(57)【要約】  本発明は、ゴーグル１０の少なくとも一方のグラス１４の少なくとも一部を形成する、少なくとも１つの透明部分１４と、光信号を表示するための表示手段１８であって、透明部分１４に組み込まれ、透明部分１４の表面を少なくとも部分的に覆い、かつ／またはグラス１４を取り囲むゴーグル１０のフレーム１２の表面を少なくとも部分的に覆う、表示手段１８と、表示される光信号に対応する信号を表示手段１８に提供するための、表示手段１８に結合された駆動手段２０とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのゴーグル１０に関する。
2013545503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴーグルの少なくとも一方のグラスの少なくとも一部を形成する、少なくとも１つの透明部分と、光信号を表示するための表示手段であって、前記ゴーグルの前記透明部分またはフレームに組み込まれ、前記透明部分の表面を少なくとも部分的に覆い、かつ／または前記グラスを取り囲む前記ゴーグルの前記フレームの表面を少なくとも部分的に覆う、表示手段と、表示される前記光信号に対応する信号を前記表示手段に提供するための、前記表示手段または前記透明部分に結合された駆動手段とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのゴーグル。
【請求項２】
前記表示手段が、継続的に少なくとも部分的に透明な部分から形成される、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項３】
前記表示手段によって表示される信号を取得するための少なくとも１つの受信ユニットを含む、受信手段をさらに備える、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項４】
前記駆動手段が、表示される前記光信号を提供するための光源を備え、前記表示手段が前記光源の前記光信号を導くための導光手段を備える、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項５】
前記表示手段の透明度および／または色が、前記駆動手段によって提供される前記信号によって電気的に適合できる、請求項１または２に記載のゴーグル。
【請求項６】
前記表示手段が有機発光ダイオードフィルム（ＯＬＥＤ）を含む、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項７】
前記導光手段が、前記光源の前記光を散乱させるための出力結合構造物を前記表面におよび／または前記本体内に備える、請求項４に記載のゴーグル。
【請求項８】
前記導光手段が、前記光源の前記光を反射させかつ／または散乱させるための、少なくとも部分的に反射する部分または少なくとも部分的に拡散反射する部分を備える、請求項４に記載のゴーグル。
【請求項９】
前記駆動手段が、表示される前記光信号を前記表示手段に提供するための前記透明部分に結合された光源を備え、前記表示手段は少なくとも部分的に反射する部分または少なくとも部分的に拡散反射する部分から形成される、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１０】
前記反射部分または前記拡散反射部分を、連続した層、ホイル、または塗料から形成する、請求項８または９に記載のゴーグル。
【請求項１１】
前記表示手段が保護層または保護コーティングによって覆われる、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１２】
前記駆動手段が、表示される前記光信号を提供するための前記透明部分に結合された光源を備え、前記表示手段は前記光源の前記光を散乱させるための出力結合構造物を前記透明部分の前記表面におよび／または前記本体内に備える、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１３】
前記駆動手段が光源を備え、前記表示手段は、前記ゴーグルの少なくとも一方の前記グラスに接続されたフレームもしくはフレーム接続手段から少なくとも部分的に形成され、前記フレームおよび前記フレーム接続手段は透明材料から少なくとも部分的に形成される、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１４】
電力を提供するためのエネルギ供給手段、具体的には太陽電池、非接触エネルギ転送により電力を受け取るための受信手段、および／または前記ゴーグルの動きを電力に変換するための運動エネルギ変換手段をさらに備える、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１５】
前記利用者の物理的もしくは生理学的パラメータ、および／または前記利用者の環境の物理的パラメータを感知するための感知手段をさらに備える、請求項１に記載のゴーグル。
【請求項１６】
前記感知手段は、前記利用者のストローク回数、時間、効率、深さ、心拍、腰の回転、または腰の向きを測定するための測定手段、前記ゴーグルの加速度および／または動きを測定するための加速度センサ、磁気計、ジャイロスコープ、位置センサ、前記利用者の頭の向きを求めるための方位センサ、および前記利用者の進行方向を測定するための磁気センサのうちの１つまたは複数を含む、請求項１５に記載のゴーグル。
【請求項１７】
前記感知手段が、前記フレームまたは前記フレームにつながれるストラップに組み込まれる、請求項１５または１６に記載のゴーグル。
【請求項１８】
前記表示手段が、前記表示手段の前記透明度および／または前記色を変えるための、荷電され、着色された粒子を含む液体を含む、請求項５に記載のゴーグル。
【請求項１９】
フィードバック信号を提供するためのフィードバック手段と、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のゴーグルに結合された受信手段に前記フィードバック信号を伝送するための、前記フィードバック手段に結合された伝送手段とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのシステム。
【請求項２０】
前記フィードバック手段が、前記利用者の少なくとも１つの物理的および／または生理学的パラメータを求めるために設けられる特定手段を備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記フィードバック手段が、別の利用者から前記ゴーグルにメッセージおよび／または情報を与えるように適合される入力手段を備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記フィードバック手段の前記フィードバック信号を処理するため、かつ処理した信号を前記伝送手段に与えるための処理手段をさらに備える、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
利用者の少なくとも１つの物理的および／または生理学的パラメータを求める工程と、求めた前記パラメータを、バックグラウンドデータを使用して処理する工程と、処理した前記データに基づいてフィードバック信号を生成する工程と、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のゴーグルにより、前記フィードバックを特に利用者に与える工程とを含む、フィードバックを特に利用者に与えるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバックを与えるためのゴーグル、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の種のゴーグルまたは眼鏡は、独国出願公開第２０  ２００５  ０１０  ９６６  Ｕ１号から知られている。この文献に記載されるゴーグルは、光源がゴーグルのフレーム内に位置し、利用者に光信号を与える。光源は、利用者の眼に向けられる光点をもたらし、利用者に信号、すなわちフィードバックを与える。
【０００３】
類似の構成がFoersterら,「Non-interrupting  user  interfaces  for  electronic  body-worn  swim  devices」,  Ubicomp予稿集2009年から知られている。これらのゴーグルまたは眼鏡は、フレームに二色ＬＥＤを備え、利用者の眼に光信号として与えられる信号を遠隔的に受信するための受信ユニットを備える。したがって他者、例えば指導者が、泳いでいる人物に指示またはフィードバックを与え、指導を改善することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術で知られているゴーグルまたは眼鏡の欠点は、光源が均一な配光をもたらさず、利用者が信号を見逃すことも、ＬＥＤの光点を見つめて混乱することもあるという点である。これらのＬＥＤは利用者に光を当てるので、利用者にとってまぶしさを引き起こす場合もある。さらに、ゴーグルのフレームの外側に装着されたＬＥＤがより強い抵抗を生じさせる場合があり、競泳者に不快を感じさせることがある。最後に、利用者の眼の視線内にあるＬＥＤ装着物のせいで美的な解決策は実現し得ないという意味で、既知の解決策は美的ではない。
【０００５】
本発明の目的は、フィードバックを特に利用者に与えるための、より快適なゴーグル、システム、および方法を提供することである。さらに、消費電力がより少ない解決策も好ましくは求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様では、
ゴーグルの少なくとも一方のグラスまたはレンズの少なくとも一部を形成する、少なくとも１つの透明部分と、光信号を表示するための表示手段であって、ゴーグルの透明部分またはフレームに組み込まれ、透明部分の表面を少なくとも部分的に覆い、かつ／またはグラスを取り囲むゴーグルのフレームの表面を少なくとも部分的に覆う、表示手段と、表示される光信号に対応する信号を表示手段に提供するための、表示手段または透明部分に結合された駆動手段とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのゴーグルを提示する。
【０００７】
本発明のさらなる態様では、フィードバック信号を提供するためのフィードバック手段と、上述のゴーグルに結合された受信手段にフィードバック信号を伝送するための、フィードバック手段に結合された伝送手段とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのシステムを提示する。
【０００８】
本発明のさらなる態様では、利用者の少なくとも１つの物理的または生理学的パラメータを求める工程と、特定パラメータを、バックグラウンドデータを使用して処理する工程と、処理したデータに基づいてフィードバック信号を生成する工程と、上述のゴーグルにより、フィードバック信号を特に利用者に与える工程とを含む、フィードバックを特に利用者に与えるための方法を提示する。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態を従属請求項の中で規定する。請求項の方法は、特許請求される物の発明と、そして従属請求項の中で規定する発明との実施形態と類似のおよび／または同一の好ましい実施形態を有することを理解すべきである。
【００１０】
本発明は、ゴーグルのグラスまたはレンズを層もしくはホイルとして覆い、かつ／またはグラスもしくはレンズを取り囲むゴーグルのフレームの表面の内側または外側を、例えば導光手段として少なくとも部分的に覆う、グラスまたはレンズに組み込まれた表示手段により、光信号を提示するというに基づく。この態様の利点は、均一な配光がもたらされること、とりわけ光信号が視る方向に関係なく利用者に届くことである。
【００１１】
さらに、本発明の第２の態様は、ゴーグルに結合された受信手段に信号を伝送することにより、ストローク回数や心拍などの測定データを利用者に与える、または指導者などの他者から利用者にメッセージを与えるという考えに基づく。この態様の利点は、利用者または指導者が様々な情報をフィードバックとして受信し、指導を改善できることである。
【００１２】
本発明の第３の態様は、求めたパラメータを処理し、利用者または指導者に処理済データをゴーグルによって与えるという考えに基づく。この態様の利点は、利用者が特定手段および／または指導者からフィードバックを継続的に受信すること、または指導者が特定手段からフィードバックを継続的に受信することである。
【００１３】
光信号は、好ましくは単色のまたは様々な色の２進光信号である。
【００１４】
本発明の第１の実施形態によれば、ゴーグルの少なくとも一方のグラスの少なくとも一部を形成する、少なくとも１つの透明部分と、利用者に光信号を表示するための表示手段と、表示される光信号に対応する信号を表示手段に提供するための、表示手段に結合された駆動手段とを備える、フィードバックを特に利用者に与えるためのゴーグルが提供され、表示手段は、透明部分に組み込まれる、または透明部分の表面を少なくとも部分的に覆う、継続的に少なくとも部分的に透明な層から形成される。
【００１５】
この実施形態は、ゴーグルのグラスまたはレンズに組み込まれた継続的に透明な部分により、またはゴーグルのグラスまたはレンズの表面を覆う継続的に透明な層もしくはホイルにより、光信号を提示するという考えに基づく。この態様の利点は、均一な配光がもたらされること、および光信号が視方向に関係なく利用者に届くことである。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、表示手段が、透明部分に組み込まれる、または透明部分の表面を少なくとも部分的に覆う、少なくとも部分的に透明な層から形成される。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、表示手段によって表示される信号を取得するための少なくとも１つの受信ユニットを含む、受信手段が提供される。受信手段は、他の装置、とりわけ利用者の物理的および／もしくは生理学的パラメータを求めるための特定手段、または他者、例えば指導者からメッセージを受け取り、特定のフィードバック情報を利用者に与えるための入力手段に対するインターフェイスとして働く。これらの受信手段は、接続ケーブルなしに、ゴーグルの快適な使用を提供する。
【００１８】
さらなる好ましい実施形態によれば、駆動手段が、表示される光信号をもたらすための光源を備え、表示手段が光源の光信号を導くための導光手段を備える。光源は、光信号をもたらすための単純かつ安価な可能性を提供し、導光手段は光信号の均一な配光を実現するための単純な解決策を提供する。
【００１９】
代替的実施形態によれば、表示手段の透明度および／または色は、駆動手段によって提供される信号によって電気的に適合できる。この実施形態は、周辺光を使用し修正するので、光信号がより自然に見えるようになり、消費電力が著しく低下する。駆動手段によって提供される信号は、表示手段の透明度および色を適合させるための電気信号である。
【００２０】
本発明の代替的実施形態によれば、表示手段が有機発光ダイオードフィルム（ＯＬＥＤ）を含む。ＯＬＥＤは均一な配光をもたらし、単純な駆動手段によって駆動できるので、この実施形態は安価かつ快適な解決策を提供する。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、導光手段が、光源の光を散乱させるための出力結合構造物を表面におよび／または本体内に備える。この実施形態は、導光手段内で光を散乱させ、均一な配光をもたらすための安価かつ効果的な機構を提供する。出力結合構造物は、好ましくは導光手段の１０〜１５％未満を覆う。こうすることで、光導体の高透明度がもたらされる。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、導光手段が、光源の光を反射させかつ／もしくは散乱させるための、少なくとも部分的に反射する部分または少なくとも部分的に拡散反射する部分を備える。この実施形態は、光源の光を利用者の眼に反射させかつ／または散乱させるための効果的な機構を提供する。
【００２３】
さらなる実施形態によれば、駆動手段が、表示される光信号を表示手段に提供するための透明部分に結合された光源を備え、表示手段は少なくとも部分的に反射する部分または少なくとも部分的に拡散反射する部分から形成される。この実施形態は、透明部分、例えばゴーグルのグラスが、導光手段として働き、光源の光を利用者の眼に拡散的に反射させるために、透明部分を反射部分または拡散反射部分、例えば拡散反射層によって少なくとも部分的に覆うという考えに基づく。別個の光導体が必要ないので、この実施形態は利用者の眼にフィードバックを与えるための安価な解決策を提供する。
【００２４】
反射部分は、連続した層、ホイル、または塗料から形成することが好ましい。これは、反射部分または拡散反射部分を提供するための安価な解決策である。
【００２５】
さらなる実施形態によれば、保護層または保護コーティングにより表示手段を覆うことが好ましい。こうすることで、環境の影響から表示手段を保護するための効果的かつ安価な解決策がもたらされる。この実施形態は、表示手段の耐久性を高める。
【００２６】
さらなる実施形態によれば、駆動手段が、表示される光信号を提供するための透明部分に結合された光源を備え、表示手段は光源の光を散乱させるための出力結合構造物を透明部分の表面におよび／または本体内に備える。別個の導光手段が必要ないので、これは表示手段を提供するための安価な解決策である。
【００２７】
さらなる好ましい実施形態によれば、駆動手段が光源を備え、表示手段は、ゴーグルの少なくとも一方のグラスまたはレンズに接続されたフレーム接続手段もしくはフレームから少なくとも部分的に形成され、フレームおよびフレーム接続手段は透明材料から少なくとも部分的に形成される。この実施形態は、低い技術的努力で組み立てることができる表示手段を提供し、さらに光信号がゴーグルの外側からも認識でき、その結果フィードバックを他者、例えば指導者に与えることができる。
【００２８】
さらなる実施形態によれば、ゴーグルは、電力を提供するためのエネルギ供給手段、具体的には太陽電池、非接触エネルギ転送により電力を受け取るための受信手段、および／またはゴーグルの動きを電力に変換するための運動エネルギ変換手段を有する。ゴーグルのフレームに接続することができる太陽電池は、ゴーグルの電気部品のための独立電源を提供する。太陽電池の他に、エネルギを取り込む他の手段を使用することができ、例えば受信手段（例えばＲＦ受信機）を使用し、情報データだけでなくエネルギも伝送することができる対応する伝送手段（例えばＲＦ送信機）から（ｅ−Ｓｋｉｎのための）電力を受け取ることができる。さらに、ゴーグルの動きを電力に変換するために、例えば腕時計で使用されるような運動エネルギ変換手段を設けてもよい。
【００２９】
さらなる実施形態によれば、利用者の物理的もしくは生理学的パラメータ、および／または利用者の環境の物理的パラメータを感知するための感知手段を設ける。様々な目的のために、かかる感知手段として様々なセンサが使用可能であり、感知手段はゴーグル、利用者の服、または利用者の体に取り付けることも組み込むこともできる。概して、向きや深さなどの量が、好ましくは専用センサからまたはセンサ融合によって得られる。
【００３０】
提案するゴーグルの有利な実施形態によれば、前記感知手段は、利用者のストローク回数、時間、効率、深さ、心拍、腰の回転、または腰の向きを測定するための測定手段、ゴーグルの加速度および／または動きを測定するための加速度センサ、磁気計、ジャイロスコープ、位置センサ、利用者の頭の向きを求めるための方位センサ、および利用者の進行方向を測定するための磁気センサのうちの１つまたは複数を含む。
【００３１】
さらなる実施形態によれば、感知手段が、フレームまたはフレームにつながれるストラップに組み込まれる。センサを利用者の体につなぐのに追加のストラップ等が必要なく、かつ利用者の頭のこめかみにおいて心拍などのパラメータを容易に測定できるので、この実施形態は感知手段を組み込むための快適な解決策をもたらす。
【００３２】
例えば、加速度センサは、ゴーグルを軽くたたくことによりモダリティを変えるための、とりわけ頭の動きによりモダリティを変えるための快適な入力手段を提供する。したがって、利用者の頭の動きを求めるための測定手段としても働くことができる、容易かつ快適な入力手段が提供される。
【００３３】
本発明の第２の態様によるシステムの一実施形態によれば、フィードバック手段が、利用者の少なくとも１つの物理的および／または生理学的パラメータを求めるために設けられる特定手段を備える。この実施形態は、指導者などの他者を関与させることなしに利用者がフィードバックを得ることを可能にする。
【００３４】
本システムのさらなる実施形態によれば、フィードバック手段が、第２の利用者からゴーグルにメッセージおよび／または情報を与えるように適合される入力手段を備える。これにより他者は、利用者と継続的に通信してトレーニングの効果を高めることができる。
【００３５】
本システムのさらなる実施形態によれば、フィードバック手段の信号を処理するため、かつ処理した信号を伝送手段に与えるための処理手段が設けられる。したがって処理手段は、理解可能であり、より平易であり、ゴーグルが提供するフィードバックの快適さを高める信号を提供する。
【００３６】
本発明のこれらの態様および他の態様が、以下に記載する実施形態から明らかになり、以下に記載する実施形態を参照することで解明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ゴーグルおよびゴーグルに使用するグラスの基本的レイアウトの概略図を示す。
【図２】駆動手段および出力結合構造物を含む導光手段の概略的側断面図を示す。
【図３】駆動手段および反射部分を含む導光手段の概略的側断面図を示す。
【図４】電気泳動ホイルの電極構造を平面図で示す。
【図５】グラスの表面に取り付けられた表示手段を備える、ゴーグルのグラスの概略的平面図を示す。
【図６】ゴーグル、測定手段、および入力手段を備えるシステムを示す。
【図７】利用者へのフィードバックを処理し、提示するための方法を例示するフローチャートを示す。
【図８】グラスの２つの部分の間にスタックされた導光手段の概略的側断面図を示す。
【図９】グラスに組み込まれた導光手段の概略的側断面図を示す。
【図１０】反射部分によって覆われたグラスの概略的側面図を示す。
【図１１】保護層を有するグラスの概略的側断面図を示す。
【図１２】組み込まれた反射部分を有するグラスの概略的側断面図を示す。
【図１３】グラスを部分的に覆う反射部分を含む、ゴーグルのグラスの概略的平面図を示す。
【図１４】組み込まれた光源を有するフレームに取り付けられた、ゴーグルのグラスの概略的断面図を示す。
【図１５】反射部分を有する光導体を示す。
【図１６】グラスを取り囲む導光手段を有するゴーグルのフレームの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１ａは、競泳者が使用するゴーグルまたはグラスの概略図を示す。ゴーグルを全体として１０で表す。ゴーグル１０は、フレーム１２、ゴーグル１０のグラス１４またはレンズ１４（またはゴーグルの少なくとも一方のグラスまたはレンズの少なくとも一部）を形成する２つの透明部分１４を含む。本明細書で使用するとき、用語「グラス」は、ゴーグルの「レンズ」も含むものとして理解すべきことにここで留意されたい。フレーム１２は、接続部分１６によって互いにつながれる２つの別個の部分から形成される。フレーム１２の２つの部分は、ゴーグル１０を利用者の頭に固定するために設けられるストラップ１７につながれる。
【００３９】
ゴーグル１０のフレーム１２は、グラス１４またはレンズ１４を支持し、利用者の眼を外部に対して密閉するために設けられる。透明部分１４は、グラス１４またはレンズ１４を形成し、外部への可視性を与える。
【００４０】
図１ｂは、ゴーグル１０のグラス１４の概略的平面図を示す。グラス１４またはレンズ１４は、任意の透明な硬質材料によって形成することができる。透明な層またはホイルによって形成される透明材料がグラス１４の表面に取り付けられ、表示手段１８を形成する。グラス１４は、表示手段１８に信号を提供するために表示手段１８に結合される駆動手段２０をさらに備える。
【００４１】
図１ｃは、表示手段１８および駆動手段２０を備えるグラス１４の概略的側断面図を示す。表示手段１８は、グラス１４の表面に取り付けられた透明な層から形成される。表示手段１８の１つの側面において、駆動手段２０が表示手段１８に結合される。
【００４２】
駆動手段２０は、対応する光信号を利用者の眼に表示または提示するために、表示手段１８に信号を提供する。
【００４３】
好ましくは、表示手段１８が発する光は遮蔽されるか／直接経路では不可視にされる。このために、グラス１４の（少なくとも）不透明部分が発光点と眼との間を覆い隠すか、追加の遮蔽手段を設ける。
【００４４】
本発明の一実施形態によれば、表示手段１８が、ＰＭＭＡやポリカーボネートなどの透明材料から形成される光導体１８ａとして設けられる。駆動手段２０が、好ましくは１つまたは複数のＬＥＤによって形成される光源２０ａとして設けられる。光源２０ａは、光信号を利用者の眼に与えるために、表示手段１８の光導体１８ａ内に結合される光信号を提供する。光導体１８ａは、光導体１８ａ内に光を散乱させて均一な配光をもたらすための、出力結合構造物２２または散乱粒子２２を含む。
【００４５】
このような実施形態では、かかる光導体として既知のLightskin技術を使用することができ、Lightskin技術は、薄い透明材料のシート上に形成される光導体を使用することに基づく。このLightskin技術の詳細は、例えば国際公開第２００８／０６５６１４  Ａ１（ＰＨ００６９０９）号、および欧州特許出願第０９１７７８８４．５（ＰＨ０１４３３２）号の中で見つけることができる。
【００４６】
本発明の代替的実施形態によれば、表示手段１８がアクティブな層、フィルム、またはホイル１８ｂから形成され、層の透明度および／または色は電気的に適合できる。アクティブホイル１８ｂは、電気泳動、エレクトロクロミズム、またはエレクトロウェッティング効果に基づく。駆動手段２０は、表示手段１８の透明度および／または色を変えた対応する光信号を利用者の眼に提示するために、表示手段１８に電気信号を提供する。ホイル１８ｂは継続的に透明であり、すなわち透明度は変わるが、ホイル１８ｂは少なくとも部分的に透明のままである。
【００４７】
そのような実施形態では、かかるアクティブな層として既知のeSkin技術を使用することができ、eSkin技術は面内電気泳動に基づく。このeSkin技術の詳細は、例えばhttp://www.research.philips.com/password/download/password_36.pdfにおいて発表されている、Philips  research  technology  magazine  「Password」,  Issue 36,  2009年11月,  23〜25項の中で見つけることができる。さらなる詳細は、K.-M.H.  Lenssen,  M.  H.  W.  M.  van  Delden,  M.  MuellerおよびL.  W.  G.  Stofmeel,  「Bright  Color  Electronic  Paper  Technology  and  its  Applications」,  Proc.  IDW'09,  529〜532頁  (2009年)、および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およびR.  M.  Schuurbiers,  「Novel  Concept  for  Full-Color  Electronic  Paper」,  J.  of  the  SID  17/4,  383〜388頁  (2009年)で見つけることができる。これらの文献内に記載されているeSkin技術の詳細は、参照により本明細書に援用される。
【００４８】
アクティブホイル１８ｂは、荷電され、着色された粒子を含む油性液体からなることができる。この電気泳動懸濁液を２つの基材の間に挟む。これらの基材の少なくとも一方は、１つまたは複数の電極を含む。荷電粒子は、電極に印加される電圧によって生じる電場によって動かされる。アクティブホイル１８ｂの透明度および／または色を変えるために、アクティブホイル１８ｂの面内で荷電粒子を動かす。粒子が全域にわたって分散される場合、アクティブホイル１８ｂは粒子の色を有する。電極の電場によって粒子が小領域部分内に集められる場合、アクティブホイル１８ｂは透明である。好ましくは、電極のうちの１つが平面図で蜂巣状の形に形成される。好ましくは着色粒子を使用し、この着色粒子は光の波長に比べて小さい。これにより利用者は、サングラスと同様にたとえ透明度が低い状態でもグラス１４越しに見ることが可能である。さらにこの実施形態は、多色を実現するために減法混色法を使用することを可能にする。さらなる実施形態では、モアレ効果を回避するために、ホイル内の仕切りおよび／または電極が非周期構造を有する。
【００４９】
さらなる実施形態では、多色表示手段１８を実現するために、これらの電気泳動ホイルの２つ、３つ、またはそれ以上をスタック層として配置し、グラス１４の表面に取り付ける。あるいは、複数の種類の着色粒子を独立に制御することが可能なので、複数の異なるホイルをスタックすることなしに、多色ホイルを単一層として実現することができる。
【００５０】
この実施形態によれば、グラス１４を通過する光を変更し、対応する光信号を利用者の眼に提示するために、駆動手段２０がアクティブホイル１８ｂの電極に電圧を与える。このアクティブホイル１８ｂの利点は、周辺光を使用しまたは変調するので消費電力が低いこと、さらに周辺光を使用することによる均一な配光である。
【００５１】
さらなる実施形態によれば、ゴーグル１０の電気部品に電力を提供するための電源としてゴーグルが太陽電池を備える。さらに、運動エネルギを取り込む、フレーム１２に組み込まれた装置により電力を提供してもよい。したがって、ゴーグルの動きが電力をもたらす。
【００５２】
さらに、フレーム１２は、例えばモダリティを変えるために、ゴーグル１０の加速度および／または動きを測定するための加速度測定手段を備えることができる。例えば、異なる情報を得るために、グラスの様々な部分を使用することができる。
【００５３】
図２は、光導体１８ａの概略的側断面図を示す。光導体１８ａは、光源２０ａ、とりわけＬＥＤから形成される駆動手段２０によって提供される光ビーム２４を散乱させるための出力結合構造物２２を備える。光導体１８ａは、外面２６および内面２８を含む。出力結合構造物２２または散乱粒子２２は、光導体１８ａの外面２６上および／または光導体１８ａの本体内に形成される。ゴーグル１０のグラス１４（図２には示さず。図１ｃを参照されたい）は、好ましくは光導体１８ａの内面２８に取り付けるが、概して光導体の外面に取り付けることもできる。
【００５４】
光ビーム２４を散乱させ、光ビーム２４を内面２８および利用者の眼に導き、または光ビーム２４を外面２６および他者、例えば指導者に導くために、出力結合構造物２２を設ける。光ビーム２４は、光導体１８ａを出ることができるように光ビーム２４を散乱させる出力結合構造物２２に当たるまで、全反射により光導体１８ａ内を無損失で導かれる。したがって、散乱粒子２２は、利用者および／または他者に与えられる均一な配光をもたらす。出力結合構造物２２は、好ましくはゴーグル１０の水側である外面２６に設ける。その理由は、出力結合構造物として塗料の点を使用する場合、通常は点の側面の反対方向に（この場合は利用者の眼に向かって）より多くの光が散乱されるからである。ただし他の種類の出力結合構造物では、これは当てはまらなくてもよい。
【００５５】
図３は、光導体１８ａの概略的側断面図を示す。光導体１８ａは、図２の光導体１８ａとほぼ同一である。駆動手段２０とは反対側の光導体１８ａの片端において、光導体１８ａに反射部分３０を取り付ける。光導体１８ａを通して結合され、散乱粒子２２において散乱されない光ビーム２４が反射部分３０によって反射される。したがって、光ビーム２４は光導体１８ａに跳ね返され、これにより光導体１８ａの効率が高まる。反射部分３０は鏡または高反射性のコーティングから形成しても、光導体１８ａ内への光の後方散乱を同じくもたらす、外縁を粗くすることによって形成してもよい。光導体１８ａが水中で使用されるとき、光導材料と水との間の屈折率のより小さな違いによりこの効果は低減される。
【００５６】
グラス１４の全域が同じ輝度で明るくなるように、光の均一性を高めるために、出力結合構造物２２間の距離および出力結合構造物２２の大きさを光導体１８ａにわたって変えることができる。光導体１８ａの全面にわたって均一な光の出力結合を得るために、光源に近い散乱粒子２２は、光源２０ａからより離れている出力結合構造物２２よりも低密度であり得る。出力結合構造物２２は、典型的には光導体１８ａの表面の１０〜１５％を覆う。出力結合構造物２２は、塗料の点を含むことができ、または光導体１８ａの表面内に形成される局所表面粗さもしくは小さなくぼみから形成することができる。
【００５７】
さらに、フレーム１２は白色の半透明ゴムから形成することができ、光がゴーグル１０のフレーム１２によっても拡散されるように、ＬＥＤをフレームに配置することができる。
【００５８】
光導体１８ａまたはアクティブホイル１８ｂは、グラス１４の全面を覆ってもよく、以下に記載されるようにグラス１４を少なくとも部分的に覆ってもよい。
【００５９】
図４は、アクティブホイル１８ｂの電極の構造を概略的に示す。このアクティブホイル１８ｂは、２つの電極３２、３４を備える。電極の一方３２は蜂巣状の形をした網として形成され、他方の電極３４は、円形に形成され、電極３２の蜂巣部分のそれぞれの中心に配置される。アクティブホイル１８ｂは、荷電され、着色された粒子３６を含む油性液体３５を含む。電極３２、３４に電圧を印加しない場合、粒子３６が液体３５内で均一に分散し、それにより層の透明度が低下する。電極３２、３４に電圧を印加する場合、粒子３６が電極３２、３４の一方または両方に引き寄せられ、透明度が高まる。したがって、電極３２、３４に電圧を印加することにより、アクティブホイル１８ｂの色および／または透明度を適合させることができる。電極３２は、例えば正方形、三角形等の任意の網構造を有することができる。
【００６０】
図５は、表示手段１８で部分的に覆われたグラス１４を平面図で示す。表示手段１８は、グラス１４の外縁においてグラス１４に取り付けられる、湾曲した薄いホイルから形成される。表示手段１８に信号を与えるために、円形の薄いホイルストリップの一端に駆動手段２０を配置する。
【００６１】
一実施形態では、駆動手段２０を少なくとも１つのＬＥＤから形成し、このＬＥＤから発せられる光を光導体１８ａ内に結合しまたは放出する。光導体１８ａは、出力結合構造物２２を表面に備える。光導体１８ａは、柔軟な材料、例えばシリコーンから形成することができ、保護層によって覆われてもよい。
【００６２】
代替的実施形態では、駆動手段２０を電圧源２０ｂとして設け、表示手段１８をアクティブホイル１８ｂとして設け、このホイルの透明度または色は上記のように電気的に適合できる。
【００６３】
代替的実施形態では、光導体１８ａを反射的な部分、層、またはホイルによって覆い、光源１８ａの光を反射させる。この実施形態では、光導体１８ａは必ずしも個別の出力結合構造物を含まない。
【００６４】
したがって、部分的に覆われたグラス１４でさえ、光信号を均一な分布で利用者の眼に与えることができる。
【００６５】
図６は、全体として４０で表されるフィードバックシステムを示す。システム４０は、上記のゴーグル１０、さらに測定もしくは特定手段４２、および／または入力手段４４を含む。ゴーグル１０は上記のゴーグル１０と概ね同一であり、入力手段４４および／または測定手段４２から信号を取得しもしくは受信するための受信手段４６をさらに含む。ゴーグル１０は、電気部品に電力を提供するための太陽電池４８をさらに備える。
【００６６】
入力手段４４からゴーグル１０の受信手段４６に信号を伝送するために、入力手段４４は伝送手段５０を備える。入力手段４４は、ゴーグル１０によって利用者に表示しまたは提示すべきメッセージを入力するための、キーボード５２または他の入力装置５２を備える。
【００６７】
したがってシステム４０は、利用者、特にゴーグル１０を使用する競泳者にフィードバックを与えるために使用することができ、入力手段４４を使用する指導者は、伝送手段５０によって受信手段４６にメッセージを送ることができる。指導者のメッセージは、ゴーグル１０の表示手段１８によって提示される光信号によって利用者に与えられる。
【００６８】
測定手段４２は、好ましくは、ゴーグル１０の受信手段４６に信号を伝送するための伝送手段５４、例えばＲＦ送信機または有線送信機を備える。測定手段４２は、利用者、具体的には泳いでいる利用者の物理的または生理学的パラメータ、例えばストローク回数、時間、効率、深さ、心拍、腰の回転、もしくは腰の向き等を測定するための測定装置５６をさらに備える。測定装置５６は、利用者の体のどこに配置してもよいセンサ、具体的には服に組み込んでも、オンボディセンサとして体に取り付けても、または任意の方法でゴーグルに組み込んでもよいセンサから形成され、ゴーグルに組み込む場合、ＲＦ送信機は不要だが有線伝送が好ましくは使用される。
【００６９】
さらに、利用者の環境の物理的パラメータを感知するための様々なセンサ５７を設けることができる。さらに、これらのセンサは利用者の体のどこに配置してもよく、具体的には服に組み込んでも、オンボディセンサとして体に取り付けても、または任意の方法でゴーグルに組み込んでもよい。前記センサ５７には、ゴーグルの加速度および／または動きを測定するための加速度センサ、磁気計、ジャイロスコープ、位置センサ、利用者の頭の向きを求めるための方位センサ（概して、向きは他のセンサによって得られる他の信号、例えば加速度センサおよび／または磁気センサの信号から得ることもできる）、および利用者の進行方向を測定するための磁気センサのうちの１つまたは複数が含まれ得る。
【００７０】
例えば、加速度センサは、ゴーグルを軽くたたくことによりモダリティを容易に変え、とりわけ頭の動きによりモダリティを変えるために使用することができる。
【００７１】
さらに、頭の向きを測定するためのセンサを設けることができる。信号処理は、場合により追加の知識（例えば信号を解釈可能な態様を制約する仮定）を使用し、他の身体部分の動きパラメータを推論することができる。
【００７２】
さらに、例えば既存の光学的方法を使用する、心拍数を測定するためのセンサをゴーグルに取り付けても、またはゴーグルの一部として設けてもよく、これによりこれらのセンサは、眼の横のこめかみにおいて測定を行う。
【００７３】
またさらに、利用者が進む正しい方向を評価するために、ゴーグル上に磁気センサを設けることができる。
【００７４】
概して本発明によれば、磁気計、ジャイロスコープ、および無線ベースのセンサなどの位置検出センサの使用を含む、様々なセンサおよび感知モダリティを使用することができる。
【００７５】
好ましい実施形態では、例えば１つまたは複数のＬＥＤによって生じる光信号を修正／変調するためにＬＥＤを動かすため、１つまたは複数のＬＥＤを越えて１つまたは複数のアクチュエータを設ける。具体的には、この目的のために振動式／接触式トランスデューサを使用することができる。
【００７６】
測定手段４２は、感知手段、すなわち測定装置５６およびセンサ５７によって与えられるデータを使用し、そのデータを、記憶手段４５内に記憶された予備知識を用いて処理手段４３によって処理し、処理した信号を伝送手段５４を使用することにより受信手段４６に与え、ゴーグル１０によりフィードバック信号を利用者に提示する。
【００７７】
したがってシステム４０は、他者、例えば指導者からのフィードバック、ならびに／または物理的および／もしくは生理学的パラメータを測定する測定手段４２からのフィードバックを提供することができる。
【００７８】
エネルギを供給するために、太陽電池４８ではなく他の手段を設けてもよい。例えば、伝送手段５０からのＲＦ伝送により、十分なエネルギを受け取るために、受信手段４６を使用することができる。さらに、（充電可能なまたは充電できない）電池など、エネルギを供給するための他の実施形態も存在する。
【００７９】
図７は、利用者にフィードバックを提示するための方法６０を例示するフローチャートを示す。ゴーグル１０内におよび／または利用者の体に設けられたセンサ（すなわち測定手段５６および／またはセンサ５７）が、物理的または生理学的パラメータを求め（６２）、測定したデータを前処理する（６４）ために好ましくは処理手段に提供する。予備知識６８を使用することによりデータを処理する（６６）ために、前処理したデータをさらなる処理手段に提供する。評価または性能制御７１を行うために、処理したデータを記憶手段の中に記憶する（７０）ことができる。処理手段は、ゴーグル１０の表示手段１８にフィードバックを与える（７２、７４）。測定されるデータは、処理する（６６）ために処理手段に直接伝送することができ、入力手段４４によって表示することができる。指導者は、利用者に位置付けられるプロセッサシステムにコマンドを送ることにより、またはゴーグル１０の受信手段４６に送られ、利用者に提示される信号もしくは情報を制御することにより、利用者へのフィードバックを制御することができる。
【００８０】
図８は、ゴーグル１０に使用する透明部分１４のさらなる実施形態を示す。透明部分１４は、２つの別個の透明な層１４ａ、１４ｂまたはグラス部分１４ａ、１４ｂから形成される。透明な層１４ａ、１４ｂまたはグラス部分１４ａ、１４ｂの間に表示手段１８をスタックするか挟む。上記のように、駆動手段２０を表示手段１８に結合する。この実施形態による表示手段１８は、上記のように光導体１８ａまたはアクティブホイル１８ｂから形成することができる。したがって、表示手段１８は、２つのグラス部分１４ａ、１４ｂの間で機械的に保護される。
【００８１】
図９は、ゴーグル１０に使用する透明部分１４のさらなる実施形態を示す。この実施形態によるゴーグル１０の透明部分１４ｃまたはグラス１４ｃは、光導体１８ｃを形成する。透明部分１４ｃまたはグラス１４ｃは硬い透明材料から形成され、透明部分１４ｃ内に光ビーム２４を投入するために透明部分１４ｃに光源２０ａを結合する。透明部分１４ｃは、上記のように光ビーム２４を散乱させるための出力結合構造物２２を含む。このようにして、光導体１８ｃが透明部分１４ｃに組み込まれる。
【００８２】
要約すれば、本発明は、フィードバックを利用者に与えるための、利用者にとってより快適なゴーグル、システム、および方法を提供する。
【００８３】
図１０は、本発明のさらなる実施形態による、透明部分１４の概略的側断面図を示す。この実施形態によるゴーグル１０の透明部分１４またはグラス１４は光導体を形成する。透明部分１４またはグラス１４は硬い透明材料から形成され、透明部分１４内に光ビーム２４を投入するために透明部分１４に光源２０ａを結合する。透明部分１４を、反射部分８０または拡散反射部分８０によって部分的に覆う。反射部分８０は、連続した層、ホイル、または塗料から形成される。反射部分８０は、好ましくは透明部分１４の表面上に形成され、グラス１４の端部８２にも配置される。この実施形態によれば、光源２０ａの光２４が透明部分１４を通して導かれ、反射部分または拡散反射部分８０から利用者の眼に反射され、好ましくは拡散反射され、または反射的に散乱される。したがって、この実施形態による表示手段は、光信号を利用者に与えるための容易かつ効果的な解決策をもたらす。
【００８４】
図１１は、図１０の実施形態による透明部分１４の概略的側断面図を示す。同一の要素を同一の参照番号で表し、ここでは違いだけを詳細に説明する。反射部分８０または拡散反射部分８０を保護層８４によって覆い、反射部分８０を環境の影響、具体的には水から保護し、それにより表示手段、とりわけ反射部分８０のロバスト性を改善する。
【００８５】
ゴーグルのロバスト性を全体として改善するために、本発明のあらゆる実施形態で保護層８４を使用することができる。
【００８６】
図１２は、本発明のさらなる実施形態による、透明部分１４またはグラス１４の概略的側断面図を示す。透明部分１４は、透明部分１４に組み込まれる反射部分８０または拡散反射部分８０を含む。反射部分８０の片端の透明部分１４に光源２０ａを結合し、これにより光源２０ａの光２４を反射部分８０によって反射させ、拡散反射させ、または反射的に散乱させ、利用者の眼に方向付けまたは導くことができる。反射部分８０を透明部分１４に組み込むので、ゴーグルのグラス１４のロバスト性がさらに改善される。
【００８７】
概して、反射部分８０または拡散反射部分８０は層またはホイルまたは反射塗料から形成することができ、通常は透明でなく、そのためグラス１４のこの部分は外部からの光を利用者の眼に透過させない。
【００８８】
図１３は、反射部分または拡散反射部分８０で部分的に覆われたグラス１４またはレンズ１４を平面図で示す。反射部分８０は、グラス１４の外縁８２においてサイクル形に形成される。反射部分８０は完全な円として、半円として、またはグラス１４の片側の一部として形成することができる。透明部分１４および反射層８０に光信号を提供するために、光源２０ａをグラス１４の片側に配置する。
【００８９】
図１４は、本発明の代替的実施形態を示す。フレーム１２にグラス１４が取り付けられる。フレーム１２に光源２０ａが組み込まれる。光源２０ａから透明部分１４に、そして利用者の眼に光２４を導くことができるように、フレーム１２を透明材料から部分的に形成する。さらに、フレーム１２を透明材料から部分的に形成するので、光２４はゴーグル１０の外側にも結合され、指導者などの他の人物に光信号を与える。したがってこの実施形態によるゴーグルは、利用者または他の人にフィードバックを与えるために使用することができる。
【００９０】
物理的または生理学的パラメータ、具体的にはストローク回数、時間、効率、深さ、心拍、腰の回転、または腰の向き等を測定するために、図６の測定手段５６および／またはセンサ５７も、フレーム１２および／またはストラップ１７に組み込むことができる。測定手段５６および／またはセンサ５７をフレーム１２もしくはストラップ１７に組み込む利点は、快適に使用できること、および頭のこめかみにおいて心拍などの生理学的パラメータを容易に測定できることである。
【００９１】
代替的実施形態では、とりわけ他の人に光信号を与えるために、光源２０ａをストラップに組み込む。
【００９２】
フレーム１２は、好ましくはシリコンなどの透明かつ／または柔軟な材料から形成され、光源２０ａの光を外部にまたはグラス１４に導くための光導体として働く。
【００９３】
さらなる実施形態では、接続手段１６および／またはストラップ１７が光導体として働くことができる。この場合、接続手段１６および／またはストラップが少なくとも部分的に透明であり、フレーム１２および／または少なくとも一方のグラス１４を少なくとも部分的に覆う。この場合、接続手段１６およびストラップ１７を互いにつないでもよく、または１つの連続したストラップから形成してもよい。
【００９４】
図１５は、光導体１８ａのさらなる実施形態の概略的側断面図を示す。光源２０ａから発せられる光ビーム２４を反射させるために、光導体１８ａを反射部分または拡散反射部分８０によって覆う。光源２０ａは、好ましくはＬＥＤとして形成される。光導体１８ａは、外面２６および内面２８を含む。光導体１８ａの外面２６上に反射部分８０を形成する。ゴーグル１０のグラス１４（図１５には示さず。図１ｃを参照されたい）は、好ましくは光導体１８ａの内面２８に取り付ける。光ビーム２４が、光導体１８ａにより利用者の眼に導かれ、光源２０ａの効率を高めるべく反射部分８０によって反射される。
【００９５】
光導体１８ａは、好ましくはシリコーンなどの柔軟な材料から形成され、接着剤によってグラス１４に取り付けることができる。
【００９６】
図１６は、グラス１４またはレンズ１４を支持するフレーム１２を含むゴーグルの概略図を示し、フレーム１２の表面には光導体１８ａが取り付けられている。利用者の眼に均一な配光を与えるために、光導体１８ａをグラス１４またはレンズ１４の周りに配置する。とりわけ、光源２０ａから発せられ、光導体１８ａを通してゴーグル１０の内部に導かれる光を導くために、フレーム１２は透明材料から形成することができる。
【００９７】
代替的実施形態では、光導体１８ａは半サイクルとして、またはグラス１４の片側においてフレーム１２に取り付けられる一部として形成することができる。フレーム１２は、シリコーンなどの柔軟な材料から形成することができる。
【００９８】
水泳用ゴーグルを用いて本発明を上述したが、本発明は、サイクリング、スキー、スケート、運転、シュノーケリングなど、ゴーグルを使用する他のスポーツにも使用することができ、また場合により、サングラスを使用する任意の屋外スポーツ、例えばゴルフ、ジョギング等にも使用することができる。
【００９９】
本発明を図面および上記の説明の中で図示し、詳しく説明してきたが、かかる説明図および説明は、限定ではなく説明的または例示的とみなすべきであり、本発明は開示した実施形態に限定されない。開示した実施形態に対する他の改変形態が、図面、本開示、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、実施され得る。
【０１００】
特許請求の範囲では、「含む」という語は他の要素または工程を除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数形を除外しない。単一の要素または他のユニットが、特許請求の範囲に記載のいくつかのアイテムの機能を果たすこともある。ある手段が互いに異なる従属請求項内で引用するという事実のみでは、これらの手段の組合せが有利に使用できないということを示さない。
【０１０１】
特許請求の範囲の中の任意の参照記号は、範囲を限定するものとして解釈すべきでない。
【図１ａ】
2013545503.tif 000003
【図１ｂ】
2013545503.tif 000004
【図１ｃ】
2013545503.tif 000005
【図２】
2013545503.tif 000006
【図３】
2013545503.tif 000007
【図４】
2013545503.tif 000008
【図５】
2013545503.tif 000009
【図６】
2013545503.tif 000010
【図７】
2013545503.tif 000011
【図８】
2013545503.tif 000012
【図９】
2013545503.tif 000013
【図１０】
2013545503.tif 000014
【図１１】
2013545503.tif 000015
【図１２】
2013545503.tif 000016
【図１３】
2013545503.tif 000017
【図１４】
2013545503.tif 000018
【図１５】
2013545503.tif 000019
【図１６】
2013545503.tif 000020
【国際調査報告】
2013545503.tif 000021
2013545503.tif 000022
2013545503.tif 000023