健身用智能镜子的制作方法

本发明与健身相关设备有关，详而言之，指一种可引导使用者进行健身运动的智能镜子。

背景技术：

按，科技应用于许多领域，运动/健身领域亦有许多新技术问世，其中一种为智能镜子(smartmirror)，智能镜子的镜面上可显示一个示范影像，如同一位健身教练指导学员健身一般，运动者可于该镜子的镜面同时看见自己及该示范影像，并跟随该示范影像实施健身动作，且能经由镜像即时修正自己的动作。

上述智能镜子让健身者能跟随该示范影像的步骤及节奏进行健身活动。然而，公知的健身用智能镜子于使用上有所缺失，因为镜子的高度固定、角度固定及位置固定，无法跟着使用者的身体活动而自动调整镜子的角度、高度与位置。智能镜子的固定方式有二种，一种是将智能镜子平贴在墙壁而使镜面保持垂直，另一种是将智能镜子倚靠墙壁或是架在地上而使镜面略微上仰，使用者坐下或躺下进行运动(例如仰卧起坐)时，难以由镜面看到自己全身。同样的，使用者运动中使头部超出镜面的左右范围时，亦难以由镜面看到全身，妨碍使用者经由镜像修正自己的动作。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种健身用智能镜子，其具有一镜体，并使该镜体可依据使用者的运动姿势或位置自动调整角度及/或高度及/或左右位置，令使用者可由镜体的镜面看见自己。

本发明所提供的一种健身用智能镜子，可引导一使用者进行健身运动；该健身用智能镜子，包含有：

一基架；

一镜体，设在所述基架上，可供所述使用者观看其镜面所反射的虚像；

一显示装置，设在所述镜体的后方，并于该镜体显示供所述使用者观看的资讯与影像，所述影像含有供所述使用者跟随进行运动的引导影像；

其特征在于：

所述镜体以可位移的方式设在所述基架上；

一驱动装置，设在所述基架与所述镜体之间，以电动方式驱动所述镜体位移；

一推判单元，可推判跟随所述引导影像进行运动的使用者的姿势或位置；以及

一控制单元，与所述驱动装置及所述推判单元电性连接，可依据所述推判单元所推判的所述使用者的姿势或位置控制所述驱动装置，以控使所述镜体位移至有利于所述使用者观看自身虚像的位置。

以此，本发明的健身用智能镜子会根据使用者的运动姿势或位置自动且即时地调整该镜体的角度及/或高度及/或左右位置，使镜体的镜面时时朝向使用者，让该使用者在任何运动姿势或位置均能在该镜体的镜面中看见自己的虚像。

较佳地，所述基架的上下方向定义一纵向；所述基架的左右方向定义一横向；所述驱动装置带动所述镜体于该纵向上及/或该横向上位移，包括：角位移(角度转动)、升降位移及左右位移，以改变所述镜体的位置，包括：所述镜体的角位置、高度位置及左右位置。

较佳地，所述推判单元以推测、侦测或感测方式推判所述使用者的姿势或位置。

较佳地，该推判单元包含有一垫体，设置于所述基架的前方地面，供所述使用者于其上运动；所述复数感测器设置于该垫体

较佳地，复数感测器为压力式感测器。

较佳地，推判单元可推判跟随所述引导影像进行运动的所述使用者的头部或眼睛所在位置；所述控制单元可依据所述推判单元所推判的所述使用者的头部或眼睛所在位置控制所述驱动装置，以控制所述镜体位移至有利于所述使用者观看自身虚像的位置。

较佳地，镜体可相对于所述基架以一横向的枢轴偏转，并且可偏转至一使其镜面下俯的角度；所述推判单元可推判跟随所述引导影像进行运动的所述使用者的头部或眼睛所在位置；所述控制单元可依据所述推判单元所推判的所述使用者的头部或眼睛的位置高低控制所述驱动装置驱动所述镜体以所述枢轴偏转，以控使所述镜体偏转至有利于所述使用者观看的角度。

附图说明

本发明的目的、特征以及所达成的功效可由下述较佳的实施方式与实施结构的说明及图式获得了解，其中：

图1为本发明的健身用智能镜子的构成示意图。

图2至图5为显示使用者利用本发明的智能镜子实施健身运动的示意图。

图6为本发明的智能镜子控制镜体位移的第一种方式的示意图，显示使用者随着运动课程的播放进行运动。

图7为本发明的智能镜子控制镜体位移的第二种方式的示意图，显示侦测使用者的姿势与位置以控制镜体位移。

图8为本发明的智能镜子控制镜体位移的第三种方式的示意图，显示感测使用者的姿势与位置以控制镜体位移。

图9为本发明的智能镜子的第一种实施结构的立体示意图，图中以透视的方式显示该镜子的若干内部结构。

图10为图9的10-10剖线的剖面示意图。

图11为显示图9的智能镜子的镜体及驱动装置的后视立体图。

图12为本发明的智能镜子的第二种实施结构的立体示意图，图中以透视的方式显示该镜子的若干内部结构。

图13为图12的13-13剖线的剖面示意图。

图14为显示图12的智能镜子的镜体及驱动装置的后视立体图。

图15为本发明的智能镜子的第三种实施结构的立体示意图，图中以透视的方式显示该镜子的若干内部结构。

图16为图15的16-16剖线的剖面示意图。

图17为图15的17-17剖线的剖面示意图。

图18显示图15的智能镜子的镜体及驱动装置的后视立体图。

图19为本发明的智能镜子的第四种实施结构的立体示意图，并显示图8的推判单元收容于基架中。

图20为图19的大部分解立体示意图。

图21为图19的侧视图，其中，基架的底部以剖面表示。

图22为本发明的智能镜子第五种实施结构的立体示意图，显示将该智能镜子装设一运动垫。

图23为图22的立体示意图，显示将运动垫收入该智能镜子。

其中，10(10a～10e)健身用智能镜子；20基架；22空间；24嵌槽；25收容室；26开口；28运动垫；30镜体；32框架；34枢轴；36、38齿条；39嵌接件；40控制单元；42显示装置；44推判单元；46语音装置；48网络模组；50驱动装置；51、57电动马达；52、58转动轴；53、59齿轮；60压力感测式垫体；62感测器；64卷轴；66手柄；70引导影像；72虚像；h横轴；v纵轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1及图2，为本发明的健身用智能镜子10(以下简称智能镜子)的构成示意图，其包含有：一基架20与一装设于该基架20中并可位移的镜体30，以及一控制单元40、一显示装置42、一推判单元44、一语音装置46、一网络模组48和一驱动装置50。该智能镜子10可根据健身者运动当时的身体姿势或位置自动调整该镜体30的角度及/或高度，让运动者能从该镜体30的镜面上看到自己。

所述的推判单元44可推定或判断运动者的身体姿势或位置，所述的判断包含，例如但不以此为限，以侦测或感测的方式判断运动者的姿势、位置与高度。所述的控制单元40并依据推判单元44的推判结果而通过所述的驱动装置50控制该镜体30位移及镜体的位置。在本发明中，控制镜体30位移主要是为了迎合运动者观看镜面的视角，所以推判单元44可能直接推定或判断运动者的头部或眼睛所在位置，也可能经由推定或判断运动者全身的姿势、位置或身体局部(例如躯干、四肢)的姿势、位置而间接推定头部或眼睛所在位置。

本说明书及申请专利范围所述的镜体30位移包括：镜体30的角位移(即镜体转动、改变角度)、升降位移、及左右位移。所述的镜体30位置包括：镜体的角位置(角度)、高度位置与左右位置。

请参阅图6，本发明的智能镜子10具有一基架20以及一装设于该基架中并可位移的镜体30，该基架20于左右方向形成一横轴h，于上下方向形成一纵轴v，较佳地，所述的横轴h与纵轴v相互垂直。所述的镜体30的角位移包括：该镜体30于该基架20的横轴h的轴线上仰或下俯的转动，以及于该纵轴v的轴线向左或向右地转动。所述的升降位移为沿着纵轴v上下移动至较高或较低的位置。所述的左右位移为沿着横轴h往左或往右平移。该镜体30可为二维的位移或三维的位移，例如，同时沿着基架20的横轴h及纵轴v转动或移动。

本说明书公开三种本发明的控制方式，使本发明的智能镜子10自动控制镜体30位移(例如角位移、升降位移、左右位移等)、改变镜体位置(角位置、高度位置及左右位置)，其中，第一种方式为使用者随着运动课程的引导影像进行运动，并依据当前的课程内容控制镜体位移；第二种方式为利用影像辨识技术控制镜体位移；第三种方式为利用感测使用者的姿势、位置与身体高低控制镜体位移。所述第二种及第三种控制方式亦可能应用在使用者跟随引导影像进行运动的使用形态。下文说明此三种控制镜体位移的方式。

请参阅图6，播放运动课程，使用者系跟随该引导影像70进行运动，该智能镜子10随着运动课程的播放进行而自动调整镜体30的角度及/或高度，尽可能使运动者能从镜体30的镜面观看自己的全身。

请参阅图6，本发明的第一种方式为播放运动课程，并让使用者跟随该运动课程的影像实行运动动作，如同一位健身教练引导健身。本发明的较佳实施例通过所述的显示装置42将运动课程的引导影像70显示于镜体30的镜面上，运动者除了可在镜面上看见该引导影像70之外，并可观看自己反射于镜面上的虚像72。该引导影像70中的人物可为真人或是人体的头部与四肢的人物构形，运动者依照该引导影像70的动作进行运动。该显示装置42可使该引导影像70显示于镜面的中央，或显示于镜面的角落。

该智能镜子10的推判单元44会依据该运动课程的引导影像70的姿势推测运动者当时的姿势或位置，而驱动镜体30位移，自动调整镜体的角度及/或高度，例如，该运动课程播放过程中，该推判单元44可通过软件或其他方式分析或接收该引导影像70的运动姿势而可判断或推测使用者当下或即将进行的动作。请参阅图2，当目前播放的引导影像70的引导动作为基本上站立的运动动作时，例如引导影像在示范或要求开合跳时，该推判单元44推定使用者此时将站立进行开合跳运动，该控制单元42依据推判单元44的推判讯号，驱使该驱动装置50控制该镜体30的镜面直立、及/或将镜体上升至较高的位置、或使镜面略微上仰，运动者于站立运动的状况下便可从镜面上看见自己全身的虚像。当引导影像70在示范或要求运动者进行仰卧起坐时，如图3所示，该推判单元44推定运动者此时躺下进行仰卧起坐，该控制单元42便根据推判单元44的推判结果，驱使该驱动装置50控制该镜体30的镜面下俯、及/或将镜体下降至较低的位置，运动者便可于躺下或身体姿势较低的运动动作中从镜面上看见自己全身的虚像。

该推判单元44可由所述引导影像示范或要求的运动推判跟随进行运动的使用者的头部位置，当引导影像70示范或要求站立的运动时，人体的头部位在较高的位置，该驱动装置50控制该镜体30在直立的状态、较高的位置，并使其镜面略微上仰，迎合头部位置及眼睛视角。该镜体30可于预定仰角内上仰或预定俯角内下俯，例如，最大仰角及最大俯角各为5度，故可以横轴h的轴线在10度的范围内上下转动。

请参阅图4、图5，当引导影像70的引导动作示范或要求使用者往二侧运动时，例如向左、右跨步或跳跃，该推判单元44推定使用者此时将往左侧或右侧位移，该控制单元42便依据推判单元44的推判讯号，驱使该驱动装置50控制该镜体30往左侧或右侧转动或位移，让使用者能够在左侧或右侧的位置从镜面上看见自己的虚像。该镜体30可于预定角度内以纵轴v的轴线为中心向左或向右转动预定角度，例如，向左或向右最多各转动5度。

由于镜体30的镜面保持面向使用者，因此，不论使用者的头部位于何种高度、使用者位在镜子10的左侧、右侧或正前方，均能清楚、完整的看见引导影像及自身虚像，确保运动效果。

本发明的第二种控制镜体30自动调整角度及/或高度的方式为利用影像辨识技术侦测使用者的姿势、位置与高低，判断使用者目前是站立或坐、躺，亦可能直接侦测使用者的头部或眼睛所在位置。为达成此种影像辨识技术，请参阅图7，该推判单元44可为装设于该智能镜子10的摄像装置，或光学式感测器、红外线感测器、热感测器或其他可侦测人体的装置。影像辨识的具体手段为成熟的先前技术，且非本发明的主要发明标的，容不赘述。通过对于使用者的影像辨识，便能侦测使用者站立或是坐、躺，及使用者的位置(尤其是使用者头部或眼睛的位置)，该控制单元40依据推判单元42的侦测结果，令该驱动装置50驱动该镜体30位移，使得镜体30随着使用者站立、跳跃或坐姿的运动状态而位移(往上、往下角位移或升降位移)，或依使用者所处位置而位移(往左、往右转动、或往左、往右位移)，进而改变镜体的位置(角位置、高度位置或左右位置)，该智能镜子10便能如图2至图5所示，依据使用者的身体位置及高低，控制该镜体30的位移与位置，让镜面随时朝向使用者，尽可能使运动者能从镜体30的镜面观看自己的全身。

本发明的第三种控制镜体30自动调整角度及/或高度的方式为利用感测的方式感测使用者的姿势、位置与高低，以判断使用者站立或坐、躺等姿势。请参阅图8，所述的推判单元44包括若干感测器62，设置于该基架20前方，用以感测使用者的位置或其姿势。较佳地，该推判单元44包括一垫体60以若干个规律分布地设置该垫体中的感测器62，包括但不限于：触动式感应器、压力式感测器(重量感测器)、光电感测器等，并以重量感测器为佳。由感测重量变化或感应面积的大小，以判断使用者的姿势与位置。详而言之，该等压力感测器62，可以感测落在该垫体60上的重量，并以受压部位的数量或面积，判断使用者目前是站立或坐、躺。例如，该当垫体60上感测到荷重的感测器62的数量较少或垫体上的受压面积小、单位面积的应力大，可判断健身者为站立；反的，当该垫体60感测到受压的感测器62的数量较多或受压的面积较大，且单位面积的应力较小，便可判断健身者为坐着或躺着进行健身运动。该控制单元40依据推判单元42的感测器62的感测结果，令该驱动装置50驱动该镜体30位移，该智能镜子10便能如图2至图5所示，依据使用者的运动姿势及位置，控制该镜体30的位移与位置，使镜面保持朝向使用者，尽可能让使用者能从镜体30的镜面观看自己的全身。

通过所述的三种自动调整镜体的方式，该智能镜子10于使用时，使用者面对镜体进行健身运动时，该智能镜子10可感测运动者并依据运动者的身体姿势或位置自动调整镜体角度及/或高度，以利使用者在各种运动姿势下观看镜中的自己。

下文说明本发明的智能镜子的若干较佳实施结构，以控制镜体30的位移。图9显示本发明第一种实施结构的智能镜子，以标号10a表示，所述的构成设置于该智能镜子中。本说明书以标号10统称本发明的智能镜子。

请参阅图9及图10，该智能镜子10a具有一基架20以及一面镜体30，该基架为一镜架，其正面往内凹设一空间22，供该镜体30设置于空间22，并使该镜体30装设于基架20的正面，供运动健身者由镜体30的镜面看见自己反射于镜面上的虚像。该镜体30可于该基架20的横轴h上转动(角位移)。本实施结构的镜体30的背面固接一框架32，该框架32以一横向的枢轴34枢接于该基架20，使得镜体30可于该基架20的横轴h上转动。该枢轴34可设于镜体30任何位置，例如位于镜体的中央处，不以图式的设置于镜体的底侧为限。

所述的驱动装置50设置于该基架20与镜体30之间，以带动镜体位移/转动。请配合参阅图11，该驱动装置50具有一固设于该基架20的电动的步进马达51，该电动马达51转动一转动轴52时，可由若干齿轮53与框架32的若干弧形的齿条36的啮接关系带动该镜体30于该横轴h上转动。因此，本实施例的驱动装置50可驱动该镜体30依该横轴h的轴线上、下转动，使镜体30的镜面可往上转动预定仰角、以及往下转动至朝向地面的预定俯角。

该控制单元40为智能镜子10的运作中心，控制该智能镜子的作动。该控制单元并内建有记忆设备以及可外接的记忆设备，以储存供该智能镜子运作的驱动程式、作业系统、app应用程式，以及必要的档案，例如健身/运动的示范引导影片，以及运动/健身的运动程式。

该显示装置42位于该基架22的空间22中，位于该镜体30后方，可连结于该镜体30的背面而随着镜体一起位移，亦可固定于基架，不随镜体移动。该显示装置42将影像以及图片、图像、图形、讯息等各式资讯显示于该镜体的镜面上。所述的影像为各种目的的影像，包括：健身动作的分解及说明的影像、连续性动作的健身示范的引导影像等；所述的资讯包括：一般资讯与运动资讯，一般资讯包括：日期、时间、文字(例如鼓励性文字)等，运动资讯包括：心搏率、卡路里、运动进行的时间、运动曲线图、运动进度及统计、运动目标值及达成率等。该镜体30为半透镜的平面镜；该显示装置42的各种影像及资讯可穿透镜体30并显示于该镜体的镜面，使者观看镜体时，可在镜面上同时看见自己的虚像72(如图6)及该显示装置42显示于该镜体上的影像(包括引导影像70)、图片及资讯。

该语音装置46为喇叭(扬声器)，以发出各式声音，使该智能镜子可随着使用状态发出各种的声音或语音，例如提示音、影像的声音、鼓励健身者的话语等。该语音装置46另包括声音接收模组，使用者可通过语音控制该智能镜子。

该网络模组48为无线网络模组及/或有线网络模组，使智能镜子10可透过网络连接云端，或与手机、电脑、平板等各种智能设备连接，以更新及传输资料，并接收运动课程。

此外，智能镜子10更可设置蓝牙模组，与其他蓝牙设备无线连接并传输资料。以及设置一电源模组，控制智能镜子的开、关机。

下文将叙述的智能镜子的实施结构同样包含有：控制单元40、驱动装置50、显示装置42、推判单元44、语音装置46、网络模组48及蓝牙模组，此等构件的作用及功能如上文的第一种实施结构所示，容不赘述。

请参阅图12及图13，为本发明的智能镜子10的第二实施结构，并以标号10b表示，该智能镜子10b同样具有一基架20、一面装设于该基架20的空间22中并可位移的镜体30，以及一驱动装置50，装设于该空间22中并连接该镜体。该基架20及镜体30可由第一实施结构获得理解，容不赘述，相同的元件使用相同的标号。该驱动机构50可带动该镜体30于基架20的横轴h的轴线上下转动(角位移)，使该镜体的镜面可转动呈朝上的仰角或朝下的俯角。

请配合参阅图14，该驱动装置50于本实施结构为一电动的伸缩构件54，具有相互穿接的一主体55以及一伸缩杆56，并可驱动该伸缩杆56伸出或缩入该主体55。亦即，该伸缩构件56可改变其轴向的长度。

该伸缩构件54二端分别为一第一与第二枢接端，其第一枢接端541枢接于基架20，而第二枢接端542枢接于该镜体30，例如由一枢杆543枢接于该镜体的框架32。请参阅图13，该二枢接端541、542及该枢轴34(该镜体30枢接于该基架20的枢接处)可连接成一三角形，该伸缩构件54为该三角形的一个边，伸缩构件54伸长或缩短时，即该三角形的该边的长度增、减时，可改变三角形的形状，进而驱使该镜体30以横轴h的轴线转动。

可理解的是，本实施结构及第一实施结构可改变成该镜体30的转动方向，将镜体的枢轴34枢接于该基架20的顶壁及底壁，使该驱动装置50带动该镜体30以该纵轴v的轴线于基架20的二侧转动，令镜体30的镜面可转动至左侧及右侧。

请参阅图15至图17，为本发明的智能镜子10的第三种实施结构，并以标号10c表示，该智能镜子10c同样具有一基架20、一面装设于该基架20的空间22中的镜体30，以及一驱动装置50，装设于该空间22中并可驱动该镜体移动。于本实施例，该驱动装置50系驱动该镜体30沿该基架20的纵轴v的轴线上下位移。

请配合参阅图18，该驱动装置50具有一固接于该基架20的电动步进马达57，该电动马达57转动一转动轴58时，通过该转动轴58上的若干齿轮59与框架32所设的若干纵向的齿条38的啮接关系带动该镜体30于该纵轴v的轴线上下移动，该框架32二侧所设的嵌接件39嵌设于该基架20二侧的内壁面的纵向嵌槽24中，使镜体30确实沿着该纵轴v移动。

可理解的是，本实施结构可改变成该镜体30的位移方向，将镜体的框架32的齿条38及基架20的嵌槽24沿着基架的横轴h的轴线设置时，可使该驱动装置置50带动该镜体30于该基架的横轴h的方向左右位移。

图19至图21为本发明的健身用智能镜子的第四实施结构，并以标号10d表示，本实施结构为图8的智能镜子的实施构造。该智能镜子10d具有一基架20、一面装设于该基架的镜体30，该镜体可由一驱动装置(图未示)带动而可沿该基架的纵轴v及/或横轴h的轴线位移，所述的驱动装置控制该镜体30位移的方式可为所述第一至第三实施结构的任一实施结构所示者。

本实施结构的推判单元44为图8所示的压力感测式垫体60，该垫体60上设置有复数个规律分布的感测器62。请参阅图19至图21，该垫体60可由一卷轴64卷收于基架20底部的收容室25中，以节省空间，垫体60可以手柄66手动地卷收，或以蜗形弹簧(未示)或类似的弹性元件自动卷收。欲使用时，自该基架20底部的开口26将该垫体60拉出使用，使该垫体位于基架20正前方的地面上。

图22及图23为本发明的健身用智能镜子的第五种实施结构，并以标号10e表示。该智能镜子10e的基架20、镜体30及驱动装置可为图9至图18的第一至第三实施结构的任一所示。本实施结构进一步于该基架20底部装设一运动垫28，可自基架20底部的收容室25拉出使用或收回该收容室，该收容室25及运动垫(瑜珈垫)28的卷收方式可如所述第四实施结构所示。

运动者使用本发明的健身用智能镜子10进行健身运动时，该智能镜子10可自动控制及调整该镜体30的角度及/或高度，使镜面朝向运动者，让运动者能从镜面看见自己。本发明的健身镜子10以该控制单元为运作核心，依该推判单元44的推判结果，控制该镜体30于纵轴v及/或横轴h的轴线产生二维或三维的位移。该推判单元44可推测、感测及侦测辨识使用者的动作，并判别使用者的身体姿势或位置，该控制单元40依据该推测结果，透过该驱动装置50转动及/或移动该镜体30，使其镜面保持朝向运动者，让运动者在运动过程中的各种姿势或位置均可在镜体的镜面看见自己的虚像，确保学习效果，保持运动姿势的正确性或修正运动姿势。

于应用上，本发明能通过该推判单元44可录影使用者的动作，并于镜面上同时播放使用者的运动动作与引导影像，提升运动者与该智能镜子的互动及运动训练效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。