DE69534249T2 - Ein tastgefühlgenerator - Google Patents

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Description

  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Virtuelle-Realität-Computersysteme, und insbesondere eine Schaltung zum Umwandeln eines Audiosignals in ein Steuersignal für einen Tastempfindungsgenerator innerhalb eines Virtuelle-Realität-Computersystems.
  • 2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Videospiele werden typischerweise durch Mikroprozessoren innerhalb spezieller Spielkonsolen oder Computer so ausgeführt, daß ein Spieler interaktiv eine Videospielszene, wie sie auf einem Videomonitor oder Fernsehgerät dargestellt ist, unter Verwendung einer Tastatur, einer Maus, einem Joystick oder irgendeinem anderen Befehlseingabegerät manipuliert. Zusätzlich zu der Videoausgabe erzeugen die meisten Spielvorrichtungen auch ein Ausgangssignal, das der momentan auf dem Monitor dargestellten Szene entspricht. Auf diese Weise setzt die Spielvorrichtung einen Spieler sowohl einer hörbaren als auch sichtbaren Empfindung aus.
  • Obwohl das derzeitige audiovisuelle Spielerlebnis anregend ist, ist die Anregung durch die Unfähigkeit des Spiels begrenzt, irgendeine Form einer Tastempfindung, die der dargestellten Szene entspricht, zu erzeugen. Im Allgemeinen wurde eine Tastempfindung, wie z.B. Vibration, Faust- und Kugeltreffer und dergleichen bisher ohne großen Erfolg simuliert. In einem verfügbaren Tastempfindungsgenerator ist ein modifizierter Lautsprecher unter dem Sitz eines Spielers so positioniert, daß niedrige Frequenzen in dem an dem Lautsprecher angelegten Schall den Sitz vibrieren lassen. In derartigen Systemen muss die Lautstärke des Schalls sehr laut sein, um das Gefühl einer Vibration zu erzielen.
  • Daher besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf für eine Schaltung, welche ein durch ein Videospielprogramm oder eine andere Audioquelle erzeugtes Audiosignal verarbeitet und unter Ansprechen auf das Audiosignal Steuersignale erzeugt, um einen Tastempfindungsgenerator zu aktivieren.
  • US-A-4779651 beschreibt einen Tastempfindungsgenerator, welcher eine vorprogrammierte Quelle von Musik verwendet, und Bewegungsmuster und Schall zum Erzeugen einer Berührungs- und Bewegungsempfindung auf den Körper eines Benutzers verwendet.
  • Research Disclosure No. 324, 1 April 1991, page 280 XP000170408 beschreibt einen Tastempfindungswandler für taube Computer- und Schreibmaschinenbenutzer.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals für einen Tastempfindungsgenerator bereitgestellt, welche aufweist:
    einen Audiosignalprozessor zum Verarbeiten von Audiosignalen und zum Erzeugen eines verarbeiteten Signal; und
    einen Steuersignalgenerator, der mit dem Audiosignalprozessor verbunden ist, um unter Ansprechen auf das verarbeitete Signal das Steuersignal zu erzeugen, wobei das Steuersignal dadurch gekennzeichnet ist, daß das an den Eingang des Audiosignalprozessors angelegte Audiosignal von einem auf einem Mikroprozessor ausgeführten Videospiel erzeugt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Steuersignals für einen Tastempfindungsgenerator bereitgestellt, das die Schritte umfaßt:
    Verarbeiten eines Audiosignals zum Erzeugen eines verarbeiteten Signals; und
    Erzeugen des Steuersignals für den Tastempfindungsgenerator unter Ansprechen auf das verarbeitete Signal, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosignal ein Ausgangssignal eines auf einen Mikroprozessor ablaufenden Videospiels ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung stellt ein Steuersystem bereit, das auf ein von einer Videospielkonsole erzeugtes Audiosignal anspricht. Das Steuersystem wandelt das Audiosignal in ein Steuersignal für einen Tastempfindungsgenerator wie z.B. ein vibrierendes Kissen, ein vibrierendes Sitzpolster und dergleichen um. Das Steuersystem enthält einen Audiosignalprozessor und einen Steuersignalgenerator. Der Audiosignalprozessor erzeugt ein die Amplitude, Frequenz und Änderungsrate des Audiosignals darstellendes verarbeitetes Signal. Aus dem verarbeiteten Signal erzeugt ein Steuersignalgenerator ein Steuersignal für einen Tastempfindungsgenerator. Das Steuersignal veranlasst den Tastempfindungsgenerator, eine Tastempfindung zu erzeugen; die der momentanen angezeigten Szene auf einem Monitor der Videospielkonsole entspricht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Lehren der vorliegenden Erfindung können ohne weiteres durch Betrachten der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Tastempfindungserzeugungssystems auf höherer Ebene darstellt;
  • 2 schematisch einen beispielhaften Tastempfindungsgenerator darstellt;
  • 3 ein detailliertes Blockschaltbild des Audiosignalprozessors von 1 darstellt; und
  • 4 ein detailliertes Blockschaltbild des Steuersignalgenerators von 1 darstellt.
  • Um das Verständnis zu erleichtern, wurden identische Bezugszeichen dort wo möglich verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemeinsam sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 stellt ein Blockschaltbild eines Tastempfindungserzeugungssystems 100 auf höherer Ebene dar, das ein Computersystem oder eine Videospielkonsole 102, einen Tastempfindungsgenerator 110 und ein Steuersystem 106 für den Tastempfindungsgenerator 110 enthält. Das Steuersystem 106 enthält ferner einen Audiosignalprozessor 112 und einen Steuersignalgenerator 114. Der Heimcomputer 102 kann natürlich durch irgendein Gerät wie z.B. eine Videospielkonsole und dergleichen ersetzt werden, das ein Audiosignal erzeugt. Zur Vereinfachung wird jedoch durchgängig durch diese Offenbarung angenommen, daß die Audioquelle ein herkömmlicher Heimcomputer ist, der ein Videospielprogramm ausführt. Somit wandelt das Steuersystem 106 die in herkömmlicher Weise durch das Videospiel erzeugten Audiosignale in Steuersignale für den Tastempfindungsgenerator um.
  • Insbesondere ist der Computer 102 mit seinem Audioausgangsanschluss, wie z.B. der Kopfhörersteckbuchse, über eine Leitung 104 mit dem Audiosignalprozessor 112 innerhalb des Steuersystems 106 verbunden. Im Allgemeinen analysiert der Signalprozessor die Frequenz, Amplitude und Änderungsrate des von dem momentan ausgeführten Videospiel erzeugten Audiosignals. Aus der Analyse des Audiosignals erzeugt der Audiosignalprozessor 112 ein verarbeitetes Signal. Das verarbeitete Signal bildet ein Eingangssignal für den Steuersignalgenerator 114, welcher ein Steuersignal auf der Leitung 108 für den Tastempfindungsgenerator 110 erzeugt.
  • Der Tastempfindungsgenerator kann aus nur einem oder mehrere Vorrichtungen (Betätigungselementen) bestehen, die in der Lage sind, Vibration, Schläge, Kugeltreffer und dergleichen in Abhängigkeit von spezifischen Steuersignalen zu erzeugen. Demzufolge erlebt ein Spieler bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine virtuelle Realität, während er mit dem Videospiel interagiert. Um für ein vollständiges Verständnis der Erfindung zu sorgen, wird ein detailliertes Beispiel eines Tastempfindungsgenerators nachstehend bereitgestellt.
  • 2 stellt ein Beispiel eines Tastempfindungsgenerators 110 dar, der von dem Steuersystem 106 gesteuert werden kann. Insbesondere enthält der Tastempfindungsgenerator ein Sitzpolster 200 mit eine lokale Vibration erzeugenden Betätigungselementen 206, die innerhalb des Polsters verteilt sind. Das Sitzpolster 200 ist ein Schaumkissen 202, das in einer Stoffüberzugsschicht 204 eingeschlossen ist. Unterhalb der Überzugsschicht 204 befinden sich elektrische Motoren mit auf ihren Wellen montierten Unwuchtgewichten. Ein derartiger Motor 208 ist in 2 dargestellt. Bei einer Aktivierung durch über Drähte 210 angelegte Steuersignale drehen sich die Wellen der Motoren und die Unwuchtgewichte bewirken, daß die Motoren vibrieren. Das dargestellte Sitzpolster besitzt vier derartige Motoren. Ein Sitzpolster dieses Typs ist als Modell 905 von JB Research of Los Angeles California beziehbar. Obwohl eine Tastempfindung in diesem Beispiel durch die vibrierenden elektrischen Motoren erzeugt wird, wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, daß anstelle von Motoren jeder Typ von Vibrationsbetätigungselement einschließlich Summern, Elektromagneten, piezoelektrischen Betätigungselementen und dergleichen verwendet werden kann. Ferner kann jede Anzahl von Betätigungselementen verwendet werden, d.h. ein oder mehrere Betätigungselemente. Ferner müssen die Tastempfindungs-Betätigungselemente keine vibrierenden sein. Es ist vorstellbar, daß andere Formen von Generatoren, wie z.B. Elektromagnete verwendet werden könnten, um einen Spieler mit nur einem einzigen Stoß anzuschubsen und zu stoßen, wenn ein Kugel- oder ein Faust-Aufprall simuliert werden soll.
  • Unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Sitzpolsters erzeugt ein Videospiel, wie etwa ein Autorennen-Spiel, eine simulierte Vibration, wenn das Videospiel-Fahrzeug des Spielers beschleunigt, z.B. eine mit den Motorumdrehungen erhöhte Vibration (höheren Ton). Die Amplitude und Frequenz der Vibration wird verändert, sobald das Videofahrzeug seine Drehzahl ändert. Auch Aufpralle auf Hindernisse, die durch Audiosignale mit niedriger Frequenz und hoher Amplitude dargestellt werden, führen zu kraftvollen Vibrationen mit hoher Frequenz durch das gesamte Sitzpolster. Demzufolge erlebt der Spieler während des Videospiels eine Tastempfindung, als ob er tatsächlich in einem Rennfahrzeug sitzen würde. Um den Effekt einer virtuellen Realität zu verstärken, können vibrierende Handgelenk- und/oder Knöchel-Tastempfindungsgeneratoren an dem Spieler zusätzlich zu dem Sitzpolster angebracht werden. Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung erzeugt das Steuersystem 106 Steuersignale für die Vibrationsbetätigungselemente 206.
  • 3 stellt ein detailliertes Blockschaltbild des Audiosignalprozessors 112 dar. Im Allgemeinen ist das Eingangssignal für den Prozessor 112 ein Audiosignal aus einer Audioquelle, einer beliebigen Audioquelle. Das Signal kann entweder stereophon oder monophon sein. Der Prozessor 112 spricht auf die Tonlage (Frequenz), das Volumen (Amplitude) und die Änderungsrate des Audiosignals durch Erzeugen eines verarbeiteten Signals an, das diese Eigenschaften in dem Eingangsaudiosignal anzeigt.
  • Insbesondere enthält der Audiosignalprozessor 112 eine Eingangsschaltung 300, einen Vorverstärker 302, einen Entzerrer 304, einen Gleichrichter 306, eine Spitzenspeicherschaltung 308, und eine einstellbare Vorspannungsschaltung 310. Diese Hauptkomponenten sind mehr oder weniger in Reihe geschaltet.
  • Insbesondere enthält die Eingangsschaltung 300 einen Mischer zum Kombinieren beider Signale eines stereophonen Audiosignals, um ein zusammengesetztes Audiosignal zu erzeugen, ein Hochpaßfilter, um Störungen zu begrenzen, die sich unterhalb des Audiobandes befinden, z.B. niedriger als 20 Hz, und einen Dioden-Signalbegrenzer, um die Amplitude des Eingangssignals zu begrenzen (zu beschneiden), um den Audiosignalprozessor vor einer Beschädigung durch zu starke Eingangsaudiosignale zu schützen. Die Schaltung 300 ist mit einem Vorverstärker 302 mit variabler Verstärkung verbunden.
  • Der Vorverstärker 302 mit variabler Verstärkung legt den dynamischen Bereich des gesamten Audiosignalprozessors 112 fest. Beispielsweise würden, wenn die Verstärkung des Vorverstärkers zu hoch eingestellt ist, alle lauten Signale (mit hoher Amplitude) den Prozessor sättigen, und somit nicht die gewünschte Tastempfindung erzeugen. Andererseits würden, wenn die Vorverstärkerverstärkung zu niedrig eingestellt ist, Audiosignale mit niedriger Amplitude keinerlei Tastempfinden erzeugen, und nur Signale mit hoher Amplitude würden eine Tastreaktion bewirken. Demzufolge muss ein Spieler die Verstärkung des Vorverstärkers entsprechend den Audiosignalpegeln einstellen, welche von dem momentan gespielten Spiel erzeugt werden. Mit anderen Worten, die spezifische Verstärkungseinstellung hängt von dem dynamischen Bereich des Eingangsaudiosignals und den Tastempfindungspräferenzen des Spielers ab. Beispielsweise ist die Spannungsverstärkung des Vorverstärkers von verstärkungslos bis auf 1000-fach variabel. In einigen Anwendungen, in welchen das Audiosignal eine niedrige Amplitude aufweist, kann eine zusätzliche feste Verstärkung vor und/nach dem Vorverstärker mit variabler Verstärkung erforderlich sein.
  • Sobald das Audiosignal verstärkt ist, bildet es ein Eingangssignal für den Entzerrer 306. Der Entzerrer enthält drei parallel geschaltete Filter: Ein Hochpaßfilter 312, ein Tiefpaßfilter 314 und ein Bandpaßfilter 316. Das Hochpaßfilter besitzt beispielsweise ein Durchlassband von 2 kHz bis 13 kHz, das Tiefpaßfilter besitzt beispielsweise ein Durchlassband von 28 Hz bis 350 Hz und das Bandpaßfilter besitzt ein Durchlassband von 230 Hz bis 10,3 kHz. Die drei Pfade erzeugen jeweils ein Eingangssignal für einen Summierverstärker 318. Zusätzlich besitzt jeder von den drei Pfaden einen Schalter (Schalter 320, 322 und 324), um einen oder mehrere von den Pfaden als ein Eingangssignal zu dem Summierverstärker 318 auszuwählen. Somit kann abhängig davon, welcher von den Signalpfaden mit dem Summierverstärker verbunden ist, der Entzerrer selektiv niedrige Frequenzen, hohe Frequenzen oder beides verstärken oder abschwächen. Somit kann der Spieler den Frequenzgehalt des Audiosignals einstellen, der zum Erzeugen der Tastempfindungsgenerator-Steuersignale verwendet wird, und demzufolge das Tastempfinden auf das gerade ausgeführte Spiel anpassen.
  • Trotzdem ist der Entzerrer 304 eine optionale Schaltung für die Empfindung. Der Entzerrer ermöglicht eine Optimierung der Tastempfindung für eine Audioquelle, beispielsweise ermöglicht der Entzerrer einem Spieler eines Videospiels die Hintergrundmusik des Spiels aus dem Audiosignal auszuschließen, das eine Tastempfindung erzeugt. Daher kann, wenn eine derartige zusätzliche Flexibilität nicht gewünscht ist, der Entzerrer weggelassen werden.
  • Der Gleichrichter 306 ist dafür vorgesehen, ein positives Signal aus dem bipolaren gefilterten Audiosignal zu erzeugen. Die Spitzenspeicherschaltung 308 spricht schnell auf die Spitzenamplitude des gleichgerichteten Signals an, fällt aber langsam von dieser Spitzenamplitude ab. Insbesondere enthält die Spitzenspeicherschaltung eine Parallelkombination eines Kondensators und eines Widerstandes. Der Kondensator lädt sich auf, sobald das gleichgerichtete Audiosignal darüber angelegt wird. Der Widerstand kann einen sehr hohen Widerstandswert, z.B. 10 MΩ aufweisen, so daß sich der Kondensator (0,022 μF) langsam über den Widerstand entlädt. Demzufolge speichert der Kondensator temporär die Spitzenamplitude des gleichgerichteten Audiosignals. Der Spannungspegel des Kondensators bildet ein Eingangssignal zu einem Spannungsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz. Diese Implementation der Spitzenschaltung tastet sowohl die Frequenz als auch die Amplitude des gleichgerichteten Audiosignals ab, d.h., wenn sich entweder die Frequenz oder Amplitude des Eingangssignals ändert, ändert sich das Ausgangssignal in einem gewissen Grad. Somit enthält das Ausgangssignal der Spitzenspeicherschaltung Information bezüglich der Frequenz und Amplitude des gleichgerichteten Signals.
  • Die spezifische Zeitkonstante dieser RC-Schaltung ist durch die Ansprechzeit der in dem Tastempfindungsgenerator verwendeten Betätigungselemente definiert. Beispielsweise ist das Ansprechen der elektrischen Motoren ziemlich langsam; daher wäre die Resonanzfrequenz der RC-Schaltung angenähert 90 Hz. Im Gegensatz dazu wäre, wenn die Betätigungselemente in dem Tastempfindungsgenerator piezoelektrische Betätigungselemente sind, die Resonanzfrequenz der RC-Schaltung in der Größenordnung von 1000 Hz oder höher.
  • Ferner wird eine von einer einstellbaren Vorspannungsschaltung 310 erzeugte DC-Vorspannung zu dem Spitzenspeichersignal hinzuaddiert, so daß das Verstärkerausgangssignal eine Zusammensetzung (Summe) des Spitzenspeichersignals und des DC-Vorspannungswertes ist. Der Vorspannungswert ist eine vom Spieler einstellbare Verschiebung. Der Nutzen dieser DC-Vorspannung wird nachstehend diskutiert. Das vorgespannte und verstärkte Spitzenspeichersignal wird hierin nachstehend als ein verarbeitetes Signal bezeichnet.
  • 4 stellt ein detailliertes Blockschaltbild des Steuersignalgenerators 114 dar. Insbesondere enthält der Steuersignalgenerator einen Impulsbreitenmodulator 400, einen Oszillator 410 und eine Treiberschaltung 416 für den Tastempfindungsgenerator 110. Das verarbeitete Signal bildet ein Eingangssignal für den Impulsbreitenmodulator 400, beispielsweise einem herkömmlichen 555-Zeitgeber. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird aus dieser Offenbarung erkennen, daß andere Formen von Modulation, wie z.B. Frequenzmodulation, ebenfalls anstelle der Impulsbreitenmodulation nützlich sind.
  • Der Impulsbreitenmodulator erzeugt einen Impuls mit einer Breite, die der Amplitude des Eingangssignals zu dem Impulsbreitenmodulator entspricht. Somit erzeugt, wenn ein konstanter DC-Spannungspegel (z.B. die vorstehend diskutierte DC-Vorspannung) ein Eingangssignal zu dem Impulsbreitenmodulator bildet, der Modulator einen Ausgangsimpuls mit einer Impulsbreite, der die Amplitude dieses DC-Signals anzeigt. Wenn ein AC-Signal den Eingang zu dem Modulator bildet (d.h. das verarbeitete Signal) hat jeder Ausgangsimpuls aus dem Modulator eine die momentane Amplitude des mit der Taktrate abgetasteten AC-Signals anzeigende Dauer. Somit erzeugt der Impulsbreitenmodulator für jeden Taktimpuls einen Ausgangsimpuls mit einer Breite, der durch die Amplitude des verarbeiteten Signals in dem Moment des Auftritts des Taktimpulses definiert ist. Die Impulsbreite des Ausgangsimpulses definiert die Aktivierungsdauer für ein Betätigungselement 206 in dem Tastempfindungsgenerator 110, d.h., je länger die Vibrationszeit ist, desto länger die Impulsbreite ist.
  • Der Oszillator 410 erzeugt ein Taktsignal für den Impulsbreitenmodulator 400. Typischerweise besitzt das Taktsignal eine feste nominelle Impulsrate, die etwas länger als die maximale mögliche Dauer eines Ausgangsimpulses des Impulsbreitenmodulators ist. Die Taktrate ist optional von dem minimalen Taktimpulsabstand (z.B. etwas länger als die maximale mögliche Dauer des Modulatorausgangsimpulses) ausgehend einstellbar. Durch Vergrößern des Abstandes zwischen den Taktimpulsen und mit einer festen maximalen Dauer für den Ausgangsimpuls des Modulators, kann das effektive Tastverhältnis des Impulsbreitenmodulatorausgangsimpulses reduziert werden. Beispielsweise wird, wenn der Taktimpulsabstand von seiner minimalen Rate aus verdoppelt wird und der Modulator momentan Impulse mit maximaler Breite erzeugt, das Tastverhältnis effektiv durch die Tastverhältnisabstandszunahme halbiert, d.h., der Ausgangsimpuls des Modulators wird für die halbe Zeit zwischen den Taktimpulsen erzeugt. Auf diese Weise kann ein Spieler die Intensität der Vibration auf einen angenehmen Pegel einstellen.
  • Das Ausgangssignal aus dem Impulsbreitenmodulator 400 wird von der Treiberschaltung 416 verwendet, um einen oder mehrere Betätigungselemente 206 in dem Tastempfindungsgenerator 110 ein- und auszuschalten. Die Treiberschaltung enthält wenigstens einen Transistorschalter 4143 . Der Transistorschalter 4143 wird unter Ansprechen auf den Ausgangsimpuls des Modulators 400 aktiviert, d.h. er führt Strom so, daß der Transistorschalter sobald er aktiviert ist, einen Stromfluss durch das Betätigungselement 206 nach Masse erlaubt. Unter Ansprechen darauf vibriert das Betätigungselement 206, z.B. ein DC-Motor. Ein Impulsbreitenmodulator. wie z.B. der 555-Zeitgeber, ist im Allgemeinen in der Lage, einen einzelnen Transistor anzusteuern, um ein einzelnes Betätigungselement zu aktivieren. Um dem Impulsbreitenmodulator zu ermöglichen, mehrere Transistorschalter 4141 bis 4145 und mehrere Betätigungselemente 206 anzusteuern, sind ein oder mehrere Pufferschaltungen 4121 bis 4124 typischerweise zwischen den Transistorschaltern und dem Impulsbreitenmodulator vorgesehen.
  • Die Treiberschaltung 416 bewirkt, daß die Tastempfindungs-Betätigungselemente 206 eine Tastempfindung für den Spieler unter Ansprechen auf Audiosignale erzeugen, welche momentan von dem Videospiel erzeugt werden. Durch Anpassen der Filterung des Entzerrers, des Verstärkungsfaktors des Vorverstärkers und der Oszillatortaktrate kann der Spieler das Ansprechen des Steuersystems auf jedes spezifische Spiel oder andere Audioquelle anpassen. Zusätzlich kann der Spieler durch Einstellen der DC-Vorspannung einen konstanten Hintergrund (z.B. eine niedrige Amplitude) einer Tastempfindung wie z.B. eine konstante Vibration eines Rennfahrzeugs im Leerlauf erzeugen. Somit stellt die vorliegende Erfindung eine ausgezeichnete Anregung einer virtuellen Realität für den Spieler eines Videospiels bereit.
  • Die vorstehende Offenbarung konzentrierte sich auf die Anwendung der Erfindung zum Erzeugen eines Erlebnisses einer virtuellen Realität für den Spieler eines Videospiels. Dieses ist jedoch nicht die einzige Anwendung für die Erfindung.
  • Beispielsweise ist es vorstellbar, daß die Erfindung dazu verwendet werden könnte, therapeutische Tastempfindungen für verletzte Personen, z.B. ein Vibrieren bestimmter Muskeln während einer physikalischen Therapie zu erzeugen. Ferner kann die Erfindung als eine Vorrichtung für beeinträchtigtes Hören verwendet werden, z.B. als eine Warnvorrichtung, welche eine Tastempfindung erzeugt, wenn ein bestimmter Schall in der Nähe auftritt, wie z.B. eine Kraftfahrzeughupe, ein Warnton und dergleichen. Ferner könnte die Erfindung in Verbindung mit einem Sprachanalysator verwendet werden, um einer hörbeeinträchtigten Person eine Tastempfindung unter Ansprechung auf bestimmte gesprochene Worte zu geben.

Claims (26)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals für einen Tastempfindungsgenerator (110), welche aufweist: einen Audiosignalprozessor (112) zum Verarbeiten von Audiosignalen und zum Erzeugen eines verarbeiteten Signals; einen Steuersignalgenerator (114), der mit dem Audiosignalprozessor verbunden ist, um unter Ansprechen auf das verarbeitete Signal das Steuersignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Eingang des Audiosignalprozessors (112) angelegte Audiosignal von einem auf einem Mikroprozessor ausgeführten Videospiel erzeugt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Audiosignalprozessor dafür ausgelegt ist, das verarbeitete Signal unter Ansprechen auf die Frequenz, Amplitude und Veränderungsrate des Audiosignals zu erzeugen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Audiosignalprozessor (112) ferner einen Entzerrer (304) zum selektiven Verstärken oder Abschwächen ausgewählter Frequenzbänder des Audiosignals aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Entzerrer (304) ferner ein Hochpaßfilter (312), ein Tiefpaßfilter (314) und ein Bandpaßfilter (316) aufweist, die parallel geschaltet sind, wobei ein Ausgangsanschluß des Hochpaßfilters, des Tiefpaßfilters und des Bandpaßfilters mit drei entsprechenden Eingängen eines Summierverstärkers (318) verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Signalprozessor (112) ferner einen Gleichrichter (306) zum Gleichrichten des Audiosignals aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Signalprozessor ferner eine Spitzenspeicherschaltung (308) zum kurzzeitigen Halten der Spitzenamplitude des gleichgerichteten Signals aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Spitzenspeicherschaltung (308) ferner eine DC-Vorspannungsschaltung zum Anlegen einer DC-Vorspannung an die Spitzenamplitude des gleichgerichteten Signals aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Steuersignalgenerator (114) ferner einen Impulsbreitenmodulator (400) zum Erzeugen eines Steuersignals mit einer die Amplitude der Summe der DC-Vorspannung und der Spitzenamplitude des gleichgerichteten Audiosignals anzeigenden Impulsbreite aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Impulsbreite des Steuersignals die Einschalt-Zeit des Tastempfindungsgenerators bestimmt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Tastempfindungsgenerator (110), welcher unter Ansprechen auf das Steuersignal vibriert.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Tastempfindungsgenerator (110) ein Gleichstrom-Motor, welcher ein Umwuchtgewicht aufweist, das derart mit einer Welle verbunden ist, daß der Motor vibriert, wenn er durch das Steuersignal gespeist wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Tastempfindungsgenerator in einem Sitzpolster untergebracht ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Oszillator (410) zum Erzeugen von Zeittaktsignalen für den Steuersignalgenerator (114).
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Oszillator eine variable Frequenz besitzt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Signalprozessor (112) aufweist: eine Eingangsschaltung (300) zum Erzeugen eines zusammengesetzten Audiosignal aus einem stereophonischen Audiosignal; einen Vorverstärker (302) mit variabler Verstärkung, der mit der Eingangsschaltung zum Verstärken des zusammengesetzten Audiosignals verbunden ist; einen Entzerrer (304), der mit dem Vorverstärker verbunden ist, um selektiv das verstärkte zusammengesetzte Audiosignal zu filtern; einen Gleichrichter (306), der mit dem Entzerrer verbunden ist, um das entzerrte Signal gleichzurichten; und eine Spitzenspeicherschaltung (308), die mit dem Gleichrichter verbunden ist, um kurzzeitig das gleichgewichtete Signal zu halten, und um eine DC-Vorspannung dem gleichgerichteten Signalen zum Erzeugen eines verarbeiteten Signals hinzuzuaddieren.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Steuersignalgenerator (114) ferner einen Impulsbreitenmodulator (405) zum Erzeugen eines Steuersignals mit wenigstens einem Impuls aufweist, dessen Impulsbreite die Amplitude des verarbeiteten Signals anzeigt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Steuersignalgenerator (114) ferner einen Oszillator (410) zum Erzeugen einer variablen Taktrate für den Impulsbreitenmodulator aufweist, um ein Tastverhältnis des Zyklusses des Steuersignals anzupassen.
  18. Verfahren zum Erzeugen eines Steuersignals für einen Tastempfindungsgenerator mit den Schritten: Verarbeiten eines Audiosignals zum Erzeugen eines verarbeiteten Signals; und Erzeugen unter Ansprechen auf das verarbeitete Signal des Steuersignals für den Tastempfindungsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosignal ein Ausgangssignal eines auf einen Mikroprozessor ablaufenden Videospiels ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Audiosignalverarbeitungsschritt ferner den Schritt der Erzeugung des verarbeiteten Signals unter Ansprechen auf die Frequenz, Amplitude und Veränderungsrate des Audiosignals aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Audiosignalverarbeitung ferner den Schritt der Entzerrung des Audiosignals durch selektives Verstärken oder Abschwächen ausgewählter Frequenzbänder des Audiosignals aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Audiosignalverarbeitung ferner den Schritt der Gleichrichtung des Audiosignals aufweist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Audiosignalverarbeitungsschnitt ferner den Schritt des kurzzeitigen Haltens einer Spitzenamplitude des gleichgerichteten Audiosignals aufweist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Halterschritt ferner das Anlegen einer DC-Vorspannung an die Spitzenamplitude des gleichgerichteten Audiosignals aufweist.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Steuersignalerzeugungsschritt ferner den Schritt der Erzeugung eines Steuersignals mit einer Impulsbreite aufweist, die die Amplitude der Summe der DC-Vorspannung und der Spitzenamplitude des gleichgerichteten Audiosignals anzeigt.
  25. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Steuersignal an einen Tastempfindungsgenerator angelegt wird, um den Generator zum Vibrieren zu veranlassen.
  26. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Verarbeitungsschritt aufweist: Erzeugen eines zusammengesetzten Audiosignals aus einem stereophonischen Audiosignal; Verstärken des zusammengesetzten Audiosignals; selektives Filtern des verstärkten zusammengesetzten Audiosignals; Gleichrichten des entzerrten Audiosignals; und kurzzeitiges Speichern des gleichgerichteten Signals und Hinzuaddieren einer DC-Vorspannung zu dem gleichgerichteten Signal, um ein verarbeitetes Signal zu erzeugen.
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