CN105396260B - 可利用便携式电子装置增进控制面板功能的运动器材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运动器材，其具有可改变使用者运动难度的电控机构，以及作为人机介面平台的控制台，前述控制台具有输入介面、显示介面、通讯介面及控制单元；平时，前述控制单元以一基本模式运作，可执行某些基本功能；当前述通讯介面与使用者提供的一便携式电子装置(例如智慧型手机、平板电脑等)在本地形成双向通讯连接时，前述控制单元以一进阶模式运作，可借助前述便携式电子装置的运算能力，执行在前述基本功能下无法同等执行的进阶功能，例如，利用经过前述便携式电子装置独自运算产生的暂时性影像资料控制前述显示介面。

Description

可利用便携式电子装置增进控制面板功能的运动器材

技术领域

本发明与运动器材有关，特别是指一种运动器材的控制台(console)运作系统。

背景技术

现今常见的例如跑步机、固定式脚踏车、椭圆运动机、楼梯机、踏步机、划船机等室内运动器材，大多设有作为人机介面平台的控制台，用以供使用者输入指令，并且输出视觉及听觉资讯给使用者。在显示资讯的部分，较早期及现今较基本的前述控制台通常是利用若干七段/十四段/十六段显示器(7-/14-/16-segment display)或点阵显示器(dotmatrix display)等LED装置简单地显示数字、英文字母、曲线图等，近来则有愈来愈多的中、高阶运动器材在其控制台上配置例如液晶显示器之类的影像显示器，以显示彩色的、细致的、可灵活变动的图形化资讯。具有前述影像显示器的运动器材，除了能以较美观的方式呈现基本必须的运动相关资讯(例如里程、时间、热量、运动难度等)，通常还会在相关软、硬件及周边设备的支援下，利用影像显示器提供使用者一些具有娱乐性、激励性的功能，例如，让使用者在前述影像显示器上观赏自带的便携式电子装置(例如iPod、iPhone)中的影片、收视来自有线电视或网络电视等的多样化节目、上网浏览及收发讯息、配合影片或电脑动画的虚拟环境进行运动、玩视讯游戏(video game)等。就相关技术及消费需求的发展来看，在可预见的未来，影像显示器在运动器材上的应用势必会更加普遍及丰富，而其性能表现也会不断地提升。

如同一般电脑设备的基本知识，前述影像显示器在不同等级的驱控环境下会有不同等级的影像表现，举例来说，即使同一液晶显示器，当显示影像的解像度愈高(例如XGA即1024x768相较于VGA即640x480)、色彩深度(color deep)愈高(例如32bit相较于16bit)、电脑绘图的画面更新率(frame rate)愈高(例如30FPS相较于15FPS)、或是有启动“反锯齿(anti-aliasing)”等影像优化处理，则使用者看到的影像便愈漂亮、愈流畅；但相对地，驱控电路中负责或参与影像处理的例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、系统记忆体、图形记忆体等相关硬件的规格需求也就愈高，否则无法胜任资料量更大、运算更复杂、速度要求更快的影像处理工作。运动器材业者在设计控制台的内部模组时，通常会基于所配置的影像显示器的规格(例如对角线尺寸、原生解像度(native resolution))，以及所要提供的各种功能模式的影像内容，为驱控电路选用适当规格的处理器、记忆体等，以使在各种功能模式下都能良好地驱动前述影像显示器呈现预期的影像表现。业者不可避免地要面临一个两难问题：如果为了能在影像处理能力要求较高的某功能模式(例如须以电脑成像技术产生动态影像)之下仍能显示精美、流畅的影像，而在控制台内部配置较高规格的相关硬件，则可能因为前述硬件的性能在许多时间(例如在常用的功能模式下仅需显示基本静态的影像)是闲置的、供过于求的，而使得成本效益偏低；反之，如果为了降低成本而配置较低规格的相关硬件，则会限制影像显示器的表现能力及应用范围，降低运动器材对消费者的吸引力。

此外，无论配置什么等级的硬件，各运动器材的控制台所能提供的功能选项，以及执行各项功能时的性能表现(例如显示影像的解像度、色彩深度、画面更新率等)，通常已在运动器材出厂时，被控制台内所预设的硬件及软件/韧体所决定，不能再扩充或升级，因此，在电脑技术及多媒体娱乐快速发展的今日，即便消费者购入的运动器材具有当时堪称高端配备的控制台，也可能在一段时间之后就会对那些固定不变的功能丧失新鲜感，或是认为其性能表现显得落伍。虽然某些运动器材业者会为所售出的机台提供系统更新的服务，即派技术人员带着电脑设备到机台现场为控制台进行软件或韧体覆写，但实际上此种更新通常是针对作业系统的稳定性改善或错误修正，并未新增或变动控制台的功能选项及实质内容；就算利用类似方法扩充控制台的软件功能，这种扩充方法对使用者而言也缺乏即时性及灵活性，而且更新内容并非顾客导向。

另一方面，在一些公开的技术或构想中，运动器材可在使用者进行运动的同时，经由区域网络及广域网络而与远端的专设伺服器形成双向通讯，通过要求及接收前述伺服器中所储存的资料，及/或前述伺服器所即时(real-time)处理的资料，执行某些与使用者的运动有所关联的功能，例如在控制台上显示由前述伺服器所提供的仿现运动环境的影片或电脑动画，同时对应地控制运动机构的状态，以产生与使用者运动形成互动的虚拟环境。此种系统虽然具有广泛的应用及发展空间，包含某种程度上解决前述控制台功能受限的问题，然而，建构及维护前述伺服器必须投入相当的成本，而且，前述系统的正常运作必须高度依赖前述网络的通讯速度及稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种运动器材，可供使用者简便、机动、弹性地增加其控制台的功能，及/或提升控制台在执行功能时的性能表现；同时，基于前述控制台的可扩充性，业者能够兼顾运动器材的成本及商品性，而消费者也能以较经济的方式获得及维持能够满足个人需求的运动器材。

为达到上述目的，本发明所提供的一种运动器材，其特征在于包含有：一骨架；一运动机构，能活动地设在所述骨架上，供一使用者进行运动；一电控机构，与所述运动机构连接，能被以电控方式控制而改变所述运动机构供所述使用者进行运动的难易度；一控制台，设在所述骨架上，具有一输入介面、一显示介面、一通讯介面及一控制单元；所述输入介面用于接收来自所述使用者的输入指令；所述显示介面用于输出可视资讯给所述使用者，所述显示介面包含一能显示影像的影像显示器；所述通讯介面能与所述使用者提供的一便携式电子装置在本地形成双向通讯连接；所述控制单元与所述输入介面、所述显示介面、所述通讯介面及所述电控机构电性连接，能处理所述输入介面所收到的所述指令及通过所述通讯介面所收发的讯号，并且能控制所述显示介面及所述电控机构；其中，当所述通讯介面未与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一基本模式运作，能执行至少一基本功能，在执行所述基本功能时，所述控制单元能同时控制所述电控机构及所述显示介面；当所述通讯介面与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一进阶模式运作，能执行至少一在所述基本功能下无法同等执行的进阶功能，在执行所述进阶功能时，所述控制单元能同时控制所述电控机构及所述显示介面，而且，至少在部分时间，所述控制单元会利用所述通讯介面所收到的经过所述便携式电子装置独自运算产生的暂时性影像资料，控制所述影像显示器显示所述进阶功能的相关影像。

上述本发明的技术方案中，所述控制单元执行所述进阶功能时，会通过所述通讯介面送出至少一参数给所述便携式电子装置，并且利用所述通讯介面所收到的经过所述便携式电子装置套用所述参数进行特定运算所产生的所述影像资料，控制所述影像显示器显示所述进阶功能的相关影像。

至少一所述参数是依据所述使用者通过所述运动机构进行运动的运动状况而产生。

至少一所述运算参数是依据所述输入指令而产生。

所述控制单元是利用所述便携式电子装置即时运算产生的所述影像资料控制所述影像显示器。

所述便携式电子装置具有一图形处理单元，所述影像资料是利用所述图形处理单元进行即时渲染所产生的3D电脑图形资料。

所述控制单元在执行至少一所述基本功能时，会控制所述影像显示器显示所述基本功能的相关影像；所述影像显示器在显示所述进阶功能的相关影像时的影像表现，优于其在显示所述基本功能的相关影像时的影像表现；所述影像表现的优劣反映在下列数值中的至少一个：解像度、色彩深度、画面更新率。

所述控制台还具有一与所述控制单元电性连接的音讯输出介面；所述控制单元在执行所述进阶功能时，会依据所述通讯介面所收到的来自所述便携式电子装置的音讯资料，控制所述音讯输出介面输出对应的声音或音频讯号。

所述控制单元能在不影响对所述电控机构的控制下，在所述基本模式与所述进阶模式之间切换运作。

本发明还提供了另一技术方案：一种运动器材，其特征在于包含有：一骨架；一运动机构，能活动地设在所述骨架上，供一使用者进行运动；一电控机构，与所述运动机构连接，能被以电控方式控制而改变所述运动机构供所述使用者进行运动的难易度；一控制台，设在所述骨架上，具有一输入介面、一显示介面、一通讯介面及一控制单元；所述输入介面用于接收来自所述使用者的输入指令；所述显示介面用于输出可视资讯给所述使用者，包含一能显示影像的影像显示器；所述通讯介面能与所述使用者提供的一具有运算能力的便携式电子装置在本地形成双向通讯连接；所述控制单元与所述输入介面、所述显示介面、所述通讯介面及所述电控机构电性连接，能处理所述输入介面所收到的所述指令及通过所述通讯介面所收发的讯号，并且能控制所述显示介面及所述电控机构；其中，当所述通讯介面未与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一基本模式运作，能执行至少一基本功能；当所述通讯介面与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一进阶模式运作，能借助所述便携式电子装置的运算能力执行至少一在所述基本功能下无法同等执行的进阶功能。

采用上述技术方案，本发明可供使用者简便、机动、弹性地增加其控制台的功能，及/或提升控制台在执行功能时的性能表现；同时，基于控制台的可扩充性，业者能够兼顾运动器材的成本及商品性，而消费者也能以较经济的方式获得及维持能够满足个人需求的运动器材。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的应用概念图；

图2是本发明一较佳实施例的运动器材的方块图，其中控制面板的控制单元在基本模式下运作；

图3是本发明一较佳实施例的运动器材与一便携式电子装置搭配使用的方块图，其中控制面板的控制单元在进阶模式下运作。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。

请参阅图1～图3，本发明一较佳实施例的运动器材10主要包含一骨架20、一运动机构30、一电控机构40及一控制台50，简要来说，骨架20作为其他构件装设的支撑基础，通常是由若干金属部件组合而成，并且具有借以安置在地面上的底座；运动机构30可活动地设在骨架20上，供一使用者进行特定运动；电控机构40与运动机构30连接，可被以电控方式控制来改变运动机构30供使用者进行运动的难易度；控制台50设在骨架20上，作为运动器材10与使用者之间的人机介面平台，包含依据使用者的输入指令控制电控机构40(即控制运动难度)，以及给使用者输出相关资讯。

进一步而言，实现本发明的前述运动器材10可能是一台跑步机)(如图1所示)，或是诸如固定式脚踏车、椭圆运动机、踏步机、楼梯机、划船机等各种常见的运动器材，当然也可能是其他型式较为特殊或相对少见，但应用领域基本相同的运动器材，例如所谓的“滑步机”、“太空漫步机”、“骑马机”……等，或是特定厂牌的“TreadClimber”、“Adaptive MotionTrainer”、“Arc Trainer”……等，以及上述各种器材的类似设备。此外，除了心肺机能类的运动器材，本发明也可应用在重量训练类的运动器材，或是不需使用者主动出力的被动运动型的运动器材。总之，前述运动器材10具有供使用者借以进行特定运动的运动机构30，以及用于改变运动难度的电控机构40。以跑步机为例，其跑步台上的循环跑带可供使用者用于进行原地跑步、走路运动，同时，跑步机可利用马达驱动装置控制前述跑带的转速及前述跑步台的斜度，来改变使用者进行前述跑步、走路运动的难易度；在固定式脚踏车，具有供使用者用于进行踩转运动的曲柄及踏板组，以及用于控制曲柄转动阻力的阻力装置(当阻力越大时运动难度越高)，例如习知的涡流制动器(ECB)、发电机等；在楼梯机，具有供使用者用于进行爬楼梯运动的阶梯机构，以及用于控制阶梯下滑阻力的阻力装置(当阻力越小时运动难度越高)；诸如此类，不一而足。本发明的创作内容并未涉及或限制运动器材的骨架、运动机构及电控机构的具体结构、动作、控制原理等，换句话说，本领域中任何已知或可实施的运动器材骨架、运动机构及电控机构，均可套用在本发明中。

本发明的创作内容专注在运动器材10的控制台50运作系统，就本发明的观点，控制台50至少包含一用于接收使用者输入指令的输入介面52、一用于输出可视(visible)资讯给使用者的显示介面54、一可与使用者提供的便携式电子装置90形成通讯连接的通讯介面56，以及一与输入介面52、显示介面54及通讯介面56电性连接的控制单元58。如同现有技术，控制台50通常整合成一个具有壳体及控制面板的模组，并且装设在运动器材10上的方便使用者操作其控制面板及观看其显示资讯的位置，一般而言，大多位于使用者进行运动时的面前稍低位置，当然，依据运动器材10的不同，控制台50也可能装设在其他位置，例如相对位于使用者的侧边或斜上方，而且，除了固定在骨架20上，控制台50也可能是以可活动的方式设在骨架20上，例如可供使用者调整其位置及/或角度，或是可在不使用时进行收折。必须说明的是，在本发明中，控制台50应视为输入介面52、显示介面54、通讯介面56及控制单元58的机能性总成，其在实际上并不一定整合在单一模组、聚集在单一位置，换言之，输入介面52、显示介面54、通讯介面56及控制单元58中任何一个或全体，依状况可能被分散设置在运动器材10上的多个位置(但仍以控制单元58为核心连系所有单元)，后文中将会举例说明。

输入介面52用于接收使用者的输入指令，即使用者向控制台50下达各种控制指令(包含输入资料)的介面，实际上由机构层及电路层合作完成，前述机构层供使用者以手部动作进行物理操作，通常采用供手部直接触碰操作的按钮、触摸开关、旋钮、滑钮(fader)、摇杆、轨迹球、触控板、触控荧幕等，但也可能采用例如红外线、电容感应等型式的非接触式开关，供使用者以手部遮断或接近等动作操作；前述电路层则与控制单元58电性连接，能依据前述机构层受使用者触发的状态而使控制单元58获得对应的电性讯号，让控制单元58进行指令判断及对应处理。如同习知的运动器材，输入介面52的机构层的各输入装置可能全部聚集在一个(通常位于使用者正前方的)主控制面板上，也可能局部分散在其他适当位置，例如跑步机的左、右二侧的扶手上、斜躺式脚踏车(recumbent bike)的座椅左、右二侧的固定握把上，或是椭圆运动机的可供使用者推拉的运动握把上。在本发明中，输入介面52除了可能分散在多个区域，也可能整个与控制台50的其他单元(例如显示介面54)分离设置；当然，无论如何，输入介面52的电路层必须通过有线或无线方式与控制单元58电性连接，使控制单元58能够接收到对应于使用者输入指令的电性讯号。

在本发明中，显示介面54至少包含一可向使用者显示以视频讯号控制产生的影像的影像显示器55，具体上可能是液晶显示器(LCD)、电浆显示器(PDP)、有机发光二极体(OLED)显示器、电子纸(ePaper)、映像管、投影机、抬头显示器(head up display)等。影像显示器55可显示的“影像(image)”在形式上包含：资讯画面、游戏画面、影片(film)、动画(animation)、相片、图片、文章、网页等，或上列元素的合成。影像显示器55所显示的影像通常是彩色的，但也可能是非彩色的，例如采用单色显示器或灰阶显示器所显示的影像。除了影像显示器55之外，前述显示介面54还可能包含其他显示装置，例如可简单显示数字或英文字母的七段/十四段/十六段显示器、可显示数字、英文字母或简单曲线图的点阵显示器、仅凭亮灯与否或闪烁动作显示讯息的单颗LED、或是(类似电子表荧幕)显示元素固定的单色液晶荧幕等。显示介面54的所有显示装置通常聚集在同一控制面板上，并且安装在使用者运动时容易观看的位置。显示介面54与控制单元58电性连接，各显示装置的显示状态均被控制单元58驱动及控制。

相对于用于输出可视资讯的显示介面54，控制台50上还可能设有用于输出声音资讯的音讯输出介面59，例如可直接向外界及使用者放送声音的蜂鸣器或喇叭，及/或可与使用者自备的有线耳机或无线耳机(例如蓝牙耳机)形成通讯连接的耳机插孔或无线通讯模组(例如蓝牙模组)，以传送类比或数字的音频讯号至前述耳机，驱动耳机发出对应声音。音讯输出介面59同样与控制单元58电性连接，被控制单元58驱动及控制。

通讯介面56可与使用者提供的一便携式电子装置90在本地形成双向通讯连接，便携式电子装置90是使用者日常生活中可以轻便携带，并且具有通用电脑(general-purposecomputer)性质的电子装置，例如智慧型手机、平板电脑、笔记型电脑、掌上型/手持电脑、穿载式装置(例如智慧型手表、智慧型眼镜)等，其具有基本完整的电脑架构，包含硬件面的中央处理单元(CPU)(通常是微处理器(microprocessor))、记忆体单元(包含只读记忆体(ROM)、随机存取记忆体(RAM))、输入输出单元(包含使用者介面装置、通讯埠)等，以及软件面的作业系统、函式库(library)、应用程式(application)等，使能独立执行各种程序、提供各种功能。便携式电子装置90通常可供使用者管理其软件(及韧体)环境，例如升级或设定作业系统，安装、删除或编辑应用程式及供应用程式存取使用的资料档案，例如文字档、图片档、影音档等。就现今相关产品的技术水准而言，便携式电子装置90大多能达到微电脑等级甚至不输个人电脑等级的运算(computing)能力，具体而言，其可能配置有高时脉且多核心的中央处理单元、更多且更快的快取记忆体(cache memory)、可进行多工处理的系统架构等。此外，便携式电子装置90几乎都具有用于显示图形化资讯的影像显示器，而许多便携式电子装置90为了能呈现精美、流畅的影像，还可能配置有图形处理单元(可能整合在中央处理单元中)及图形记忆体。便携式电子装置90可通过前述通讯埠与其他电脑装置形成有线或无线形式的双向通讯连接，常见的前述通讯埠包含通用序列埠(USB)、苹果公司(Apple Inc.)的iPhone、iPad等产品专有的“30 pin”、“Lightning”接口等有线模组，以及蓝牙、Wi-Fi等无线模组。

控制台50的通讯介面56可与便携式电子装置90的通讯埠在本地形成双向通讯连接，前述双向通讯连接可能是有线的形式，也可能是无线的形式。例如，控制台50上设有专供特定型式的便携式电子装置90(例如智慧型手机)插置的承座，前述承座底部凸出一特定型式的连接器(connector)，或者，控制台50上设有可供各种便携式电子装置90搁放的平台，其附近伸出至少一延长线，各延长线的尾端具有至少一特定型式的连接器，各前述连接器的规格配合某种便携式电子装置90的有线形式的通讯埠规格(例如“mini USB”、“Lightning”接口)，使能与便携式电子装置90的通讯埠直接对接，构成有线形式的通讯连接；或者，控制台50内设有蓝牙模组，可与便携式电子装置90的蓝牙通讯埠配对及绑定(pairing and bonding)，构成无线形式的通讯连接；或者，控制台50内设有Wi-Fi模组，能与便携式电子装置90的Wi-Fi通讯埠直接形成无线通讯连接，或是共同经由设在本地的Wi-Fi基地台构成无线通讯连接。

控制单元58是指控制台50内部的能以预定方式处理电性讯号的相关硬件及软件、韧体总成，实际上通常以一内建特定程序的微控制器(MCU)作为处理核心，而且相关电路及元件会集成在一或多个电路板上，不同的电路板彼此之间或电路板与其他装置之间可能利用排线或缆线等进行有线连接，也可能利用蓝牙或Wi-Fi等技术构成无线通讯连接。控制单元58不仅与控制台50的输入介面52、显示介面54及通讯介面56电性连接，也与运动器材10的用于控制运动难度的电控机构40(例如跑步机的马达驱动装置、固定式脚踏车的涡流制动器等)电性连接。控制单元58能接收及识别使用者经输入介面52所下达的控制指令(的对应讯号)，并且依据预设规则在必要时进行对应处理。控制单元58可经由通讯介面56传送特定资讯给便携式电子装置90，并且经由通讯介面56接收来自便携式电子装置90的资讯。控制单元58可驱动及控制显示介面54(包含影像显示器55及其他显示装置)的显示状态。控制单元58能以电控方式控制电控机构40，以改变运动机构30供使用者运动的难易度。

使用运动器材10时，控制单元58会基于本身预建的程序逻辑及/或电路功能，在一基本模式与一进阶模式之间切换运作：如图2所示，当控制台50的通讯介面56未与任何便携式电子装置90形成通讯连接时，控制单元58以前述基本模式运作；相对地，如图3所示，当通讯介面56与一便携式电子装置90形成可双向通讯的通讯连接时，控制单元58以前述进阶模式运作。控制单元58由基本模式切换至进阶模式，可能是在便携式电子装置90连接至通讯介面56时(尚未进行双向通讯前)即自动切换，也可能会询问并等待使用者确认后才作切换，或是在需要进行双向通讯时才作切换(注：在这种状况，基本模式与进阶模式的区隔，即在于是否进行前述双向通讯)。当一便携式电子装置90仍在可双向通讯的连接状态下，使用者也可下令控制单元58由进阶模式切回基本模式，并且中止双向通讯。当一便携式电子装置90脱离了可双向通讯的连接状态，控制单元58会自动由进阶模式切回基本模式；不过，短暂失去通讯或通讯不良并不会导致模式切换。基于安全理由，控制单元58可在不影响对电控机构40的控制下进行模式切换。

在前述基本模式下，控制单元58可执行至少一基本功能；在前述进阶模式下，控制单元58可借助便携式电子装置90的运算能力，执行至少一在基本模式下无法同等执行的进阶功能。例如，无论在执行基本功能或进阶功能时，控制单元58均可同时控制电控机构40及显示介面54，差别在于，在通讯介面56未与任何便携式电子装置90通讯连接的状态下，控制单元58仅靠自身的软、硬件能力驱动及控制影像显示器55显示前述基本功能的相关影像，或是完全没有驱动影像显示器55，仅控制显示介面54的其他显示装置(例如前述LED装置)显示简单资讯，然而，在通讯介面56与一便携式电子装置90形成通讯连接的状态下，控制单元58能够利用通讯介面56所收到的经过便携式电子装置90独自运算产生的暂时性影像资料，控制影像显示器55显示前述进阶功能的相关影像。其中所谓暂时性影像资料，指的是并非预先储存在便携式电子装置90的记忆体或周边记录媒体中，而是便携式电子装置90依据当时需求而临时运算产生及提供，而且通常不会也不需要被保存及再利用的影像相关资料，例如以电脑成像(computer-generated imagery)技术运算产生的3D电脑图形资料；当然，在运算前述影像资料时，便携式电子装置90可能必须存取其记忆体中的预存资料，例如前述3D电脑图形资料的原始3D模型资料。在上面的例子中，当控制单元58执行前述进阶功能时，可能不是始终依赖前述暂时性影像资料来驱控影像显示器55，换言之，部分时间下的影像显示器55所显示的影像，仍有可能是控制单元58本身预存或独力产生的影像资料，或是来自便携式电子装置90所预存的影像资料。

本发明的运动器材10通常还包含有用于侦测、计算使用者运动状况的计测装置60，例如，通过在跑步机中监控跑带转速及跑步台斜度、在固定式脚踏车或椭圆运动机中监控曲柄转速及阻力大小等，以及配合计时器、使用者输入的个人资料(例如体重、性别、年龄)等，得知并显示使用者运动的难易等级、运动速度、运动里程、运动时间、消耗热量等。在习知技术中，可被计测的前述运动状况还包含：使用者的心跳频率、步伐大小、运动节奏、出力强弱、(例如脚踏车装置的)车身倾斜、车头转向等等。

在一个更具体的应用例中，当控制单元58切换成前述进阶模式运作时，备有“虚拟运动环境”的功能选项供使用者选择执行，简要来说，在执行此项功能时，使用者一边观看影像显示器55所显示的仿现某种运动环境(例如跑步或骑车的路径)下的第一人称观点的影像，一边进行与前述虚拟环境配合的运动，前述运动的难易度(例如跑步机的跑步台斜度、脚踏车的踏板阻力等)会与影像内容同步变化，同时，使用者的运动状况(例如前进速度、前进方向等)会牵动影像内容产生对应变化。执行此般进阶功能时，便携式电子装置90持续地将其即时运算(real-time computing)产生的暂时性影像资料经由通讯介面56传送给控制单元58，让控制单元58利用前述影像资料即时控制影像显示器55显示前述虚拟环境的影像。较佳地，便携式电子装置90具有图形处理单元(GPU)及图形记忆体，前述影像资料是利用前述图形处理单元进行即时渲染(real-time rendering)所产生的3D电脑图形资料。控制单元58会持续地依据前述虚拟环境的地理属性参数即时控制电控机构40，例如当影像中呈现上坡/下坡路段时则对应提高/降低运动难度，同时，控制单元58会持续地依据使用者的运动状况(例如前进速度、前进方向等)即时产生至少一参数，并将前述参数经由通讯介面56传送给便携式电子装置90，供便携式电子装置90套用前述参数进行即时运算，以产生及提供正确回应使用者运动状况的虚拟环境的影像。控制单元58也可能依据输入介面52所接收到的使用者指令而产生至少一参数，并将前述参数传送给便携式电子装置90以带入影像资料的运算，例如，在进行前述虚拟环境运动之前，使用者可操作输入介面52而以不同的角度或尺度(scale)预览虚拟环境，或是在进行虚拟环境运动时，通过按压特定按钮代表在虚拟环境中选择前进方向、进行跳跃等。

承前，当控制单元58在基本模式下运作时，因为缺乏便携式电子装置90的运算能力支援，所以可能根本不提供前述“虚拟运动环境”的功能选项，或者，虽有提供类似功能，但执行时的影像显示器55的影像表现较差，例如，在进阶模式下，影像的解像度是1024x768、色彩深度是32bit、画面更新率是30FTP，但在基本模式下，影像的解像度只有640x480、色彩深度只有16bit、画面更新率只有15FTP。

除了借助来自便携式电子装置90的影像资料控制影像显示，控制单元58在执行前述进阶功能时，也可能依据通讯介面56所收到的来自便携式电子装置90的音讯资料，控制音讯输出介面59输出对应的声音或音频讯号。控制单元58在进阶模式与基本模式下的性能表现差异也可能反映在声音方面(例如双声道相较于单声道、320kbps相较于128kbps等)，及/或反映在资料的存取速度、程序的执行效能等各种层面。

便携式电子装置90借以产生及提供前述影像资料、音讯资料的应用程式，以及相关的资料档案，可以由相关业者在特定网站上提供给使用者免费或付费下载。使用者可以依据个人的喜好、所拥有的便携式电子装置的硬件等级、可能使用的运动器材的相容性等，自行在个人的便携式电子装置中安装合适的应用软件及资料档案，并在运动时依状况扩充运动器材的控制台功能。

经由以上说明可知，本发明所提供的运动器材可供使用者简便、机动、弹性地增加其控制台的功能，及/或提升控制台在执行功能时的性能表现；同时，基于前述控制台的可扩充性，业者能够兼顾运动器材的成本及商品性，而消费者也能以较经济的方式获得及维持能够满足个人需求的运动器材。

Claims (4)

1.一种运动器材，其特征在于包含有：

一骨架；

一运动机构，能活动地设在所述骨架上，供一使用者进行运动；

一电控机构，与所述运动机构连接，能被以电控方式控制而改变所述运动机构供所述使用者进行运动的难易度；

一控制台，设在所述骨架上，具有一输入介面、一显示介面、一通讯介面及一控制单元；所述输入介面用于接收来自所述使用者的输入指令；所述显示介面用于输出可视资讯给所述使用者，所述显示介面包含一能显示影像的影像显示器；所述通讯介面能与所述使用者提供的一具有图形处理单元的便携式电子装置在本地形成双向通讯连接；所述控制单元与所述输入介面、所述显示介面、所述通讯介面及所述电控机构电性连接，能处理所述输入介面所收到的所述指令及通过所述通讯介面所收发的讯号，并且能控制所述显示介面及所述电控机构；

其中，当所述通讯介面未与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一基本模式运作，能执行至少一基本功能，在执行所述基本功能时，所述控制单元能同时控制所述电控机构及所述显示介面；当所述通讯介面与所述便携式电子装置形成通讯连接时，所述控制单元以一进阶模式运作，能执行至少一在所述基本功能下无法同等执行的进阶功能，在执行所述进阶功能时，所述控制单元能同时控制所述电控机构及所述显示介面，而且，至少在部分时间，所述控制单元会利用所述通讯介面所收到的经过所述便携式电子装置独自运算产生的暂时性影像资料，控制所述影像显示器显示所述进阶功能的相关影像；

当所述控制单元以所述进阶模式运作时，备有一虚拟运动环境的功能选项供所述使用者选择执行，在执行所述虚拟运动环境的功能时，所述使用者一边观看所述影像显示器所显示的仿现某种运动环境下的第一人称观点的影像，一边进行与所述虚拟环境配合的运动，而且，所述便携式电子装置持续地将其即时运算产生的所述暂时性影像资料经由所述通讯介面传送给所述控制单元，让所述控制单元利用所述影像资料即时控制所述影像显示器显示所述虚拟环境的影像，而且，所述控制单元会持续地依据使用者的运动状况即时产生至少一参数，并将所述参数经由所述通讯介面传送给所述便携式电子装置，供所述便携式电子装置套用所述参数进行即时运算，以产生及提供正确回应所述使用者运动状况的虚拟环境的影像；其中，所述便携式电子装置的暂时性影像资料是利用所述图形处理单元进行即时渲染所产生的3D电脑图形资料；

当所述控制单元以所述基本模式运作时，不提供所述虚拟运动环境的功能选项，或者，虽有提供所述虚拟运动环境的功能，但执行时的所述影像显示器的影像表现较差。

2.如权利要求1所述的运动器材，其特征在于：所述控制单元在执行至少一所述基本功能时，会控制所述影像显示器显示所述基本功能的相关影像；所述影像显示器在显示所述进阶功能的相关影像时的影像表现，优于其在显示所述基本功能的相关影像时的影像表现；所述影像表现的优劣反映在下列数值中的至少一个：解像度、色彩深度、画面更新率。

3.如权利要求1所述的运动器材，其特征在于：所述控制台还具有一与所述控制单元电性连接的音讯输出介面；所述控制单元在执行所述进阶功能时，会依据所述通讯介面所收到的来自所述便携式电子装置的音讯资料，控制所述音讯输出介面输出对应的声音或音频讯号。

4.如权利要求1所述的运动器材，其特征在于：所述控制单元能在不影响对所述电控机构的控制下，在所述基本模式与所述进阶模式之间切换运作。