电池的蓄电量、天线强度以及有害电磁波(紫外线)或者放射能的强度等环境因素的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置2820至2850中的每一个的部件成本增加,并且也使发电装置2820至2850的功耗增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置2820至2850中的每一个传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置2820端处接收的一次信息转换成诸如电池的蓄电量、天线强度以及有害电磁波(紫外线)或放射能的强度等二次信息的方法,可以减少发电装置2820至2850的装置成本。此外,发电单元自身用作感测设备并且不需要提供电源。因此,使发电装置2820至2850中的每一个的功耗减少。克服了对连续使用时间的限制并且发电装置2820至2850并不需要使电池的尺寸增加。
实施例4
如在根据实施例1的监测系统中,根据实施例4的监测系统积极地使用主要安装在用户上的发电装置的信息以及从用户的生活环境监测用户的状态,诸如健康状况信息。
在根据实施例1的监测系统700中,图像显示装置710可基于通过分别佩戴在用户的左脚上的发电装置720和佩戴在用户的右脚上的发电装置730获得的发电量的一次信息来主要监测地面上的用户的运动,诸如,散步或者跑步。此外,运算单元633可将发电量转换成运动量并且由此可以实现对用户的姿势的监测和姿势平衡控制。相反,在实施例4中,在诸如潜水和水肺潜水驱动等驱动过程中,将发电装置安装在用户穿的蛙鞋(footfin)中。将诸如各个发电装置的发电量的一次信息转换成诸如脚的运动量(踢打的次数)和水流等二次信息。因此,监测用户的状态和水下环境。
图32示意性地示出了根据实施例4的监测系统3200的配置。该图中所示的监测系统3200由图像显示装置3210以及安装在用户的左脚和右脚分别穿的蛙鞋3201和3202中的两个发电装置3220和3220形成。监测系统3200基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图32中,以抽象方式示出了其操作时的系统3200。
例如,在驱动过程中,图像显示装置3210整体配置有佩戴在用户的头部或者面部上的护目镜。图33以放大状态示出了图像显示装置3210。图像显示装置3210包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼的显示单元3311和将右眼图像呈现给用户的右眼的显示单元3312以及测量在用户头部周围流动的水流的水流传感器3313。
发电装置3220和3230中的每一个包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。例如,发电单元由振动发电机(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)形成,通过将用户在水下移动的机械振动而产生的机械振动转换成电力,振动发电机产生电力。例如,蓄电元件由电容器、二次电池、弹簧以及蓄热材料形成并且存储由发电单元产生的电力或者将其存储为能量。通信单元将包括发电单元的发电量的一次信息传输至图像显示装置3210。通信单元可使用诸如Wi-Fi等无线通信和通过用户的身体的介质的人体通信或者无线通信等通信方式(包括通过设置在用户穿的湿式潜水服中的导电纤维的信号传输)。通信单元可被连续操作并且实时传输诸如发电量的一次信息,或者通信单元可被间断操作并且传输一次信息。可替换地,可在左发电装置3220与右发电装置3230之间直接交换数据,或者发电装置3220和3230中的任意一个可将诸如两个发电装置3220和3230的发电量的一次信息一起传输至图像显示装置3210。
图像显示装置3210将诸如从发电装置3220和3230中的每一个接收的发电量的一次信息显示在左显示单元3311和右显示单元3312中的至少任一个上。例如,如在图8中所示的显示实例中,可以将安装在左脚的蛙鞋中的发电装置3220的发电量显示在用于左眼的显示单元3311上,并且可以将安装在右脚的蛙鞋中的发电装置3230的发电量显示在用于右眼的显示单元3312上。发电装置3220和3230中的每一个均具有与左脚和右脚中的每一个的运动量和因运动而产生的水流相关的发电量,并且由此运算单元633可将用作一次信息的发电量转换成诸如左脚和右脚中的每一个的运动量、加速度以及水流的二次信息并且显示该二次信息。
如果使用关于水流传感器3313的信息来检测头部周围的水的流动,则图像显示装置3210可基于从发电装置3220和3230中的每一个的发电量转换的左脚与右脚中的每一个的运动量之间的关系来控制用户身体在水下的移动的方向。总之,担心人可能在水下失去感知方向并且人可能在不可预知的方向上移动。相反,图像显示装置3210可基于通过水流传感器3313观察的水流速率的测量结果以及诸如从安装在左蛙鞋3201和右蛙鞋3202中的发电装置3220和3230中的每一个的发电量转换的运动量的二次信息来估计用户在哪一方向上移动。此外,可以从估计出的水下移动方向转换用于对正在游至瞄准方向的用户的移动方向进行校正的左脚和右脚的踢打的次数(用户踢打的程度和应使用左脚还是右脚进行踢打)。可以将左脚的踢打的次数显示在左显示单元3311上并且将右脚的踢打的次数显示在右显示单元3312上(见图34中的参考标号3401和3402)以及显示发电量(图34中的参考标号3411和3412)。可替换地,可以提供表达“请使用右脚踢打三次”的音频指导。
在显示用于指示用户的移动方向的布局图的情况中,用户可仅在用户理解布局图的内容之后根据该指示移动双脚。相反,如图34所示,如果以左脚和右脚的踢打的次数形式指示用户的移动方向,则用户可更改移动方向并且比在显示布局图的情况下进一步更为容易地保持对水下方向的感知。
可替换地,图像显示装置3210可将发电装置3220和3230的发电量转换成用作二次信息的水流并且利用水流传感器3313的信息计算水流的流动强度和方向,然后,图像显示装置3210可在用户潜水时将计算结果显示在左显示单元3311和右显示单元3312上。图35示出了其中在用户视野内显示叠加通过以参考标号3501至3505表示的水流传感器3313观察的水流的流动强度和方向的状态。基于显示水流的流动强度和方向的水下图像,用户可以一眼获知用户在哪里遭遇危险。在图35中所示的实施例中,可以看出向下的海流很强、危险。
除了仅显示有关水下图像中的计算水流的信息之外,图像显示装置3210可从有关水流的信息导出用户控制外部设备的控制信息并且在控制外部设备时反映该控制信息。例如,图像显示装置3210可改变连接至发电装置3220和3230中的每一个的发电单元(振动发电元件)的负载,从而改变左蛙鞋和右蛙鞋的刚性并且控制用户的移动方向。可替换地,用作发电单元的振动发电元件可用作振动致动器并且可以控制其驱动。
在将如图35中所示的显示图像呈现给用户之后,图像显示装置3210可将水下图像自身或者诸如发电量的一次信息和诸如水流的二次信息上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可在用户之间共享有关水流的信息(例如,可以共享检查海滩的安全性的中心的当前状态)。例如,通过将从多个用户传输的信息片段添加到服务器中,可以执行对游泳区域中的危险位置的估计或者对进入危险区域的用户的警告。
通过还在外部显示单元515中显示使图35中所示的水流可视化的图像,图像显示装置3210也可将环境的水流条件呈现给用户周围的人。
根据本实施例的监测系统3200,可以基于诸如在各个发电装置3220和3230端上获得的发电量的一次信息和诸如从一次信息转换的水流等二次信息将在佩戴图像显示装置3210的用户的预见范围之外或者难以预见的二次信息呈现给用户。在图像显示装置3210端上,通过布置和呈现从发电装置3220和3230获得的信息片段可以扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置3220和3230中的每一个额外提供水流传感器、从而直接测量与诸如施加在左脚和右脚上的水流等上述所述二次信息等同的信息量的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置3220和3230的部件成本增加,并且使发电装置3220和3230的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置3220和3230传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置3210端上接收的一次信息转换成估计用户的移动方向的用户运动量的方法,可以减少该装置成本。此外,发电装置3220和3230中的每一个的发电单元自身均用作感测设备并且不需要提供电源。因此,使整个系统3200的功耗减少。克服了对连续使用时间的限制并且发电装置3220和3230并不需要使电池尺寸增加。
如图36中所示,作为图32中所示的实施例4的变形例,可以对下列监测系统3600进行例证。具体地,在监测系统3600中,气流传感器3604安装在飞行器3601的机头上(可以是直升飞机或者另一飞行物体),图像显示装置(未示出)安装在驾驶员座舱内,并且发电装置3602和3603分别安装在左主翼和右主翼的前端附近。例如,图像显示装置是由坐在驾驶员座舱内的飞行员佩戴的头戴式显示器。
假定了发电装置3602和3603中的每一个的发电量与其位置的气流成比例。鉴于此,在驾驶员座舱内的图像显示装置中,运算单元633将诸如安装在左主翼中的发电装置3602和安装在右主翼中的发电装置3603的发电量的一次信息转换成诸如飞行器3601的动力、加速度以及气流等二次信息。当飞行器3601飞行时,图像显示装置可使用气流传感器3604的信息来计算气流的流动强度和方向并且显示流动强度和方向。如参考标号3701至3705所示,图37示出了其中在从驾驶员座舱观看的天空风景内显示叠加通过气流传感器3604观察的气流的流动强度和方向的状态。基于显示气流的流动强度和方向的天空图像,诸如飞行员等图像显示装置的用户可一眼获知危险的位置。在图37中所示的实施例中,可以看出向下的气流强大、危险。
除了仅在天空图像中显示诸如通过图像显示装置计算的气流等二次信息之外,可以从二次信息中导出用于外部设备的控制信息并且在控制外部设备时反映该控制信息。例如,在驾驶员座舱内的图像显示装置中,运算单元633可从计算的气流的流动强度和方向(作为二次信息)导出用户控制副翼和尾翼的驱动的控制信息,从而自动控制飞行器3601的移动方向。
在将如图37中所示的显示图像呈现给诸如飞行员的用户之后,图像显示装置可将显示的天空图像自身、诸如发电量的一次信息、或者诸如气流等二次信息上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端。例如,诸如检查安全性的控制塔等中心采集从飞行器传输的信息片段并且可经由中心与飞行器共享天空的当前状态。可替换地,基于通过该中心采集的信息片段,可以提高气象信息的位置清晰度(例如,诸如游击战式暴雨等局部气象的预测)。
通过将使图37中所示的气流可视化的图像也显示在外部显示单元515上,图像显示装置可将环境的气流条件也呈现给诸如副驾驶员的用户周围的人。
实施例5
如在根据实施例3的监测系统中,根据实施例5的监测系统积极地使用安装在除用户之外的物质中的多个发电装置的信息并且监测安装有各个发电装置的位置处的环境。
根据实施例3的监测系统2800可将诸如通过安装在用户周围环境中的利用环境电磁波的发电装置2820、2830、2840以及2850中的每一个获得的发电量的一次信息转换成诸如用户的周围环境的各个位置处的天线强度和有害电磁波(紫外线)或者放射线的强度等二次信息,并且使二次信息可视化并且显示该二次信息(例如,见图30和图31)。相反,根据实施例5的监测系统与实施例3相似,在于多个发电装置在一个场地内并且特征在于各个发电装置主要利用阳光产生电力。
图38示意性地示出了根据实施例5的监测系统3800的配置。该图中所示的监测系统3800由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)3810以及安装在诸如果园或者农场等农田中的用于农作物的耕作场所3801、3802、3803以及3804的多个发电装置3820、3830、3840以及3850。监测系统3800基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图38中,以抽象方式示出了其操作时的系统3800。
图像显示装置3810包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼的显示单元3811和将右眼图像呈现给用户的右眼的显示单元3812、测量诸如日光照射量的光量的光学传感器3813以及外部摄像机512(图38中未示出)。
发电装置3820至3850中的每一个包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。例如,发电单元由利用阳光产生电力的太阳能电池发电元件、利用紫外线产生电力的紫外线发电元件以及利用红外线产生电力的红外线发电元件中的任意一种或者两种或多种的组合形成。发电单元在诸如二次电池等蓄电元件中产生获得的电力。
例如,通信单元使用诸如Wi-Fi等无线通信来与图像显示装置3810交换数据。通信单元可被连续操作并且实时传输诸如发电单元的发电量的一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。可替换地,通信单元可与其他发电装置通信并且直接交换数据。
图像显示装置3810将处理诸如从发电装置3820至3850接收的发电量的一次信息的结果显示在左显示单元3811和右显示单元3812上。例如,图像显示装置3810将发电装置3820至3850的发电量显示在左显示单元3811和右显示单元3812上。如果图像显示装置3810是透射型头戴式显示器,则使发电装置3820至3850的发电量经历空间映射并且显示叠加在其安装位置上。
假定了发电装置3820至3850中的每一个的发电量与其位置处的日光照射量成比例。鉴于此,在图像显示装置3810中,运算单元633将发电装置3820至3850中的每一个在各个时间的发电量转换成用作二次信息的日光照射量。通过将各个时间的日光照射量存储在存储单元516中并且观察者转变,可以确定各个位置3801、3802、3803以及3804的阳光状态(即,何时何地日光照射量较大)。可以将位置3801、3802、3803以及3804显示在左显示单元3811和右显示单元3812上。例如,如果图像显示装置3810是透射型的头戴式显示器,则使有关阳光状态的信息片段经历空间映射,并且在安装发电装置的位置801、3802、3803以及3804上显示叠加信息片段。因此,可以使现实世界中的阳光状态的分布可视化。
图39示出了其中图像显示装置3810使基于分散地布置在农田中的发电装置3820至3850中的每一个的发电量而获得的各个位置处的阳光状态可视化的实施例。在该图中所示的实施例中,在各个区域中显示叠加指示发电装置3820和3830定位的区域中的阳光状态(时间和阳光级)的图标3901以及指示发电装置3840和3850定位的区域中的阳光状态的图标3902。因此,用户可以一眼获知充分充电的二次电池在农田中的位置,并且还可获知哪个位置的太阳辐射量较大并且农作物可更为容易地生长。
图像显示装置3810从用作由图39中所示的发电量转换的二次信息的太阳辐射量导出诸如用于控制图像显示装置3810自身或者外部设备的控制信息的三次信息。例如,可以从太阳辐射量导出在控制洒水装置洒水的时间和频率以及农业化肥和施肥的播撒时间和频率、收割机的操作以及除草机/除虫机的操作等中反映的控制信息。
在将如图39中所示的显示图像呈现给用户之后,图像显示装置3810可将其上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享有关农田中的阳光状态的信息。
通过将图39中所示的显示图像也显示在外部显示单元515上,图像显示装置3810还可将有关农田中的阳光状态的信息呈现给用户周围的人。
农作物的生长水平在很大程度上取决于阳光状态。鉴于此,在图像显示装置3810中,运算单元633可从由发电装置3820至3850中的每一个的发电量(作为二次信息)转换的各个位置处的阳光状态进一步导出诸如各个位置处的农作物的生长水平、收割时期以及收割顺序等三次信息。
图40示出了其中图像显示装置3810使从发电装置3820至3850中的每一个在农田中的安装位置处的太阳辐射量导出的各个位置处的农作物的生长水平(作为三次信息)可视化的实施例。在该图中所示的实施例中,在各个区域中显示叠加指示发电装置3820和3830定位的区域中的农作物的生长水平的图标4001以及指示发电装置3840和3850定位的区域中的农作物的生长水平的图标4002。因此,用户可以一眼看出充分充电的二次电池在农田中的位置并且还可获知用于收割农田中的农作物的时间段和顺序。
在将如图40中所示的显示图像呈现给用户之后,图像显示装置3810可将其上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享有关农田中的农作物的生长水平的信息。
还通过将图40中所示的显示图像显示在外部显示单元515上,图像显示装置3810可将有关农田中的农作物的生长水平的信息也呈现给用户周围的人。
另外,可以通过比较农作物的实际生长水平与从发电量转换的生成程度诊断农作物的健康状况。例如,应当理解的是,具有较大太阳辐射量、但生长速度较低的农作物缺少营养或者受虫害影响。鉴于此,在图像显示装置3810中,运算单元633可通过对由外部摄像机512拍摄的农田的风景执行诸如特性量提取等图像分析处理而计算农田中农作物的实际生长水平并且与从发电量转换的生长水平相比较,从而估计农作物的健康状况。
图像显示装置3810可在控制图像显示装置3810自身或者外部设备时反映农作物的诊断健康状况(通过洒水装置喷洒的时间和频率与控制农业化肥和施肥的喷洒时间和频率、收割机的操作以及除草机/除虫机的操作等)。图像显示装置3810可将有关估计的农作物的生长水平、收割时期、收割顺序以及健康状况的信息上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可在用户之间共享该信息。
根据本实施例的检测系统3800,可以基于诸如在各个发电装置3820至3850端上获得的发电量的一次信息转换在佩戴图像显示装置3810的用户的预见范围之外或者难以预见的诸如太阳辐射量等二次信息。此外,可以导出诸如农作物的生长水平和健康状况等三次信息并且将三次信息呈现给用户。在图像显示装置3810端上。通过布置和呈现从发电装置3820至3850获得的信息片段可扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置3820至3850中的每一个额外提供测量光的量等的光学传感器、以监测各个位置3801至3804的诸如太阳辐射量等环境因素的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置3820至3850的部件成本增加,并且使发电装置3820至3850的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置3820至3850中的每一个传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置3810端上接收的一次信息转换成诸如太阳辐射量等二次信息的方法,可以减少该装置成本。此外,发电单元自身用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,使整个系统3800的功耗减少,克服了对连续使用时间的限制并且发电装置3820至3850并不需要使电池尺寸增加。
实施例6
如根据实施例3的监测系统,根据实施例6的监测系统积极地使用安装在除用户之外的物质内的多个发电装置的信息并且监测安装有各个发电装置的位置的环境。
图41示意性地示出了根据实施例6的监测系统4100的配置。该图中所示的监测系统4100由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)4110以及安装在用户周围环境中的多个发电装置形成。在该图中所示的实施例中,发电装置4120、4130、4140以及4150安装在工厂中用户所位于的生产线上(或者在用户的控制/监督下)。理所当然,还构思了安装五个或多个或者三个或更少的发电装置。监测系统4100基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图41中,以抽象方式示出了其在生产线上操作时的系统4100。
图像显示装置4110包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼的显示单元4111和将右眼图像呈现给用户的右眼的显示单元4112。
发电装置4120至4150中的每一个均包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。发电单元利用温差产生电力并且将获得的电力存储在诸如二次电池等蓄电元件中。例如,可以使用热电转换元件(包括由于赛贝克效应、汤姆逊效应等产生电力、热电元件、热磁发电等)或者利用振动产生电力的振动或运动发电机(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)作为发电单元。
例如,通信单元使用诸如Wi-Fi等无线通信来与图像显示装置4110交换数据。通信单元可被连读操作并且实时传输诸如发电单元的发电量的一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。可替换地,通信单元可与其他发电装置通信并且直接交换数据。
图像显示装置4110将通过从诸如发电装置4120至4150接收的发电量的一次信息转换而获得的二次信息和从二次信息导出的三次信息显示在左显示单元4111和右显示单元4112上。例如,图像显示装置4110将发电装置4120至4150的发电量显示在左显示单元4111和右显示单元4112上。如果图像显示装置4110是透射型的头戴式显示器,则使其发电量经历空间映射并且在安装发电装置4120至4150的位置上显示叠加发电量。因此,可以使现实世界中的充电二次电池的分布可视化。通过该显示图像,用户可以一眼获知充分充电的二次电池的位置并且获知用户应执行替换哪些电池。
假定了发电装置4120至4150中的每一个的发电量对应于其位置的温度或者机械振动。鉴于此,在图像显示装置4110中,运算单元633可将发电装置4120至4150的发电量转换成在其安装位置处产生的温度或者机械振动并且将其显示在左显示单元4111和右显示单元4112上。例如,如果图像显示装置4110是透射型的头戴式显示器,则可使相对于发电装置4120至4150计算的温度或者机械振动经历空间映射并且显示在安装发电装置4120至4150的位置上。因此,可以使现实世界(即,工厂)中的温度的分布可视化。图42示出了其中图像显示装置4110使基于安装在工厂的生产线上的发电装置4120至4150中的每一个的发电量而获得的各个位置处的温度或者机械振动可视化的实施例。在该图中所示的实施例中,以阴影表达各个位置处的温度分布或者机械振动的分布(以更深的阴影表达更高的温度位置或者更高振幅的振动位置)。
生产线上具有高温或者高振幅振动的位置可被视为危险点。因此,例如,基于从发电装置4120至4150中的每一个的发电量转换的温度或者振动(作为二次信息),图像显示装置4110的运算单元633可检测产生过热(即,能量损失)的危险点。
从图42中所示的显示图像中,用户可以在视觉上判断充分充电的二次电池在现实世界(即,工厂)中的位置并且还可检测危险点并且可视地检查是否产生过热(即,能量损失)。此外,图像显示装置4110的运算单元633可基于从二次信息转换的温度的分布或者机械振动的分布导出诸如用于外部设备的控制信息的三次信息。例如,还可用于控制诸如灭火装置和报警装置等外部设备。
图像显示装置4110可将有关计算的工厂中的温度分布或者振动分布的信息(诸如,图42中所示的图像)上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享该信息并且用户可一起检查是否产生过热或者不必要的机械振动(即,能量损失)。
通过将图42中所示的显示图像也显示在外部显示单元515上,图像显示装置4110可将有关上产线上的危险点和产生能量损失的点的信息也呈现给用户周围的人。
根据本实施例的监测系统4100,可以基于诸如在各个发电装置4120至4150端上获得的发电量的一次信息转换在佩戴图像显示装置4110的用户的预见范围之外或者难以预见的诸如温度分布和振动分布等二次信息。此外,可以导出诸如生产线上的危险点等三次信息并且将三次信息呈现给用户。在图像显示装置4110端上,通过布置和呈现从发电装置4120至4150获得的信息片段可以扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置4120至4150中的每一个额外提供温度传感器或者振动传感器、以监测诸如发电装置4120至4150中的每一个的安装位置处的温度和机械振动等环境因素的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置4120至4150的部件成本增加,并且使功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置4120至4150中的每一个传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置4110端上接收的一次信息发电量转换成诸如温度和机械振动等二次信息,可以使装置成本减少。此外,发电单元自身用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,使整个系统4100的功耗减少。克服可对连续使用时间的限制并且发电装置4120至4150并不需要使电池尺寸增加。
如果发电装置4120至4150中的每一个通过将用作一次信息的发电量转换成用作二次信息的振动量而执行振动发电,则基于异常振动可以判断生产线上的故障点、在生产线上运输的故障部件等。因此,可以使工作安全并且避免生产目标出现故障。
发电装置4120至4150中的每一个的发电单元均可被无线电波发电元件或者近电磁场使用的发电元件替代,无线电波发电元件利用无线电波(远电磁场)使发电元件感应电力,近电磁场使用的发电元件由于相邻区域内的电磁场而使该元件感应电力,这包括电磁感应和静电感应。在这种情况下,通过将用作一次信息的发电量转换成用作二次信息的无线电波强度,可以导出生产线上的电子装置或者部件的异常点、或者诸如在导电点、人体以及起搏器中可能发生异常的强电磁场等危险点作为三次信息。基于显示的三次信息,用户可以避免与该危险点接触(避免电击或者部件损坏)。发电装置4120至4150中的每一个的发电单元还可由利用压力波动产生电力的发电元件形成。压力波动在物理上与机械振动同步。因此,可以使用与利用机械振动的发电元件相似的发电元件。应注意,其目的不在于找出将异常操作执行为机械操作的点,而在于明显统计的压力容器的压力波动,并且旨在避免用户与发生异常压力的点接触。理所当然,发电装置4120至4150中的一些或者全部可被配置为通过将温差发电、振动发电以及无线电波发电合成而产生电力。
实施例7
如根据实施例3的监测系统,根据实施例7的监测系统积极地使用安装在除用户之外的物质中的发电装置的信息并且监测安装有发电装置的位置处的环境。
图43示意性地示出了根据实施例7的监测系统4300的配置。该图中所示的监测系统4300由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)4310以及执行阳光发电和机械振动发电的发电装置4320形成。例如,使用安装在在街道上移动的移动物体上的发电装置4320,诸如人和汽车。例如,在该图中所示的实施例中,因为墙壁4301(或者另一障碍物)阻挡了用户的视野,所以发电装置4320安装在用户不能看到的位置处的人上。尽管图43中仅示出了一个发电装置4320,然而,还构思了多个发电装置分散地布置在现实世界中。监测系统4300基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图43中,以抽象方式示出了其操作时的系统4300。
图像显示装置4310包括分别将左眼图像呈现给用户的左眼的显示单元4311和将右眼图像呈现给用户的右眼的显示单元4312。
发电装置4320包括发电单元、蓄电元件以及通信单元(未示出)。发电单元由利用阳光产生电力的太阳能电池发电元件(包括利用紫外线产生电力的紫外线发电元件和利用红外线产生电力的红外线发电元件)与利用振动产生电力的发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)的组合形成。
例如,通信单元使用诸如Wi-Fi等无线通信来与图像显示装置4310交换数据。通信单元可被连续操作并且实时传输诸如发电单元的发电量的一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。可替换地,通信单元可与其他发电装置通信并且直接交换数据。
图像显示装置4310可将发电装置4320的发电量转换成诸如其安装位置处的阳光强度和产生的机械振动等二次信息。此外,图像显示装置4310将通过转换诸如从发电装置4320接收的发电量的一次信息而获得的二次信息和从二次信息导出的三次信息显示在左显示单元4311和右显示单元4312上。
图44示出了其中使通过转换墙壁4310之外的发电装置4320的发电量而获得的阳光量4401和机械振动4402可视化的实施例。例如,图像显示装置4310将发电装置4320的发电量显示在左显示单元4311和右显示单元4312上。如果图像显示装置4310是透射型的头戴式显示器,则使其发电量经历空间映射并且将其显示在安装有发电装置4320的位置上。因此,可以使现实世界中充电的二次电池的分布可视化。通过该显示图像,用户可以一眼获知充分充电的二次电池的位置。
如果发电装置4320不执行阳光发电,而是执行振动发电,则表示存在在过于暗以至于不能看到的位置处移动的移动物体。例如,如果从墙壁4301的后面将该发电装置4320移向至用户,则安装有发电装置4320的移动物体靠近,这比较危险。因此,从图44中所示的二次信息的显示图像中,用户可以预见危险的解决方法。
图像显示装置4310可从图44中所示的二次信息导出诸如用于控制图像显示装置4310自身或者外部设备的控制信息的三次信息。
图像显示装置4310可将图44中所示的二次信息上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可在用户之间共享该信息。通过采集二次信息片段的服务器,可以进一步导出并且使用诸如交通信息或者事故日志等三次信息。
通过将图44中所示的显示图像也显示在外部显示单元515上,图像显示装置4310还可将该信息呈现给用户周围的人。
实施例8
通过分析安装在用户的身体上的发电装置或者安装在用户周围环境中的发电装置的全天的发电量的日志或者各个预定时间段内的发电量的日志,图像显示装置可提供用于诱发用户采取动作的动作诱发信息,例如,基于各个时间内的发电量的转变而警告。作为提供该信息的方法,例证了将诸如警告图像等图像显示在显示单元509上并且利用声音表达的方法。
根据用作发电单元的发电元件的类型,通过转换诸如图像显示装置710端上的发电量的一次信息而获得的二次信息和诸如从二次信息导出的动作诱发信息等三次信息发生变化。下面表1中示出了发电元件的类型与导出的动作诱发信息之间的关系。此外,图45中示出了将动作诱发信息呈现给用户的屏幕的实施例的配置。
[表1]
发电元件 动作诱发信息 显示实例
振动发电 缺乏运动 您缺乏运动
紫外线发电 皮肤保养 您过度暴露于紫外光
温差发电 自主神经系统 您的自主神经系统错乱
无线电波发电 VDT工作 您的眼睛需要休息
通过利用振动产生电力的振动发电元件,可以将诸如发电量的一次信息转换成诸如用户的运动量的二次信息并且可以监测用户的健康状况。当发电量下降时,可以判断用户的运动量不足。因此,可以产生鼓励用户进行锻炼的动作诱发信息作为三次信息,例如,以参考标号4501表示的认为“您缺乏锻炼”作为三次信息。
通过利用温差感应电力的热电转换元件或者利用用户的出汗产生电力的酶电池,通过将诸如其发电量的一次信息转换成诸如用户的体温等二次信息可以监测用户的健康状况。当发电量增加时,担心其会影响用户的健康。因此,可以产生的用于将用户的注意力吸引至自主神经系统或者慢性疾病(背痛等)的动作诱发信息作为三次信息,例如,以参考标号4503表示的认为“您的自主神经系统错乱“作为三次信息。
通过主要利用环境能量感应电力的发电元件,诸如,太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件、无线电波发电元件、利用离子浓度差的发电元件以及利用放射线产生电力的发电元件等,通过将诸如其发电量的一次信息转换成诸如照射用户的阳光(紫外线)和无线电波等二次信息可以监测用户所定位的位置的环境。当发电量增加时,担心其会影响用户的健康。因此,可以产生用于将注意力吸引至该专精的动作诱发信息作为三次信息。例如,当基于阳光(紫外线)的发电量增加时,可以产生以参考标号4502表示的用于将注意力吸引至皮肤保养的动作诱发信息(例如,认为“您过度暴露于紫外光“))作为三次信息。当基于无线电波的发电量增加时,用户可能正在通过重负载执行工作,例如,用户位于电子装置附近,同时面向VDT(视频显示终端)。因此,可以产生用于促使用户使他/她的眼睛休息的动作诱发信息作为三次信息,例如,以参考标号4504表示的认为“您的眼睛需要休息”作为三次信息。
图像显示装置710可以上传可用于健康治疗或者医学或者病理学的二次信息上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享二次信息。图像显示装置710还可基于二次信息产生用于控制图像显示装置710自身或者外部设备的控制信息(用于遮光剂、空调、显示设备等的控制信息)。
应注意,在图45中所示的将动作诱发信息呈现给用户的屏幕中,可以一起显示诸如各个发电元件的发电量的每次转移等的一次信息4505以及从各个发电元件的发电量等导出的动作诱发信息4501至4504。在图45中,各个发电元件的发电量的每次转移4505较小并且很难看到,因此,在图46和图47中以放大状态示出。图46和图47中所示的图形表示径向方向上的发电量和圆周方向上的时间。应注意,图46表示各个发电元件与容量之比的发电量,并且图47表示绝对值[mW]形式的发电量。
除了将这些动作诱发信息片段呈现给图像显示装置的用户之外,可以通过服务器等计算图像显示装置的动作诱发信息片段并且可以在多个用户之间共享该动作诱发信息片段。在服务器中,采集警告信息片段的结果还可用于健康治疗或者医学或者病理学。
实施例9
根据实施例9的监测系统包括安装在用户、播放器、裁判员、除用户之外的观众以及诸如比赛场地等环境(尤其,在诸如运动等比赛中)中的发电装置并且监测用户、除用户之外的运动员以及进行竞争的环境。
根据本实施例的监测系统由通过安装在主要执行或者观看诸如体育等比赛的用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)以及一个或者多个发电装置形成。
在本实施例中,发电装置的安装位置是变化的。发电装置的安装位置的实施例是诸如用户或者运动员、裁判员以及除用户之外的观众等人的身体上。发电装置安装在手腕、脖子、脚踝等上。发电装置的安装位置的另一实施例是在比赛中所使用的工具。具体地,其实施例可包括鞋、球、球拍、高尔夫俱乐部、自行车、滑雪橇、滑雪板、各种保护装置、竹剑、剑术中所使用的武器(花剑、重剑、马刀)、划桨、皮船、冲浪板以及帆板。发电装置的安装位置的又一实施例是诸如比赛场地等建筑物或者建筑物内的设施。具体地,其实施例可包括网球场的墙壁、足球的球门或者球门网、篮球框、高尔夫球销、球座、或者标旗以及每场比赛的球场场地。
发电装置包括发电单元、蓄电元件以及通信单元。发电单元由下列项形成:利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用出汗产生电力的酶电池、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件等。根据发电装置的安装位置,使用其中的一种或者两种或多种的组合。例如,蓄电元件由电容器、二次电池、弹簧以及蓄热材料形成。蓄电元件存储由发电单元产生的电力或者将其存储为能量。通信单元将包括发电单元的发电量和蓄电量的一次信息传输至图像显示装置。通信单元可使用诸如Wi-Fi等无线通信和通过用户的身体的介质的人体通信或者有线通信(包括通过导电纤维的信号传输)等通信方式。通信单元可被连续操作并且实时传输一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。
当图像显示装置基于用于感生电力的发电单元的原理从发电装置接收诸如发电量的一次信息时,将一次信息转换成有关正在进行比赛的运动的二次信息并且将二次信息呈现给用户。可将从发电装置接收的上述所述一次信息转换成诸如用户或者除用户之外的人的运动量、作用于用户或者其他物质的力、加速度、频率、环境温度、基础代谢率、应力(精神紧张)以及太阳辐射量等二次信息。通过查看或者收听转换的二次信息,用户可监测诸如用户自身(即,运动员)、除用户之外的运动员、裁判员以及观众和进行比赛的环境等人。
安装在用户或者除用户之外的人上的发电装置使用利用振动产生电力的振动发电元件、利用温差产生电力的热电转换元件、利用出汗产生电力的酶电池等作为发电单元。
例如,如果安装有发电装置的用户是运动员或者除用户之外的人是同一团队或者竞争对手的成员,则在图像显示装置端上,诸如从该发电装置接收的发电量的一次信息和通过转换一次信息而获得的二次信息,可以导出诸如运动员的条件和紧张状态等运动员的状态以及比赛中身体的重心平衡作为三次信息。
如果安装有发电装置的用户或者除用户之外的人是比赛中的观众,则在图像显示装置端上,诸如从该发电装置接收的发电量的一次信息和通过转换一次信息而获得的二次信息,可以导出诸如比赛的激烈程度等比赛状况作为三次信息。
如果安装有发电装置的用户或者除用户之外的人是比赛的裁判员,则在图像显示装置端上,诸如从该发电装置接收的发电量的一次信息和通过转换一次信息而获得的二次信息,可以导出有关运动员有健康问题、比赛所使用的工具和设施的问题、关于比赛进行的实况核查信息(得分,例如,进球;违规,例如,球越过边界线等)、或者比赛场地的环境(诸如,天气、风速以及水速等)信息作为三次信息。
如果用户是观众,则图像显示装置将诸如从安装在运动员或者裁判员上的发电装置接收的发电量的一次信息转换成上述所述二次信息并且显示二次信息,通过二次信息,用户可以监测运动员和诸如体育比赛的比赛场地等环境。此外,图像显示装置基于与有关运动员的之前二次信息或者当前二次信息的差异可导出用于控制图像显示装置自身或者外部设备的控制信息作为三次信息。例如,在图像显示装置或者游戏机中,可以导出将同一活动的竞赛作为观看比赛时用于控制运动员的特性等的控制信息作为三次信息并且可以反映有关竞赛的从实际比赛中获得的信息。
安装在比赛中所使用的工具中的发电装置使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件等作为发电单元。在图像显示装置端上,可以将诸如从该发电装置接收的发电量、运动员的身体的重心平衡、使用工具的用户的运动量、作用于用户或者工具的力、加速度、频率、环境温度、基础代谢率、出汗率、应力(精神紧张)、施加到比赛所使用的工具的冲击力或者加速度、球速、冲击时的冲击力、或者诸如太阳辐射量等物理量等一次信息转换成二次信息。此外,可以从通过转换一次信息而获得的二次信息中导出运动员的身体条件和紧张状态、比赛所使用的工具的问题、有关比赛进行的实况核查信息等作为三次信息。
安装在诸如比赛场地等建筑物中或者建筑物内的设施中的发电装置使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件等作为发电单元。在图像显示装置端上,诸如从该发电装置接收的发电量的一次信息和通过转换一次信息而获得的二次信息,可以导出有关比赛进行的实况核查信息(得分,例如,进球;违规,例如,球越过边界线等)、比赛设施的问题、比赛的激烈程度、或者比赛场地的环境(诸如,天气、风速以及水速等)作为三次信息。
图48示意性地示出了根据实施例9的监测系统4800的配置。该图中所示的监测系统4800假定了用户正在观看网球比赛的情况。监测系统4800由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)4810、安装在网球球拍4801中的发电装置4820以及安装在网球运动员4802的身体的多个部位中的发电装置4830、4840、4850…形成。尽管该图中未示出,然而,发电装置4820、4830、4840、4850…中的每一个均包括发电单元、蓄电单元以及通信单元。监测系统4800基本上具有图6中所示的功能配置。然而,在图48中,以抽象方式示出了其操作时的系统4800。
例如,安装在网球球拍4801中的发电装置4820使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)作为发电单元。安装在网球运动员4802的身体上的发电装置4830、4840、4850…使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用出汗产生电力的酶电池、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件等作为发电单元。发电装置4820、4830、4840、4850…中的每一个均将诸如发电量和蓄电量的一次信息传输至图像显示装置4810。
在图像显示装置4810侧,将诸如从安装在网球球拍4801中的发电装置4820接收的发电量的一次信息转换成由球回击而作用于球拍4801上的反作用力、加速度、或者频率以及诸如回击球的球速和冲击时的冲击力等物理量形成的二次信息。如果使所获得的二次信息经历空间映射并且显示在屏幕上,以在安装有发电装置4820的位置上叠加二次信息,用户则可监测该二次信息。此外,可以从二次信息中导出指示诸如网球球拍4801的破损等问题的三次信息并且将三次信息显示在该屏幕上。
在图像显示装置4810侧,基于从安装在网球运动员4802的身体上的发电装置4830、4840、4850…接收的发电量的一次信息,执行转换成诸如网球运动员4802的运动量或者其变化、身体的体重平衡或者其变化、基础代谢率或者其变化以及出汗率或者其变化等二次信息。如果使获得的二次信息经历空间映射并且显示在屏幕上,以在安装有发电装置4820的位置上叠加二次信息,则用户可监测二次信息。此外,可以从二次信息导出网球运动员4802的身体条件或者应力(精神紧张)等作为三次信息并且将三次信息显示在屏幕上。
例如,如果发电装置4820、4830、4840、4850…包括利用振动产生电力的振动发电元件作为发电单元,则当施加强大的力时,发电量增加。因此,在图像显示装置4810侧,可以基于接收的发电量将作用于安装有各个发电装置4820、4830、4840、4850…的位置上的力转换为二次信息。具体地,可以将安装在球拍4801中的发电装置4820的发电量转换成施加在球拍4801或者球上的冲击力作为二次信息。发电单元在全天内的蓄电量与网球运动员4802醒来之后的运动量成比例并且可作为二次信息被转换成卡路里消耗。
图49示出了其中在根据本实施例的监测系统4800中图像显示装置4800对通过转换各个发电装置4820、4830、4840、4850…的发电量、蓄电量的一次信息而获得的二次信息执行空间映射并且显示二次信息的实施例。在该图中所示的实施例中,通过以更深的阴影表示具有更大发电量或者蓄电量的发电装置的安装位置,表示施加更大的力(转换成二次信息)。
蓄电单元中的蓄电量是存储高达至该时刻点(例如,安装发电装置之后的时间段)的蓄电量并且还可表示该比赛中所使用的安装发电装置的对应部位的次数。可以将安装具有较大蓄电量的发电装置的部位估计为多次使用的部位,换言之,耗尽部位。如果将特定级别以上的力施加在耗尽部位上,则容易发生损伤。鉴于此,通过使用蓄电量和发电量的组合,图像显示装置4810可导出网球运动员4802的身体的各部位处发生损伤的容易度作为三次信息。如果发电量增加并且将强大的力施加在具有较大蓄电量的耗尽部位上,则通过该部位处的闪烁的光可以执行用于避免损伤的警告。
如图49中所示,在将显示图像呈现给用户之后,图像显示装置4810可将其上传到互联网的服务器上(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享网球运动员4802的运动量和疲惫以及用于监测该比赛的其他信息并且将其用作体育数据的日志。
根据本实施例的监测系统4800,可以基于诸如在各个发电装置4820至4850端上获得的发电量的一次信息转换在佩戴图像显示装置4810的用户的预见范围之外或者难以预见的诸如体育运动员的运动量和重心平衡等二次信息。此外,可以导出诸如疲惫程度等三次信息并且将三次信息呈现给用户。在图像显示装置4810端上,通过布置和呈现从发电装置4820至4850获得的信息片段可以扩展用户的预见范围。
应注意,还构思了向发电装置4820至4850中的每一个额外提供压力传感器、温度传感器等、从而直接测量诸如施加在球拍4801的冲击和网球运动员4802的运动量的二次信息的方法。然而,通过该等传感器,使发电装置4820至4850的部件成本增加,并且使发电装置4820至4840的功耗也增加。因此,连续使用时间不可避免地被缩短。相反,如在本实施例中,根据从发电装置4820至4850传输诸如发电量的一次信息并且将在图像显示装置4810端上接收的一次信息转换成有关观看比赛的诸如施加在球拍4801上的冲击力和网球运动员4802的运动量的二次信息的方法,可以使装置成本减少。此外,发电装置4820至4850中的每一个中的发电单元自身均用作感测设备并且并不需要提供电源。因此,使整个系统4800的功耗降低。克服可对连续使用时间的限制并且发电装置4820至4850不需要使电池的尺寸增加。
实施例10
根据实施例10的监测系统基于来自发电装置的信息监测用户和环境并且积极地使用该信息来控制图像显示装置自身或者外部设备。具体地,基于诸如从发电装置传输的发电量的一次信息或者从一次信息转换的二次信息,导出有关在由图像显示装置自身或者游戏机执行的游戏程序中出现的人物的控制信息。
根据本实施例的监测系统由通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的图像显示装置(头戴式显示器)以及一种或者多种发电装置形成。例如,发电装置安装在用户或者用户观看的目标上、用户或者用户观看的目标所使用的工具上、或者用户或用户观看的目标所定位的建筑物上。
发电装置包括发电单元、蓄电元件以及通信单元。发电单元包括利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用出汗产生电力的酶电池、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件等。根据发电装置的安装位置,使用其中的一种或者两种或多种的组合。例如,蓄电元件由电容器、二次电池、弹簧以及蓄热材料形成。蓄电元件存储由发电单元产生的电力或者将其存储为能量。通信单元将包括发电单元的发电量和蓄电量的一次信息传输至图像显示装置。通信单元可以使用诸如Wi-Fi等无线通信和通过用户身体的介质的人体通信或者有线通信(包括通过导电纤维的信号传输)等通信方式。通信单元可被连续操作并且实时传输一次信息,或者通信单元可间断操作并且传输一次信息。
当图像显示装置基于用于感生电力的发电单元的原理从发电装置接收诸如发电量的一次信息时,将一次信息转换成用于监测用户或者用户观看的目标、用户或者用户观看的目标所使用的工具、用户或者用户观看的目标所定位的建筑物等(安装有发电装置)的二次信息。
另外,基于二次信息,导出用于控制比赛人物的身份和属性、该人物所拥有的各项的特征量等的控制信息。通过图像显示装置自身可以执行计算控制信息的处理或者在游戏机或经由网络连接至图像显示装置的服务器中可以执行计算控制信息的处理。
根据有关该人物的控制信息,用户监测的现实世界的条件可以反映该人物的身份和属性或者该人物所拥有的各项的特征量,并且由此可以显示所获得的虚拟世界。可以将在游戏机端上产生的人物显示在图像显示装置上。例如,如果图像显示装置是透射型的头戴式显示器,则可将虚像与通过透射方式观察的实像进行合成,并且可以根据导出状态和属性或者特征量通过夸大的方式显示该合成图像。如果用户观看的目标是用户所观看的体育比赛的运动员,则可将通过上述所述方式导出的图像或者属性图像添加到实像中,并且可通过类似动画或者游戏的夸大方式显示真实图像。
例如,如果将发电装置安装在用户或者用户观看的目标上,则使用诸如利用振动产生电力的振动发电元件、利用无线电波感应电力的无线电波发电元件(远电磁场)、利用温差产生电力的热电转换元件、或者利用出汗产生电力的酶电池等发电单元作为发电单元。可将诸如发电量的一次信息转换成诸如该人的运动量、基础代谢率以及应力(精神紧张)等二次信息。
如果将发电装置安装在用户或者用户观看的目标所使用的工具中,则使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件、利用无线电波感应电力的无线电波发电元件(远电磁场)等作为发电单元。可以将诸如发电量的一次信息转换成诸如运动量、作用于工具上的力、加速度、频率、环境温度、基础代谢率、出汗率、应力(精神紧张)、施加给比赛所使用的工具的冲击力或者加速度以及太阳辐射量等二次信息。
如果将发电装置安装在用户或者用户观看的目标所定位的建筑物中,则使用利用振动产生电力的振动发电元件(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型、或者压电类型)、利用温差产生电力的热电转换元件、利用离子浓度差的发电元件、太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、红外线发电元件、利用无线电波感应电力的无线电波发电元件(远电磁场)作为发电单元。在图像显示装置端上,可以将诸如发电量的一次信息转换成诸如施加给建筑物的冲击和太阳辐射量等二次信息。
例如,当从安装在用户或者用户观看的目标上、或者用户或者用户观看的目标所使用的工具上的发电装置的发电量转换的运动量或者基础代谢率较大时,导出用于将强大图像或者物理属性图像添加到对应人物征的控制信息。图像显示装置基于该控制信息显示该任务的肌肉状态或者将该人物显示为士兵。可以合成用于显示用户所观看的肌肉状态的人(实像)或者提供具有诸如武器等工具的人的虚像。
当从安装在用户或者用户观看的目标上、或者用户或用户观看的目标所使用的工具上的发电装置的发电量转换的发热量或者出汗率较高时,导出用于将精神图像或者水属性图像添加到对应人物的控制信息。
如果从安装在用户或者用户观看的目标所使用的工具、或者用户或用户观看的目标所定位的建筑物内的发电装置的发电量转换的太阳辐射量较大时,导出用于将圣洁属性(holy attribute)图像添加到对应人物的控制信息。
如果从安装在用户或者用户观看的目标、用户或者用户观看的目标所使用的工具、或用户或者用户观看的目标所定位的建筑物内的发电装置的发电量转换的无线电波强度较高时,导出用于加工光图像添加到对应人物的控制信息。
当从安装在用户或者用户观看的目标所使用的工具中的发电装置的发电量转换的速度、加速度、或者冲击力较高时,导出用于将表达现实世界中的工具的图像或者对应人物快速移动或者施加强大的力或者属性图像添加到对应人物的控制信息。
图50示出了其中将表达基于发电量获得的图像的虚像与实像合成的显示实例。在该图中所示的实施例中,假定了用户正在观看网球比赛并且发电装置安装在网球运动员5002紧握的球拍5001中。当网球运动员5002抡起球拍5001并且在球5003回击时施加冲击力时,图像显示装置可将诸如从发电装置传输的发电量的一次信息转换成诸如速度或者加速度等二次信息。图像显示装置从二次信息导出用于添加表达网球运动员5002抡起球拍5001的速度的图像、球5003回击而产生冲击过程中施加到球拍5002的冲击力、或者球5003回击的速度的控制信息。在图50中所示的实施例中,根据球5003回击的速度将具有火球5004或者照明5005的虚像与用户观看的网球比赛的实像合成。
图像显示装置可将用于将图像添加到游戏中的人物或者观察的实像的控制信息上传到互联网的服务器中(未示出)(包括发布到信息提供站点)或者通过直接通信将其传输至其他用户的信息终端,以使得可以在用户之间共享该控制信息并且将控制信息用作体育数据的日志。
如上所述,根据本文中所公开的技术,图像显示装置包括用于获得有关设置在该装置外部的一个或者多个发电装置中的二次电池的蓄电量、发电量等的信息的方式。因此,图像显示装置的用户可在不停止图像显示装置使用的情况下检查发电装置中的二次电池的蓄电量。例如,当电池的蓄电量下降时,用户可正确地判断用户应替换哪些发电装置中的电池。
根据本文中所公开的技术,图像显示装置结合从发电装置的发电量产生的信息显示图像,因此,用户可以一眼获知现实世界中的各种类型的信息。
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开号2008-301606
专利文献2:日本专利申请公开号2007-330034
专利文献3:日本专利申请公开号2011-2753
专利文献4:日本专利申请公开号2010-15886
专利文献5:日本专利申请公开号2008-304268
工业实用性
在上文中,已经参考具体实施方式详细描述了本说明书中公开的技术。然而,显而易见,在不背离本文中所公开的技术的要旨的情况下,本领域普通技术人员可修改或者替换各种实施方式。
可以将通过佩戴在用户的头部或者面部上而使用的各个图像显示装置分类成遮光类型和透射类型。此处所公开的技术可适用于这些类型中的任一种。此外,可将这些类型的图像显示装置分类成包括用于左眼和右眼的显示单元的双目镜类型以及包括用于左眼和右眼中的任意一个的显示单元的单目镜类型。此处所公开的技术可适用于这些类型中的任意一种。理所当然,此外,如果本文中所公开的技术适用于并不佩戴在用户的头部或者面部上的类型的图像显示装置(例如,诸如智能电话等蜂窝电话、平板电脑终端、电子书或者便携式音乐播放器),则用户同样可监测二次电池的蓄电量和发电装置的发电量。
简言之,将本文中所公开的技术描述为实施例,并且不得以限制性方式解释本说明书中所描述的内容。为了确定此处所公开的技术的要旨,应考虑权利要求的范围。
应注意,本说明书中公开的技术也采用下列配置。
(1)一种佩戴在头部或者面部上的图像显示装置,包括:
图像显示单元,图像显示单元显示图像;
信息输入单元,信息输入单元输入来自发电装置的信息;以及
控制单元,控制单元基于处理输入信息的结果来控制图像显示单元。
(2)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
图像显示单元通过透视方式显示图像;并且
控制单元使图像显示单元显示处理输入信息的结果,从而在用户视野内将该结果叠加在发电装置中。
(3)根据(1)所述的图像显示装置,进一步包括:
存储单元,存储单元基于输入信息或者处理输入图像的结果存储图像显示单元的显示图像。
(4)根据(1)所述的图像显示装置,进一步包括:
通信单元,通信单元基于输入信息或者处理输入图像的结果将图像显示单元的显示图像传输至外部设备。
(5)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于处理输入信息的结果进一步控制外部设备。
(6)根据(1)所述的图像显示装置,进一步包括:
二次图像显示单元,二次图像显示单元还将看得见的图像显示给头部或者面部上不佩戴图像显示装置的、位于与图像显示单元不同的位置处的人;其中,
控制单元基于处理输入信息的结果控制二次图像显示单元。
(7)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从安装在固定于用户的身体的某部位上的安装单元中的发电装置输入有关取决于该部位的物理运动的发电量的信息;并且
控制单元使图像显示单元显示从发电装置获得的发电量或者有关该部位处从发电量转换的运动量或者加速度的信息。
(8)根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从安装在用户的左脚和右脚中的至少一个所穿的鞋中的发电装置输入有关取决于该脚的运动的发电量的信息。
(9)根据(7)或(8)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元通过无线信号传输、利用人体通信的信号传输或者利用导电纤维的信号传输中的任一种输入来自各个发电装置的信息。
(10)根据(8)所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示从位于其左手侧的左脚的鞋中的发电装置获得的信息并且使图像显示单元显示从位于其右手侧的右脚的鞋中的发电装置获得的信息。
(11)根据(8)所述的图像显示装置,其中,
控制单元将有关从发电装置输入的发电量的信息转换成该脚的运动量或者加速度并且使图像显示单元显示该脚的运动量或者加速度。
(12)根据(8)所述的图像显示装置,其中,
控制单元将有关从发电装置输入的发电量的信息转换成该鞋的劣化状态并且使图像显示单元显示该鞋的劣化状态。
(13)根据(8)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于从发电装置输入的左发电量与右发电量之间的差异或者将有关从发电装置输入的发电量的信息转换成左脚和右脚的加速度的结果来获得用户的身体的姿势。
(14)根据(13)所述的图像显示装置,进一步包括:
加速度传感器;其中,
控制单元基于左脚和右脚相对于由加速度传感器检测出的用户的头部的加速度的相对加速度来获得用户的身体的姿势。
(15)根据(13)所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示表示与用户的身体的姿势的偏差的图像。
(16)根据(13)所述的图像显示装置,其中,
发电装置包括致动器;并且
控制单元基于所获得的用户的身体的姿势来控制发电装置的致动器。
(17)根据(16)所述的图像显示装置,其中,
发电装置采用发电模式以执行发电并且采用致动器模式以通过电源被操作为致动器。
(18)根据(17)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于所获得的用户的身体的姿势切换发电装置的模式。
(19)根据(17)所述的图像显示装置,其中,
发电装置包括电磁感应发电元件,电磁感应发电元件执行电磁感应发电并且通过电源可操作为电磁感应致动器;并且
控制单元基于获得的用户的身体的姿势执行其中电磁感应发电元件执行电磁感应发电的时间段与其中电磁感应发电元件被操作为电磁感应致动器的时间段的负荷的切换或者执行连接至电磁感应发电元件的负载的切换。
(20)根据(17)所述的图像显示装置,其中,
发电装置包括执行静电感应发电并且通过电源被操作为静电感应致动器的静电感应发电元件;并且
控制单元基于获得的用户的身体的姿势执行其中静电感应发电元件执行静电感应发电的时间段与其中静电感应发电元件被操作为静电感应致动器的时间段的负荷的切换或者执行连接至静电感应发电元件的负载的切换。
(21)根据(17)所述的图像显示装置,其中,
发电装置包括执行压电发电并且通过电源被操作为压电致动器的压电发电元件;并且
控制单元基于获得的用户的身体的姿势执行其中压电发电元件执行压电发电的时间段与其中压电发电元件被操作为压电致动器的时间段的负荷的切换或者执行连接至压电发电元件的负载的切换。
(22)根据(17)所述的图像显示装置,其中,
发电装置包括执行逆磁致伸缩发电并且通过电源被操作为磁致伸缩致动器的逆磁致伸缩发电元件;并且
控制单元基于获得的用户的身体的姿势执行其中磁致伸缩发电元件执行逆磁致伸缩发电的时间段与其中逆磁致伸缩发电元件被操作为磁致伸缩致动器的时间段的负荷的切换或者执行连接至逆磁致伸缩发电元件的负载的切换。
(23)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从附接至宠物的颈圈的第一发电装置和附接至用户使用其牵拉宠物的牵绳的第二发电装置中的每一个输入有关发电量的信息。
(24)根据(23)所述的图像显示装置,其中,
控制单元将有关从第一发电装置输入的发电量的信息转换成宠物的加速度或者代谢率并且将有关从第二发电装置输入的发电量的信息转换成用户的加速度或者代谢率,并且控制单元在图像显示单元上转换转换结果。
(25)根据(23)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于从有关从第一发电装置输入的发电量的信息转换的、宠物的运动量或者代谢率控制宠物的自主进料器。
(26)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从安装在用户周围环境中的多个发电装置中的每一个输入取决于电磁波、放射能或者其他环境能量的有关发电量的信息。
(27)根据(26)所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示有关各个发电装置的发电量的信息或者有关从与对应发电装置的安装位置相关联的发电量转换的物理量的信息。
(28)根据(26)所述的图像显示装置,其中,
图像显示单元通过透视方式显示图像;并且
控制单元使图像显示单元显示有关各个发电装置的发电量的信息或者有关从发电量转换的物理量的信息,以使在用户的视野内该信息被叠加在对应发电装置的安装位置上。
(29)根据(26)所述的图像显示装置,其中,
各个发电装置利用具有特定频率的无线电波产生电力;并且
控制单元基于每个发电装置的发电量控制诸如用于无线电波的中继传输装置等外部设备。
(30)根据(26)所述的图像显示装置,其中,
每个发电装置均利用有害的电磁波(紫外线)或者放射线产生电力;并且
控制单元基于每个发电装置的发电量控制拱廊的阴影或者建筑物或房屋等的遮光设施等外部设备的操作。
(31)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从发电装置输入有关取决于脚的踢打的量的发电量的信息,该发电装置被设置在固定在潜水过程中的用户的左脚和右脚中的至少任意一个上的蛙鞋中;并且
控制单元使图像显示单元显示有关发电装置的发电量的信息或者从发电量转换的该脚的运动量、加速度、或者水流。
(32)根据(31)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元通过无线信号传输、利用人体通信的信号传输或者利用导电纤维的信号传输从各个发电装置输入信息。
(33)根据(31)所述的图像显示装置,进一步包括:
水流传感器;其中,
控制单元基于由水流传感器检测出的水流速率和从各个发电装置的发电量转换的左脚和右脚中的每一个的运动量来估计用户在水下的移动方向。
(34)根据(33)所述的图像显示装置,其中,
控制单元计算左脚和右脚中的每一个的踢的量,以用于修改正在游向瞄准方向的用户的移动方向,并且控制单元使图像显示单元显示计算结果。
(35)根据(31)所述的图像显示装置,进一步包括:
水流传感器;其中,
控制单元基于由水流传感器检测的水流速率和从各个发电装置的发电量转换的水流量估计水流的流动强度和方向。
(36)根据(35)所述的图像显示装置,其中,
图像显示装置通过透视方式显示图像;并且
控制单元使图像显示单元显示估计的水流的流动强度和方向,以在用户的视野内叠加水流的流动强度和方向。
(37)根据(35)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于估计的水流的流动强度和方向控制蛙鞋的刚性。
(38)根据(35)所述的图像显示装置,进一步包括:
二次图像显示单元,二次图像显示单元对不在头部或者面部上佩戴图像显示装置的人也可见;其中,
控制单元致使二次图像显示单元显示估计的水流的流动强度和方向。
(39)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从安装在用户周围环境中的多个发电装置中的每一个输入有关取决于阳光的发电量的信息。
(40)根据(39)所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示有关各个发电装置的发电量的信息、从发电量转换的太阳辐射量、或者有关从对应于与对应发电装置的安装位置相关联的农作物的太阳辐射量或收割时期或收割顺序的农作物的生长长度的信息。
(41)根据(40)所述的图像显示装置,其中,
图像显示单元通过透视方式显示图像;并且
控制单元使图像显示单元显示太阳辐射量或者有关对应于农作物的太阳辐射量或者收割时期或者收割顺序的农作物的生长水平的信息,以在用户的视野内将该信息叠加在对应发电装置的安装位置上。
(42)根据(40)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于太阳辐射量、对应于太阳辐射量的农作物的生长水平控制外部设备控制洒水装置喷洒的时间和频率与农用化肥和施肥的播撒的时间和频率、收割机的操作以及除草机/除虫机的操作等。
(43)根据(40)所述的图像显示装置,进一步包括:
成像单元;其中,
控制单元将从发电量转换的农作物的生长水平与通过对成像单元的拍摄图像执行图像分析而获得的实际成长程度进行比较,从而诊断农作物的健康状况。
(44)根据(43)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于诊断的健康状况控制外部设备控制的洒水装置的喷洒的时间和频率与农用化肥和施肥的播撒的时间和频率、收割机的操作以及除草机/除虫机的操作等。
(45)根据(1)所述的图像显示装置,其中,
信息输入单元从安装在工厂内的上产线中的多个发电装置中的每一个输入有关对应于温度的发电量的信息、有关对应于冲击的发电量的信息(进一步地,例如,有关对应于压力波动的发电量的信息)、或者有关对应于电磁波的发电量的信息。
(46)根据(45)所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示有关各个发电装置的发电量的信息或者从与对应发电装置的安装位置相关联的发电量转换的温度、振动(也包括压力波动)以及电磁波中的至少任一种。
(47)根据(46)所述的图像显示装置,其中,
图像显示单元通过透视方式显示图像;并且
控制单元使图像显示单元显示有关各个发电装置的发电量的信息或者从发电量转换的温度、振动(也包括压力波动)以及电磁波中的至少任一种,以在用户视野内将该信息叠加在对应发电装置的安装位置上。
(48)根据(45)所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于从发电量转换的温度、振动(也包括压力波动)以及电磁波中的至少任一种来检测危险点或者检查产生能量损失的点。
(49)一种图像显示方法,其中,通过佩戴在头部或者面部上的类型的图像显示装置显示图像,该方法包括:
从发电装置输入信息的信息输入步骤;以及
基于处理输入信息的结果控制所显示的图像的控制步骤。
(50)一种存储介质,存储被描述为计算机可读格式的计算机程序,该计算机程序使计算机行起到如下作用:
图像显示单元,图像显示单元显示图像;
信息输入,信息输入从发电装置输入信息;以及
控制单元,控制单元基于处理输入信息的结果控制图像显示单元。
(51)一种监测系统,包括:
发电装置,发电装置产生电力并且传输有关发电量的信息;和
图像显示装置,图像显示装置显示从属于佩戴在头部或者面部上的类型的发电装置接收的处理信息的结果。
(101)一种图像显示装置,包括:
图像显示单元,所述图像显示单元显示图像;
通信单元,所述通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,所述控制单元经由所述通信单元从所述发电装置获得关于发电的一次信息;基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;并且控制所述图像显示单元。
(102)根据101所述的图像显示装置,其中,
图像显示单元被佩戴在头部或者面部上。
(103)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元控制所述图像显示单元以将至少表示所述一次信息或者所述二次信息的虚像与示出所述发电装置的实像进行合成并且显示所合成的图像。
(104)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将包含在所述一次信息中的所述发电装置的发电量转换成包括由所述发电装置感生电力所使用的物理量的所述二次信息。
(104-1)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置利用佩戴在人或者除人之外的动物身上的振动发电元件产生电力并且利用振动(静电类型、电磁类型、逆磁致伸缩类型或者压电类型)产生电力;并且
控制单元将发电装置的发电量转换成用作二次信息的人或者动物的加速度、力以及运动量。
(104-2)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置使用太阳能电池发电元件、紫外线发电元件、或者红外线发电元件产生电力,太阳能电池发电元件利用阳光产生电力,紫外线发电元件利用紫外线产生电力,或者红外线发电元件利用红外线或者其集成量产生电力;并且
控制单元,控制单元将发电装置的发电量转换成发电装置的安装位置处用作二次信息的阳光强度、紫外线强度或者红外线强度。
(104-3)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置使用热电转换元件产生电力,热电转换元件利用温差产生电力(包括利用赛贝克效应、汤姆逊效应等产生电力,利用热电元件或者压电效应产生电力,热磁发电等);并且
控制单元将发电装置的发电量转换成发电装置的安装位置处的用作二次信息的温度、热流率以及热量。
(104-4)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置使用佩戴在人或者除人之外的动物上的酶电池(enzymaticcell)产生电力并且利用出汗产生电力(利用酶反应产生电力的发电元件);并且
控制单元将发电装置的发电量转换成用作二次信息的人或者动物的分泌成分浓度和运动量。
(104-5)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置使用发电元件、无线电波发电元件、或者近电磁场使用的发电元件产生电力,发电元件利用放射线产生电力,无线电波发电元件利用无线电波感应电力(远电磁场),近电磁场使用的发电元件利用相邻区域内的电磁场感应电力,这包括电磁感应和静电感应;并且
控制单元将发电装置的发电量转换成发电装置的安装位置处的用作二次信息的太阳辐射量、电磁波强度以及其集成量(指安装目标的曝光量)。
(105)根据104所述的图像显示装置,其中,
控制单元使图像显示单元显示物理量。
(106)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置佩戴在人体或者另一动物上并且利用人体或者动物内产生的物理量而产生电力;并且
控制单元使图像显示单元利用从一次信息转换而获得的作为二次信息的物理量显示用于监测人体或者动物的图像。
(107)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置被设置在人使用的工具内并且利用工具内产生的物理量而产生电力;并且
控制单元使图像显示单元利用从一次信息转换的物理量显示用于监测工具或者使用该工具的人的运动来显示图像。
(108)根据104所述的图像显示装置,其中,
通信单元从利用安装位置处产生的物理量而产生电力的一个或者多个发电装置获得一次信息;并且
控制单元使图像显示单元利用从一次信息转换的物理量而显示用于监测安装有发电装置的环境的图像。
(109)根据101所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于至少一次信息或者二次信息导出包括用于控制图像显示装置自身或者外部设备的控制信息的三次信息。
(110)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元至少基于所述一次信息或者所述二次信息导出三次信息,所述三次信息包括用于诱发用户采取预定动作的动作诱发信息。
(110-1)根据110所述的图像显示装置,其中,
发电装置根据人或者除人之外的动物的运动量产生电力;并且
控制单元基于从发电装置的发电量转换的人或者动物的运动量导出用于诱发与热或者动物的运动量相关的动作的动作诱发信息作为三次信息。
(110-2)根据110所述的图像显示装置,其中,
发电装置根据紫外线产生电力;并且
控制单元基于从发电装置的发电量转换的紫外线强度导出用于诱发与皮肤保养相关联的动作的动作诱发信息作为三次信息。
(110-3)根据110所述的图像显示装置,其中,
发电装置根据温差产生电力;并且
控制单元基于从发电装置的发电量转换的温差导出用于诱发与自主神经系统或者慢性疾病相关联的动作的动作诱发信息作为三次信息。
(110-4)根据110所述的图像显示装置,其中,
发电装置根据无线电波强度产生电力;并且
控制单元基于从发电装置的发电量转换的无线电波强度导出用于诱发与VDT工作相关联的动作的动作诱发信息作为三次信息。
(111)根据104所述的图像显示装置,其中,
发电装置通过佩戴在人体或者另一动物上而产生电力并且利用根据人体或者动物的物理运动产生的物理量而产生电力;并且
控制单元将发电装置的发电量转换成人或者动物的运动量用作二次信息并且使图像显示单元显示运动量或者从运动量进一步导出的三次信息。
(112)根据101所述的图像显示装置,其中,
发电装置被设置在人体的左脚和右脚中的至少一个所穿的鞋中并且根据脚的运动量产生电力;并且
控制单元将发电装置的发电量转换成脚的运动量作为二次信息。
(113)根据104所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置根据每只脚的运动量来对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力;并且
所述控制单元在屏幕的左手侧上显示有关从用于左脚的鞋的所述发电装置的发电量转换的左脚的运动量的信息;并且在所述屏幕的左手侧上显示有关从用于右脚的鞋的所述发电装置的发电量转换的右脚的运动量的信息。
(114)根据104所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置根据每只脚的运动量对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力;并且
所述控制单元基于左边和右边的所述发电装置的发电量之间的差异或者作为所述二次信息的通过分别转换左边和右边的所述发电装置的发电量而获得的每只脚的加速度来估计所述人体的姿势,导出用于诱发对所述人体的姿势的偏差进行校正的动作的动作诱发信息作为三次信息,并且使所述图像显示单元显示所述三次信息。
(115)根据114所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于估计的人体的姿势的偏差导出用于驱使姿势校正致动器对作为三次信息的姿势的偏差进行校正的控制信息。
(116)根据114所述的图像显示装置,进一步包括:
加速度传感器,加速度传感器测量在人体的头部或者另一具体部位产生的加速度;其中,
控制单元基于由加速度传感器测量的该具体部位的加速度和转换为二次信息的每个脚的加速度而获得人体的姿势。
(117)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的附接至宠物的颈圈的第一发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述宠物的加速度或者代谢率,并且将用作所述一次信息的附接至人牵拉宠物的牵绳上的第二发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述人的加速度或者代谢率,并且使所述图像显示单元显示所述二次信息。
(118)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在多个位置处并且利用电磁波、放射能或者其他环境能量产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置中的环境能量强度;并且使所述图像显示单元显示从每个所述发电装置获得的与对应位置相关联的所述环境能量强度。
(119)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置被设置在佩戴在正在潜水的人的左脚和右脚中至少一个上的蛙鞋中并且根据脚的踢打次数产生电力;并且
所述控制单元将所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述脚的运动量、加速度或水流,并且使所述图像显示单元显示所述二次信息。
(120)根据119所述的图像显示装置,进一步包括:
水流传感器,水流传感器测量人的头部或者其他部位的周围流动的水流;其中,
控制单元基于由水流传感器检测的水流速率和从发电装置的发电量转换的脚的运动量来估计人在水下的移动方向或者水流的强度或者方向,并且控制单元致使图显示单元显示人在水下的移动方向或者水流的强度或者方向。
(121)根据120所述的图像显示装置,其中,
控制单元计算脚的踢打的次数,以用于将该人的移动方向校正至瞄准方向,并且控制单元使图像显示单元显示脚的踢打的次数。
(122)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在农田内的多个位置处并且根据阳光强度产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置处的太阳辐射量;从所述太阳辐射量导出每个所述位置处的农作物的生长水平、收割时期或者收割顺序作为三次信息;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息或者所述三次信息。
(123)根据122所述的图像显示装置,进一步包括:
成像单元;其中,
控制单元比较从发电量转换的农作物的生长水平与通过分析成像单元的拍摄图像而获得的实际生长长度,从而估计农作物的健康状况。
(124)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在工厂内的生产线上的多个位置处并且根据温差、机械振动或者无线电波中至少一个产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的在每个所述位置处的温度、振动量或者无线电波强度;所述控制单元从所述二次信息导出所述生产线上的危险点作为三次信息;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息或者所述三次信息。
(125)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被设置在存在于用户难以看到的位置处的移动物体中并且至少根据阳光或者机械振动产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置处的阳光强度或者振动量;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息。
(126)根据101所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置被设置在正在参加比赛的运动员、裁判员和观众中任一个的身体上并且利用在所述身体中产生的物理量来产生电力;并且
所述控制单元从通过转换所述发电装置的发电量获得的物理量导出所述运动员、所述比赛或者比赛场地的状态。
(127)根据101所述的图像显示装置,其中,
发电装置被设置在比赛所使用的工具中并且利用工具中产生的物理量产生电力;并且
控制单元从通过转换发电装置的发电量而获得的物理量导出运动员或者比赛的状况。
(128)根据101所述的图像显示装置,其中,
发电装置安装在比赛场地或者比赛场地内的设施中并且利用工具中产生的物理量产生电力;并且
控制单元从通过转换发电装置的发电量而获得的物理量导出比赛场地或者比赛的状况。
(129)根据101所述的图像显示装置,其中,
控制单元基于至少一次信息或者二次信息导出包括被添加到图像显示单元上的图像的图像的三次信息。
(130)一种图像显示方法,包括下列步骤:
与发电装置通信并且获得有关在所述发电装置中发电的一次信息;
基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;以及
显示一次图像或者二次图像。
(131)一种存储介质,存储以计算机可读格式记载的计算机程序,所述计算机程序使计算机起到以下功能:
图像显示单元,所述图像显示单元显示图像;
通信单元,所述通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,所述控制单元经由所述通信单元从所述发电装置获得关于发电的一次信息;基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;并且控制所述图像显示单元。
(132)一种监测系统,包括:
图像显示单元,所述图像显示单元显示图像;
通信单元,所述通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,所述控制单元经由所述通信单元从所述发电装置获得关于发电的一次信息;基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;并且控制所述图像显示单元。
符号说明
100  图像显示装置(透射型)
101L,101R  虚像光学单元
102  支撑体
103L,103R  麦克风
104L,104R  显示面板
300  图像显示装置(沉浸型)
301L,301R  虚像光学单元
303L,303R  麦克风
304L,304R  显示面板
305  瞳距调整机构
501  控制单元
501A ROM
501B RAM
502  输入操作单元
503  远程控制器接收单元
504  姿势/位置检测单元
505  通信单元
506  存储单元
507  图像处理单元
508  显示驱动单元
509  显示单元
510  虚像光学单元
511  状态检测单元
512  外部摄像机
513  声音处理单元
514  声音输入和输出单元
515  外部显示单元
516  环境传感器
600  监测系统
611  发电单元
612  整流器电路单元
613  调节器
615  电源插头单元
616  运算单元
617  通信单元
618  状态检测单元
620  蓄电元件
631  电源单元
632  电源管理单元
633  运算单元
700  监测系统(实施例1)
701,702 鞋
710  图像显示装置
711,712 显示单元
713  加速度传感器
720,730 发电装置
1600 电磁感应发电设备
1601 鞋
1801 转子
1802 磁体
1803 定子线圈
1900 驻极体发电设备
1901 鞋
2110 驻极体
2111 滑动引导件
2112 基板
2120 电极
2121 固定引导件
2122 基板
2200 压电发电设备
2201 鞋
2301 压电元件
2302 基板
2400 逆磁致伸缩发电设备
2401 鞋
2501 磁致伸缩元件
2502 线圈
2503,2504  固定端
2600 监测系统(实施例2)
2601 颈圈
2602 牵绳
2610 图像显示装置
2611,2612  显示单元
2613 加速度传感器
2620,2630  发电装置
2800 监测系统(实施例3)
2801至2804  墙壁
2810 图像显示装置
2811,2812  显示单元
2813  环境传感器
2820至2850  发电装置
3200 监测系统(实施例4)
3210 图像显示装置
3220,3230  发电装置
3311,3312  显示单元
3313 水流传感器
3600 监测系统(实施例4)
3601 飞行器
3602,3603  发电装置
3604 气流传感器
3800 监测系统(实施例5)
3801至3804  农作物(耕作场所)
3810 图像显示装置
3811,3812  显示单元
3813 光学传感器
3820至3850  发电装置
4100 监测系统(实施例6)
4110 图像显示装置
4111,4112  显示单元
4120至4150  发电装置
4300 监测系统(实施例7)
4310 图像显示装置
4311,4312  显示单元
4320 发电装置

Claims (20)

1.一种图像显示装置,包括:
图像显示单元,所述图像显示单元显示图像;
通信单元,所述通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,所述控制单元经由所述通信单元从所述发电装置获得关于发电的一次信息;基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;并且控制所述图像显示单元。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述图像显示单元被佩戴在头部或者面部上。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元控制所述图像显示单元以将至少表示所述一次信息或者所述二次信息的虚像与示出所述发电装置的实像进行合成并且显示所合成的图像。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将包含在所述一次信息中的所述发电装置的发电量转换成包括由所述发电装置感生电力所使用的物理量的所述二次信息。
5.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元至少基于所述一次信息或者所述二次信息导出三次信息,所述三次信息包括用于控制所述图像显示装置自身或者外部设备的控制信息。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元至少基于所述一次信息或者所述二次信息导出三次信息,所述三次信息包括用于诱发用户采取预定动作的动作诱发信息。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置被设置在人体的左脚和右脚中至少一个所穿的鞋中并且根据脚的运动量来产生电力;并且
所述控制单元将所述发电装置的发电量转换成脚的运动量来作为所述二次信息。
8.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置根据每只脚的运动量来对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力;并且
所述控制单元在屏幕的左手侧上显示有关从用于左脚的鞋的所述发电装置的发电量转换的左脚的运动量的信息;并且在所述屏幕的左手侧上显示有关从用于右脚的鞋的所述发电装置的发电量转换的右脚的运动量的信息。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置根据每只脚的运动量对人体的左脚和右脚中的每一个所穿的鞋产生电力;并且
所述控制单元基于左边和右边的所述发电装置的发电量之间的差异或者作为所述二次信息的通过分别转换左边和右边的所述发电装置的发电量而获得的每只脚的加速度来估计所述人体的姿势,导出用于诱发对所述人体的姿势的偏差进行校正的动作的动作诱发信息作为三次信息,并且使所述图像显示单元显示所述三次信息。
10.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的附接至宠物的颈圈的第一发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述宠物的加速度或者代谢率,并且将用作所述一次信息的附接至人牵拉宠物的牵绳上的第二发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述人的加速度或者代谢率,并且使所述图像显示单元显示所述二次信息。
11.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在多个位置处并且利用电磁波、放射能或者其他环境能量产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置中的环境能量强度;并且使所述图像显示单元显示从每个所述发电装置获得的与对应位置相关联的所述环境能量强度。
12.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置被设置在佩戴在正在潜水的人的左脚和右脚中至少一个上的蛙鞋中并且根据脚的踢打次数产生电力;并且
所述控制单元将所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的所述脚的运动量、加速度或水流,并且使所述图像显示单元显示所述二次信息。
13.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在农田内的多个位置处并且根据阳光强度产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置处的太阳辐射量;从所述太阳辐射量导出每个所述位置处的农作物的生长水平、收割时期或者收割顺序作为三次信息;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息或者所述三次信息。
14.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被分别设置在工厂内的生产线上的多个位置处并且根据温差、机械振动或者无线电波中至少一个产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的在每个所述位置处的温度、振动量或者无线电波强度;所述控制单元从所述二次信息导出所述生产线上的危险点作为三次信息;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息或者所述三次信息。
15.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元将用作所述一次信息的被设置在存在于用户难以看到的位置处的移动物体中并且至少根据阳光或者机械振动产生电力的每个所述发电装置的发电量转换成用作所述二次信息的每个所述位置处的阳光强度或者振动量;并且使所述图像显示单元显示与对应位置相关联的所述二次信息。
16.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述发电装置被设置在正在参加比赛的运动员、裁判员和观众中任一个的身体上并且利用在所述身体中产生的物理量来产生电力;并且
所述控制单元从通过转换所述发电装置的发电量获得的物理量导出所述运动员、所述比赛或者比赛场地的状态。
17.根据权利要求1所述的图像显示装置,其中,
所述控制单元至少基于所述一次信息或者所述二次信息导出包括被添加到显示在所述图像显示单元上的图像的图像的三次信息。
18.一种图像显示方法,包括下列步骤:
与发电装置通信并且获得有关在所述发电装置中发电的一次信息;
基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;以及
显示一次图像或者二次图像。
19.一种存储介质,存储以计算机可读格式记载的计算机程序,所述计算机程序使计算机起到以下功能:
图像显示单元,所述图像显示单元显示图像;
通信单元,所述通信单元与发电装置通信;以及
控制单元,所述控制单元经由所述通信单元从所述发电装置获得关于发电的一次信息;基于所述发电装置感生电力的原理将所述一次信息转换成二次信息;并且控制所述图像显示单元。
20.一种监测系统,包括:
发电装置,所述发电装置利用在设置有所述发电装置的位置处产生的物理量来产生电力并且传输关于发电的一次信息;以及
图像显示装置,所述图像显示装置接收所述一次信息;将所述一次信息转换成包括所述物理量的二次信息;并且利用所述物理量显示用于监测设置有所述发电装置的位置的图像。
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