DE69112200T2

DE69112200T2 - Vorrichtung zur anregung von spielzeugcharakteren.

Info

Publication number: DE69112200T2
Application number: DE69112200T
Authority: DE
Inventors: James Fan; Ming Liang; James Mckeefery; James Sachs
Original assignee: Alchemy II Inc
Current assignee: Alchemy II Inc
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1991-01-17
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2011-01-18
Also published as: ES2078508T3; EP0513143A1; DE69112200D1; BR9105945A; HK1007973A1; AU7233591A; US5074821A; EP0513143B1; JPH05505534A; EP0513143A4; CA2073172A1; WO1991010491A1; AU656130B2

Description

Vorrichtung zur Belebung von Spielzeugfiguren

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von belebten Spielzeugfiguren.

2. Stand der Technik

In den letzten Jahren wurden be lebte Spielzeugfiguren nach der US-Patentschrift Nr. 4 665 640 hergestellt und verkauft. Solche Figuren umfassen eine Doppelspurwiedergabeeinheit, die über die Rückseite der Figuren zugänglich ist, um eine Doppelspurbandkassette aufzunehmen, auf deren einer Spur ein Sprachsignal und auf deren zweiter Spur ein Belebungssteuersignal aufgezeichnet ist. Die Sprachspur wird natürlich allgemein nur über einen Lautsprecher im Körper der Figur abgespielt. Das aufgezeichnete Belebungssteuersignal ist ein pulsbreitenmoduliertes Mehrkanalsignal mit einem variablen Zeitrahmen, das auf dem Band ohne weitere Modulation aufgezeichnet ist. Bei diesen Figuren wird ein Kanal zur Belebung des Munde s synchron zu der Sprachspur verwendet, und ein zweiter Kanal wird zur Belebung der Augen verwendet, wobei zusätzliche Kanäle für weitere Verwendungen verfügbar sind.
Beim Abspielen wird die Belebungssteuerspur demoduliert, und die demodulierten Signale werden dazu verwendet, die Servomotoren zur Steuerung der belebten Merkmale proportional zu steuern. Die proportionale Steuerung in Kopplung mit der Positionsrückkopplung an jedem Servosystem liefert eine glatte, voll steuerbare Bewegung für jedes belebte Element. Allerdings besitzt das Pulsbreitenmodulationsssignal eine signalabhängige Rahmenzeit, die die Folgerate des demodulierten Signals länger als erwünscht macht. Die signalabhängige Rahmenzeit erschwert die Bearbeitung der Belebungssteuerinformation während der Erstellung eins Mutterbandes, da nicht einfach ein Segment der Belebung erneut geschnitten werden kann oder ein Segment entfernt und ersetzt werden kann und die neue Informationen innerhalb genau der gleichen Abspielzeit vor der Modifizierung oder dem Austausch eingepaßt werden kann. Schließlich sind die Pulsbreitenmodulation und die Mehrfachservosyteme in der Figur zur Belebung von mehreren Merkmalen für viele Spielzeuge teurer als erwünscht.
Im Stand der Technik wurden verschiedene andere Belebungstechniken verwendet. Um die doppelte Realisierung von Servosystemen innerhalb der belebten Figur auf zuheben, wurde beispielsweise ein einziger Belebungskanal verwendet, um eine einziges Servosystem zu steuern, das den Mund der Figur während eines Teillaufs belebte und die Augen während eines weiteren Teillaufs belebte.
In der US-Patentschrift Nr. 4 177 589 werden die Belebungssteuersignale direkt von der einzigen Sprachspur abgeleitet. Eine solche Anordnung besitzt dahingehend bestimmte Vorteile, daß die Sprachspur nicht einmal voraufgezeichnet werden muß, sondern ein Sprachsignal aus dem Stegreif sein kann, das über ein verstecktes Mikrophon geliefert wird. Allerdings besitzt sie den Nachteil, daß sie nicht ein flexibles Zuschneiden der Belebung liefert, woraus sich ergeben kann, daß Mundbewegungen usw. entstehen, die dem gelieferten Ton nachhängen.
In der US-Patentschrift Nr. 3 912 694 ist ein Doppelspurband auf einer Spur mit einem Audiosignal und auf der zweiten Spur mit einem Impulszug als Bewegungssteuersignal versehen. Beim Abspielen wird der Impulszug wiedergegeben und einem Frequenzwähler zugeführt, der die Frequenz jedes Impulses durch ein geeignetes Bandpaßnetzwerk erfaßt. Das erfaßte Signal wird verstärkt und in ein Gleichstrompegelsteuersignal umgewandelt, das dann an den geeigneten Eingang eines selbsttätigen Mehrfachrelaiswechselrichters angelegt wird. Dadurch wird wiederum die Programmierung von Motoren gesteuert, die verschiedene Elektromagnetschalter über von den Motoren angetriebene Nockenscheiben betreiben, um über den Betrieb der Elektromagnete die Belebung bereitzustellen. Das System liefert als solches keine proportionale Steuerung und ist als Ergebnis der erforderlichen Mehrfachbandpaßfilter, Motoren, nockenbetriebenen Schalter, Elektromagnete und ähnlichem mechanisch und elektronisch ziemlich kompliziert. Weitere Belebungssysteme sind in den US-Patentschriften Nr. 3 287 849 und 4 139 968 sowie in der EP 0 248 115 offenbart. Allerdings liefert keines dieser weiteren Systeme die Flexilität und reizvolle Belebung für belebte Figuren für kleine Kinder, die von dem oben beschriebenen ersten System aufgrund der Proportionalsteuerung über ein Belebungssteuersignal geliefert werden, das von dem Sprachsignal unabhängig, aber damit synchronisiert ist, um die gewünschte Belebung zu liefern. In dieser Hinsicht liegt eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung darin, die Leistungsfähigkeit und Flexibilität dieses Belebungssystems beizubehalten, während gleichzeitig sowohl die Erstellung des Mutterbandes durch eine Vereinfachung der Bearbeitung des Belebungssteuersignals vereinfacht als auch die Kosten für die belebte Figur verringert werden, indem die Elektronik und die elektromechanische Steuerung weniger kompliziert gestaltet werden; all dies ohne eine Beeinträchtigung der Fähigkeit der belebten Figuren, die jüngsten Kinder und auch ihre Eltern zu verzaubern und begeistern.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 ist eine Ansicht eines typischen Plüschtieres, das die vorliegende Erfindung beinhaltet.
Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt durch den Kopf des Plüschtieres von Fig. 1.
Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt ähnlich Fig. 2 zur Veranschaulichung des Mechanismus im Zustand mit vollständig geöffnetem Mund.
Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt ähnlich Fig. 2, der den Mechanismus in der Position mit geschlossenem Mund und gesenkten Augen zeigt.
Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm für die Steuerschaltung bei dem Plüschtier von Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezug auf Fig. 1 ist eine Ansicht einer typischen Figur zu sehen, die nach der vorliegenden Erfindung belebt werden kann. Die Figur, in diesem Fall in Form einer Figur der Art eines Teddybärs enthält eine Bandabspieleinheit, die durch den Rücken zugänglich ist, einen im Brustbereich versteckten Lautsprecher sowie in den Kopfbaugruppen einen Servomotor und ein Antriebssystem zum Beleben des Mundes und der Augen der Figur.
Ein schematischer Querschnitt durch den Kopf der Figur von Fig. 1 ist in Fig. 2 zu sehen. Der Kopf ist aus einer schädelartigen Struktur 20 aus Kunststoff geformt, die zur Polsterung eine Schicht 22 aus Schaumstoff besitzt und den Belebungsmechanismus für die Figur enthält. Insbesondere treibt ein Servomotor 24 über einen kleinen Riemen 28 eine erste Riemenscheibe 26 an. Mit der Riemenscheibe 26 ist eine kleine Riemenscheibe 30 einstückig ausgebildet, die über einen weiteren Riemen 34 die Riemenscheibe 32 antreibt. Mit der Riemenscheibe 32 ist noch eine weitere Riemenscheibe 36 einstückig ausgebildet, die über den Riemen 40 eine weitere Riemenscheibe 38 antreibt, die zu den Riemenscheiben 26 und 30 koaxial, aber davon unabhängig ist. Die verschiedenen Riemenscheiben liefern in einem im wesentlichen geräuschfreien Antriebssystem eine sehr wesentliche Drehzahlreduzierung, bei der bevorzugte Ausführungsform eine Reduzierung von etwa 120 auf 1. Ferner sind die Gurtspannungen, die Materialien usw. bevorzugt so ausgewählt, daß das Antriebssystem schlupft, wenn die Riemenscheibe 38 an der Drehung gehindert wird, während der Servomotor 24 noch arbeitet und/oder die Riemenscheibe 38 anders als durch den Servomotor in Drehung gezwungen wird. Die Riemenscheibe 38 ist direkt mit der Welle eines Rückkopplungspotentiometers verbunden, so daß das Rückkopplungssignal unabhängig von einem vorherigen oder gleichzeitigem Gurtschlupf in dem Antriebssystem daraus direkt die Position der Riemenscheibe 38 angibt.
Mit der Riemenscheibe 38 sind paddelartige Vorsprünge 42 und 44 einstückig ausgebildet, deren Funktion im folgenden beschrieben wird. Innerhalb der Struktur 20 sind auch zwei Augen 46 angeordnet, die an der Achse 48 derart schwenkbar gelagert sind, daß sie darum im Gleichtakt drehbar sind, wobei die Augen in die gezeigte Position federbelastet sind. Mit den Augen ist ein Hebel 50 gekoppelt, der nach unten und etwas nach hinten vorspringt und dazu verwendet wird, die Augen wie gewünscht um die Achse 48 zu drehen. Unter den Augen liegen zwei Mundbetätigungselemente, die allgemein durch die Bezugsziffern 52 und 54 angegeben sind und sich in Mundbereiche an einer äußeren (nicht gezeigten) Abdeckung über der Struktur erstrecken, wobei die äußere Abdeckung nicht nur die Mund- und Augenöffnungen der Figur, sondern nach Wunsch auch die anderen Gesichts- und Kopfmerkmale bildet. Das Mundelement 54 besitzt einen nockenartigen Schlitz 56, wobei das Mundelement 52 einen rückwärtigen Ansatz 58 mit einem Vorsprung besitzt, der so in den Schlitz 56 paßt, daß er dadurch geführt wird, wobei die Mundelemente 52 und 54 an der Achse 60 bzw. 62 schwenkbar gelagert sind. Schließlich ist das Element 54 in die gezeigte Position federbelastet, die automatisch das Element 52 in die gezeigte Position bringt, wobei die Position der beiden Elemente der Position bei geschlossenem Mund entspricht.
Unter Bezug auf Fig. 3 ist das Antriebs system in der Position gezeigt, die der Position bei geöffnetem Mund entspricht. In diesem Fall wurde die Riemenscheibe 38 derart gegen den Uhrzeigersinn angetrieben, daß das Paddelelement 42 an dem sich nach hinten erstreckenden Arm an dem Mundelement 54 angegriffen und dieses in die gezeigte Position bewegt hat, wodurch wiederum eine entsprechende Drehung in dem Mundelement 52 verursacht wurde. Andererseits ist in Fig. 4 die Riemenscheibe 38 in die entgegengesetzte Richtung gedreht worden, so daß das Paddelelement 44 an dem sich nach unten erstreckenden Arm 50 der Augenanordnung angegriffen hat, um diesen etwa um 60 Grad nach unten zu drehen, als ob die Augen geschlossen wären oder blinzeln würden.
Aus Fig. 2, 3 und 4 ist zu ersehen, daß der Mund bei gerade nach vorne schauenden Augen aus der geschlossenen Position von Fig. 2 in die geöffnete Position von Fig. 3 und selbstverständlich in jede andere Position dazwischen bewegt werden kann. Alternativ können die Augen, wie in Fig. 4 gezeigt, bei geschlossenem Mund nach unten oder in eine beliebige Position zwischen den in Fig. 2 und 4 gezeigten bewegt werden, obwohl die Augen und der Mund nicht gleichzeitig aus der in Fig. 2 gezeigten Position angetrieben werden können. In Fig. 2 ist ferner zu sehen, daß die Riemenscheibe 38 und natürlich das damit gekoppelte Rückkopplungspotentiometer über einen bestimmten kleinen Winkel in jeder Richtung angetrieben werden müssen, ehe die Betätigung der Augen oder des Mundes beginnt. Es gibt also einen Beriebsbereich des Antriebssystems zum Liefern einer Belebung des Mundes, einen zweiten, nicht überlappenden Betriebsbereich für die Augenbewegung und eine tote Zone dazwischen, in der die Bewegung des Antriebssystms weder eine Augen- noch eine Mundbewegung verursacht. Die Tatsache, daß der Mund und die Augen nicht gleichzeitig belebt werden können, hat gleichzeitig nur geringe Auswirkungen, da sich eine realistische Augenbewegung selbst dann erhalten läßt, wenn die Augenbewegung auf Pausen zwischen Sätzen oder Phrasen eines Liedes beschränkt wird, während derer keine Mundbelebung erforderlich ist.
Unter Bezug auf Fig. 5 ist nun ein schematisches Diagramm der Elektronik in der Figur zu sehen. Wie gezeigt und oben festgestellt wurde, liefert ein Kanal der voraufgezeichneten Bandund Bandwiedergabeeinheit mit Doppelkanal das Belebungssteuersignal, und der andere Kanal liefert den Audiokanal. Wie in der Figur gezeigt, liefert ein Aufnahmekopf 64 der Abspieleinheit ein Belebungssteuersignal, das durch die Verstärker 66 und 68 verstärkt (in der folgenden Diskussion werden zu Zwecken der Klarkeit Rückkopplungsschaltungen, Frequenzbandbegrenzerschaltungen usw. allgemein nicht gezeigt, falls sie nicht spezielle Funktionen liefern oder mit dem Verständnis des Betriebs des Systems zu tun haben). Deer Ausgang des Verstärkers 68 ist über den Kondensator 70 und den Widerstand 72 mit einem Differentialverstärker 74 gekoppelt, der als Begrenzer eingekoppelt ist. Insbesondere ist der positive Eingang des Differentialverstärkers 74 mit einer Bezugsspannung gekoppelt, wobei der Ausgang über die Parallelkombination aus der Diode 76 und dem Transistor 78 in Reihenschaltung mit dem Widerstand 80 mit dem invertierenden Ausgang des Verstärkers 74 zurückgekoppelt ist. Der Vorwärtsleitungs-Spannungsabfall der Diode 76 sowie der Spannungsabfall am Emitter-Basis-Übergang des Transistors 78 beträgt weniger als etwa 0,7 Volt, so daß zwischen dem Ausgang des Differentialverstärkers 74 und dem invertierenden Eingang keine Rückkopplung geliefert wird, wenn die Differenz zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang weniger als etwa 0,7 Volt beträgt. Innerhalb dieses begrenzten Bereichs ist die scheinbare Verstärkung im wesentlichen die offene Regelverstärkung. Überschreitet der Ausgang des Verstärkers den invertierenden Eingang, dann wird die Diode 76 leitend, womit über den Widerstand 80 die Rückkopplung geliefert wird, um dann die Verstärkung relativ auf den Nennwert zu begrenzen. Ebenso wird der Transistor 78 angeschaltet, wenn der Ausgang des Differentialverstärkers 74 mehr als 0,7 Volt niedriger als der invertierende Eingang ist, wobei der Emitter-Basis-Übergang des Transistors ausreichend stark leitet, um über den Widerstand 80 eine ausreichende Rückkopplung zu liefern, ziemlich ähnlich, wie dies bezüglich der Diode 76 oben beschreiben wurde, wobei wieder die Verstärkung des Verstärkers relativ auf den Nennwert verringert wird. Der Ausgang des Begrenzers 74 ist also eine im wesentlichen symmetrische "Rechteck"-Welle mit etwas abgerundeten Spitzen und einer Frequenz, die einer Frequenz des Signals entspricht, das auf dem Belebungspurteil des Doppelspurbandes aufgezeichnet ist, das aktuell von der Bandabspieleinheit in der Figur gespielt wird. Allgemein wird die gezeigte Schaltung den Differentialeingang zum Verstärker 74 im wesentlichen auf Null halten, so daß der invertierende Ausgang des Verstärkers 74 allgemein gleich der an den nicht invertierenden Eingang gelieferten Bezugsspannung ist.
Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, daß unter der Voraussetzung, daß ein geeignetes Belebungssignal von dem Aufnehmer 64 aufgenommen wird, der Transistor 78 etwa 50 % der Zeit leitend ist, wobei der Kondensator 82 über den Widerstand 84 geladen wird. Ist andererseits das als Belebungssignal interpretierte Signal ungeeignet, dann bleibt der Transistor 78 entweder abgeschaltet oder besitzt einen so niedrigen Arbeitszyklus, daß sich der Kondensator 82 über den Widerstand 86 entladen kann, wobei der Widerstand 86 wesentlich größer als der Widerstand 84 ist, um nicht das Laden des Kondensators beim Normalbetrieb des Transistors zu beeinträchtigen. Liegt also ein geeignetes Belebungssignal vor, dann ist der Differentialeingang zu dem Komparator 88 positiv. Bei dem speziell verwendeten Komparator ergibt dies einen potentialfreien Ausgang oder einen mit offenem Kollektor. Ist andererseits das Belebungssignal ungeeignet, dann entlädt sich der Kondensator 82 über den Widerstand 86 auf eine Spannung, die niedriger als die an den Komparator 88 gelieferte Bezugsspannung ist, wodurch der Ausgang des Komparators auf L-Pegel getrieben wird (die verschiedenen hier angesprochenen Bezugsspannungen können unterschiedliche Bezugsspannungen sein, je nach der Eignung für jeden Teil der speziell verwendeten Schaltung). Während des Normalbetriebes des Systems wird also der Ausgang des Diff erentialverstärkers 88 potentialfrei sein, solange das empfangene Belebungssignal eine adäquate Amplitude besitzt, um geeignet die Belebungssteuerung zu liefern.
Der Ausgang des Begrenzers 74 wird auch an den Komparator 90 geliefert, der über die Kombination aus den Widerständen 92 und 94 mit einer positiven Rückkopplung versehen wird. Dieser Komparator ist vom gleichen Typ wie der Komparator 88, also mit einem potentialfreien Ausgang für einen positiven Differentialeingang. Der Ausgang des Komparators 90 wird an eine Schaltung geliefert, die aus den Widerständen 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112 und 134, dem Potentiometer 114, den Transistoren 116, 118, 120, 122 und 124 sowie den Kondensatoren 126, 128, 130 und 132 besteht. Unter anderem wirken die Widerstände 96, 98 und 100 als Lastwiderstände für den Ausgang des Komparators 90, so daß der Ausgang des Komparators tatsächlich eine Rechteckwelle ist, die bei einer Frequenz, die dem von dem Aufnahmekopf 64 empfangenen Belebungssignal reicht, von Erde bis zur positiven Schiene reicht.
Geht der Ausgang des Komparators 90 auf L-Pegel, dann wirken die Transistoren 116 und 120 als Stromquelle in Abhängigkeit von dem Widerstand 104 und der Einstellung des Potentiometers 114. Der Kondensator 130 lädt sich also mit einer konstanten Rate, solange der Ausgang des Komparators auf L-Pegel bleibt. Da der Rechteckwelleneingang zu dem Komparator 90 einen konstanten Arbeitszyklus von etwa 50 Prozent aufweist, ist der Zeitraum, über den der Ausgang des Komparators 90 auf L bleibt, umgekehrt proportional zu der Frequenz des von dem Aufnahmekopf 64 empfangenen Signals. Die Spannung, die an dem Kondensator 130 vorliegt, wenn der Ausgang des Komparators auf H-Pegel geht, ist also umgekehrt proportional zu der Augenblicksfrequenz des auf dem Band aufgezeichneten Belebungssignals. Geht der Ausgang des Komparators 90 auf H, dann pulst der Kondensator 126 die Transistoren 122 und 124 über die Widerstände 110 und 112 für kurze Zeit auf Leitung, wobei wenigstens ein Teil der Spannung an dem Kondensator 130 über einen der beiden Transistoren und den Widerstand 134 in Abhängigkeit von dem Wert des Widerstandes 134 und den Relativwerten der Kondensatoren 130 und 132 zu dem Kondensator 132 übertragen wird. Dies liefert im wesentlichen eine Abtast- und Halteschaltung, die die Spannung an dem Kondensator 132 bei jedem Zyklus des von dem Aufnahmekopf 64 empfangenen Signals aktualisieren, obwohl als Ergebnis des Widerstandes 134 und da der Kondensator 132 etwas größer als der Kondensator 130 ist, eine gewisse Wirkverzögerung vorliegt. Die Transistoren 122 und 124 werden nur über einen kurzen Zeitraum von dem Kondensator 126 angepulst, da dieser ein relativ kleiner Kondensator ist, der den Basisstrom über einen kurzen Zeitraum an die Transistoren 122 und 124 liefert, der nur einen Bruchteil der Dauer eines Halbzyklus selbst der höchsten Belebungssteuerfrequenz darstellt.
Ebenso lädt sich der Kondensator 128 über die Widerstände 96, 98, 100 und 102, wenn der Ausgang des Komparators 90 auf H- Pegel geht. Dadurch wird der Transistor 118 später in dem Halbzyklus angeschaltet, womit der kleine Kondensator 126 zum Abschalten der Transistoren 122 und 124 entladen wird und gleichzeitig die Entladung des Kondensators 130 über den Widerstand 108 und den Transistor 118 eingeleitet wird, wodurch der Kondensator am Ende des positiven Halbzyklus des Belebungssteuersignal im wesentlichen vollständig entladen ist. Geht der Ausgang des Komparators 90 wieder auf L-Pegel, dann hält der Kondensator 128 den Transistor 118 für eine sehr kurze Zeit angeschaltet, zwingt die Spannung über den Kondensator 126 auf im wesentlichen Null, wobei der Transistor 118 dann durch die Entladung des Kondensators 128 über den Widerstand 102 abschaltet, so daß der Kondensator 130 wieder, wie oben beschrieben, mit der konstanten Rate mit dem Laden beginnen kann. Die Spannung an dem Kondensator 132, die, wie wir im folgenden sehen, diejenige Spannung ist, die zum Antrieb des Servos verwendet wird, der die Belebungsmerkmale der Figur verwendet, wird also bei jedem Zyklus des Belebungssteuersignals aktualisiert, wobei die Aktualisierung etwas weniger als 100 Prozent auf der Grundlage der gewählten Schaltungsparameter beträgt, hauptsächlich dem Kondensator 130 und der Ladeschaltung für diesen, dem Widerstand 104 und dem Kondensator 132.
Ist das von dem Aufnahmekopf 64 gelieferte Signal nicht geeignet, dann wird der Ausgang des Komparators 88 auf L-Pegel gehalten, womit die Transistoren 122 und 124 zu allen Zeiten abgeschaltet gehalten werden. In diesem Fall lädt sich der Kondensator 132 auf eine Spannung, die durch die an den Widerstand 136, einen relativ größeren Widerstand, angelegte Bezugsspannung bestimmt ist, wobei die Bezugsspannung so gewählt ist, daß sie den Servo in eine Position antreibt, die dem in Fig. 1 veranschaulichten Zustand mit geschlossenem Mund und gerade nach vorne schauenden Augen entspricht.
Die Spannung an dem Kondensator 132 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 134 gekoppelt, dessen Ausgang über einen Leistungsverstärker 136 gekoppelt ist, um eine Leitung des Servomotors 24 anzutreiben, wobei die andere Leitung mit dem Mittelpunkt der Batterieenergieversorgung gekoppelt ist. Der invertierende Eingang zu dem Differentialverstärker 134 ist mit dessen Ausgang über den Rückkopplungswiderstand 138 und über den Rückkopplungswiderstand 140 mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers 136 sowie mit dem Rückkopplungspotentiometer gekoppelt, das allgemein mit der Bezugsziffer 142 angegeben ist, wodurch, wie oben festgestellt, eine direkte Rückkopplung der Position der Riemenscheibe 38 über den Widerstand geliefert wird.
In Fig. 5 ist auch die Elektronik für die Audiospur mit dem zweiten Aufnahmekopf 150 gezeigt, die das Audiosignal über die Verstärker 154 und 156 und den Leistungsverstärker 158 an den Lautsprecher 152 liefert. Diese Schaltungen können herkömmliche Schaltungen sein und werden demnach hier nicht im einzelnen beschrieben.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die Energieversorgung vier Batterien in Reihe mit einem Mittelabgriff auf, der zur Lieferung der VB/2-Spannung für den Servomotor 24 abgegriffen wird (vgl. Fig. 5). Außerdem ist die Energieversorgung mit drei Schaltern versehen, einem Haupt-Ein-/Ausschalter, damit das System bei eingesetztem Band nach Belieben ein- und ausgeschaltet werden kann, einem Bandeingriffsschalter an der Bandabspieleinheit, der ihren Betrieb verhindert, falls die Bandkassette nicht richtig geladen oder die Kassettenklappe nicht geschlossen ist, sowie einem dritten Schalter zum Erfassen des Bandendes und zum Abschalten des Systems in Reaktion darauf. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist dieser letzte Schalter Kontakte oder Fühler auf, die einen Leiter am Bandendabschnitt erfassen, um eine bistabile Schaltung auszulösen, damit der Strom für das System am Ende des Bandes selbst dann abgeschaltet wird, wenn der Haupt-Ein-/Ausschalter an bleibt. Diese bistabile Schaltung ist so ausgelegt, daß sie im abgeschalteten Zustand im wesentlichen keine Energie abzieht, wodurch in einem solchen Zustand nicht die Batterie entleert wird. Der Haupteingang ist ein Wischkontaktschalter, der seinerseits eine bistabile Schaltung zur An- und Aussteuerung auslöst.
Allgemein ist das auf jedem Band aufgezeichnete Band bevorzugt so formatiert, daß die Figur am Ende des Bandes jede Aktivitätt abschließt und still bleibt, wobei die entsprechende Belebungsposition in der toten Zone liegt, wo die Augen gerade nach vorne schauen und der Mund geschlossen ist. Wird andererseits der Haupt-Ein-/Ausschalter in der Mitte des Bandes ausgelöst, dann hält die Figur bevorzugt mit Mund- und Augenpositionen an, die den als letzten von dem Belebungssteuersignal befohlenen entsprechen, so daß die Figur wieder dort anfangen kann, wo sie aufgehört hat, wenn der Ein-/Ausschalter wieder ausgelöst wird. Um allerdings zu vermeiden, daß der Antrieb des Belebungssteuersystems das belebte Element in eine zufällige oder unerwünschte Position antreibt, da die Energieversorgungsspannung abnimmt und verschiedene Schaltungen ungenau oder unwirksam werden, wird in jedem Fall von der Energieversorgung ein SERVO- KILL-Signal zu dem Verstärker 136 geliefert, um den Verstärker auszuschalten und dies zu verhindern. Einzelheiten der für die Energieversorgung verwendeten Schaltung werden hier nicht näher dargestellt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind.
Besonders vorteilhaft wird als Doppelspurabspieleinheit eine Bandkassettenabspieleinheit zum Abspielen von Bandkassetten verwendet, bei denen auf einer Spur ein Audiosignal und auf der anderen Spur ein Belebungssteuersignal aufgezeichnet ist, das mit dem Audiosignal synchronisiert ist und eine Frequenz besitzt, die zu jeder gegegebenen Zeit die dann aktuelle Belebungsbedingung angibt, um den Mund der belebten Figur in wenigstens einem zusätzlichen belebten Element wie den Augen bei der bevorzugten Ausführungsform zu steuern, da die zur Verwendung solcher Signale in jeder Figur erforderliche Elektronik relativ preisgünstig ist, besonders wenn sie in eine kundenspezifische integrierte Schaltung reduziert ist. Ein solches Signal ist auch relativ leicht zu erzeugen und zu bearbeiten, wobei die Bearbeitungsfunktion besonders nützlich bei der Herstellung von Mutterbändern ist, aus denen die Bänder zum Verkauf mit den Figuren hergestellt werden, Insbesondere ließe sich nach der Fertigstellung der Sprachspur eine Rohbelebungssteuerspur zu erstellen, indem jemand, der mit der Tonspur vertraut ist, die Belebung synchron zu der Tonspur von Hand steuert, beispielsweise über eine Eingabe zu dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 134 (Fig. 5) durch die Steuerung eines mit einer Bezugsspannung verbundenen Potentiometers sowie durch Digitalisierung und Speicherung des Steuersignals in einem Rechner mit relativ hoher Rate. Liegt nun das Belebungssteuersignal in digitaler Form vor, dann kann es durch einen Digital-Analog- Wandler direkt synchron zu der Tonspur abgespielt werden, lokal in der Zeit verschoben werden, verstärkt, vermindert werden, Abschnitte können herausgeschnitten und neu erzeugt werden usw., bis schließlich die gewünschte, mit der Tonspur synchronisierte Belebung erreicht ist. Dann können die digitalen Daten zur Erzeugung des Belebungssteuersignals zur Aufzeichnung in der endgültigen Form verwendet werden, indem das gewünschte Signal beispielsweise direkt über einen Digital-Analog-Wandler und ein geeignetes Hochfrequenzfilter aus den digitalen Daten synthetisiert wird, oder indem die digitalen Daten über einen Digital-Analog-Wandler in analoge umgewandelt werden und dieses Signal zur Steuerung eines spannungsgesteuerten Oszillators verwendet wird.
Hier wurden ein neues und einzigartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Belebung von Figuren beschrieben, wodurch mehr als ein Figurenmerkmal synchron zu einer Audiospur belebt wird, die relativ kostengünstig herzustellen ist und für die eine Vielzahl von verschiedenen Steuerbändern einfach und genau hergestellt werden können.

Claims

1. Belebte Figur, die folgendes aufweist:

- Körpermittel, die wenigstens einen Teil eines Figurenumrisses mit wenigstens einem beweglichen Mundelement und einem zweiten zu belebenden Element bilden;

- eine Doppelspurbandabspieleinheit innerhalb der Körpermittel zum Abspielen eines Doppelspurbandes, auf dessen erster Spur ein Audiosignal und auf dessen zweiter Spur ein Belebungssteuersignal mit einer Augenblicksfrequenz aufgezeichnet ist, das den aktuell gewünschten Belebungszustand angibt, und zum Liefern eines ersten bzw. zweiten Signals in Reaktion drauf;

- einen Servomotor (24), der auf ein Servomotorantriebssignal reagiert und eine Antriebseinrichtung umfaßt, die zum Zusammenwirken bezüglich des wenigstens einen beweglichen Mundelements (52) und des zweiten zu belebenden Elements (46) angeordnet ist und einen vorbestimmten Betriebsbereich besitzt, wobei die Antriebseinrichtung über einen ersten Teil ihres Betriebsbereichs wirksam ist, um die Position des wenigstens einen beweglichen Mundelements (52) zu verändern, das auf die Bewegung der Antriebseinrichtung anspricht, und über einen zweiten Teil ihres Betriebsbereichs wirksam ist, um die Position des zweiten zu belebenden Elements (46) zu verändern, das auf die Bewegung der Antriebseeinrichtung reagiert, wobei der erste und der zweite Teil des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung wenigstens teilweise unterschiedliche Teile des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung sind;

- eine mit der Antriebseinrichtung gekoppelte Rückkopplungseinrichtung, um ein Rückkopplungssignal zu liefern, das auf die Augenblicksposition der Antriebseinrichtung reagiert;

- eine Verstärkereinrichtung und eine Lautsprechereinrichtung zur Verstärkung und Umwandlung des ersten Signals in Ton;

- eine auf das zweite Signal reagierende Einrichtung zum Liefern eines analogen Steuersignals, das auf das zweite Signal reagiert, mit einer Verstärkungseinrichtung zum Liefern eines Servoantriebssignals an den Servomotor, das auf die Differenz zwischen dem Belebungssteuersignal und dem Rückkopplungssignal reagiert.

2. Belebte Figur nach Anspruch 1, bei welcher die auf das zweite Signal reagierende Einrichtung zum Liefern eines analogen Steuersignals, das auf das zweite Signal reagiert, eine Einrichtung zum Liefern eines analogen Steuersignals ist, das bei jedem Zyklus des zweiten Signals aktualisiert wird.

3. Belebte Figur nach Anspruch 1, bei welcher der erste Teil des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung und der zweite Teil des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung unabhängige, durch eine tote Zone getrennte Teile des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung sind, wodurch die Bewegung der Antriebseinrichtung zu der toten Zone und innerhalb dieser das wenigstens eine bewegliche Mundelement (52) und das zweite zu belebende Element (46) in vorbestimmte Positionen bringt, wobei die Steuerung der Antriebseinrichtung in dem ersten Teil des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung eine zugeordnete Bewegung des wenigstens einen beweglichen Mundelements (52) ohne Bewegung des zweiten zu belebenden Elements (46) bewirkt, und wobei die Steuerung der Antriebseinrichtung in dem zweiten Teil des Betriebsbereichs der Antriebseinrichtung eine zugeordnete Bewegung des zweiten zu belebenden Elements (46) ohne Bewegung des wenigstens einen beweglichen Mundelements bewirkt (52).

4. Belebte Figur nach Anspruch 1, bei welcher der Servomotor (24) und die Antriebseinrichtung über einen schlupffähigen Reibantrieb gekoppelt sind, wodurch der Reibantrieb bei einem vorbestimmten Widerstand gegenüber der Bewegung des wenigstens einen beweglichen Mundelements (52) oder des zweiten zu belebenden Elements (46) schlupfen kann, und wobei die Rückkopplungseinrichtung direkt mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist, um ein Rückkopplungssignal zu liefern, das unabhängig von dem Schlupf des Reibantriebs auf die Augenblicksposition der Antriebseinrichtung reagiert.

5. Belebte Figur nach Anspruch 4, bei welcher der schlupffähige Reibantrieb ein Riemenantrieb ist.

6. Belebte Figur nach Anspruch 1, bei welchem das Belebungssteuersignal frequenzmäßig von etwa 1 kHz bis etwa 3 kHz reicht.