无线电频率识别技术触发的个人运动装置

摘要

一种在比赛中被跑步者佩戴的个人运动装置。跑道设置有沿跑道的多个垫。该垫具有天线且产生磁场。该个人运动装置具有芯片系统，该系统具有RFID标签和显示器。当跑步者沿跑道前进时，RFID标签在每个垫处被触发且赛跑的数据显示在显示器上。

说明书

相关申请

本申请要求于2007年3月30日递交的美国临时专利申请NO.60/909,212的优先权，且该申请通过引用合并于此并成为本申请的一部分

技术领域

本申请通常设计一种用在体育活动中的个人装置，更具体地，涉及一种被诸如跑步者这样的运动者佩戴的装置，其中，该装置具有通过RFID源触发的功能。

背景技术

跑步是一项很受欢迎的健身形式。结合一般的跑步活动，跑步者通常在诸如马拉松、5英里、10英里或其它各种距离的赛跑这样的赛跑中进行练习。为了判断健身的水平和进程，跑步者通常要记录完成赛跑所花费的时间。跑步者通常利用并入到传统腕式手表中的秒表来记录花费的时间。在跑步者沿跑道前进时通过手动按下手表上的圈/分段按钮，这种表可具有储存分开时间段的能力。技术上的进步已经提出了更精确的时间保持手段，它特别是用在上百甚至上千跑步者进行锻炼的情况下的赛跑活动。例如，一种系统提供了利用无线电频率识别(RFID)技术的自动计时系统。在该系统中，具有并入到其中的天线的垫(mat)被放在跑道的起点、终点和其它计时位置。跑步者佩戴微型应答器，在跑步者沿跑道前进时其与垫相互作用。当跑步者进行比赛时，时间自动地经由应答器与垫之间的相互作用而被保留。时间数据被发送到竞赛工作人员可以监视竞赛过程以及每个参与者的时间的中央单元。

这些类型的竞赛系统通常被竞赛组织者管理。因而，时间数据被竞赛组织者控制。使用与该系统关联的官方竞赛应答器，跑步者对时间数据有受限制的控制且不能容易地获得以进一步使用该时间数据。此外，装置通常会退回给竞赛组织者。在应答器可以独立购买的某些情况下，应答器通常不会具有可用于其它利用同类计时系统的竞赛的功能。因而，尽管某些竞赛装置提供了各种有利特点，但是它们无一不具有某些限制。本发明寻求克服某些限制和已有技术的其它缺点，并提供一种此前无法获得的新特点。

发明内容

本发明披露一种个人运动装置，具有被RFID源触发的功能。在一个示例性实施例中，个人运动装置与自动计时系统一起使用，该系统利用了RFID技术。

根据本发明的一个方面，个人运动装置在赛跑中被跑步者佩戴。跑道设置有沿跑道的多个垫。该垫具有天线且产生磁场。个人运动装置具有芯片系统，该芯片系统具有RFID标签和显示器。当跑步者沿跑道前进时，RFID终点在每个垫处被触发，且在显示装置10上显示分段时间以及总的经历时间。

根据本发明的另一方面，目标分段时间可被上载到该个人运动装置。在跑步者沿跑道前进时，实际的分段时间显示在目标分段时间附近，以让跑步者进行比较。额外的功能可以设置在该装置中，以为跑步者提供额外的步速信息。

根据本发明的另一方面，装置配备有显示器，其为双稳态显示器。该双稳态显示器设计为永久地显示跑步者在赛跑中的结束时间。该装置用作赛跑的纪念品或收藏品。

这些或其它目的和优点可从附图的随后说明以及本发明的详细描述中得到更好的理解

附图说明

图1显示了示例环境中佩戴本发明的个人运动装置的运动员；

图2是与本发明的个人运动装置一起使用的芯片系统的示意性方框图；

图3是与本发明一起使用的跑道和计时系统的示意图；

图4是图1所示的个人运动装置的前透视图；和

图5是本发明的个人运动装置的替换实施例的前透视图。

具体实施方式

尽管本发明可以具有许多不同形式的可能实施例，但是在附图中显示且在本文详细描述的是本发明的优选实施例，应理解，本公开内容应被认为是本发明原理的例子且不应用于将本发明的范围限制到所示的实施例。

一种个人运动装置显示于图1中且通常标记为附图标记10。在后文将更详细描述的一个示例性实施例中，个人运动装置10是手镯10的形式，且在诸如马拉松或其它计时赛事这样的跑步运动中被运动员佩戴。个人运动装置10利用通常可并入到计时赛事中的计时系统12。通常随着个人运动装置10的更详细描述而会对该计时系统12及其增强的功能性进行描述。

计时系统通常包括多个垫14和控制器16。图1显示了垫14的侧视图且图3显示了多个垫14的示意性平面图。垫14通常是平坦构件，具有嵌入在垫14中的天线18(示意性地显示)。在某些示例性实施例中，多个天线18可嵌入在垫14中。垫14的尺寸为易于适应期望参与赛事的跑步者的数量。控制器16可操作地连接到垫14(一个或多个)且具有读取器12以及相关的操作性部件，如公知的电源、显示器和其它信号部。应理解，控制器16可包括多个控制器16，其中控制器16与每个垫14关联，且其中，控制器16包括用于收集和管理时间数据的中央单元(central location)。

如图3进一步示意性示出的，多个垫14沿跑道22放置。例如，垫14放在跑道起点24以及终点线26处。此外，多个垫14沿跑道22放在中间位置。对于马拉松赛事，例如，垫14可定位在跑道的每英里标记处。如后文详细描述的，个人运动装置10在赛事中与计时系统12相互作用。应理解，运动员可利用其它诸如应答器形式的芯片这样的其它装置，该应答器通常佩戴在运动员的鞋上。但是，这些类型的芯片仅具有有限的相互作用能力。

如图1、2、4和5所示，个人运动装置10通常包括附接构件32、和与之附接的芯片系统34。芯片系统34通常是小型数据和信号接收/发射装置34的形式。

在本发明的一个示例性形式中，附接构件34采取带子36的形式，其适于绕跑步者的手腕佩戴。带子36可以用回弹的、弹性类型的材料制造，具有结实的环的形式，其中，带子38可以容易地在手上伸展并以通常的贴身方式佩戴在手腕上。在替换的形式中，附接构件32可以包括不同类型的附接结构，如带扣、卡扣、钩环紧固件或其它类型的紧固件，如果需要的话。附接构件32可以在结构中包括允许构件32经由破坏而佩戴在手腕上的破坏部(break)。附接构件32还可在其上包括其它所需的标记，以及各种不同的颜色。附接构件32还构造为和设定尺寸为盛装并支承芯片系统34。

如图2所示，芯片系统34能接收和发射信号及数据并通常包括应答器38、微处理器40和显示器42。应理解，该芯片系统部件可操作地连接，以提供本文所述的功能和相互作用。

在本发明的示例性形式中，应答器38是主动或被动RFID芯片或标签(tag)38。RFID标签38能接收诸如来自垫14的磁信号这样的初始信号并响应该初始信号发射应答。微处理器40可采取许多不同的形式且通常是能处理或控制与装置10和计时系统12之间相互作用有关的步骤、动作和命令的单元。微处理器40具体包括单个计时器44，用于准确记录时间。当描述与计时系统12一起使用的装置10的操作时，与微处理器40有关的具体功能性特点将在后文详细描述。

微处理器40还包括存储器46。存储器46可以是诸如EEPROM这样的小型闪存，且约1k的容量，尽管存储器的容量可以变化。微处理器40还包括电源48，如电池48。电池48可采用各种形式，且在示例性实施例中，电池48可以是纸电池或类似的用在助听器中的电池。最后，显示器42可以是诸如柔性、塑性LED或LCD这样的简单显示器。显示器42可以是柔性的以贴附手腕的轮廓。显示器42安装在跑步者能容易地观察显示器42的位置。此外，芯片系统34还包括使用者输入模块45，其中，运动员可以按需要输入信息。如在后文详细描述的，芯片系统34还可具有用于无线通信的通信元件49。应理解，芯片系统34的各种部件可以容纳在小型壳体中，该壳体被附接构件32支承。应进一步理解，芯片系统34能与其它类型的装置进行无线发送和总体无线通信，以及如果需要配备有数据发送端口。

以马拉松赛事为例来描述个人运动装置10的操作。如上所述，垫14沿指定的跑道22定位(图3)。垫14定位在跑道22的起点24处以及在限定了终点线26的跑道终点处。此外，多个其它垫14沿跑道22定位在中间位置，如在每英里标记处，从1号英里标记到26号英里标记。例如，配备有适当天线等的垫14将产生来自垫14的磁场F(图1)。

参加马拉松比赛的跑步者在其手腕撒花姑娘佩戴装置10，其中装置10可被简单地当做手镯。当跑步者开始赛跑时，在起点线24处的垫14经由所产生的磁场F触发RFID标签38，这又起动了微处理器40的计时器。所经过的赛跑时间也显示在显示器42上。沿跑道的每个相继的垫14类似地触发RFID标签38并在显示器42上显示英里分段时间。芯片系统34被设计为在显示器42上将分段时间显示数秒并随后将显示器42改变为继续显示经过的赛跑时间。装置10还具有振动信号、声音信号或其它类型的信号，来指示跑步者观察显示器42以查看分段时间。应进一步理解，当RFID标签38在英里标记处被触发时，分段时间也被保存在存储器46中。在终点26处，在终点线处的垫14触发RFID标签38，以记录并显示最终的赛跑时间并停止计时器44。在典型的构造中，跑步者使用手表并在沿跑道到达每英里标记时按下手表上的圈/分段按钮。个人运动装置10可被认为是一种简单的跑步者计时器，其中圈/分段按钮被在英里标记处作出提示的RFID以及装置10和计时系统12之间的相互作用而替代。分段时间和结束时间随后可自动地被每个跑步者个人记录，消除了跑步者需要手动处理的需要。此外，该信息可立即显示给跑步者，而不是仅被受到竞赛组织者管理的计时系统12的控制器保存。直到现在，这种数据都不能通过显示在显示器42上而立即被使用者获得。

个人运动装置10还可具有增强的计时能力。例如，跑步者可以设计具有所需目标分段时间的赛跑计划。在赛跑之前，使用者上载目标分段时间并将该时间存储在装置10的存储器46中。上载可以从诸如个人电脑、属于赛跑组织者或其它有权单位的信息站这样的各种地点进行，并进一步通过数据端口连接或无线传输来完成。相对于具体的马拉松比赛，信息站可以按需要计算校正的英里分段时间并将时间放在装置10上的存储器46中。在赛跑过程中，在每英里标记处，显示器42显示如上所述的真实分段时间以及预先输入到装置10中的目标分段时间，以让跑步者比较。微处理器40可具有额外的通信能力，以给跑步者指示跑步者是否如跑步者预设的那样处于合适步速、步速超前、或步速落后。

在另一示例性实施例中，个人运动装置19可采用功能性上更简单的形式且仅显示赛跑的结束时间。因而，个人运动装置10在跑步者经过起点线时激活且计时器44在跑步者沿跑道22前进时保存时间。在跨过终点线26时，最终的时间被显示在显示器34上，如图5所示。在该实施例中，显示器42优选是双稳态显示器42A，其中结束时间永久地显示在显示器42上。当显示器42是双稳态显示器时，显示器42不需要电力来持续显示该结束时间。如此，个人运动装置10可以用作赛跑的纪念品或收藏品以放置在书架或壁炉架上。

如所讨论的，个人运动装置10可以具有无线传输功能。装置10可以将跑步者的计时信息发送到另一计算机，该计算机可以将该信息发送到诸如具有额外功能的网站这样的另一位置。例如，网站可以显示额外的用于比较的赛跑时间或在特定小组中的跑步者的赛跑时间。网站可以是属于比赛组织者的网站或与跑步者有关的独立网站。应理解，在本发明的另一示例性实施例中，装置10可不包括显示器42。在该结构中，包括分段时间在内的赛跑数据可被下载到诸如用于额外传送到网站的信息站这样的另一计算机。

应理解，个人运动装置10被编程成具有独特的RFID序列号。该独特的号码可以与个人的姓名和个人信息有关。因而通过与比赛组织者进行适当的合作，个人运动装置10可以用于例如在信息站或其它中央单元处进入比赛。所有相关的信息被包含在装置10中，注册可以得到改进且更高效。诸如信用卡这样的支付功能或其它信息也可以并入到装置10中，以进一步增强注册功能。

应理解，在手腕上佩戴个人运动装置10是本发明的一个示例性形式。如果需要的话，装置10还可以佩戴在诸如手臂、衣服、具有显示器的眼睛以及鞋子这样的其它位置。装置10还可以配备有声音部件，其中，运动员可以经由耳机听到时间信息。

还应理解，个人运动装置10及其功能可以并入到具有传统手表功能的完整功能的手表中、电话、数字音乐播放器、心率监视器、佩戴在鞋底上或中的电子装置或其它电子装置中。装置10还可配备有增强的通信能力，以与其它电子装置通信，如图1示意性地显示的。对于数字音乐播放器的结构，本发明的功能可以具体并入到可从加利福尼亚的库珀蒂诺的苹果公司获得的牌数据音乐播放器中。在这种结构中，可以具有正在进行的声音通信，包括与基于赛跑过程中所达到的各个检查点或英里标记的通信信息有关的具体时间。到装置10的通讯还可采用各种形式，包括自定义教练法或激励信息。RFID触发器也可以并入全球定位功能，包括关于佩戴的预进入位置信息。GPS信号可以随后触发装置10，为跑步者提供有用的信息。

尽管已经参照马拉松比赛描述了具体例子，但是应理解，个人运动装置10可以用在其它计时比赛中。例如，赛车手和游泳者也可以使用该装置，且三项全能运动员也可以使用。

本发明的个人运动装置10具有超过已有系统的增强功能。该装置10可以被设计为在多种赛跑中重复使用。存储器可以清除且计时器可以重设，以用于另一赛跑。存储器也可以将容量设定为保存多场比赛的赛跑数据。替换地，装置10可以被设计为一次使用，如上述具有双稳态显示器的实施例。而且，装置10的部件可以被选择为具有如上所述的功能，但是其中，装置10被认为是用于一次使用和用后抛弃的。使用本发明的装置10比传统鞋上安装的应答器更符合需要，因为装置10提供对计时系统12产生的计时数据的显示以及即可获得，以进一步被跑步者使用和查看。

最后，个人运动装置10可以被用于在与计时比赛无关的位置处显示消息。例如，零售设施可以包括垫14或在其位置处的其它合适的信号产生装置。佩戴装置10并进入该位置的人可以被随机地选择，以赢得诸如商品这样的奖品或其它奖品。信息可以显示在显示器上，显示“赢家”。装置10也可以用于诸如觅物游戏这样的游戏，以记录谁在指定标记附近。

尽管已经显示并描述了具体实施例，但是可以想到各种修改例，而不会显著地脱离本发明的精神，且保护范围通过所附权利要求的范围来限定。