FR2541485A1

FR2541485A1 - Animated mannequin especially including a head whose face is animated

Info

Publication number: FR2541485A1
Application number: FR8302653A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1984-08-24
Also published as: FR2541485B1

Abstract

The invention relates to an animated mannequin. In this animated mannequin formed by a substrate 24 constituting the simulated head of an individual and by motor elements 10, 16, serving to modify a simulated skin 22 situated over a part of the substrate, the motor elements are tubes which can be dilated and contracted along their length under the influence of a variation in the fluid which they contain, the said tubes being in contact and fixed to the skin 22 without being visible from the outside and following the contours of the skin, and a selective modification of the pressure in some of the tubes brings about changes in the skin, simulating facial expressions of a face. Application especially to heads of animated mannequins, capable of adopting several expressions.

Description

La présente invention concerne des mannequins animés et plus particulièrement la combinaison d'une -couche simulant la peau de la face et d'un élément. mo- teur servant a déformer la peau simulée. The present invention relates to animated mannequins and more particularly the combination of a layer simulating the skin of the face and an element. motor used to deform the simulated skin.

Dans le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le NO 4 177 589 accordé à Villa, un élément moteur destiné à un mannequin dont la face est animée,est défini par un ensemble à piston et cylindre (42) dans lequel le piston est déplacé sous l'effet de l'application d'une pression pneumatique à l'intérieur du cylindre, le mouvement du piston variant en fonction de modifications de la pression dans le cylindre.L'élément moteur est accouplé à des ressorts situés autour de la bouche et actionne ces derniers. Bien que de tels éléments moteurs soient apparemment satisfaisants pour le mannequin décrit dans ce brevet, ils ne peuvent que simuler ou imiter imparfaitement des modifications ou mouvements locauxréels de la peau de la face, qui se produisent lorsqu'une personne parle et dans des expressions d'une émotion.Dans la face humaine, les muscles faciaux sont allongés et prennent une forme semblable a des éléments tubulaires parallèles étroits. Conformément à la mise en-oeuvre de la présente invention, on obtient une imitation plus fidèle des muscles faciaux et par conséquent d'expressions apparaissant sur un visage humains grâce à l'utilisation de nouveaux éléments moteurs. Selon une forme de réalisation, les éléments moteurs sont définis par des tubes à soufflets possédant un diamètre relativement faible, de sorte que lors de l'application d'une pression variable de fluide à l'intérieur desdits tubes, ces derniers s'allongent ou se contractent.Les tubes sont raccordés àune couche souple simulant la peau de sorte que l'allongement ou la contraction des éléments moteurs en tubes provoquent un mouvement ou une déformation superficielle de la peau du mannequin. Les- éléments moteurs selon la présenté in vent ion doivent être distingués de moteurs tels que des solénoides et analogues servant au déplacement avec rotation de la mâchoire ou une rotation des yeux d'un mannequin. In the patent filed in the United States of America under NO 4,177,589 granted to Villa, a motor element intended for a mannequin whose face is animated, is defined by a piston and cylinder assembly (42) in which the piston is displaced by the application of pneumatic pressure inside the cylinder, the movement of the piston varying according to changes in the pressure in the cylinder.The driving element is coupled to springs located around the mouth and operates these. Although such driving elements are apparently satisfactory for the mannequin described in this patent, they can only imperfectly imitate or imitate local modifications or local movements of the skin of the face, which occur when a person speaks and in expressions of An emotion. In the human face, the facial muscles are elongated and take a shape similar to narrow parallel tubular elements. In accordance with the implementation of the present invention, a more faithful imitation of the facial muscles and therefore of expressions appearing on a human face is obtained thanks to the use of new motor elements. According to one embodiment, the driving elements are defined by bellows tubes having a relatively small diameter, so that when a variable fluid pressure is applied inside said tubes, the latter elongate or The tubes are connected to a flexible layer simulating the skin so that the elongation or contraction of the motor elements in tubes causes a movement or a superficial deformation of the manikin's skin. The motor elements according to the present in vent ion must be distinguished from motors such as solenoids and the like used for movement with rotation of the jaw or rotation of the eyes of a mannequin.

Il existe deux formes principales de l'élément moteur à soufflet selon la présente invention, ces deux formes de réalisation fonctionnant de préférence à partir d'un état stable ou permanent ou d'un état d'actionnement sous l'effet de la pression d'un fluide qui allonge les éléments moteur à une longueur à l'état stable, supérieure à leur longueur l'état non placé sous-pression (comme par exemple la pression atmosphérique). Dans une forme de réalisation, un tube déformable est équipé d'un soufflet dilatable dont la surface extérieure est réalisée de ma nière à définir une gorge hélicoïdale continue sur sa longueur. Un élément élastique en forme de ressort, tel qu'un ressort en acier, est disposé à l'intérieur de la gorge hélicoïdale.Dans le mode de fonctionnement de cette forme de réalisation, un accroissement de la pression du fluide à l'intérieur du tube à une valeur supérieure à sa valeur normale ou à l'état stable entraîne un allongement du tube et du ressort, qui l'entoure, au-delà de sa longueur à l'état stable, sous l'action du ressort dilatable. Lors d'un relâchement ou d'une réduction de la pression du fluide, le ressort hélicoïdal souple agit de manière à ramener le tube à sa longueur à l'état stable. Une réduction supplémentaire de la pression du fluide entraîne une contraction supplémentaire du tube suivant sa longueur (à partir de sa longueur correspondant à la pression du fluide à itétat stable), due aussi à l'aéticndu ressort hélicoïdal.Une feuille souple simulant la peau (à la fois élastique ou souple ou simplement souple comme cela sera expliqué ci-après) est fixée aux éléments moteurs en tubes. Un allongement et une contraction des moteurs entraînent un étirage ou un gonfle ment correspondant de la feuille simulant la peau. There are two main forms of the bellows drive element according to the present invention, these two embodiments preferably operating from a stable or permanent state or from an actuation state under the effect of the pressure d 'a fluid which lengthens the motor elements to a length in the stable state, greater than their length the state not placed under pressure (such as atmospheric pressure). In one embodiment, a deformable tube is equipped with an expandable bellows whose outer surface is produced in such a way as to define a continuous helical groove along its length. A spring-like elastic member, such as a steel spring, is disposed inside the helical groove. In the mode of operation of this embodiment, an increase in fluid pressure inside the tube at a value greater than its normal value or in the stable state causes an elongation of the tube and of the spring, which surrounds it, beyond its length in the stable state, under the action of the expandable spring. When the fluid pressure is relaxed or reduced, the flexible helical spring acts to bring the tube back to its length in a stable state. A further reduction in the pressure of the fluid causes an additional contraction of the tube along its length (from its length corresponding to the pressure of the fluid in a stable state), also due to the spring coil condition. A flexible sheet simulating the skin ( both elastic or flexible or simply flexible as will be explained below) is fixed to the motor elements in tubes. An elongation and a contraction of the motors cause a stretching or a corresponding swelling of the sheet simulating the skin.

Dans une seconde forme de réalisation, l'élément moteur est à nouveau défini par un tube possédant un soufflet dilatable, dont l'extérieur n'est pas nécessairement hélicoïdal, bien qu'il puisse l'être. In a second embodiment, the motor element is again defined by a tube having an expandable bellows, the exterior of which is not necessarily helical, although it may be.

Chaque élément moteur en forme de tube est enserré au moins partiellement dans un substrat ou dans une feuille mince d'un substrat élastique, dont une surface définit une peau humaine simulée. Lors d'un accroissement de la pression du fluide à l'intérieur du moteur en forme de tube, ce dernier s'allonge. Lors du relâchement d'une telle pression l'élasticité du substrat élastique provoque un raccourcissement du tube l'amenant à sa longueur à l'état stable. Une réduction supplémentaire de la pression du fluide entraîne un raccourcissement supplémentaire du tube, sous l'effet de l'élasticité du substrat. Par conséquent, dans l'état où la pression du fluide est stable, c'est-à-dire possède la valeur de la pression de fonctionnement, le substrat élastique est étiré .Le cas échéant, il est possible de mettre à profit l'élasticité d'une feuille élastique associée, simulant la peau à la place d'une couche épaisse. Dans les deux formes de réalisation des soufflets, une contraction de l'élément moteur en forme de tube sera accompagnée d'une déformation du substrat ou de la couche voisine-ou contiguë simulant la peau, de manière à imiter le mouvement de la peau d'un visage humain , de la manière dont il se produit pendant une conversation ou manifestation d'une émotion. Dans la première forme de réalisation, la couche simulant la peau peut être'plac-:sur la partie supérieure des éléments moteurs, qui sont fixés à et prennent appui sur un substrat dur représentant un crane humain.Dans une -seconde forme de réalisation, le substrat élastique, qui loge les éléments moteurs, est fixé à et est porté par le modèle de crâne humain. Each tube-shaped driving element is at least partially enclosed in a substrate or in a thin sheet of an elastic substrate, one surface of which defines simulated human skin. When the pressure of the fluid inside the tube-shaped motor increases, the latter lengthens. When this pressure is released, the elasticity of the elastic substrate causes the tube to shorten, bringing it to its length in a stable state. A further reduction in fluid pressure leads to an additional shortening of the tube, under the effect of the elasticity of the substrate. Therefore, in the state where the fluid pressure is stable, i.e. has the value of the operating pressure, the elastic substrate is stretched. If necessary, it is possible to take advantage of the elasticity of an associated elastic sheet, simulating the skin instead of a thick layer. In the two embodiments of the bellows, a contraction of the tube-shaped motor element will be accompanied by a deformation of the substrate or of the adjacent or contiguous layer simulating the skin, so as to imitate the movement of the skin d 'a human face, the way it occurs during a conversation or manifestation of an emotion. In the first embodiment, the layer simulating the skin can be placed on the upper part of the motor elements, which are fixed to and bear on a hard substrate representing a human skull. In a second embodiment, the elastic substrate, which houses the motor elements, is attached to and carried by the human skull model.

Les éléments moteurs en forme de tubes peuvent être élastiques en soi, ou bien peuvent être rendus élastiques au moyen d'un ressort ou peuvent être simplement déformables suivant leur longueur. Dans le premier des deux cas, la feuille de substrat simulant la peau n'a pas besoin d'être élastique, bien qu'elle puisse l'être. Dans le troisième cas, la feuille de substrat simulant la peau doit être élastique de telle manière qu'elle se contracte lors d'une réduction de la pression du fluide à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes. The tube-shaped driving elements can be elastic per se, or can be made elastic by means of a spring or can be simply deformable along their length. In the first of the two cases, the skin-simulating substrate sheet need not be elastic, although it can be. In the third case, the skin-simulating substrate sheet must be elastic in such a way that it contracts during a reduction in the pressure of the fluid inside the tube-shaped driving elements.

Les éléments moteurs tubulaires allongés selon la présente invention peuvent être utilisés sous la forme d'une couche d'une seule épaisseur ou bien sous la forme d'un faisceau, c'est-à-dire d'un faisceau de tubes parallèles. La longueur du soufflet dans n importe quel groupe donné peut être la même ou être différente. The elongated tubular drive elements according to the present invention can be used in the form of a layer of a single thickness or else in the form of a bundle, that is to say a bundle of parallel tubes. The length of the bellows in any given group can be the same or be different.

Selon une variante de l'invention, deux feuilles ou couches superposées du type décrit précedemment sont-placées sur la partie frontale ou la partie de face du crâne du mannequin. La couche jouxtant immédiatement la tête (la première couche) est utilisée pour établir une première base faciale correspondant à l'identité d'un premier individu simulé. La seconde couche ou couche extérieumeest alors utilisée pour produire des expressions faciales changeantes pour cet individu simulé. Pendant le fonctionnement ou l'actionnement de la tête du mannequin animé, les- pressions dans les éléments moteurs en forme de tubes de la première couche sont fixes dans le temps, ce qui fixe de ce fait l'identité du premier individu simulé. Si l'on désire simuler ou reté- senter un second invidu, on modifie les pressions des éléments moteurs en forme de tubes de la première couche de manière à établir une seconde base faciale , c'est-àdire de manière à obtenir des pommettes plus ou moins saillantes, des mâchoires plus ou moins larges, un front conformé différemment, etc. Ensuite on utilise la seconde couche ou couche extérieure comme précédemment pour obtenir les modifications des expressions faciales. According to a variant of the invention, two superimposed sheets or layers of the type described above are placed on the front part or the front part of the skull of the mannequin. The layer immediately next to the head (the first layer) is used to establish a first facial base corresponding to the identity of a first simulated individual. The second layer or outer layer is then used to produce changing facial expressions for this simulated individual. During the operation or the actuation of the head of the animated manikin, the pressures in the tube-shaped driving elements of the first layer are fixed in time, which thereby fixes the identity of the first simulated individual. If one wishes to simulate or represent a second individual, one modifies the pressures of the motor elements in the form of tubes of the first layer so as to establish a second facial base, that is to say in order to obtain cheekbones more or less prominent, more or less wide jaws, a forehead shaped differently, etc. Then we use the second layer or outer layer as before to obtain the modifications of the facial expressions.

Selon une autre variante de la présente invention, les éléments moteurs allongés simulant des muscles faciaux sont constitués par des bobines hélicoïdales qui sont parcourues par un courant continu.Les spires ou spirales voisines des bobines sont attirées les unes vers les autres, conformément aux lois bien connues de la physique. Les bobines sont logées ou enserrées dans une couche déformable simulant la peau de telle sorte que lors du déplacement de spires voisines de la bobine l'une vers l'autre, le long de l'axe longitudinal de la bobine, il se produit une déformation de la couche ce qui simule de ce fait des expressions faciales.La force d'attraction entre des spires voisines peut être accrue par une distribution de petites particules ferromagnétiques, telles que du fer doux, dans l'ensemble de la couche d'insertion des bobines ou au moins dans les zones situées au voisinage des bobines. Dans le cas où la différence des bases faciales entre deux individus simulés est relativement minime , il suffira alors d'une seule couche pour modifier la base. Dans ce cas il suffit de modifier les pressions à l'état stable dans les éléments moteurs en forme de tubes de la couche unique de manière à établir un second ensemble de pressions à l'état stable, à partir desquelles l'actionnement du mannequin sera effectué. According to another variant of the present invention, the elongate motor elements simulating facial muscles are constituted by helical coils which are traversed by a direct current. The turns or spirals near the coils are attracted towards each other, in accordance with the laws well known in physics. The coils are housed or enclosed in a deformable layer simulating the skin so that when the neighboring coils of the coil are moved towards one another, along the longitudinal axis of the coil, a deformation occurs of the layer which therefore simulates facial expressions. The force of attraction between neighboring turns can be increased by a distribution of small ferromagnetic particles, such as soft iron, throughout the insertion layer of the coils or at least in the areas near the coils. In the case where the difference in the facial bases between two simulated individuals is relatively minimal, then only one layer will suffice to modify the base. In this case it suffices to modify the pressures in the stable state in the motor elements in the form of tubes of the single layer so as to establish a second set of pressures in the stable state, from which the actuation of the manikin will be performed.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
la figure 1 est une vue partielle en coupe transversale d'un élément moteur en forme de tube selon une forme de réalisation de l'invention;
la figure 2 est une vue similaire montrant une seconde forme de réalisation;
la figure 3 est une vue partielle en perspective montrant la manière dont les éléments moteurs en forme de tubes peuvent être accouplés à une peau déformable et à une base de crane humain;
la figure 3a est une vue semblable à celle de la figure 3 représentant une variante de réalisation.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below taken with reference to the appended drawings, in which:
Figure 1 is a partial cross-sectional view of a tube-shaped drive element according to an embodiment of the invention;
Figure 2 is a similar view showing a second embodiment;
Figure 3 is a partial perspective view showing how the tube-shaped drive elements can be coupled to a deformable skin and a human skull base;
Figure 3a is a view similar to that of Figure 3 showing an alternative embodiment.

la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3, montrant une autre manière d'accoupler les éléments moteurs en forme de tubes z une couche simulant la peau;
-la figure 5 est une vue montrant un groupe de trois-éléments moteurs en forme de tubes de la présente invention, -disposés dans un plan et possédant des soufflets ayant des longueurs différentes;
la figure 6 est une montrant trois éléments moteurs en forme de tube selon la présente invention, disposés de manière à ne pas être coplanaires et présentés sous la forme d'un faisceau pour lesquels la longueur des sections formant soufflets sont différentes;
la figure 7 est une vue arraché montrant une tête de mannequin équipée de deux couches de matériau déformable accouplées aux éléments moteurs en forme de tubes des figures 1 et 2;;
la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 4 et montrant un autre élément moteur allongé, ici représenté sous la forme d'une bobine de fil excitée électriquement; et
la figure 9 est une vue semblable à la figure 7, montrant un autre type d'élément moteur.FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 3, showing another way of coupling the motor elements in the form of tubes to a layer simulating the skin;
FIG. 5 is a view showing a group of three motor elements in the form of tubes of the present invention, arranged in a plane and having bellows having different lengths;
Figure 6 is a showing three tube-shaped drive elements according to the present invention, arranged so as not to be coplanar and presented in the form of a bundle for which the length of the bellows sections are different;
Figure 7 is a cutaway view showing a mannequin head equipped with two layers of deformable material coupled to the tube-shaped drive elements of Figures 1 and 2;
FIG. 8 is a view similar to that of FIG. 4 and showing another elongated motor element, here represented in the form of an electrically excited coil of wire; and
Figure 9 is a view similar to Figure 7 showing another type of drive element.

En se référant maintenant à la figure 1 des dessins, on voit que la référence 10 désigne un élément moteur en forme de tube selon une forme de réalisation de la présente invention. L'élément est réalisé sous la forme d'un tube 12 constitué en un matériau élastomère ou en un autre matériau déformable. Le tube est équipé de plusieurs sections formant soufflets désignes dans leur ensemble par la référence 14. Sinon le tube et le soufflet peuvent être réalisés en un métal mince. Selon la manière dont le tube 10 est utilisé (ce qui sera décrit ultérieurement), il peut être déformable et élasti- que ou peut être simplement déformable sans présenter la propriété d'élasticité.Les éléments en forme de soufflets peuvent être perpendiculaires à l'axe longitudi- nal du tube 10 ou peuvent- avoir la forme d'une hélice. Referring now to Figure 1 of the drawings, it can be seen that the reference 10 designates a tube-shaped drive element according to an embodiment of the present invention. The element is produced in the form of a tube 12 made of an elastomeric material or another deformable material. The tube is equipped with several sections forming bellows designated as a whole by the reference 14. Otherwise the tube and the bellows can be made of a thin metal. Depending on how the tube 10 is used (which will be described later), it can be deformable and elastic or can be simply deformable without having the property of elasticity. The bellows-shaped elements can be perpendicular to the longitudinal axis of the tube 10 or may have the shape of a helix.

On voit que, avec les extrémités du tube fermées de ma nière à définir ainsi un volume fermé, un accroissement de la pression du fluide à l'intérieur du tube provoque un allongement de la partie formant soufflet du tube.It can be seen that, with the ends of the tube closed in such a way as to define a closed volume, an increase in the pressure of the fluid inside the tube causes an elongation of the bellows part of the tube.

Toute modification du diamètre de la partie 10 ou de la partie formant soufflet sera négligeable.Any change in the diameter of part 10 or of the bellows part will be negligible.

En se référant à la figure 2, on voit que la référence 16 désigne une seconde forme de réalisation de l'élément moteur fluidique tubulaire de la présente invention, défini à nouveau par un tube 12 possédant des parois minces dans leur ensemble. La partie 14 formant soufflet dilatable possède la même constitution générale que celle représentée sur la figure 1, mais ici elle se présente sous la forme d'une hélice. La gorge hélicoï- dale définie est munie d'un ressort 18, tel que par exemple un ressort hélicoïdal en acier. Lors du fonctionnement, un accroissement de la pression du fluide à l'intérieur du tube 12 provoque à nouveau un allongement du tube par dilatation du soufflet 14.Lors du relâchement de la pression du fluide, le ressort 18 repoussera, sous l'effet de son élasticité naturelle le tube 12 de manière à le ramener à sa longueur initiale ou à l'état stable. Referring to FIG. 2, it can be seen that the reference 16 designates a second embodiment of the tubular fluidic motor element of the present invention, defined again by a tube 12 having thin walls as a whole. The part 14 forming an expandable bellows has the same general constitution as that shown in FIG. 1, but here it is in the form of a helix. The defined helical groove is provided with a spring 18, such as for example a steel coil spring. During operation, an increase in the pressure of the fluid inside the tube 12 again causes the tube to lengthen by expansion of the bellows 14. When the pressure of the fluid is released, the spring 18 will push back, under the effect of its natural elasticity the tube 12 so as to bring it back to its initial length or to the stable state.

En se référant maintenant à la figure 3 des dessins, on voit que la- référence 24 désigne une partie faciale extérieured'un crâne humain simulé ou d'une autre tête de mannequin, constituée en une matière plastique, en bois, en un matériau résineux dur ou analogue. Referring now to FIG. 3 of the drawings, it can be seen that the reference 24 designates an external facial part of a simulated human skull or of another mannequin head, made of a plastic material, of wood, of a resinous material. hard or the like.

La référence 22 désigne un matériau simulant la peau du visasage et définissant une couche déformable en élastomère, tel que par exemple du méthylpolysiloxane, du caoutchouc naturel ou du caoutchouc synthétique tel que des copolymères d'éthylène-propylène,du BSR (copolymère de butadiène/styrène), du polyisobutylène, du polybutadiène, des caoutchoucs à base de nitrile (copolymères de buta diène/acrylonitrile) et analogue.Ces élastomères, qui sont caractérisés par la propriété de présenter une élasticité ou souplesse importante ainsi que l'aptitude à être déformés ou distordus sans étirage substantiel, sont bien connus (brevets déposés aux Etats Unis d'Amé- rique sous les N 2 492 129 au nom de Spring; 2 457 688 au nom de Krieble; 3 454 676 au nom de Busse; 3 467 620 au nom de Orr; et 3 836 511 au nom de O'Farrell). Sinon le matériau 22 simulant la peau du visage peut être formé par une substance qui est simplement d'une nature déformable, c'est-à-dire en un matériau qui est déformable, et présente une faible souplesse et élasticité, le cas échéant. De tels matériaux sont bien connus et comprennent par exemple le chlorure de polyvinyle, le polyéthylène, le polypropylène, les polyamides tels que le Nylon 6,6 et des polyesters, tels que le téréphtalate de polyéthylène. La couche 22 et le substrat 24 enserrent plusieurs éléments moteurs en forme de tubes, désignés dans leur ensemble par la référence 10, 16, c'est-à-dire que l'on peut utiliser l'élément moteur soit de la figure 1, soit de la figure 2.Si la feuille 22 est élastique, il est possible d'employer soit les éléments moteurs 10, soit les éléments moteurs 16. I1 est nécessaire que soit l'élément de feuille 22 simulant la peau, soit l'élément moteur fournisse obligatoirement une élasticité leur permettant de revenir dans une posi tion normale ou d'état stable, lors de la diminution de la pression du fluide à l'intérieur des éléments moteurs.Reference 22 designates a material simulating the skin of the visas and defining a deformable layer of elastomer, such as for example methylpolysiloxane, natural rubber or synthetic rubber such as ethylene-propylene copolymers, BSR (butadiene copolymer / styrene), polyisobutylene, polybutadiene, nitrile-based rubbers (butadiene / acrylonitrile copolymers) and the like.These elastomers, which are characterized by the property of having significant elasticity or flexibility as well as the ability to be deformed or distorted without substantial stretching, are well known (patents registered in the United States of America under N 2 492 129 in the name of Spring; 2 457 688 in the name of Krieble; 3 454 676 in the name of Busse; 3 467 620 in the name of Orr; and 3,836,511 in the name of O'Farrell). Otherwise the material 22 simulating the skin of the face can be formed by a substance which is simply of a deformable nature, that is to say a material which is deformable, and has a low flexibility and elasticity, if necessary. Such materials are well known and include for example polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyamides such as nylon 6,6 and polyesters, such as polyethylene terephthalate. The layer 22 and the substrate 24 enclose several motor elements in the form of tubes, designated as a whole by the reference 10, 16, that is to say that one can use the motor element either of FIG. 1, either of FIG. 2. If the sheet 22 is elastic, it is possible to use either the driving elements 10 or the driving elements 16. It is necessary that either the sheet element 22 simulating the skin, or the element motor must necessarily provide elasticity allowing them to return to a normal position or stable state, when the fluid pressure inside the motor elements decreases.

Si l'on choisit des éléments moteurs 10 non élastiques, alors la feuille 22 doit être élastique. Si les éléments moteurs 10 sont élastiques, alors il suffit que la feuille 22 soit seulement déformable. Si l'on-choisit les éléments moteurs 16, il suffit que la feuille ou la couche 22 soit déformable, bien qu'elle puisse également être élastique. Si l'on considère la figure 3, on observe qu'une déformation de la couche 22 simulant la peau, destinée à simuler les expressions faciales, peut être obtenue par une modification de la pression du fluide dans des sous-groupes présélectionnés d'éléments tubulaires moteurs.Une pression à l'état stable, de préférence supérieure à la pression atmosphérique, à l'intérieur des éléments moteurs 10, 16, est telle que les éléments moteurs sont normalement allongés dans leur état stable, c'est-à-dire dans un état qui correspond à une expression faciale fixe du mannequin. Des variations de la pression autour de cette valeur à l'état stable provoque soit une contraction et un gonflement ultérieur de la couche 22 jouxtant directement le sousgroupe particulier d'éléments moteurs impliqués, ou provoque un étirage correspondant de la couche 22.Par con séquent, dans la forme de réalisation de la figure 3, en vue de simuler une expression faciale ou une émotion sur une face de mannequin selon la présente invention, il est nécessaire de faire varier au choix la pression à l'intérieur de certains des éléments moteurs en forme de tubes 10, 16, autour de leur valeur à l'état stable de manière à produire ainsi soit un gonflement, soit un étirage de la couche 22 simulant la peau, qui est adjacente.If one chooses non-elastic drive elements 10, then the sheet 22 must be elastic. If the driving elements 10 are elastic, then it suffices that the sheet 22 is only deformable. If the motor elements 16 are chosen, it is sufficient that the sheet or layer 22 is deformable, although it can also be elastic. If we consider Figure 3, we observe that a deformation of the layer 22 simulating the skin, intended to simulate facial expressions, can be obtained by a modification of the pressure of the fluid in preselected subgroups of elements. tubular motors. A pressure in the stable state, preferably higher than atmospheric pressure, inside the motor elements 10, 16, is such that the motor elements are normally elongated in their stable state, i.e. say in a state that corresponds to a fixed facial expression of the mannequin. Variations in the pressure around this value in the stable state either causes a contraction and a subsequent swelling of the layer 22 directly adjoining the particular subgroup of motor elements involved, or causes a corresponding stretching of the layer 22. , in the embodiment of FIG. 3, in order to simulate a facial expression or an emotion on a dummy face according to the present invention, it is necessary to vary the pressure inside some of the driving elements as desired in the form of tubes 10, 16, around their value in the stable state so as to thus produce either swelling or stretching of the layer 22 simulating the skin, which is adjacent.

Les éléments moteurs en forme de tubes 10, 16 de la figure 3 peuvent être placés dans des gorges complémentaires ménagées dans la surface 24 du mannequin, comme cela est représenté sur la figure 3a. La partie médiane d'un élément moteur en forme de tube donné, aussi bien pour les figures 3 et 3a est fixée au substrat 24, comme par exemple par un adhésif, ainsi que les parties supérieures de chacun des éléments choisis parmi les élé- ments formant soufflets 14 sont fixés, par exemple par un adhésif, à la surface inférieure de la feuille 22. The tube-shaped drive elements 10, 16 of FIG. 3 can be placed in complementary grooves formed in the surface 24 of the manikin, as shown in FIG. 3a. The middle part of a given tube-shaped driving element, as well for FIGS. 3 and 3a, is fixed to the substrate 24, as for example by an adhesive, as well as the upper parts of each of the elements chosen from among the elements. forming bellows 14 are fixed, for example by an adhesive, to the lower surface of the sheet 22.

La manière de corréler la parole (mouvements des lèvres, froncements de sourcils, sourires) entre un haut-parleur électrique ou autre situé dans la tête 24 du mannequin avec des variations de pression de sousgroupes spécifiques d'éléments moteurs 10,16 en vue d' établir une correspondance, variable dans le temps, entre les mouvements des parties d'une feuille 22 simulant la peau de la face ne fait pas partie de la présente invention. Une telle corrélation peut être obtenue à l'aide d'une expérimentation quotidienne. La valeur de l'écart par rapport à la pression à l'état stable est modifiée de manière à fournir une expression désirée, d'une quantité dépendant du matériau de la peau simulée ainsi que du nombre et de la position des éléments moteurs. The way of correlating speech (lip movements, frowns, smiles) between an electric speaker or other located in the head 24 of the dummy with pressure variations of specific subgroups of motor elements 10,16 in order to 'Establishing a correspondence, variable in time, between the movements of the parts of a sheet 22 simulating the skin of the face is not part of the present invention. Such a correlation can be obtained using daily experimentation. The value of the deviation from the pressure in the stable state is modified so as to provide a desired expression, of an amount depending on the material of the simulated skin as well as on the number and the position of the driving elements.

En se référant maintenant à la figure 4 du dessin, on y voit représentée une autre construction qui peut également utiliser l'un ou l'autre des éléments moteurs en forme de tubes 10 ou 16. Sur la figure 4, les éléments moteurs sont enserrés ou noyés completement dans une couche déformable relativement épaisse 26 constituée en une matière plastique déformable ou en un élastomère tel que défini ci-dessus en liaison avec la feuille 22. A nouveau, comme dans le cas de la feuille 22, la surface extérieure de la couche est texturée et commandée de manière à simuler la peau humaine. Comme dans- le cas de la forme de réalisation de la figure 3, si le substrat 26 est simplement déformable et non élastique, alors il faut utiliser des éléments moteurs en forme de tubes élastiques tels que 16. Referring now to Figure 4 of the drawing, there is shown another construction which can also use one or the other of the drive elements in the form of tubes 10 or 16. In Figure 4, the drive elements are enclosed or completely embedded in a relatively thick deformable layer 26 made of a deformable plastic or an elastomer as defined above in connection with the sheet 22. Again, as in the case of the sheet 22, the outer surface of the layer is textured and controlled to simulate human skin. As in the case of the embodiment of FIG. 3, if the substrate 26 is simply deformable and non-elastic, then it is necessary to use drive elements in the form of elastic tubes such as 16.

D'autre part, si la couche 26 est élastique ainsi que déformable, alors il est possible d'utiliser soit un élément moteur non élastique1 soit l'élément moteur 16. Le fonctionnement est similaire à celui décrit en liaison avec la figure 3. Les éléments formant soufflets individuels 14 sont fixés, comme par exemple par un adnésif, sur leurs bords extérieurs à l'intérieur de passages circulaires s'étendant à travers la couche 26. Sinon, cette couche 26 peut être moulée autour des éléments moteurs en forme de tubes.On the other hand, if the layer 26 is elastic as well as deformable, then it is possible to use either a non-elastic motor element1 or the motor element 16. The operation is similar to that described in connection with FIG. 3. The individual bellows elements 14 are fixed, as for example by an adhesive, on their outer edges inside circular passages extending through the layer 26. Otherwise, this layer 26 can be molded around the motor elements in the form of tubes.

Si les éléments moteurs en forme de tubes de la figure 3 ou de la figure 4 ne sont pas élastiques, il faut alors disposer soit la peau élastique (figure 3) soit la couche élastique (figure 4) en association avec les tubes lorsque ces derniers sont placés dans leur état de pression stable. If the tube-shaped drive elements of FIG. 3 or of FIG. 4 are not elastic, it is then necessary to have either the elastic skin (FIG. 3) or the elastic layer (FIG. 4) in association with the tubes when the latter are placed in their stable pressure state.

En se référant maintenant à la figure 5 des dessins, on y voit représenté-un agencement des éléments moteurs en forme de tubes sous la forme de sous-groupes 30. Referring now to FIG. 5 of the drawings, there is shown an arrangement of the motor elements in the form of tubes in the form of sub-groups 30.

D'une manière généraleles éléments moteurs (moteurs 10,16) sont parallèles et essentiellement coplanaires ou tout au moins suivent le profil du substrat 24 de la tête du mannequin. Bien que l'on ait représenté les éléments moteurs au nombre de trois, on comprendra que n'importe quel nombre approprié d'éléments moteurs peut définir un sous-groupe 30.On peut modifier la longueur des éléments formant soufflets de différents éléments faisant partie de la multiplicité des éléments moteurs en forme de tubes 10, 16, constituant un sous-groupe 30, de telle manière que pour l'un quelconque des sous-groupes, il est possible d'actionner un ou plusieurs des éléments choisis parmi les éléments moteurs (c'est-à-dire accroltre ou réduire leurs pressions) de manière à obtenir des valeurs maximales différentes pour les courses des éléments moteurs de cesous-groupe particulier. On peut utiliser les sous-groupes 30 avec l'agence ment de la figure 3 ou de la figure 4.In general, the driving elements (motors 10, 16) are parallel and essentially coplanar or at least follow the profile of the substrate 24 of the head of the dummy. Although the driving elements have been represented three in number, it will be understood that any suitable number of driving elements can define a subgroup 30. The length of the bellows elements of different elements forming a part can be modified of the multiplicity of the tube-shaped driving elements 10, 16, constituting a sub-group 30, so that for any of the sub-groups, it is possible to actuate one or more of the elements chosen from among the elements motors (i.e. increase or reduce their pressures) so as to obtain different maximum values for the strokes of the motor elements of this particular sub-group. Subgroups 30 can be used with the agency of Figure 3 or Figure 4.

En se référant maintenant à la figure 6, la référence 32 désigne un sous-groupe semblable ou sous-groupe 30 hormis en ce qu'ici les éléments moteurs en forme de tubes 10, 16 sont disposés selon un faisceau et que chaque élément du sous-groupe comporte un élément formant soufflet possédant une longueur différente. A nouveau des éléments sélectionnés parmi les éléments moteurs de chaque sousgroupe 32 s'étendant sur le substrat 24 peuvent être actionnés par modification de la pression du fluide en son intérieur. En tenant compte des figures 5 et 6 et en établissant une comparaison avec les figures 3 et 4, on notera que n'importe lequel des sous-groupes 30, 32 peut être représenté comme prenant la place de l'un quelconque des éléments moteurs individuels représentés.Le choix visant à utiliser soit des sous-groupes 30 agencés selon une disposition dans son ensemble aplatie,soit des sous-groupes 32 relativement repais ou des éléments individuels comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, dépend de la longueur des éléments-moteurs individuels et des types d'expressions que l'on envisage d'obtenir sur le mannequin, ainsi que de la taille de la tête de ce dernier. Le choix dépend également de l'emplacement des éléments moteurs sur la face du mannequin. Par exemple le muscle des lèvres désigné sous l'appellation latine classique -"orbicircularis oris" peut être simulé par des groupes de faisceaux 32, tandis que le muscle du nez désigné- sous l'appellation latine "dilatator naris anterior" peut être simulé par des groupes plats 30. Referring now to FIG. 6, the reference 32 designates a similar subgroup or subgroup 30 except that here the tube-shaped driving elements 10, 16 are arranged in a bundle and that each element of the sub -group comprises a bellows element having a different length. Again elements selected from the driving elements of each subgroup 32 extending on the substrate 24 can be actuated by modification of the pressure of the fluid inside it. Taking Figures 5 and 6 into account and making a comparison with Figures 3 and 4, it will be noted that any of the sub-groups 30, 32 can be represented as taking the place of any of the individual driving elements The choice to use either subgroups 30 arranged in a generally flattened arrangement, or relatively thick subgroups 32 or individual elements as shown in Figures 3 and 4, depends on the length of the individual driving forces and types of expressions to be obtained from the dummy, as well as the size of the dummy's head. The choice also depends on the location of the driving elements on the face of the manikin. For example the lip muscle designated by the classical Latin designation - "orbicircularis oris" can be simulated by groups of beams 32, while the nose muscle designated - by the Latin designation "dilatator naris anterior" can be simulated by flat groups 30.

Les éléments moteurs du type général selon la présente invention sont en eux-mêmes déjà connus. Par exemple le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous -le N 1 561 065 attribué à Eagleston en 1924 décrit un élément dilatable et pouvant être replié qui possède une constitution de soufflet muni d'un ressort. En outre le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le UO 1 744 241 attribué à Pearle en 1930 décrit un tube déformable comportant une partie ondulée hélicoldale, qui est équipée d'un ressorthélicoldal. En outre le brevet déposé-aux Etats Unis d'Amérique sous le N 4 241 740 attribué à Brown en 1980 décrit un élément de ce même type général, apte à être contracté.Cependant aucune de ces constructions de l'art antérieur n' indique 1' utilisation d'un tel élément tubulaire en tant qu'élément moteur pour la simulation ou l'imitation des muscles de la face, en combinaison avec une couche ou une feuille simulant la peau et une tête de mannequin. The driving elements of the general type according to the present invention are in themselves already known. For example, the patent filed in the United States of America under No. 1,561,065 awarded to Eagleston in 1924 describes an expandable and foldable element which has a bellows construction provided with a spring. In addition, the patent deposited in the United States of America under UO 1,744,241 attributed to Pearle in 1930 describes a deformable tube comprising a helical corrugated part, which is equipped with a resorthelicold. In addition, the patent deposited in the United States of America under N 4 241 740 attributed to Brown in 1980 describes an element of this same general type, suitable for being contracted. However, none of these constructions of the prior art indicates 1 use of such a tubular element as a motor element for simulating or imitating the muscles of the face, in combination with a layer or sheet simulating the skin and a mannequin head.

En outre l'utilisation de soufflets dans des figures humaines animées est déjà connue. Dans le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le " 2 047 377 accordé à Liwschutz en 1936 ainsi que dans le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique lg 2 065 473 attribué en 1936 à ce même inventeur, on utilise des soufflets au-niveau des jonctions de membres articulés en vue de déplacer ces derniers. Des variations de pression à l'intérieurdes soufflets provoquent leur contraction/extension avec conséquence un déplacement desdits membres. Iïschutz.' envisage également de tels soufflets pour des pièces mobiles de la face de la figure, comme par exemple la mâchoire inférieure, les lèvres et les yeux. En outre Liwschutz -utilise une machine parlante raccordée à la figure.Bien que superficiellement semblable à la présente invention au sens où ce brevet et la présente invention utilisent des soufflets, le brevet de Liwschutz porte sur un soufflet qui est simplement un type de moteur fluidique pour obtenir la réalisation de mouvements de membres, de mâchoires, des yeux, etc. d'une figure animée. Ces soufflets ne sont utilisés en aucune manière pour simuler par déformation toute for matin de rides, d'étirage, de gonflement ou analogue de la peau de face sur un mannequin animé. In addition, the use of bellows in animated human figures is already known. In the patent filed in the United States of America under "2,047,377 granted to Liwschutz in 1936 as well as in the patent filed in the United States of America lg 2,065,473 awarded in 1936 to this same inventor, bellows are used at the - level of joints of articulated limbs in order to move them. Pressure variations inside the bellows cause their contraction / extension with consequent displacement of said limbs. also envisages such bellows for moving parts of the face of the figure, such as for example the lower jaw, the lips and the eyes. In addition Liwschutz-uses a speaking machine connected to the figure. Although superficially similar to the present invention in the sense that this patent and the present invention use bellows, Liwschutz's patent relates to a bellows which is simply a type of fluidic motor for obtaining the movements of limbs, jaws, eyes, etc. of a figure These bellows are not used in any way to simulate any morning wrinkles, stretching, swelling or the like of the face skin on an animated mannequin.

Dans le cadre de son utilisation, il apparaîtra à l'évidence que l'intérieur de chaque élément moteur en forme de tube fait partie d'un volume fermé de fluide, de préférence de l'air.On peut utiliser des soupapes pneumatiques pour moduler la pression de l'air à l'intérieur des différents éléments moteurs en forme de tubes, autour de leurs valeurs à l'état stable. Bien qu'ils soient représentés sous la forme d'éléments disposés parallèlemet les uns aux autres, il apparaîtra à l'évidence que les éléments moteurs en forme de tubes peuvent être disposés en faisant un angle entre eux dans des plans ou couches. In the context of its use, it will be obvious that the interior of each tube-shaped motor element is part of a closed volume of fluid, preferably air. Pneumatic valves can be used to modulate the air pressure inside the various tube-shaped drive elements, around their stable values. Although they are represented in the form of elements arranged parallel to each other, it will be obvious that the motor elements in the form of tubes can be arranged at an angle between them in planes or layers.

Dans la description faite jusqu'alors, la présente invention concerne la simulation de mouvements de la peau, tels que la formation de rides, l'étirage ou la tension de la peau, etc. sur la peau simulée d'une figure ou d'un mannequin animé. Ainsi, en utilisant un substrat 24 servant à constituer la tête et ressemblant à un premier individu, la mise en oeuvre de la présente invention permettra la simulation d'une variété d'expressions faciales, à savoir habituellement les expressions faciales prises en liaison et en correspondance avec une voix délivrée par un visage. Si l'on désire représenter un second être humain, possédant des caractéristiques faciales différentes, on utilisera alors habituellement un second substrat 24 possédant une base ou une forme faciale différente.Cependant, conformément à un autre aspect de la présente invention, il n'est pas toujours nécessaire d'utiliser un second ou autre substrat déformable tel que 26 pour représenter d'autres faces possédant des caractéristiques faciales différentes. In the description made so far, the present invention relates to the simulation of skin movements, such as the formation of wrinkles, stretching or tensioning of the skin, etc. on the simulated skin of an animated figure or mannequin. Thus, by using a substrate 24 serving to constitute the head and resembling a first individual, the implementation of the present invention will allow the simulation of a variety of facial expressions, namely usually the facial expressions taken in connection with and in correspondence with a voice delivered by a face. If one wishes to represent a second human being, having different facial characteristics, then one will usually use a second substrate 24 having a different base or facial shape. However, in accordance with another aspect of the present invention, it is not not always necessary to use a second or other deformable substrate such as 26 to represent other faces having different facial characteristics.

Conformément à cet aspect supplémentaire de la présente invention, une couche de base d'un élastomère ou d'un matériau déformable tel que 26, muniede ses éléments moteurs en forme de tubes 10,16 associés, est tout d'abord placé et monté sur la surface du substrat 24 reproduisant la tête. En supposant que l'ensemble de la tête 24 du mannequin soit recouverte par la couche de base, il ressort immédiatement à l'évidence que grace une application appropriée de pressions l'intérieur des différents éléments moteurs en forme de tubes, il est possible de créer des caractéristiques faciales de base désirées, telles qu'une certaine épaisseur des lèvres, une certaine distance entre les orbites oculaires, une certaine hauteur des pommettes, etc.Une fois que ces différentes pressions dans les tubes sont créées, elles ne sont pas modifiées et de telles pressions fixes dans le temps à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes crée une simulation d'une première personne. Au préalable, on dispose une seconde feuille ou couche d'élastomère ou de matériau déformable (à nouveau telle que 26) sur la couche ou feuille de base. La seconde couche ainsi que la couche de base peuvent être réalisées de la manière déjà décrite. Par conséquent, pendant l'actionnement du mannequin animé présentant un premier invididu donné, on fait fonctionner la seconde couche ou couche extérieure de la manière décrite précédemment. In accordance with this additional aspect of the present invention, a base layer of an elastomer or of a deformable material such as 26, provided with its motor elements in the form of associated tubes 10, 16, is first of all placed and mounted on the surface of the substrate 24 reproducing the head. Assuming that the whole of the mannequin's head 24 is covered by the base layer, it is immediately evident that thanks to an appropriate application of pressures inside the various tube-shaped driving elements, it is possible to create desired basic facial features, such as a certain thickness of the lips, a certain distance between the eye sockets, a certain height of the cheekbones, etc. Once these different pressures in the tubes are created, they are not changed and such fixed pressures in time inside the tube-shaped driving elements creates a simulation of a first person. Beforehand, a second sheet or layer of elastomer or deformable material (again such as 26) is placed on the base layer or sheet. The second layer as well as the base layer can be produced in the manner already described. Consequently, during the actuation of the animated mannequin having a first given individual, the second layer or outer layer is operated in the manner described above.

Naturellement il ressort immédiatement à l'éviden- ce que la seconde feuille ou couche peut être appliquée sur la couche de base avant l'obtention des caractéristiques faciales de base établies par un premier ensemble de pressions à l'état stable à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes de la couche de base. Naturally, it is immediately evident that the second sheet or layer can be applied to the base layer before the basic facial characteristics established by a first set of pressures in the stable state inside the layers are obtained. motor elements in the form of tubes of the base layer.

Dans le cas où l'on désire, à un autre instant, reproduire ou représenter un second individu, il suffit alors d'établir un ensemble de pressions à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes de la première couche et de définir de ce-fait les proportions faciales de base, etc. du second individu devant être représenté, puis d' actionner comme précédemment la seconde couche. Naturelle- ment il est possible de définir un grand nombre de propor tions faciales de base enfixant un ensemble de pressions à l'état stable ou permanent à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes de la première couche.Ainsi, conformément à ce second aspect de l'invention, la tête du mannequin est équipée d'une couche de base servant à établir les proportions faciales de base d'un individu devant être représenté, tandis que la seconde couche simule des émotions et d'autres mouvements faciaux qui sont susceptibles d'accompagner par exemple des paroles prononcées par l'individu simulé. Ainsi, à différents instants, en modifiant simplement la configuration de la face d'un mannequin animé , construit conformément à la présente invention, il est possible de représenter un grand;nombre d'individus. In the case where it is wished, at another time, to reproduce or represent a second individual, it then suffices to establish a set of pressures inside the motor elements in the form of tubes of the first layer and to define does the basic facial proportions, etc. of the second individual to be represented, then activate the second layer as before. Naturally, it is possible to define a large number of basic facial proportions fixing a set of pressures in a stable or permanent state inside the tube-shaped driving elements of the first layer. second aspect of the invention, the head of the mannequin is equipped with a base layer serving to establish the basic facial proportions of an individual to be represented, while the second layer simulates emotions and other facial movements which are likely to accompany for example words spoken by the simulated individual. Thus, at different times, by simply modifying the configuration of the face of an animated mannequin, constructed in accordance with the present invention, it is possible to represent a large number of individuals.

Sur la figure 7 on a représenté l'utilisation d'une couche de base et d'une seconde couche, dans le cas de la tête de mannequin 100. Une couche de base 260 est placée sur la tête du mannequin. Cette couche possède la même constitution que la couche 26 représentée sur la figure 4. Sinon, elle peut présenter l'agencement représenté sur les figures 3 ou 3a. Une seconde couche ou couche extérieure, possédant une constitution similaire à la couche 260, est superposée à cette dernière. Les deux couches peuvent se contacter, comme représenté, ou peuvent être séparées par une paroi déformable. Leur actionnement est le suivant. In Figure 7 there is shown the use of a base layer and a second layer, in the case of the mannequin head 100. A base layer 260 is placed on the head of the mannequin. This layer has the same constitution as layer 26 shown in Figure 4. Otherwise, it can have the arrangement shown in Figures 3 or 3a. A second layer or outer layer, having a constitution similar to layer 260, is superimposed on the latter. The two layers can contact each other, as shown, or can be separated by a deformable wall. Their actuation is as follows.

Les proportions faciales dvensemble ou principales de l'individu devant être simulé sont fixées par actionnement des éléments moteurs en forme de tubes 10, 12 de la couche de base 260, cette derniere correspondant à la couche 26 de la figure 4. Ceci peut être réalisé au moyen d'une expérimentation classique , jusqu'à ce que l'on obtienne les proportions faciales désirées.Ensuite, on maintient constantes dans le temps les pressions du fluide dans les différents éléments moteurs en forme de tubes de la couche de base. The overall or main facial proportions of the individual to be simulated are fixed by actuation of the tube-shaped drive elements 10, 12 of the base layer 260, the latter corresponding to the layer 26 of FIG. 4. This can be achieved by means of a conventional experiment, until the desired facial proportions are obtained. Then, the pressures of the fluid in the various driving elements in the form of tubes of the base layer are kept constant over time.

La seconde couche 262 est alors actionnée comme cela a été précédemment décrit en référence aux figures 1-6, c'est-à-dire comme si la couche 262 avait été placée sur une tête de mannequin possédant des proportions faciales fixes non variables. The second layer 262 is then actuated as has been previously described with reference to Figures 1-6, that is to say as if the layer 262 had been placed on a mannequin head having non-variable fixed facial proportions.

Si l'on désire alors simuler un individu possédant des proportions faciales différentes, on modifie les pressions à l'intérieur des éléments moteurs en forme de tubes 10, 16 de la couche de base 260 pour obtenir (à nouveau au moyen d'une expérimentation classique.) les proportions désirées. If one then wishes to simulate an individual having different facial proportions, one modifies the pressures inside the motor elements in the form of tubes 10, 16 of the base layer 260 to obtain (again by means of an experiment classic.) the desired proportions.

Afin de faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté les éléments moteurs en forme de tubes 10, 12 comme étant disposés en parallèle. Dans la pratique, il est préférable de les disposer conformément à la disposition des muscles faciaux réels, comme représenté à titre d' exemple, par la référence 195 à la page 299 du livre inti- tulé "Gray's Anatomy" publié par la société Bounty Books,
New Lors; Copyright 1977, inclus ci même en référence.In order to facilitate understanding of the invention, the motor elements have been shown in the form of tubes 10, 12 as being arranged in parallel. In practice, it is preferable to arrange them in accordance with the arrangement of the real facial muscles, as shown by way of example, by reference 195 on page 299 of the book entitled "Gray's Anatomy" published by the company Bounty Books. ,
New Lors; Copyright 1977, included even with reference.

En se référant maintenant à la figure 8 des dessins, on y voit représentée une autre variante d'un élé- ment moteur, considérée ici en liaison avec une couche simulant la peau. La référence 26 désigne, comme précédemment, une couche en un matériau élastomère qui est disposé sur une partie de la surface 24 d'un mannequin. La référence 30 désigne l'un quelconque de plusieurs ressorts allongés réalisés sous la forme de ressorts hélicoïdaux. Pour conserver la clarté de la présentation, on n'a représenté que deux ressorts hélicoïdaux, et les extrémités de ces derniers sont représentées comme s'étendant au-delà d'un bord ou d'une section de l'élastomère 26. Les ressorts hélicoi- daux 30 sont constitués en un matériau électriquement conducteur, tel que du cuivre, et sont logés à l'intérieur de l'élastomère 26.La référence 36désigne de petites par ticules de matériau ferromagnétique tel que du fer doux. Referring now to FIG. 8 of the drawings, there is shown another variant of a driving element, considered here in conjunction with a layer simulating the skin. The reference 26 designates, as before, a layer of an elastomeric material which is arranged on a part of the surface 24 of a mannequin. The reference 30 designates any one of several elongated springs produced in the form of helical springs. To keep the clarity of the presentation, only two helical springs have been shown, and the ends of the latter are shown as extending beyond an edge or a section of the elastomer 26. The springs helical 30 are made of an electrically conductive material, such as copper, and are housed inside the elastomer 26. The reference 36 designates small pieces of ferromagnetic material such as soft iron.

On va maintenant décrire le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation de la figure 8. Au moyen de connexions appropriées non représentées, on fait passer des courants électriques à l'intérieur de chacun des éléments hélicoïdaux individuels 30. Ces ressorts peuvent être relativement faibles étant donné qu'une certaine élasticité peut être tirée de l'élastomère 26. L'élasticité ou la souplesse relative entre l'élastomère 26 et le ressort 30 peut être modifiée pour des applications différentes. Pour obtenir une élasticité plus importante, il faut employer des ressorts en acier. On sait que, lorsqu'un courant électrique circule dans deux fils parallèles, le courant passant selon la même direction dans chaque fil, les fils sont soumis à une force tendant à les déplacer l'un vers l'autre.En raison de ce fait physique bien connu, on comprendra alors aisément que des spires ou spirales voisines de chacun des ressorts hélicoïdaux 30 seront soumises à une force tendant à les rapprocher toutes ensemble lors d'un passage du courant électrique à l'intérieur dudit ressort. Afin d'accroître ou d'intensifier -cette action électromagnétique bien connue, on ajoute des particules ferromagnétiques 32 à l'élastomère 26 de manière à accroître l'intensité du champ magnétique qui est établi par le passage du courant dans les ressorts hélicoldaux 30. Le mode de combinaison de particules ferromagnétiques à et dans des matériaux souples est connu (brevets déposés aux Etats Unis d'Amérique: NO 4 110 236 accordé à Molina, NO 3 764 539 accordé à Cochardt, NO 2 719 009 et 3 428 603 accordés à Kroenke). I1 ressort maintenant à l'évidence que lors d'un passage de courant suffisant à l'intérieur des ressorts hélicoïdaux, ces derniers se contracteront en longueur et déformeront par conséquent la couche 26 dans laquelle ils sont logés.La valeur du courant normal ou à l'état stable ou permanent à l'inté rieur des bobines des ressorts hélicoïdaux peut être telle qu'il se produit un léger raccourcissement des bobines dans cet état permanent, tandis qu'un accroissement du courant provoque un rétrécissement supplémentaire et un pincement résultant supplémentaire de l'élastomère 26. Une réduction du courant provoque une extension relative des bobines 30 avec une diminution ou une mise en tension consécutive de l'élastomère 26 dans les réions situées au voisinage immédiat des bobines. De préférence les bobines 30 sont disposées de manière à être relativement proches de la surface à nu de la couche 26 simulant la peau. We will now describe the mode of operation of the embodiment of FIG. 8. By means of suitable connections not shown, electric currents are passed inside each of the individual helical elements 30. These springs can be relatively low since a certain elasticity can be drawn from the elastomer 26. The elasticity or the relative flexibility between the elastomer 26 and the spring 30 can be modified for different applications. To obtain greater elasticity, steel springs must be used. We know that when an electric current flows in two parallel wires, the current passing in the same direction in each wire, the wires are subjected to a force tending to move them towards each other. well known physics, it will then be easily understood that the coils or spirals neighboring each of the coil springs 30 will be subjected to a force tending to bring them all together during a passage of the electric current inside said spring. In order to increase or intensify this well-known electromagnetic action, ferromagnetic particles 32 are added to the elastomer 26 so as to increase the intensity of the magnetic field which is established by the passage of current through the helical springs 30. The method of combining ferromagnetic particles with and in flexible materials is known (patents registered in the United States of America: NO 4 110 236 granted to Molina, NO 3 764 539 granted to Cochardt, NO 2 719 009 and 3 428 603 granted to Kroenke). It is now evident that when sufficient current flows inside the coil springs, the latter will contract in length and therefore deform the layer 26 in which they are housed. the stable or permanent state inside the coils of the coil springs may be such that there is a slight shortening of the coils in this permanent state, while an increase in current causes further shrinking and additional resulting pinching of the elastomer 26. A reduction in the current causes a relative extension of the coils 30 with a reduction or a subsequent tensioning of the elastomer 26 in the regions located in the immediate vicinity of the coils. Preferably the coils 30 are arranged so as to be relatively close to the exposed surface of the layer 26 simulating the skin.

On est alors à même de comprendre que les ressorts hélicoïdaux en forme de bobines 30 peuvent être utilisés d'une manière tout-à-fait analogue aux éléments moteurs en forme de tubes 10, 16 de la forme de réalisation des figures 1-6. Par conséquent il apparaît clairement que les ressorts hélicoïdaux 30 peuvent être utilisés non seulement comme cela est représenté sur la figure 7 (ce qui correspond à la figure 4), mais également de la manière correspondante représentée aux figures 3, 5 et 6. I1 ressortira également à l'évidence que la forme de réalisation de la figure 8 peut être utilisée de la manière repré- sentée et décrite en liaison avec la figure 7. We are then able to understand that the coil-shaped coil springs 30 can be used in a completely analogous manner to the tube-shaped drive elements 10, 16 of the embodiment of Figures 1-6. Therefore it is clear that the coil springs 30 can be used not only as shown in Figure 7 (which corresponds to Figure 4), but also in the corresponding manner shown in Figures 3, 5 and 6. It will emerge also obviously that the embodiment of Figure 8 can be used as shown and described in connection with Figure 7.

Au lieu d'utiliserdes éléments moteurs en forme de ressorts hélicoïdaux, on peut utiliser des fils flexibles qui peuvent être également noyés dans un élastomère contenant des particules ferromagnétiques. Les fils sont conformés de manière à prendre le profil et les contours de la face du mannequin, lesdits fils étant parallèles sur au moins certaines de leurs parties ou segments, et ce -à la manière d'une cage pour oiseaux ou d'un masque d-'escrimeur. Le passage d'un courant continu dan-s des couples sé lectionnés et dans des groupes de couples sélectionnés est déterminé par une expérimentation classique et fournit également une simulation- d'expressions faciales.Pour obtenir une simulation plus fidèle, il est possible d'utiliser deux grilles ou réseaux de fils disposés à angle droit l'un par rapport à l'autre. Ceci est illustré sur la figure 9, dans laquelle un premier réseau de fils 42 parallèles dans leur ensemble est logé dans une couche élastomère 26 à l'intérieur de laquelle se trouvent dispersées des particules ferromagnétiques 36. Un second réseau de fils 44 est disposé à angle droit par rapport auxfils du premier réseau. A l'aide de connexions appropriées, non représentées, les différents fils du premier et du second réseaux permettent d'y faire passer des courants sur toute leur longueur ou bien seulement sur des parties sélectionnées de leur longueur. Comme dans le cas de la forme de réalisation de la figure 8, Les champs magnétiques entre des fils parallèles voisins provoquent leur rapprochement, avec comme résultat une déformation de la couche élastomère contiguë. Instead of using motor elements in the form of helical springs, flexible wires can be used which can also be embedded in an elastomer containing ferromagnetic particles. The wires are shaped so as to take the profile and the contours of the face of the mannequin, said wires being parallel on at least some of their parts or segments, and this - in the manner of a bird cage or a mask d-'scrimeur. The passage of a direct current in selected couples and in groups of selected couples is determined by a classical experiment and also provides a simulation of facial expressions. To obtain a more faithful simulation, it is possible to use two grids or networks of wires arranged at right angles to each other. This is illustrated in FIG. 9, in which a first network of wires 42 parallel in their entirety is housed in an elastomer layer 26 inside which ferromagnetic particles 36 are dispersed. A second network of wires 44 is disposed at right angle to the wires of the first network. Using appropriate connections, not shown, the different wires of the first and second networks allow currents to pass there over their entire length or else only over selected parts of their length. As in the case of the embodiment of FIG. 8, the magnetic fields between neighboring parallel wires cause their approximation, with as a result a deformation of the contiguous elastomeric layer.

Claims

1. Animated mannequin formed of a construction of the type including a substrate (24; 260) produced in the form of a head of a real or imaginary individual and equipped with driving elements (10,16; 34; 42; 44 ) serving to deform the simulated skin (22) and arranged on at least part of the substrate (24) of the head, such deformations of the skin simulating different facial expressions of the face of the individual associated with the head, characterized in that the driving elements (10,16) consist of tubes to be expanded and contracted, this possible expansion and contraction of the tubes taking place according to their lengths during the variation of the pressure of the fluid inside them, that the tubes are in contact with and fixA to the skin (22), without however being visible at the level of the external surface of the skin, as the tubes are as a whole parallel to the contour of the skin and follow the latter, which has the effect that a selective change in internal pressure eur of some of the tubes causes a modification of the external appearance of the skin in the vicinity of the tubes, in which the pressure is modified, due to the deformation of the skin, which leads to a simulation of facial expressions, the skin ( 22) and the tube-shaped drive elements (10,16) defining a first layer.

2. animated mannequin according to claim 1, characterized in that said tubes (10) are elastic and have the property of contracting to a normal length when the pressure of the fluid inside them is released.

3. animated mannequin according to claim 1, characterized in that the skin (22) is elastic and has a normal configuration, which has the effect that an increase in the pressure of the fluid inside the tubes (10,16) causes stretching of the skin contiguous to the tubes, in which the fluid pressure has been increased, parallel to the longitudinal direction of the tube, and that a relaxation of the fluid pressure inside said tubes brings the skin back into its configuration normal.

4. animated mannequin according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the skin (22) is made in the form of a sheet and that the tubes (10,16) are arranged between the substrate (22) of the head and the sheet (22) forming the skin.

5. animated mannequin according to claim 3, characterized in that the skin (22) is produced in the form of a layer whose thickness is greater than the diameter of the tubes (10,16) and that these are at least partially enclosed in said layer.

6. animated mannequin according to claim 5, characterized in that the tubes (10,16) are completely enclosed in the layer (22).

7. animated mannequin according to claim 1, characterized in that the mannequin (100) is provided with a second layer (262) which has a constitution similar to the first layer (? 60), which makes it possible to use the first layer (260) to create a first set of basic facial proportions corresponding to a first simulated individual, and to use the second layer (260) to simulate facial expressions such as those appearing during a conversation, the first layer (260) can be used later to establish a second set of basic facial proportions corresponding to a second simulated individual.

8. animated mannequin according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 7, characterized in that the tube-shaped driving elements (10,16) are formed by bellows.

9. animated dummy according to claim 8, ca characterized in that the fluid flowing inside the tubes (10,16) is a gas.

10. Animated mannequin having a constitution of the type including a substrate (24) produced in the form of the head of an individual and which is equipped with motor elements (34) serving to deform the simulated skin and arranged on at least part of the substrate. (24), such deformation simulating different facial expressions of the face of the individual, characterized in that the driving elements (34) are constituted by helical coils each constituted by an electrically conductive wire, with the effect that the passage of a direct current in each helical coil causes an attractive force between neighboring turns of each helical coil (34) by causing the latter to contract along its length, which the coils (34) are in contact with and fixed to the skin, without being visible on the outer surface of the skin, that the coils are as a whole parallel and follow the contour of the skin, which has the effect that during the application of a direct current to said coils, changes in the external appearance of the parts of the skin contiguous to the coils occur, under the effect of the deformation of the skin, with as a consequence a simulation of facial expressions, the skin and the s motor elements in the form of a coil defined by a first layer (26).

11. animated mannequin according to claim 10, characterized in that said coils (36) are inserted into the simulated skin (26).

12. animated dummy according to claim 10, characterized in that each helical coil (34) has an elasticity along its length and therefore returns to a normal length when no current flows there.

13. animated mannequin according to claim 11, characterized in that the simulated skin (26) is elastic.

14. Animated mannequin having a constitution of the type including a substrate (24) produced in the form of the head of an individual and provided with motor elements (42, 44) serving to deform a simulated skin and arranged on at least a part of the substrate forming the head, such deformations of the skin simulating different facial expressions of the face of the individual, characterized in that the driving elements (42,44) are constituted by flexible conducting wires, each of which is arranged parallel to a neighboring wire over at least parts of its length, that the complete set of said wires (42,44) is arranged along the profile and the contour of the face of the mannequin, that the wires are inserted in an elastomer layer (26) which defines said simulated skin, which has the effect that the passage of a direct current through selected layers of son causes the appearance of an attractive force between parallel parts adjacent to selected couples of son so as to provoke er a bringing together of said parallel parts of the wires, perpendicular to their length, that the wires are in parallel with and follow the contour of the simulated skin, which has the effect that when applying a direct current to said wire , there appear modifications of the external appearance of parts of the skin contiguous to the couples of the parallel parts of the threads, under the effect of the deformation of the skin, which involves the simulation of facial expressions.

15. animated dummy according to any one of claims 10 to 14, characterized in that ferromagnetic particles (36) are dispersed in the simulated skin (26) with the consequence that these ferromagnetic particles increase the effective magnetic permeability of the simulated skin by increasing by c makes the force of attraction between parts of neighboring wires when the latter are traversed by a current.

16. Animated facial mannequin of the type comprising a substrate (24, 260) produced in the form of a head, simulated skin (22) placed on at least part of the head, to form a face, and driving elements (10, 16, 34, 42, 44) intimately associated with the skin to deform the latter, in order to simulate different facial expressions, characterized in that the driving elements comprise elements of deformation of the skin which are in contact with and attached to the skin (22), while being invisible from the outside, the driving elements (10, 16; 34; 42; 44) extending substantially parallel to the contour of the skin, following it, in such a way so that a selective deformation of one or more selected motor elements causes deformation and changes in the external appearance of the skin in the vicinity of these elements, which leads to a simulation of facial expression, the skin (22) and the driving elements defining a first layer.

17. Animated manikin according to claim 16, characterized in that the head of the manikin is provided with a second layer 1262) which is positioned on the outside of the first layer (260), the second layer being of similar constitution to the first layer (260), which allows the first layer (260) to be used to create a first set of basic facial proportions corresponding to a first simulated individual and the second layer (262) to be used to simulate facial expressions such as than those appearing during a conversation, the first layer (260) can be used later to establish a second set of basic facial proportions corresponding to a second simulated individual.