DE102007036636A1

DE102007036636A1 - Spielzeug, insbesondere in der Art einer Puppe oder eines Stofftieres

Info

Publication number: DE102007036636A1
Application number: DE200710036636
Authority: DE
Original assignee: Ident Technology AG
Current assignee: Microchip Technology Germany GmbH
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-05

Abstract

Spielzeug mit:
– einem Spielzeugkörper,
– einer Audioeinrichtung zur Wiedergabe von Audioeffekten,
– einer Speichereinrichtung zur Bereithaltung von Audiodaten,
– einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Wiedergabe von unterschiedlichen Audioeffekten, und
– einer Sensoreinrichtung zur Generierung mit der Annäherung eines Objekts an das Spielzeug korrelierender Detektionssignale,
– wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Wiedergabe der Audioeffekte in Abhängigkeit von den Detektionssignalen erfolgt

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Spielzeug in der Art einer Puppe oder eines Stofftieres die bzw. das als solches mit einer Einrichtung zur Ausgabe von Klangeffekten, insbesondere zur Sprach- und/oder Tierlautausgabe ausgestattet ist.
Bereits seit geraumer Zeit sind sog. Sprechpuppen bekannt die mit einem Abspielgerät ausgestattet sind durch welches Tonaufzeichnungen wiedergegeben werden können. Weiterhin sind Stofftiere bekannt die ebenfalls mit einem Abspielgerät ausgestattet sind durch welches Tierlaute generiert werden können. Diese Abspielgeräte waren ursprünglich als Band- oder Plattenabspielgeräte ausgeführt. Mittlerweile sind diese Abspielgeräte durch elektronische Schaltungen gebildet, wobei diese Schaltungen mit Speicherelementen ausgestattet sind auf welchen die abzuspielende Klangsequenz digital, z. B. im MP3 Format gespeichert ist. Diese Abspielgeräte sind allgemein mit Schaltern ausgestattet und über diese Schalter aktivierbar.
Neben den vorgenannten Spielpuppen und Stofftieren sind auch Puppen und Tiere bekannt, die mit Aufzeichnungseinrichtungen versehen sind die eine Aufzeichnung von hinreichend lauten Klangereignissen ermöglichen. Diese Aufzeichnungen können dann mit einem geringen Zeitversatz durch integrierte Soundgeneratoren wiedergegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen aufzuzeigen durch welche Puppen oder Stofftiere geschaffen werden können bei welchen die Sprach- oder Klangwiedergabe gegenüber bisherigem Spielzeug dieser Art als weniger monoton erscheint.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Spielzeug mit:

– einem Spielzeugkörper in der Gestalt einer Puppe oder eines Tieres,
– einer Audioeinrichtung zur Wiedergabe von Audioeffekten,
– einer Speichereinrichtung zur Bereitstellung von Audiodaten,
– einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Wiedergabe von unterschiedlichen Audioeffekten auf Grundlage eines Auslesens der Audiodaten, und
– einer Sensoreinrichtung zur Generierung von Detektionssignalen die als solche mit der Annäherung eines Objekts an das Spielzeug korrelieren,
– wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Auswahl der wiedergegebenen Audioeffekte in Abhängigkeit von einer Auswertung der Detektionssignale erfolgt

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich durch Handannäherung, insbesondere über Gesten, mit Puppen, oder vergleichbarem Spielzeug eine Audiowiedergabe abzustimmen. So erkennt beispielsweise eine Puppe anhand einer bestimmten Geste (z. B. Initialgeste) ihre Hauptbezugsperson, die sie daraufhin freudig begrüßt. Dieser für die Spielzeugwelt völlig neuartige Ansatz erlaubt es, Spielzeug intelligent und damit dialogfähig wirken zu lassen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung derart ausgebildet, dass durch diese die Annäherung der Hand eines Anwenders, insbesondere Spielkinds an das Spielzeug erfasst werden kann, sodass die sich dem Spielzeug nähernde Hand das durch die Sensoreinrichtung erfasste Objekt darstellt.
Über diese Sensoreinrichtung kann in Verbindung mit einer entsprechenden Auswertungsschaltung ein Gestendetektor realisiert werden, durch welchen bestimmte Bewegungsmuster oder Gesten erfasst werden können. Die Erfassung dieser Gesten kann insbesondere durch Auswertung von Bahnbewegungsmerkmalen der detektierten Objekte erfolgen. Als Bahnbewegungsmerkmale können hierbei insbesondere die Bewegungsbahnverläufe des erfassten Objekts in wenigstens zwei Raumrichtungen sowie insbesondere auch die Dynamik der Bewegung aufgelöst werden.
Die Gesten-Sensoreinrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass durch diese bestimmte Zustände, wie z. B. eine Zeigebewegung mit ausgestrecktem Zeigefinger, die Annäherung einer flachen Hand mit aneinanderliegenden Fingern und oder auch rasche Fingerbewegungen mehrerer nach vorne gekrümmter Finger der Hand anhand hierzu jeweils typischer feldelektrischer Effekte erkannt werden können.
Die Sensoreinrichtung umfasst gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Elektrodeneinrichtung, wobei diese Elektrodeneinrichtung an eine Schaltung angebunden ist, über welche Änderungen der dielektrischen Eigenschaften im Umgebungsbereich der Elektrodeneinrichtung erfasst werden können. Die Schaltungseinrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass über diese in die Elektrodeneinrichtung eingekoppelte Spannungsereignisse erfasst werden können. Diese Spannungsereignisse können, wie nachfolgend noch näher dargelegt werden wird, durch weitere, externe Schaltungen generiert werden. Es ist auch möglich, im Bereich des Spielzeugs, insbesondere z. B. im Kopf- oder Kinnbereich einer Puppe, eine Sendeelektrodeneinrichtung vorzusehen, über welche in den, dem Puppenrtorso vorgelagerten Bereich ein Wechselfeld eingekoppelt wird, das bei Eindringen der Hand eines Anwenders, insbesondere der Hand eines mit der Puppe spielenden Kindes, eine intensivere Einkoppelung dieses Feldes in den Bereich einer im Torso angeordneten Erfassungselektrode bewirkt. Die Sensoreinrichtung kann hierbei so ausgebildet sein, dass die Näherungsdetektion und die Erfassung der Gesten auf Grundlage quasi statischer, feldelektrischer Wechselwirkungseffekte erfolgt.
Das erfindungsgemäße Spielzeug, insbesondere die Puppe oder das Spielzeugtier kann gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch mit mechanischen Aktuatoren ausgestattet sein, die beispielsweise eine Arm-, Lippen-, Augen- oder anderweitige Körperbewegung des Spielzeugs herbeiführen. Die Ansteuerung dieser Aktuatoren kann ebenfalls unter Rückgriffnahme auf Auswertungsergebnisse erfolgen, die unter Berücksichtigung der über die Sensoreinrichtung erfassten Näherungseffekte generiert werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Spielzeug mehrere Elektrodeneinrichtungen. Unter diesen Elektrodeneinrichtungen befindet sich vorzugsweise eine Torsoelektrode, über welche Annäherungen an den Torsobereich des Spielzeugs erfasst werden können. Weiterhin kann die Sensoreinrichtung auch Handelektroden, insbesondere im Bereich der linken und der rechten Handflächen vorgesehene Elektroden, sowie auch Fußelektroden, eine Kopfelektrode und gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung auch noch einen Lagesensor umfassen. Über diese Sensorfamilie wird es möglich, Eingabeereignisse zu erfassen, die einen besonders sinnvollen Dialog mit dem Spielzeug ermöglichen. Anhand der über diese zahlreichen Sensoreinrichtungen generierten Eingangssignale können verschiedenste, realitätsnahe, sinnvolle Dialogabläufe oder Verhaltensmuster der Puppe herbeigeführt werden.
Es ist möglich, wenigstens eine der Elektroden als Schnittstellenelektrode zu verwenden, über welche ein ein Datentelegramm tragendes Signal in das Spielzeug eingekoppelt werden kann. Dieses Datentelegramm kann entweder über eine entsprechende Sendeelektrode und eine daran angeschlossene Rechnereinrichtung oder auch durch besondere Schaltungsstrukturen generiert werden.
Das Spielzeug kann weiterhin mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet sein, durch welchen insbesondere heftige Bewegungen des Spielzeugs, sowie insbesondere ein Herunterfallen des Spielzeugs erkannt werden können. Weiterhin kann das Spielzeug mit einer Uhreinrichtung versehen sein, durch welche eine Tageszeit-typische Koordination des Verhaltensmusters des Spielzeugs erreicht werden kann.
Es ist möglich, die Augen der Puppe oder des Stofftiers ebenfalls zur Generierung von für den Dialog maßgeblichen Signalen heranzuziehen. So ist es möglich, in die Augen eine Kameraeinrichtung einzubinden, wobei die über diese Kameraeinrichtung generierten Bilddaten auf einer vorzugsweise ebenfalls in das Spielzeug eingebundenen Speichereinrichtung gespeichert werden können. Diese Bilddaten können einer Bild-, insbesondere einer Texterkennung unterzogen werden. Nach Maßgabe einer Auswertung der Bilddaten kann insbesondere eine Sprachwiedergabe erfolgen, die den über die Texterkennung erkannten Text sprachlich wiedergibt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 einen Schaltplan zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Sensorsystems mit zwei Fußsensoren, zwei Handsensoren und einem Kopfsensor,
2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung der Anordnung von Sensorelektroden bei einer erfindungsgemäßen Puppe,
2b einen Schaltplan zur Veranschaulichung des Grundaufbaus eines Geberelementes, das über die erfindungsgemäße Näherungsdetektoreinrichtung ebenfalls erkennbar ist,
3a eine Schemadarstellung eines herz-förmigen Lagesensors zur Generierung von Lage- bzw. Ausrichtungssignalen,
3b eine Schemadarstellung des Lagesensors in leicht nach links gekippter Stellung,
4 eine weitere Schemadarstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtungen sowie eines Mikrophons/Lautsprechers sowie eines Lagesensors bei einer erfindungsgemäßen Puppe,
5 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung der Generierung verschiedenster Audio-Effekte,
6 eine weitere Darstellung zur Veranschaulichung der Generierung von Satzsequenzen,
7 eine Tabelle zur Veranschaulichung der Generierung von Sprach- und Verhaltenseffekten.
Die nachfolgend noch näher angesprochenen Sensoreinrichtungen zur Generierung von Gesteninformationen können insbesondere unter Rückgriffnahme auf Schaltungstechniken realisiert werden die als solche in den auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldungen DE 10 2006 046 515.6 , DE 10 2007 016 408.6 und DE 10 2007 020 873.3 offenbart sind. Der Inhalt der vorgenannten Anmeldungen ist durch die hier erfolgte Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung eingebunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es Spielzeug intelligent und damit dialogfähig wirken zu lassen. Das nachfolgend beschriebene Konzept stellt die Möglichkeiten der Interaktion und die Reaktion der Spielzeuge dar.
Durch Einsatz erfindungsgemäßer, ergänzender Treibersoftware wird es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Spielzeug auch andere Systeme, wie z. B. Personal Computer und Spielkonsolen zu bedienen. Insbesondere ist es möglich die seitens der Anmelderin entwickelten Kennungsschaltungen zur Beeinflussung der Audioausgabe zu verwenden oder die Puppe über den PC und damit über das Internet mit neuen Dateninhalten, z. B. Lernspielen und Texten aufzuladen.
Das Grundprinzip
Durch die von einem Anwender, insbesondere einem Spielkind durchgeführten Gesten, die in dem unmittelbaren Umgebungsbereich des Spielzeugs durchgeführt werden (insbesondere ohne dieses berühren zu müssen), können verschiedenste Spielabläufe gesteuert werden. Dazu werden diese Gesten durch einen Auswertungsrechner interpretiert und von einem „Regieregister" in dort abgelegte Funktionen umgewandelt.
Die zur Erfassung der Gesten vorzugsweise herangezogene Sensorik nutzt eine Technik durch welche Einwirkungen auf elektrische Felder, oder Änderungen der dielektrischen Eigenschaften in einem Umgebungsbereich von Elektrodensystemen erfasst werden können. Es ist auch möglich, die Sensorik so zu gestalten, dass in einen durch diese definierten Erfassungsbereich Gegenstände eingebracht werden können, die mit einer speziellen Elektronik ausgestattet sind (z. B. ZPS-Schaltungen, oder KID-Schaltungen), die weder Batterien noch Funkantennen benötigt, um zu arbeiten. Es genügt allein das Einbringen in das Wechselfeld und das isolierte Erden, welches meist durch Anfassen geschieht, um einen Spannungskreis zu schließen und die Gegenstände zu identifizieren. Dies geschieht beispielsweise mit Hilfe einer Kennung, beispielsweise in Form einerldentifizierungsnummer oder einer Nummernfolge, die wiederum im „Regieregister" hinterlegt ist und eine Funktion auslösen kann. Es ist auch möglich, Funktionen in Kombination mit Gesten und eingebrachten Gegenständen (z. B. Spielzeugzubehör, Fläschchen, Mützen, Schühchen usw.) zu erfassen und in Funktionen umzuwandeln. Die Funktionen reichen von einfachen Sprachausgabebausteinen bis zu aufwändigen, unter Einschluss von Aktuatoren angetriebenen Mechaniken.
Es ist insbesondere möglich, Spiele mit Hilfe der Gesten zu steuern, die an Computer- oder Fernsehbildschirmen generiert werden. Die nachfolgenden Beispiele werden anhand einer Puppe erklärt. Es ist jedoch leicht auf andere Spiele, Spielarten und Varianten zu adaptieren.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, Kindern den Spielspaß beim spielen mit Puppen zu erhöhen. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es insbesondere möglich die Sprachausgabe oder Mechatroniken zum Bewegen von Gliedmaßen, Augen, Lippen nicht monoton, sondern Interaktionsbezogen zu koordinieren. Durch den erfindungsgemäßen Lösungsansatz wird in eine Puppe, oder ein vergleichbares Spielzeug ein Mensch/Maschine-Interface (HMI) eingebunden, durch welche anhand eines realitätstypischen Umgangs mit dem Spielzeug ein variantenreiches Reaktionsmuster des Spielzeugs erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Sensorik kann insbesondere realisiert werden indem auf einem Trägermaterial, beispielsweise einer Folie, mittig eine flächige Elektrode ausgebildet wird, die mit Hilfe mindestens eines Generators ein elektrisches Wechselfeld mittlerer Frequenz erzeugen kann (beispielsweise 100 kHz). Durch diese Folie sind an ausgewählten Positionen weitere Elektroden ausgebildet, die dieses Wechselfeld aufnehmen und mit Hilfe einer Transistorschaltung (1) verstärken und weiterleiten können. Diese Schaltung bildet eine Art Differenzverstärker, (MOP) nur dass dieser mindestens so viele Eingänge und Ausgänge vorweist wie Aufnahmeelektroden vorhanden sind. Zusätzlich ist ein Summenausgang vorgesehen. Da alle Elektroden vom erzeugten Wechselfeld gleichermaßen beaufschlagt sind, ergibt sich an deren Ausgängen zunächst keine nennenswerte Differenz. Das ändert sich, wenn menschliche Gliedmaßen, z. B. der Finger einer Hand, in dieses Feld eingebracht werden. Schon bei einem Abstand von ca. 30 bis 50 cm zur Folie ist das Eindringen von Gliedmaßen durch Differenzbildung an diesem besagten Multioperationsverstärker (MOP) feststellbar.
Mit Hilfe mindestens einer Gleichrichterschaltung, vorzugsweise einem Synchrondetektor können die aufgenommenen oder durch Gliedmaßen abgeschwächten oder verstärkten Pegel einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, z. B. einem Mikrocontroller mit vorgeschaltetem Analog/Digital-Konverter (ADC). Nach dessen Wandlung ergibt sich für jede Aufnahmeelektrode ein Digitalwert, der einer natürlichen, ganzen Zahl entspricht. Diese Zahl kann mit Hilfe eines Vergleiches mit einem gespeicherten Wert verglichen werden. Bei Übereinstimmung eines bestimmten Patterns, das z. B. einer bestimmten Handstellung eines Spielers entspricht, können gespeicherte Funktionen abgerufen werden. Dies kann beispielsweise eine Sprachausgabe sein.
2a zeigt die prinzipielle Schaltungsanordnung. Die zeitliche Abfolge der Veränderung eingebrachter Gliedmaßen stellt eine Geste G dar. Diese kann in vielfältiger Form dargebracht und ebenso vielfältig analysiert und interpretiert werden
Bestimmbare Gesten G können als sogenannte „Initialgesten" verwendet werden. Dies kann etwa ein geheimes Zeichen sein, das ein Spielkind an z. B. einer mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ausgestatteten Puppe vollführt. Erst wenn eine Initialgeste erkannt wurde, schaltet sich die Puppe erfindungsgemäß in einen Modus, etwa indem sie ausschließlich einen Dialog mit der Puppenmutti führt. Beim Weglegen der Puppe, schaltet sich dieser Modus wieder aus, sodass eine Person, welche die Initialgeste nicht kennt, von der Puppe anders „erkannt und behandelt" wird, etwa durch Weinen, Schreien oder der Aussage „ich will zu meiner Mutti".
An den das Wechselfeld erzeugenden Generator ist außerdem zusätzlich mindestens eine Demodulator- und Filterschaltung angeschaltet. Werden in das Wechselfeld Gegenstände eingebracht, die mit mindestens einem kapazitiv arbeitenden Identitätsgeber (KID) ausgestattet sind, so bilden diese z. B. durch die Hand und den Körper des Spielers kapazitiv gegen Erde einen Spannungskreis, der die ID Geber veranlasst, mit ihrer ID-Nummer das Wechselfeld zu modulieren (z. B. Amplitudenmodulation) 2b.
Nahezu jedes Modulationsverfahren ist hierfür geeignet. Vorzugsweise und aus Kostengründen bietet sich die Amplitudenmodulation an. KID's lassen z. B. aus dem Wechselfeld versorgen und benötigen daher in vorteilhafter Weise für ihren Betrieb keine eigene Energiequelle (Batterie). Die Auswerteelektronik ist erfindungsgemäß in der Lage, Gesten G, die in Foliennähe stattfinden, und/oder eingebrachte Gegenstände, die mit einem kapazitiven ID-Geber (KID) ausgerüstet sind, zu erkennen und deren ID (Nummer) einem sog. „Regieregister" zuzuführen. Ähnlich wie bei einem Theaterstück kann hier ein Spielablauf regelrecht „inszeniert" werden indem bestimmte Ereignisse entsprechend zugeordnete Funktionen auslösen. Neben einer Ansteuerung einer Sprachausgabe V, auf die im weiteren noch besonders eingegangen wird, können auch über Ports (I/O) Aktoren gesteuert werden, die etwa Gliedmaßen der Puppe bewegen, vibrieren, Augen öffnen oder schließen oder Pumpen ansteuern, um Luft und/oder Flüssigkeiten anzusaugen oder abzugeben. Ein derartiges „Regieregister" wirkt intelligent, wenn es zusätzlich mit einem sog. Monotonieanalizer (M) ausgestattet ist. Dies ist eine elektronische Schaltung, die in Hardware und/oder Software realisiert werden kann und die feststellt, wie oft eine Geste wiederholt wird. Dazu wird zwischen zwei Handpositionen der zeitliche Abstand gemessen und beim Wiederauftreten ein Zähler (M) aktiviert. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob ein Spielkind die Puppe an einem Fuß einmal, zweimal, dreimal oder mehrmals kitzelt. Abhängig von der Auswertung des Monotonieanalizers M kann das Regieregister nun eine Art „Intensitätsauswertung" machen und die Sprachausgabe entsprechend ansteuern. Ein leichtes Kitzeln wird die Puppe kichern lassen. Ein weiter anhaltendes Kitzeln wird die Puppe zum Lachen bewegen. Wird das Kitzeln noch weiter ausgeführt, wird die Puppe vor Vergnügen quieken bis sie bei anhaltender Betätigung weinerlich wird und schließlich zu weinen und zu schreien anfängt. Ändert man dann die monotone Haltung, z. B. streicheln an der Wange, würde derselbe Vorgang rückwärts laufen bis sich das Kind beruhigt und wieder fröhlich lächelt.
Es ist möglich, die Puppe mit einem Lagesensor L auszustatten, der z. B. aus einem gekapselt eingeschlossenen Fluid, insbesondere Gel besteht (3a + b) Je nach Haltung/Bewegung der Puppe wird dieses Gel der einen oder anderen Wechselfeldaufnahmeelektrode mehr zugeführt und sorgt dadurch für eine Unsymmetrie im Multioperationsverstärker MOP. Auch hier schaltet sich der Monotonieanalizer (M) ein, um festzustellen, ob z. B. das Puppenkind in den Schlaf gewiegt wird. Geschieht dies längere Zeit, so wird die Schlafstufe vom leichten Brabbeln bis zum Schlafgeräusch und schließlich in ein nettes Schnarchen gewandelt. Die Puppe kann dann abgelegt werden bis sie wieder bewegt wird, dann wacht sie auf und je nach Intensitätsgrad und/oder Zufall wird sie schreien oder sich freuen. Ein dazugeschalteter Zufallsgenerator Z kann hier auch noch einige Varianten beisteuern. Damit dies alles vom Regieregister gehandhabt wird, kann softwaremäßig ein „Arrangeur" hinzugefügt werden, der die einzelnen Funktionen auswählt, die bei bestimmten Gesten G, eingebrachtes Zubehör, welches über KID identifiziert werden muss, usw. in eine bestimmte Reihenfolge bringt. Die Sprachausgabe besteht im Wesentlichen aus gespeicherten Sprachfragmenten, die der Arrangeur zu sinnvollen Sätzen anordnet. Dabei wird jedem Fragment, wie in Tabelle 1 (6) ersichtlich, eine Variantenanzahl von Sprachfetzen (Fragmenten) zugeordnet, die es gestattet, einen Satz in vielfältiger Form wiederzugeben, um Wiederholungen bestimmter Sätze seltener auftreten zu lassen. Dies geschieht, damit das Spielzeug nicht infolge immer wieder gesprochener Sätze langweilig wird. Softwaremäßig wird der Auswerteschaltung noch ein Bedürfnistimer B hinzugefügt, der z. B. minutenweise hoch- oder runterzählen kann, um zu vermelden, wann das Spielzeug z. B. simulierten Hunger/Durst hat oder schlafen oder spielen möchte usw. Dieser Bedürfnistimer B kann auch an eine Echtzeituhr U gekoppelt sein, um zu helfen, dass der Spieler (die Puppenmutti) abends mit der Puppe ins Bett geht und auch mit ihr einschläft und morgens (z. B. durch diese veranlasst) wieder aufwacht.
Der Arrangeur hat Zugriff auf die Sprachausgabe V. Dies sind gespeicherte Sprachfragmente (z. B. Kinderstimme), Phrasen und auch Geräusche wie lachen, weinen, schreien, plätschern, schlucken, glucksen, rülpsen usw., wie sie für Kleinkinder typisch sind. Ein Soundmischer (Mixer X) kann neben Herzschlaggeräuschen auch Musik einspielen, die etwa wie von einer Spieldose klingt (Einschlafhilfe) oder auch z. B. moderne MP3 Musiktitel oder Geschichten usw. Dies ist besonder vorteilhaft um das Spielzeug gelegentlich mit neuen Inhalten aufzufrischen. Aus diesem Grund ist vorzugsweise eine Speichereinrichtung vorgesehen, die von externen Quellen, wie z. B. CD-Rom oder dem Internet, Inhalte downloaden kann (bekannte serielle Verfahren).
Autokalibrierung der Elektronik
Die Sensorschaltung für die Gestenkontrolle nimmt dem Pegel des Wechselfeldes, das von der Emitterfläche stammt, gleichsam auf bis aufgrund der Biegsamkeit der Folie die Abstände unter Umständen verändert werden. Auch wenn ein Spielzeug, z. B. eine Puppe, im Arm gehalten wird, können sich diese Felder verändern, was sich interpretieren lässt. Es ist danach aber möglich, einen Offset zu bilden und diesen von den eingegebenen Werten zu subtrahieren, sodass wieder ein E-Feld mäßiger Gleichgewichtszustand hergestellt wird. So ist es möglich, dass eine Puppe etwa im Arm gehalten werden kann und trotzdem merkt, wenn sie am Fuß gekitzelt wird. Allerdings kann das Regieregister andere Funktionsnummern generieren und verarbeiten, als wenn diese Puppe z. B. auf dem Tisch oder in einem Puppenbettchen liegt. Auch dies soll ein soziales Verhalten trainieren und fördern.
Das Real-World-Interface RWI
Die erfindungsgemäße Elektronik umfasst vorzugsweise Ein- und Ausgänge, um Aktoren zu steuern. Dies können Elektromotoren, Pumpen, Piezogeber und alle bekannten elektrisch ein- und ausschaltbaren Aktoren sein. Ebenso ist es möglich, pneumatische oder hydraulische Systeme zu verwenden, die sich elektrisch ein- und ausschalten lassen. Die einfachsten Aktoren können Leuchtdioden sein (LED) oder Pumpen, die Luft und/oder Flüssigkeiten ansaugen und abgeben können. Es können auch andere Sensoren oder Schalter abgefragt und deren Werte für das Spielgeschehen benutzt werden.
Phrasen und Geräusche
Vorzugsweise liegen in einem Speicher bestimmte Sprachphrasen liegen bereit und können durch den Arrangeur des Regieregisters der Auswerteelektronik (z. B. ein Mikrocontroller, FPGA, DSC, usw.) aufgerufen und über einen Verstärker an mindestens einen Lautsprecher hörbar gemacht werden (5). Aus einzelnen Phrasen lassen sich ganze Sätze bilden. Diese Sätze und deren Bildung können Funktionen des Regieregisters sein. Zusätzlich können aber Varianten auftauchen. So ist z. B. die sprachliche Aussage eines Puppenbabys, dass es etwas trinken müsste, nach Tabelle 1 (6) durch den integrierten Zufallsgenerator Z variabel gestaltet. Ein und derselbe Satz kann sein: „Baby will Fläschchen" oder „Peterle muss trinken" oder „ich will Milch" usw. Erfindungsgemäß werden also im Sprachspeicher Wortfamilien gebildet, die sinngemäß zusammenpassen und durch einen Zufallsgenerator Z ausgewählt und mittels der Hilfe des Arrangeurs in einen Satz gebildet und ausgesprochen werden. Zusätzlich sind in diesem Speicher noch Geräusche vorhanden, die über den Mischer X ebenfalls zur Ausgabe gebracht werden können. Diese Geräusche sollen aus dem kindlichen Umfeld stammen und können Emotionen darstellen (lachen, weinen, schreien, oder andere Körpersignale wie rülpsen usw.) Die Auswahl der Phrasen geschieht über einen sog. Parser. Da das Regieregister nur Funktionsnummern und (vorzugsweise einbuchstabige) Befehle enthält (Tabelle 2 7), müssen diese über den Arrangeur angeordnet werden. Dies geschieht über einen Satzbildner, der im Wesentlichen ein Speicherplatz ist, der, wenn er mit den entsprechenden Sprach/Geräuschfragmentnummern gefüllt ist, die dazu gehörigen Worte aus dem Sprachspeicher entnimmt und über den Mischer und Verstärker ausgibt.
Es ist möglich, diesen Satzbildner auch extern zu laden, um Sätze von außen einzuleiten, zu arrangieren und/oder zu triggern. Beispielsweise können die erwähnten, erfindungsgemäßen, kapazitiven ID-Geber (KID) eine derartige Folge bei Annäherung an das elektrische Wechselfeld der erfindungsgemäßen Sensorschaltung eingeben und dies einen Sprachsatz und/oder eine Aktion zur Folge haben. So könnte ein KID mit Sensoren ausgestattet sein, z. B. um die Temperatur zu messen. Ein Fläschchen (mit KID) z. B. könnte demnach einen warmen (aufgewärmten) oder kalten (gekühlten) Inhalt vorweisen. Bei Annäherung an die Puppe würde das Wechselfeld der in ihr erfindungsgemäß vorhandenen Schaltung den KID (z. B. mit Temperatursensor versehen) aktivieren. Dieser würde den Sensorwert in Form einer Folge „warm" oder „kalt" übermitteln und das Baby könnte dann sprechen „die Milch ist kalt" oder „die Milch ist zu heiß" usw. Damit kann auch mit dem Zubehör der Spielanreiz wesentlich gesteigert werden, ebenso wie der Verkauf/Kauf von Zubehör. Eine Puppe kann auch selber mit mindestens einem KID beaufschlagt werden um bei Annäherung an eine zweite erfindungsgemäße Puppe (z. B. als Bruder oder Schwester) erkannt zu werden und/oder in dieser bestimmbare (oder zufällige) Funktionen auszulösen.
Syntax und deren Interpretation im Regieregister
Mit Hilfe einfacher Befehle soll die Steuerung erfolgen. Für jede Funktionsnummer, die durch Gesten, Spracheingabe, eingebrachte Gegenstände (KID) usw. erzeugt wird, kann das Regieregister mindestens eine Sequenz beinhalten, die sowohl die Sprachausgabe (über den Arrangeur und Satzbildner) als auch das Real Word Interface (Eingabe-/Ausgabebefehle) I/O beinhaltet. Ferner können und sollen Zufallswerte, Intensitätswerte und andere Zählerstände bearbeitet und auch verändert werden können. Dabei wird eine Mnemonik ähnliche Syntax verwendet, sodass die Umsetzung auf einem Mikrocontroller ohne großen Aufwand erfolgen kann. Dazu ein Beispiel: Der Befehl „V10Z15" würde die Sprachausgabe veranlassen, eine Phrase oder ein Geräusch zufällig vom Speicherplatz 10 bis 15 auszuwählen und auszugeben. Der Befehl „V20B25" würde, je nach I-Stand des Bedürfniszählers B, einen der Sprachausgabesätze von 20 bis 25 auswählen und sich danach erhöhen (I = der Intensitätszähler, M = Monotonie Analyzer, Z = Zufall usw.). Tabelle 2, 7 zeigt beispielhaft einige Befehle und deren Funktion, auf die ein Regieregister reagieren kann.
Der erfindungsgemäße Lage/Bewegungs-Sensor
Dieser hat z. B. Herzform (3a), damit das darin enthaltene Gel je nach Haltung (Lage) der Puppe in die eine oder andere Kammer entweichen kann (3b). Es ist möglich, den Lagesensor L in der Nähe der Feld aufnehmenden Elektroden unterzubringen oder eigene Elektroden in seiner Nähe zu positionieren, die ein eigenes Lage abhängiges Signal aus dem speisenden Wechselfeld generieren. Über das ungefährliche, enthaltene Gel kann dynamisch auch die Bewegung der Puppe gemessen und durch die angeschaltete Elektronik ausgewertet werden. Die Konsistenz des Gels kann sich auch temperaturbedingt verändern, um zusätzliche Aussagen treffen zu können. Die Schaltung enthält ggf. einen Temperatursensor, um die Umgebungstemperatur feststellen zu können und im Spielgeschehen zu berücksichtigen.
Die Figuren 3a und 3b zeigen das Wirkprinzip. Anders als bei Beschleunigungsmessern kann hier auch das statische Verhalten ermittelt werden, gleichsam das dynamische.
Eine erste erfindungsgemäße Ausführung
Eine Folienschaltung (4), die wie die etwas verkleinerte Silhouette eines Puppenbabys aussehen kann, ist aus einem leitendem Material gefertigt, welches Wechselfeldemitter- und Detektorflächen bilden kann. Zusätzlich ist die Detektorelektronik und die Auswerteelektronik in Form von elektronischen Bausteinen auf dieser Folie aufgebracht, ebenso wie der hermetisch abgeschlossene Lagesensor, in dem sich eine Flüssigkeit und/oder ein Gel befindet (3a). Diese Folie wird beim Zusammenbau der Puppe z. B. einfach in diese eingelegt. Es kann auch die Möglichkeit der Aufnahme einer Batterie oder eines Akkumulators vorgesehen werden. Letzterer kann direkt durch Steckverbinder oder induktiv, z. B. durch Einlegen der Puppe in das Puppenbett, aufgeladen werden. Hier bieten sich zahlreiche Möglichkeiten an. Unter dem Lagesensor kann eine blinkende LED angebracht werden, die den Herzschlag durch den Stoff der Puppe als leichtes Leuchten sichtbar machen kann. Zusätzlich kann der Herzschlag auch ein Geräusch des Sprachspeichers sein, der über den Mischer X ständig eingemischt wird. Der Herzschlag kann sich nach dem Emotionsverhalten der Puppe von schnell nach langsam ändern (analog, „Aufregung" bis „Tiefschlaf"). Zur Ausgabe von Sprache und/oder Geräuschen ist mindestens ein Verstärker mit Lautsprecher vorgesehen. Mehrkanalige Ausgabe ist ebenso möglich.
Die elektronische Schaltung kann auch auf herkömmlichem Platinenmaterial oder anderweitig untergebracht werden. Die Sensorpunkte können auch mit Hilfe von Draht an die entsprechenden Stellen gebracht werden oder selber kapazitive ID Geber sein, d. h. sie brauchen innerhalb der Puppe nur kapazitiv von Wechselspannung (E-Feld) durchflossen werden und benötigen dann keinen Anschluss.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
Quiz Modus
Es ist möglich, dass das Spielzeug (z. B. eine Puppe) Sprachtexte enthält, die ein Fragespiel (Quiz) darstellen können. Der Spieler kann auf die Fragen, zum Beispiel mit Gesten, antworten. In die Elektronik bzw. deren Software lässt sich leicht eine Punktezählersteuerung einbauen, welche über das erfindungsgemäße Regieregister betrieben wird. Alters- und Schwierigkeitsstufen sind anpassbar. Es ist auch möglich, an das Regieregister einen Spracheingabebaustein anzukoppeln, sodass für bestimmte, gesprochene Aussagen Funktionsnummern im Regieregister vorhanden sind, die die dazugehörigen Funktionen bei Spracheingabe und/oder Gesten auslösen können.
Es ist auch möglich, beispielsweise ein kleines Buch mit einer KID-Schaltung auszustatten, wird dieses Buch in den Bereich der Puppe verbracht erkennt die Puppe anhand der durch die buchintegrierte KID-Schaltung genereirten Signale, welche Seite gerade aufgeschlagen ist und kann z. B. einen zugeordneten Text absprechen oder Fragen stellen. Die Beantwortung kann z. B. durch Zeigegesten erfolgen. In dem Buch kann beispielsweise eine Birne und ein Apfel dargestellt sein, auf die Frage „wo ist der Apfel" kann das Spielkind mit dem Finger auf den Apfel zeigen. Hierbei koppelt es mit erhöhter Intensität ein Signal aus der KID-Schaltung in den Empfangsbereich der Puppe ein. Die Puppe kann dann eine Antwort geben. Für richtige oder falsche Aktionen des Spielkindes kann eine Vielzahl verschiedenster sinnvoller Antworten bereitgehalten werden die z. B. nach dem Zufallsprinzip, oder unter Berücksichtung weiterer Kriterien, (z. B. Uhrzeit) generiert werden können. Dieses Konzept kann auch für anderweitige Spielformen eingesetzt werden.
„Sing-a-long" Modus
Da die erfindungsgemäße Schaltung kann einen Filter im Sprachbereich (300 bis 3400 Hz) aufweisen, mit dem die KIDs abgefragt werden, kann hier auch – durch Anschluss eines Mikrophons – Sprache und Geräusche eingegeben werden. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, eine Sequenz zu singen (z. B. „Hänschen klein"). Durch den Filter werden nur die Grundtöne ermittelt. Die in der Elektronik vorhandene Frequenzauswertung kann die Noten und deren Längen feststellen und mit Hilfe des Regieregisters gespeicherte Singgeräusche („lalala", „sum sum", usw.) mit oder nach der sprachlichen Liedeingabe ausgeben. So erscheint es, als wenn das Spielzeug (die Puppe) „mitsingt oder mitsummt", wenn ihm/ihr etwas vorgesungen wird. Es ist auch möglich, derartige Sequenzen zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu wiederholen. Hierzu stellt die Erfindung Speicherplatz bereit. Ist dieser gefüllt, können auch bestimmte Liedsequenzen „vergessen" werden und müssen neu trainiert werden.
Alarm Modus
Sollte das Kind nachts im Schlaf aufwachen und weinen, so kann dies (über die eingebaute Uhr) U und das Mikrofon festgestellt werden und die Puppe kann „versuchen", das Kind zu „beruhigen". Mindestens ein Timer (B, U oder T) kann zu bestimmten Zeiten Funktionsnummern im Regieregister aufrufen, etwa um eine Weckfunktion darzustellen oder das Kind/den Spieler an bestimmte Termine zu erinnern. Das erwähnte Mikrophon kann auch Schallpegel aufnehmen, sodass sich die Puppe „beschweren" kann, wenn es zu laut ist oder „einschläft", wenn es zu leise ist usw.
Eine weitere, beispielhafte Verwendungsmöglichkeit
Es ist möglich, die beschriebene Elektronik in Form eines etwa Münz großen Gerätes auf einem Tisch zu platzieren und beispielsweise mit einem Computer oder einer Spielekonsole zu verbinden (z. B. USB oder Gampepadeingang). Gesten z. B. mit der Hand und/oder eingebrachte KID (kapazitive Identitätsgeber) erzeugen wiederum Funktionsnummern, die dem Rechner mitgeteilt werden. Ein dort installierter Treiber, der auch ein erfindungsgemäßes Regieregister enthalten und betreiben kann, wandelt diese in Spielbefehle um, die beliebige Computerspiele verstehen können, die auch herkömmlich mit Gamepad, Maus, Tastatur oder Joystick bedient werden können. Somit ist es möglich, nahezu jedes Computerspiel mit Hilfe von Gesten zu steuern, was mit Sicherheit interessant ist. Das externe im PC im Treiber installierte Regieregister kann neben Mausfunktionen und Tastenkombination auch noch Repeat- und Delay-Informationen enthalten und die zum jeweiligen zu spielenden Spiel passen.
Es ist ebenfalls möglich, das Spielzeug direkt oder indirekt mit einem Computer zu verbinden, um Daten ein- und auszulesen. Ebenfalls ist es möglich, an einem Bildschirm Spiele zu spielen mit Gesten, die der Puppe zuteil werden, etwa richtiges Windelwickeln usw. Die Erfindung schaft eine Spielsteuerung, die es gestattet, kindliches Verhalten, emotionale Ansprache und Dialoge mit dem Spielzeug im Rahmen von sozialem Verhalten durchzuführen. Hierbei nutzt sie mindestens ein elektrisches Wechselfeld, welches durch Einbringen von menschlichen Gliedmaßen, vorzugsweise Händen und Fingern, beeinflusst wird, wobei die hiermit verbundenen Effekte dazu herangezogen werden, mit Hilfe eines Regieregisters in dem Spielzeug vorbereitete Funktionen stochastisch oder zufällig zu arrangieren und ablaufen zu lassen. Dabei erscheint aufgrund der großen Variationsvielfalt das jeweilige Spielzeug als intelligenter Dialogpartner. Die Schaltung ist vorzugsweise auf einer Folie untergebracht, damit diese sich leicht in ein bewegliches Spielzeug (z. B. Puppe) einbringen lassen kann und dort weitgehend zerstörungsfrei verbleibt. Eine besondere Ausführung der Erfindung kann als Eingabeinstrument für Computer- und Konsolenspiele dienen. Hierzu stellt die Erfindung die notwendigen Treiberschaltungen (Software) zur Verfügung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006046515 [0026]
- DE 102007016408 [0026]
- DE 102007020873 [0026]

Claims

Spielzeug mit: – einem Spielzeugkörper, – einer Audioeinrichtung zur Wiedergabe von Audioeffekten, – einer Speichereinrichtung zur Bereithaltung von Audiodaten, – einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Wiedergabe von unterschiedlichen Audioeffekten, und – einer Sensoreinrichtung zur Generierung mit der Annäherung eines Objekts an das Spielzeug korrelierender Detektionssignale, – wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Wiedergabe der Audioeffekte in Abhängigkeit von den Detektionssignalen erfolgt
Spielzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Hand eines Anwenders das durch die Sensoreinrichtung erfasste Objekt darstellt.
Spielzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung als Gestensensor ausgeführt ist.
Spielzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Steuereinrichtung Gesten erkannt werden.
Spielzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesten aus Bewegungsbahnmerkmalen erkannt werden.
Spielzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Bewegungsbahnmerkmale Bewegungen in wenigstens zwei Raumrichtungen aufgelöst ausgewertet werden.
Spielzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Bewegungsbahnmerkmal die Dynamik der Bewegung aufgelöst wird.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Schaltungskomponente das durch die Sensoreinrichtung erfasste Objekt darstellt.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Elektrodeneinrichtung umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Näherungsdetektion auf Grundlage quasistatische feldelektrischer Wechselwirkungseffekte erfolgt.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spielzeug mit Aktuatoren ausgestattet ist.
Spielzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass über die Aktuatoren eine Arm-, Lippen, Augen und oder anderweitige Körperbewegung veranlasst wird.
Spielzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die veranlassten Körperbewegungen im Zusammenhang mit einem detektierten Näherungsereignis stehen
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Torsoelektrode umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung zwei Handelektroden umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung zwei Fußelektroden umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Kopfelektrode umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung einen Lagesensor umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden als Schnittstellenelektrode fungiert, zur Einkoppelung eines ein Datentelegramm tragenden Signales.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung einen Beschleunigungssensor umfasst.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Uhreinrichtung vorgesehen ist.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelleneinrichtung vorgesehen ist.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Spielzeug mit Augen versehen ist, und dass in wenigstens eines der Augen eine Kameraeinrichtung eingebunden ist.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die seitens der Kameraeinrichtung generierten Bilddaten auf einer in das Spielzeug eingebunden Speichereinrichtung gespeichert werden.
Spielzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddaten einer Texterkennung unterzogen werden,
Spielzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe des Auswertungsergebnisses der Textdaten eine Sprachwiedergabe erfolgt.
Verfahren zur Abwicklung einer Audiowiedergabe bei einem audiofähigen puppen- oder tierartig gestalteten Spielzeug, bei welchem über eine Sensoreinrichtung durch Annäherung einer Hand an das Spielzeug Gesteninformationen generiert werden und nach Maßgabe dieser Gesteninformationen die Audiowiedergabe koordiniert wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesteninformation aus einem dem Torsobereich vorgelagerten Bereich abgegriffen werden.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass Näherungsinformationen aus dem Fußbereich des Spielzeugs abgegriffen werden.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Dynamik der abgegriffenen Sensorsignale ausgewertet wird.