DE19850205C1 - Simulationsvorrichtung zur Erzeugung von Bewegungseindrücken - Google Patents

Abstract

Bekannte Massagevorrichtungen mit ansteuerbaren Aktivatoren in einer flexiblen Matte haben eine völlige körperliche Entspannung mit einer geistigen Abkopplung des Benutzers von seiner Umwelt zum Ziel. Dieser führt bewusst durch entsprechende Betriebsmodusauswahl die für ihn momentan optimale Massagebearbeitung herbei. Ziel für die Hersteller von Videospielen ist es, Aktionsspiele möglichst realitätsnah zu gestalten. Dabei spielt der für den Spieler unbeeinflussbare Überraschungseffekt eine große Rolle. Die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung (20) weist deshalb ein Interface (32) zur Verbindung mit einem Controller (33) auf, über das im Spielkontext generierte Bewegungssignale ohne Beeinflussung durch den Spieler einer Elektronik (30, 31) und damit den Aktivatoren (27) in der flexiblen Matte (22) zuführbar sind. Dabei sind auch impulsartige Bewegungen möglich. Ein auf der Matte (2) sitzender Spieler hat so einen besonders realitätsnahen Bewegungseindruck in Form von Vibrationen und Stößen. Anwendung findet die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung überall dort, wo mit einfachen Mitteln ein guter Bewegungseindruck am ruhenden menschlichen Körper erzeugt werden soll, insbesondere in der Sparte der heimischen Aktionsspiele.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Simulationsvorrichtung zur Erzeugung von Bewegungseindrücken am Körper eines Spielers von einem computergestützten Aktionsspiel. Sie besteht im Wesentlichen aus einer stromgespeisten Bewegungseinheit in Form einer über eine Elektronik ansteuerbaren flexiblen Matte mit integrierten Aktivatoren und einem Interface zwischen der Bewegungseinheit und dem Controller eines Aktionsspiels zur Einspeisung für vom Aktionsspiel ausgegebene Bewegungssignale.

Die flexible Matte mit den integrierten Aktivatoren entspricht einer Massage­ vorrichtung. Derartige Vorrichtungen dienen allgemein der Muskelent­ spannung. Die eingebauten Aktivatoren erzeugen eine Vibration, die sich in angenehmer Weise auf den menschlichen Körper übertragen soll. Die aus der DE-OS 41 08 323 bekannte Massagevorrichtung in Form einer Matte weist eine Mehrzahl von integrierten Massagezellen auf. Diese werden über eine Steuervorrichtung einzeln oder gruppenweise aktiviert. Die Steuervorrichtung ist in der Stromzuleitung angeordnet und weist mehrere elektronische Baugruppen, jedoch keine externe Signalschnittstelle auf. Die verschiedenen Baugruppen dienen der internen Signalerzeugung und der Schaltung von verschiedenen Betriebsmodi, die mit den "Massage-Parametern" für Fläche, Intensität, Dauer und Art fest vorgegeben sind. Die interne Signalerzeugung erfolgt über ein Generierungsprogramm, das in einen Lesespeicher fest eingespeichert ist. Der individuelle Zugriff durch den Benutzer auf die vorgegebenen Betriebsmodi erfolgt über Wählschalter. Der Benutzer muss daher aktiv entscheiden, welche Art der Massage er als wiederkehrende Routine auswählen will.

Ziel derartiger Massagevorrichtungen ist die körperliche Entspannung. Dabei steht der Stressabbau für den Benutzer im Vordergrund. Seine Sinneswahrnehmungsfähigkeit wird reduziert, um eine bewusste Abtrennung von der ihn umgebenden Umwelt zu bewirken. Der Körper soll zur Ruhe kommen, er soll ein statisches Gefühl entwickeln. Anders jedoch verhält es sich bei der Benutzung von computergestützten Aktionsspielen. Hier erfährt der Benutzer eine starke Sensibilisierung seiner Wahrnehmungsfähigkeit, um schnell reagieren zu können. Durch die Interaktion mit dem Spiel, in dessen Welt der Spieler integriert wird, wird körperlicher Stress aufgebaut. Es soll der Eindruck von Körperbewegungen beim Spieler erzeugt werden. Nicht körperliche Entspannung, sondern mentale Befriedigung durch Erreichen von Höchstleistungen steht hier für den Benutzer im Vordergrund.

Ziel für die Hersteller von Videospielen ist es, Aktionsspiele möglichst realitätsnah zu gestalten. Durch optische und akustische Maßnahmen wird der Spieler zunehmend in das Spielgeschehen einbezogen. Als wesentliche Verbesserung dieser Einbeziehung sind Aktionsspiele anzusehen, die zusätzlich sensitive Reize durch mechanische Maßnahmen erzeugen.

Aus einer Anzeige der Firma "Dataflash" GmbH, Wassenbergstraße 34, 46446 Emmerich in der Zeitschrift "play Playstation", Ausgabe 07/98, Seite 121, ist eine Simulationsvorrichtung mit der Bezeichnung "Interactor" bekannt. Hierbei handelt es sich um ein westenartiges Gerät, das mittels Schulterhalter im Brustbereich des Spielers anlegbar ist und im Bereich des Brustbeins einen Lautsprecher als Bewegungseinheit aufweist. Das Interface wird mit dem Audio- oder Kopfhörerausgang der jeweiligen Spielkonsole verbunden. Impulsartige Signale vom Aktionsspiel werden in Membranbewegungen des Lautsprechers außerhalb des Hörbereichs umgesetzt. Dadurch sollen Fausthiebe, Tritte und Kollisionen aus dem Aktionsspiel am Spielerkörper spürbar werden. Der Eindruck dieser Bewegungen ist allerdings durch die Auslenkungsfähigkeit des Lautsprechers sowie durch die Bindung an eine spezielle Lautentwicklung des Programms begrenzt und damit weniger realistisch. Außerdem besteht die Gefahr, dass ein Spieler, der die über Kabel mit dem Abspielgerät verbundene Weste trägt, bei einer Entfernung vom Abspielgerät vergisst, das Kabel zu unterbrechen, und es so zu Beschädigungen des Abspielgeräts oder der Weste kommen kann.

In der Zeitschrift "Das offizielle PlayStation Magazin", Ausgabe 7/98, Seite 8 wird ein Spiel-Lenkrad namens "PSX-Rumble-Force-Wheel" von der Firma Gamester beschrieben, das an den Spieler Vibrationen zur Simulation von Zusammenstößen des eigenen Autos mit fremden Autos oder der Leitplanke weiterleitet. In das Lenkrad sind als Bewegungseinheit Vibratoren eingebaut, die von einem mit dem Controller verbundenen Kondensator gespeist werden. Über zwei Regler ist die Intensität des Rütteleffekts einstellbar. Der Preis für ein derartiges Lenkrad ist jedoch relativ hoch. Außerdem werden die Vibrationen nur über seine Hände auf den Spieler übertragen, für den der Bewegungseindruck dadurch nicht sehr weitgehend real ist.

Aus der Zeitschrift "Das offizielle PlayStation Magazin", Ausgabe 3/98, Seite 91 ist ein analoges Spielpad mit der Bezeichnung "Dual Shock Controller" von der Firma Sony bekannt, bei dem es sich um einen modifizierten Analog- Controller handelt, der mit einer sogenannten "Force-Feed-Back-Einheit" als Bewegungseinheit bestückt ist. Dabei handelt es sich um zwei kleine Vibratoren jeweils im Innern einer Gehäuseausbuchtung, die das Pad beim Gasgeben oder bei Kollisionen vibrieren lassen. Auch hier wird der relativ schwache Rütteleffekt nur über die Hände des Spielers, der die beiden Gehäuseausbuchtungen beim Spiel umfassen muss, mit einer entsprechenden Realitätsferne übertragen.

Ein anderer Controller, insbesondere in Form eines Joysticks, wird in der US- PS 5.691.898 beschrieben. Dieser weist ein Rückstoßelement auf, das durch Intitalisierung eines Bedienknopfes durch den Spieler von einer Computereinheit generierte unterschiedliche Stoßsignale erhalten kann. Dabei erfolgt die Datenübertragung über eine Interfaceschaltung zwischen Controller und Computer. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE-PS 40 13 227 bekannt. Hierin wird ein Eingabegerät in der Form eines Joysticks oder Joypads beschrieben, an dessen Gehäuseinnenseite ein einzelner Aktivator mit einem Unwuchtelement angeordnet ist. Das Unwuchtelement ist mit der Ankerwelle des Motors verbunden und wird unter angelegter Spannung in eine Drehbewegung versetzt, die eine Erschütterung oder Vibration des Gehäuses bewirken soll. Auch hier findet eine Bewegungsübertragung und -simulation nur über die Spielerhände statt.

Eine Simulationsvorrichtung, die auf den gesamten menschlichen Körper einwirkt, ist beispielsweise aus der DE-OS 196 37 884 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine drehbar gelagerte Kapsel, die eine schnelle, mehr­ achsige Positionierung in allen Raumrichtungen ermöglicht. Zur Simulation von Bewegungseindrücken wird hierbei der gesamte Körper in einer aufwendigen Großvorrichtung verfahren. Ein ähnlicher Fahrsimulator wird in der DE-OS 44 34 660 beschrieben. Dieser ist mechanisch so konstruiert, dass er gleichzeitig Roll- und Nickbewegungen ausführen kann. Trotz einer Beschränkung der Bewegungssimulation im Raum handelt es sich hierbei immer noch um eine aufwendige Apparatur mit einem umfangreichen Antriebsmechanismus. Schließlich wird in der DE-OS 196 00 396 eine Simulationsvorrichtung offenbart, mit deren Hilfe bei Betrachtern von Filmen ein Bewegungseindruck erzeugt werden soll. Dazu werden ganze Stuhlreihen mit zwei voneinander getrennten Antriebseinrichtungen versehen, die den Betrachter mitsamt seinem Sitz in zwei unterschiedliche Betrachtungsposi­ tionen bringen können. Allen diesen Simulationsvorrichtungen ist gemeinsam, dass sie durch ihre aufwendige Größe äußerst kostenintensiv und ortsge­ bunden sind.

Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist es, eine Simulationsvorrichtung mit einer umfassenden Optimierung anzugeben. Zu den Optimierungspunkten zählen dabei neben einer geringen Beeinflussbarkeit der Signalsteuerung durch den Benutzer auch sowohl die Erzielung einer großen und wirkungsvollen Realitätsnähe als auch eine einfache Handhabung der Vorrichtung. Weiterhin sind eine hohe Flexibilität und eine leichte Transportabilität anzustreben. Darüber hinaus sollte bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch der ökonomische Gesichtspunkt durch eine kostengünstige Ausführung und geringe Störanfälligkeit Berücksichtigung finden.

Erfindungsgemäß besteht die Simulationsvorrichtung zur Erzeugung von Bewegungseindrücken am Körper eines Spielers von einem computer­ gestützten Aktionsspiel aus einer stromgespeisten Bewegungseinheit aus mehreren, jeweils ein Masseelement aufweisenden Aktivatoren, die im Innern einer der menschlichen Körpergröße angepassten, flexiblen Matte verteilt angeordnet und über eine Elektronik einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, und einem mit der Bewegungseinheit verbundenen Interface zur Einspeisung für vom Aktionsspiel ausgegebene Bewegungssignale, das als Adapterstecker zum Anschluss an unterschiedliche Abspieleinrichtungen für computergestützte Aktionsspiele ausgeführt ist, wobei mit der Elektronik die von dem Interface kommenden Bewegungssignale in analoge Steuersignale umsetzbar sind und diese weitere Bauelemente zur Erzeugung zusätzlicher kontinuierlicher und/oder impulsartiger Steuersignale aufweist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Simulationsvorrichtung geschaffen, die die Aspekte der Realitätsnähe und Transportabilität optimal berücksichtigt. Durch die benutzerunabhängige Signalübertragung über ein Interface erreichen die unterschiedlichen Bewegungen den Spieler unvorbereitet bzw. im Kontext mit dem Spielgeschehen. Dadurch wird eine sehr große Realitätsnähe des ablaufenden Spiels bewirkt. Durch die flexible Matte in Körpergröße können großflächig Körperzonen des Spielers angesprochen werden. Der Bewegungseindruck wird also durch gezielte und durch die eingesetzten Aktivatoren auch effektive Stimulation bestimmter Körperbereiche erreicht. Dabei ist eine Matte aufgrund ihres Gewichts und ihrer Abmessungen leicht zu transportieren. Sie ist nahezu ortsunabhängig einfach zu installieren und in der Benutzung besonders einfach zu handhaben. Daneben bietet sie einige Zusatzeffekte. Die Stimulationen von Körperregionen durch kontinuierliche oder impulsartige Bewegungen der Masseelemente bewirken einen entspannenden Massageeffekt. Die arbeitenden Aktivatoren erzeugen eine realitätsnahe, untermalende Geräuschkulisse. Dadurch wird insgesamt durch die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung für den aktiven Spieler ein Gesamteindruck geschaffen, der die Effektivität des jeweiligen Aktionsspiels und damit den Spielgenuss beträchtlich erhöht.

Die hohe Einsatzflexibilität der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung bei den unterschiedlichsten Aktionsspielen wird noch weiter dadurch erhöht, dass das Interface als Adapterstecker zum Anschluss an unterschiedliche Abspieleinrichtungen für computergestützte Aktionsspiele ausgeführt ist. Hierdurch können die unterschiedlichsten Systeme mit der Simulations­ vorrichtung verbunden werden. Dabei sind nicht nur Anwendungen im heimischen Spielbereich, sondern auch im professionellen Bereich möglich. Schließlich können alle Fälle zur Anwendung kommen, bei denen vibrierende oder impulsartige Bewegungssimulationen auf den menschlichen Körper ausgeübt werden sollen.

Die Signale zur Ansteuerung der Aktivatoren werden einerseits vom jeweiligen Abspielgerät, also z. B. von der Spielkonsole oder von einem PC, programm­ abhängig erzeugt. Hierbei kann es sich um kontinuierliche Signale für die Vibration des Automotors im Hinter- oder Vordergrund oder um impulsartige Signale bei Zusammenstößen des Autos mit Hindernissen handeln. Zusätzlich können vom Spieler selbst über einen Schalter am Controller Signale erzeugt werden, beispielsweise bei beliebig einsetzbaren, individuellen Attacken. Je nach Art der Signale ist es deshalb sinnvoll, wenn die Aktivatoren einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind. Eine Einzelansteuerung bewirkt bei individu­ ellen Attacken, beispielsweise Schussfolgen, einen besonders guten Realitätseindruck. Soll dieser jedoch von Hintergrundvibrationen oder größeren Ereignissen wie beispielsweise einem Zusammenstoß stammen, ist eine Gruppenansteuerung besonders vorteilhaft.

Die Effektivität bei einem Ausführungsbeispiel der Simulationsvorrichtung hängt also auch von der Qualität des eingesetzten Aktionsspiels ab. Je mehr Bewegungssignale programmintern erzeugt werden und je öfter externe Signale berücksichtigt werden können, desto realer wird die Spielumsetzung. Da jedoch die Spiele solche Bewegungssignale nur sehr unterschiedlich berücksichtigen, insbesondere die älteren Spiele, ist es vorteilhaft, wenn die Elektronik weitere Bauelemente zur Erzeugung zusätzlicher kontinuierlicher und/oder impulsartiger Steuersignale aufweist. Diese Steuersignale können dann spielpassend vom Spieler selbst beispielsweise über einen Schalter im oder am Controller abgerufen werden. Der zur Signalerzeugung und zur Digital/Analog-Umwandlung von Steuersignalen erforderliche elektronische Schaltungsaufbau besteht dabei nur aus einfachsten Bauelementen, wie beispielsweise Transistoren. Kondensatoren und Widerstände, und ist für den Durchschnittsfachmann auf dem Elektronikgebiet ohne weiteres aufbaubar.

Ein Problemaspekt besteht in der Kostengünstigkeit der Simulations­ vorrichtung. Abgesehen davon, dass bereits der erfindungsgemäße Aufbau mit einer einfachen Matte, in die bereits Aktivatoren integriert sind, gegenüber den bekannten komplexen Simulationsvorrichtungen sehr viel preiswerter ist, kann die Kostengünstigkeit noch verbessert werden, wenn nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Matte als herkömmliche Massagematte nach Art der eingangs gewürdigten Massagevorrichtung ausgebildet ist. Hierbei kann es sich auch um eine im freien Handel erhältliche Ganzkörpermatte ohne Steuervorrichtung in einem Kostenbereich von ca. DM 100,- handeln, die bereits eine gleichmäßig verteilte Anzahl von integrierten Aktivatoren mit Masseelementen als Massageelemente enthält. Diese Massageelemente können in ihrer Bewegungsintensität gesteuert werden. Durch den Anschluss der erforderlichen Steuerelektronik und des Interfaces kann eine derartige Matte, gegebenenfalls auch in verkürzter oder anders veränderter Form, in einfacher Weise zu der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung umgestaltet werden.

Die kommerzielle Matte ist zur horizontalen Auflage auf eine Liege geeignet und weist eine gezielte Verteilung der Aktivatoren in Bezug auf die bei der Massage anzusprechenden Körperbereiche auf, die aber auch auf die Spielreize gut ansprechen. Selbstverständlich kann die Matte aber auch in der Mitte geknickt und auf einen Sessel oder Stuhl aufgelegt werden. Der darauf sitzende Spieler erhält auch dann an seiner gesamten Körperrückseite die simulierten Bewegungseindrücke. Vorteilhaft ist es aber auch nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung, wenn die Matte nach Art einer Stuhlauflage mit Sitz- und Rückenbereich, die besonders flexibel miteinander verbunden sind, ausgeführt ist und die Aktivatoren in diesem Sitz- und Rückenbereich angeordnet sind. Die flexible Verbindung zwischen Sitz- und Rückenteil der Matte ermöglicht eine besonders einfache Einbringung in eine Sitzgelegenheit und ihren dortigen sicheren Verbleib ohne Herausrutschen. Befestigungsmittel zur Befestigung in der Sitzgelegenheit können an der Matte zusätzlich vorgesehen sein. Die Anordnung der Aktivatoren sorgt für eine Stimulierung in den wesentlichen Körperbereichen, nämlich im mittleren und unteren Rücken- sowie im Gesäßbereich, für eine realitätsnahe Simulation beispielsweise beim Fahren von Autorennen.

Zum räumlichen Ausbau der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung oder zum simultanen Spiel von zwei oder mehreren Spielern ist es vorteilhaft, wenn entsprechend einer nächsten Erfindungsausgestaltung die Matte mit weiteren Matten konstruktiv und elektrisch verbindbar ist. Dem Aufbau sind dabei nahezu keine Grenzen gesetzt, so dass auch Aufbauten wie in einer Kinositzreihe möglich sind. Eine derartige Ausgestaltung kommt auch der interaktiven Kommunikation zwischen den Spielern zugute und verhindert deren Isolation während des Spiels.

Im Eingangsteil der Beschreibung ist eine westenartige Simulationseinrichtung beschrieben, die den Spieler Stöße gegen seine Brust realitätsnah erleben lassen soll. Dies ist in verbesserter Form auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, wenn nach einer Fortbildung der Erfindung die Matte einen zusätzlichen Brustbereich aufweist, der mit Befestigungsmitteln versehen und über einen besonders flexiblen Schulterbereich mit dem Rückenbereich verbunden ist und in seiner Mitte eine längliche Kopfaus­ sparung aufweist, und Aktivatoren auch in diesem Brustbereich angeordnet sind. Der Spieler steigt also gleichsam in die Matte ein, indem er sich auf den Sitz- und Rückenbereich setzt und den Brustbereich über die Schultern klappt. Um den Bewegungsübertragung auf die Brust noch zu verstärken, kann der Brustbereich mit den vorgesehenen Befestigungsmitteln beispielsweise am Rückenbereich der Matte befestigt werden. Ein Vergessen einer so gestalteten Matte beim Aufstehen wie im Fall der Weste ist bei dieser Ganzkörperversion nur schwer möglich. Die Simulierung von Stößen gegen die Brust ist bei dieser Anordnung auch wesentlich kräftiger als bei der bekannten Weste, weil kein Lautsprecher, sondern Aktivatoren mit Masseelementen zur Erzeugung der Stöße verwendet werden. Andere Effekte, wie beispielsweise der Gegen­ windeffekt oder der Gurtstraffeffekt beim Bremsen oder der Bremseffekt selbst, sind mit einer derartigen Anordnung ebenfalls leicht realisierbar. Wünscht ein Spieler jedoch keine Ausstattung der Matte mit einem zusätzlichen Brust­ bereich, kann er im Bedarfsfall natürlich auch zwei oder mehr normale Matten, insbesondere wenn diese konstruktiv und elektrisch verbindbar sind, entsprechend miteinander kombinieren und ansteuern.

Die Verteilung der Aktivatoren spielt für den Bewegungseindruck beim Spieler eine wesentliche Rolle. Sind die Aktivatoren gleichmäßig verteilt angeordnet, ist die Simulationsvorrichtung besonders vielseitig, insbesondere für vibrieren­ de Hintergrundsimulationen, bei den unterschiedlichsten Aktionsspielen ein­ setzbar. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass unter Aktionsspielen nicht nur sogenannte "Actiongames" mit rasanten Autorennen oder ähnlichem, sondern auch alle anderen Spiele, die eine Aktion des Spielers erfordern, verstanden werden sollen. Sind die Aktivatoren dagegen im Wesentlichen zentral im Sitz- und Rückenbereich angeordnet, so eignet sich die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung besonders zum Einsatz bei Autorennspielen. Sämtliche hierbei auftretenden Bewegungsabläufe, insbesondere Vibrationen und Impulse, auch kräfigerer Art, können so besonders realitätsnah simuliert werden.

Bei der Umsetzung der Bewegungsabläufe spielt auch der konstruktive Aufbau der Aktivatoren eine Rolle. Verschiedene Ausführungsformen von Aktivatoren sind beispielsweise aus der eingangs genannten DE-OS 41 08 323 und aus der DE-PS 43 17 329 bekannt. In der Patentschrift werden durch Wechselstombeaufschlagung schwingende Magnetfeldkissen mit einer kraftübertragenden Membranplatte beschrieben. Im einfachsten Fall können Aktivatoren nach einer weiteren Erfindungsausgestaltung als elektromagnetische Schwinger mit Masseelementen in Form von in Körperrichtung wirkenden Schwingelementen ausgebildet sein. Bei diesen sogenannten "Vibratoren" handelt es sich um besonders kostengünstige und robuste elektrische Bauelemente, mit denen besonders gut Hintergrundvibrieren aber auch leichtere Impulse simuliert werden können. Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung können Aktivatoren aber auch als Elektromotoren mit Masseelementen in Form von umlaufenden Unwuchtelementen ausgebildet sein. Solche Aktivatoren sind aus den "Dual-Shock-Controllern" bekannt und besonders zur Simulation von Stößen geeignet. Konstruktiv noch einfacher ist es, wenn nach einer folgenden Erfindungsausgestaltung die Unwuchtelemente als exzentrisch gebohrte Rotoren ausgebildet sind, die in ausreichend großen Luftspalten umlaufen. Eine Kombination der genannten Aktivatortypen in einer Simulationsvorrichtung ist ebenfalls ausführbar und ermöglicht optimal realitätsnahe Bewegungseindrücke als Kombinationen von Vibrationen und Impulsen in Verbindung mit einer besonders kostengünstigen Herstellbarkeit.

Ausbildungsformen der Erfindung werden nachfolgend zur Vertiefung von deren Verständnis anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung mit einer Massagematte,

Fig. 2 ein Ausschnittsdetail aus der Matte (gemäß Fig. 1) im Querschnitt,

Fig. 3 eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrich­ tung in einem Stuhl und

Fig. 4 eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrich­ tung mit einem Brustbereich.

Die Fig. 1 zeigt eine Simulationsvorrichtung 1 zur Erzeugung von Bewegungseindrücken am menschlichen Körper. Sie besteht aus einer der Körpergröße angepassten flexiblen Matte 2, hier eine herkömmliche Massagematte 3, die in ihrem Innern 4 eine Vielzahl von Aktivatoren 5 mit jeweils einem Masseelement 6 aufweist. Diese Aktivatoren 5 sind über die Matte 2 im dargestellten Beispiel verteilt angeordnet und bilden gemeinsam eine Bewegungseinheit 7. Mit allen Aktivatoren 5 ist eine aus herkömmlichen Bauelementen bestehende Elektronik 8 elektrisch verbunden, mit der die von einem Interface 9 kommenden Bewegungssignale von beispielsweise einer Playstation in analoge Steuersignale umgewandelt werden können. Über die Ansteuerung der Aktivatoren 5, die über einen Netzanschluss 10 mit Energie versorgt werden, können die Masseelemente 6 kontinuierlich, oszillierend oder impulsartig bewegt werden, so dass der Eindruck von gleichmäßigen oder veränderlichen Vibrationen oder Stößen am menschlichen Körper empfunden werden kann.

In der Fig. 2 ist in einem Ausschnitt der Aktivator 5 mit dem Masseelement 6 im Innern 4 der Matte 2 dargestellt. Im gewählten Beispiel sind der Aktivator als ein elektromagnetischer Schwinger 11 und das Masseelement 6 als ein Schwingelement 12 ausgeführt und über eine Achse 13 miteinander verbunden. Schwingelement 12 und elektromagnetischer Schwinger 11 sind von einer gemeinsamen flexiblen Schutzhülle 14 umgeben. Bei Anlegen einer Steuerspannung über Versorgungsleitungen 15 wird das Schwingelement 12 durch eine Achsbewegung ausgelenkt. Dabei kann die Auslenkung kontinuier­ lich oder mit veränderlicher Frequenz oder impulsartig erfolgen. Je nachdem entstehen so Vibrations- oder Stoßeindrücke. Zur Verbesserung des Sitzkomforts ist die Matte 2, die problemlos in einen Stuhl oder Sessel eingelegt werden kann, in ihrem Innern 4 mit einem Füllmaterial 16 ausgefüllt.

Die Fig. 3 zeigt eine Simulationsvorrichtung 20 in einer Anordnung in einem Stuhl 21. Eine flexible Matte 22 weist einen Sitzbereich 23 und einen Rückenbereich 24 auf, die flexibel miteinander verbunden sind. Durch eine derartige Gestaltung ist die Auflage der Matte 22 im Stuhl 21 sicher gewährleistet, gegebenenfalls können zusätzliche Befestigungsmittel vorgese­ hen sein. Eine Bewegungseinheit 25 mit Masseelemente 26 aufweisenden Aktivatoren 27 ist zentral sowohl im Sitzbereich 23 als auch im Rückenbereich 24 angeordnet, um im Gesäß- und Rückenbereich als den besonders sensiblen Körperstellen eine gute Bewegungssimulation zu erzielen. Im gewählten Ausführungsbeispiel sind die Aktivatoren 27 als Elektromotoren 28 mit umlaufenden Unwuchtelementen 29 als Masseelemente 26 ausgebildet. Durch die steuerbare Umlaufbewegung der Unwuchtelemente 29 können die Elektromotoren 28 in Rüttelbewegungen unterschiedlicher Stärke bzw. Dauer versetzt werden. Seitlich an der Matte 22 ist eine Elektronik 30 angeordnet, die auch weitere Bauelemente 31 zu eigenständigen Generierung von Steuersignalen aufweist. Mittels eine Interfaces 32 ist die Elektronik 30 im dargestellten Beispiel mit einem Analog/Digital-Controller 33 verbunden, der auch Bewegungssignale aussendet. Daneben befindet sich im hinteren Bereich des Stuhls 21 ein Netzanschluss 34 der Matte 22, mit dem diese bequem und stolpersicher an eine Steckdose 35 angeschlossen werden kann.

In der Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung 40 in Ganzkörperausführung dargestellt. Diese beeinflusst nicht nur die hintere Körperseite eines Spielers 41, sondern auch seine vordere. Dazu weist eine Matte 42 einen zusätzlichen Brustbereich 43 auf, der über einen besonders flexiblen Schulterbereich 44 mit einem Rückenbereich 45 der Matte 42 verbunden ist. Um den Kopf durch den Schulterbereich 44 hindurchstecken zu können, verfügt dieser in seiner Mitte über eine längliche Kopfaussparung 46. Zur Befestigung weist der Brustbereich 43 Befestigungsmittel 47 auf. Eine Bewegungseinheit 48 mit Masseelemente aufweisenden Aktivatoren 49 erstreckt sich auf alle drei Bereiche, Brustbereich 43, Rückenbereich 45 und Sitzbereich 50 der Simulationsvorrichtung 40. Bewegungssimulationen können so besonders realitätsnah erzeugt werden. Eine Anordnung von weiteren Aktivatoren in den flexiblen Verbindungsbereichen ist auch möglich, verringert aber etwas die Flexibilität der Verbindung. Eine seitlich vorgesehene Elektronik 51 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Interface 52 in Form eines Adaptersteckers 53 mit einem Lenkrad-Controller 54 verbunden. Über einen Netzstecker 55 ist die Vorrichtung 40 wiederum mit dem elektrischen Netz verbunden.

Alle dargestellten Ausführungen sind nur Beispiele zur näheren Erläuterung der grundsätzlichen Idee der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung. Andere Aufbauten der Matte, die beliebig mit weiteren Matten konstruktiv und elektrisch kombinierbar ist, sind ebenfalls möglich. Dazu zählen Verlängerun­ gen in den Kopfbereich genauso wie seitliche Anbauten unter den Armen des Spielers hindurch. Ziel ist es, Simulationsbewegungen für die unterschied­ lichsten Anwendungen so echt wie möglich durchzuführen. Dabei kann am Ende eine Anordnung stehen, die den Spieler nach Art eines Anzuges nahezu vollständig umfasst.

Bezugszeichenliste

1

Simulationsvorrichtung

2

Matte

3

Massagematte

4

Inneres der Matte

5

Aktivator

6

Masseelement

7

Bewegungseinheit

8

Elektronik

9

Interface

10

Netzanschluss

11

elektromagnetischer Schwinger

12

Schwingelement

13

Achse

14

Schutzhülle

15

Versorgungsleitung

16

Füllmaterial

20

Simulationsvorrichtung

21

Stuhl

22

Matte

23

Sitzbereich

24

Rückenbereich

25

Bewegungseinheit

26

Masseelement

27

Aktivator

28

Elektromotor

29

Unwuchtelement

30

Elektronik

31

weitere Bauelemente

32

Interface

33

Analog/Digital-Controller

34

Netzanschluss

35

Steckdose

40

Simulationsvorrichtung

41

Spieler

42

Matte

43

Brustbereich

44

Schulterbereich

45

Rückenbereich

46

Kopfaussparung

47

Befestigungsmittel

48

Bewegungseinheit

49

Aktivator

50

Sitzbereich

51

Elektronik

52

Interface

53

Adapterstecker

54

Lenkrad-Controller

55

Netzstecker

Claims (8)

1. Simulationsvorrichtung zur Erzeugung von Bewegungseindrücken am Körper eines Spielers von einem computergestützten Aktionsspiel mit einer stromgespeisten Bewegungseinheit (7; 25; 48), bestehend aus mehreren, jeweils ein Masseelement (6; 26) aufweisenden Aktivatoren (5; 27; 49), die im Innern (4) einer der menschlichen Körpergröße angepassten, flexiblen Matte (2, 3; 22; 42) verteilt angeordnet und über eine Elektronik (8; 28; 51) einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, und einem mit der Bewegungseinheit verbundenen Interface (9; 32; 52) zur Einspeisung für vom Aktionsspiel ausgegebene Bewegungssignale, das als Adapterstecker (53) zum Anschluss an unterschiedliche Abspieleinrichtungen (54) für computergestützte Aktionsspiele ausgeführt ist, wobei mit der Elektronik die von dem Interface (9; 32; 52) kommenden Bewegungssignale in analoge Steuersignale umsetzbar sind und diese weitere Bauelemente (31) zur Erzeugung zusätzlicher kontinuierlicher und/oder impulsartiger Steuersignale aufweist.

2. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Matte (2) als herkömmliche Massagematte (3) ausgebildet ist.

3. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Matte (22) nach Art einer Stuhlauflage mit Sitz- und Rückenbereich (23, 24), die besonders flexibel miteinander verbunden sind, ausgeführt ist und die Aktivatoren (27) in diesem Sitz- und Rückenbereich (23, 24) angeordnet sind.

4. Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Matte (2; 22; 42) mit weiteren Matten konstruktiv und elektrisch verbindbar ist.

5. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Matte (42) einen zusätzlichen Brustbereich (43) aufweist, der mit Befestigungsmitteln (47) versehen und über einen besonders flexiblen Schulterbereich (44) mit dem Rückenbereich (45) verbunden ist und in seiner Mitte eine längliche Kopfaussparung (46) aufweist, und Aktivatoren (49) auch in diesem Brustbereich (43) angeordnet sind.

6. Simulationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, bei der die Aktivatoren (5) als elektromagnetische Schwinger (11) mit Masseelementen (6) in Form von in Körperrichtung wirkenden Schwingelementen (12) ausgebildet sind.

7. Simulationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, bei der die Aktivatoren (27) als Elektromotoren (28) mit Masseelementen (26) in Form von umlaufenden Unwuchtelementen (29) ausgebildet sind.

8. Simulationsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das umlaufende Unwuchtelement (29) von einem exzentrisch gebohrten Rotor gebildet ist, der in einem ausreichend großen Luftspalt umläuft.