IT201800002274A1 - Dispositivo per la stimolazione vibroacustica - Google Patents

Description

DISPOSITIVO PER LA STIMOLAZIONE VIBROACUSTICA

Descrizione

Si descrive qui di seguito un dispositivo per la stimolazione vibroacustica.

Ai fini della presente descrizione per “stimolazione vibroacustica” si intende la generazione di onde di pressione, aventi una frequenza inferiore ad 1 KHz, che attraversano il corpo umano o parti di esso.

È noto che le onde sonore stimolano il senso dell’udito.

Tuttavia le onde sonore possono stimolare anche le terminazioni nervose presenti all’interno del corpo umano, ad esempio le terminazioni nervose presenti nel derma e nel tessuto connettivo dei visceri.

Questa forma di ascolto, che nel proseguo della presente descrizione sarà indicata anche come “forma di ascolto secondaria” interessa, sostanzialmente, le frequenze audio inferiori a 1 KHz.

Vi sono alcune situazioni in cui la percezione del suono attraverso le terminazioni nervose presenti nel corpo umano può essere significativa.

Si pensi, ad esempio, a quando si suona uno strumento musicale, o ci si trova vicino ad una persona che suona uno strumento musicale, oppure a quando si viene investiti da un’onda d’urto di una esplosione.

Attualmente sono noti dispositivi per la stimolazione vibroacustica, vale a dire dispositivi che permettono di associare, al tradizionale ascolto attraverso il senso dell’udito, anche un ascolto secondario, attraverso le terminazioni nervose presenti nel corpo umano.

Si ritiene infatti che la percezione delle onde sonore attraverso le terminazioni nervose presenti all’interno del corpo consenta di provare sensazioni “viscerali” che non possono essere provate con il solo senso dell’udito.

L’utilizzo di dispositivi per la stimolazione vibroacustica è interessante anche per le persone che soffrono di ipoacusia, che così possono compensare, almeno in parte, le loro difficoltà uditive.

Inoltre si ritiene che la stimolazione vibroacustica possa avere un effetto terapeutico per alcune patologie (cosiddetta terapia vibroacustica).

GB 2442992 A, US 8391516 B2, US 9384639 B1 descrivono dispositivi per la stimolazione vibroacustica che comprendono uno o più dispositivi per trasformare un segnale elettrico audio in vibrazioni meccaniche che a loro volta generano onde di pressione che investono aree specifiche del tronco dell’utilizzatore (in particolare il torace e/o l’addome), così da stimolare le terminazioni nervose ivi presenti.

Nella tecnica nota la trasformazione del segnale elettrico audio in vibrazioni meccaniche può essere ottenuta, per esempio, per mezzo di convenzionali eccitatori audio, (in pratica altoparlanti magnetodinamici privi di membrana).

I dispositivi che trasformano il segnale elettrico audio in vibrazioni meccaniche sono accoppiati a porzioni del tronco dell’utilizzatore mediante elementi di accoppiamento, ad esempio elementi piastriformi in materiale poliolefinico o in materiale elastomerico.

I dispositivi per la stimolazione vibroacustica attualmente noti presentano alcuni inconvenienti. In particolare l’esperienza sensoriale non è del tutto soddisfacente.

Scopo degli inventori è quello di risolvere, almeno in parte i problemi della tecnica nota e, in particolare, il problema sopra indicato.

Tale obiettivo viene conseguito mediante un dispositivo conforme alla rivendicazione 1.

Alcune possibili forme di realizzazione del dispositivo sono descritte qui di seguito con riferimento alle tavole di disegno allegate in cui:

- La figura 1 è una prima vista di un elemento modulare per la stimolazione vibroacustica;

- La figura 2 è una seconda vista di un elemento modulare per la stimolazione vibroacustica;

- La figura 3 è una vista in esploso dell’elemento modulare di figura 1;

- La figura 4 è una prima vista prospettica di dispositivo indossabile per la stimolazione vibroacustica; - La figura 5 è una seconda vista prospettica di dispositivo indossabile per la stimolazione vibroacustica; e

- La figura 6 mostra un convertitore d’onda utilizzato in combinazione con l’elemento modulare di figura 1.

Con riferimento alle figure sopra indicate il numero di riferimento 1 indica, nel suo complesso, un dispositivo di stimolazione vibroacustica il quale è atto a generare onde di pressione.

Più in particolare il dispositivo di stimolazione vibroacustica 1 è atto a convertire un segnale elettrico audio in forma analogica in vibrazioni meccaniche, che hanno una frequenza ed una intensità che è funzione del segnale elettrico audio che si vuole convertire, ed a trasformare tali vibrazioni meccaniche in onde di pressione che investono porzioni del corpo umano dell’utilizzatore

Il dispositivo di stimolazione vibroacustica 1 può essere pilotato da un apparecchio riproduttore di segnali audio (non mostrato), ad esempio un lettore MPEG o un ricevitore audio blouthooth.

Il dispositivo di stimolazione vibroacustica qui di seguito descritto è in grado di generare, in particolare, onde di pressione con una frequenza inferiore a 1 KHz.

Il dispositivo di stimolazione vibroacustica 1 comprende una pluralità di trasduttori elettromeccanici 2, 3 atti a trasformare un segnale elettrico analogico audio in vibrazioni meccaniche.

È poi presente almeno un elemento di accoppiamento 4 avente un primo lato 41, a cui sono fissati i trasduttori elettromeccanici 2, 3, ed un secondo lato 42, destinato a poggiare su una porzione del corpo dell’utilizzatore, ad esempio una porzione del tronco.

I trasduttori elettromeccanici 2, 3 possono essere racchiusi in un contenitore 61, 62.

Nell’esempio illustrato il contenitore 61, 62 comprende un coperchio 61, che definisce una concavità, ed una basetta 62, a cui sono fissati i trasduttori elettromeccanici 2, 3.

Nell’esempio illustrato la basetta 62 è fissato al primo lato 41 dell’elemento di accoppiamento 4. Le vibrazioni meccaniche generate dai trasduttori elettromeccanici 2, 3 e trasmesse all’elemento di accoppiamento 4 generano quindi onde di pressione che investono una porzione del tronco dell’utilizzatore L’elemento di accoppiamento 4 può fare parte di un dispositivo indossabile 9 (ad esempio uno smanicato, una giacca, uno zaino o una imbragatura) così da poter essere apposto sulla zona del corpo umano interessata, ad esempio corrispondenza del torace o dell’addome.

Nell’esempio illustrato l’elemento di accoppiamento 4 può essere unito in maniera amovibile al dispositivo indossabile 9.

Nell’esempio illustrato il dispositivo di stimolazione vibroacustica 1 comprende un primo trasduttore elettromeccanico 2, il quale è atto a far oscillare una prima massa lungo un asse di oscillazione X1, ed un secondo trasduttore elettromeccanico 3, il quale è atto a far ruotare una massa eccentrica 32 attorno ad un asse di rotazione X2.

Il primo trasduttore elettromeccanico 2 può essere un convenzionale eccitatore audio, nel settore tecnico noto anche come “exciter”.

Un exciter comprende un magnete permanente ed una bobina mobile, percorsa dalla corrente alternata del segnale che si vuole trasdurre, immersa nel campo magnetico creato dal magnete permanente.

La corrente alternata che attraversa la bobina mobile provoca un movimento alternato della bobina lungo un asse di oscillazione, quindi della sua massa che si traduce in vibrazioni meccaniche.

A titolo di esempio possono essere utilizzati exciter prodotti dalla società tedesca VISATON e pubblicizzati sul sito www.visaton.com.

Il secondo trasduttore elettromeccanico 3 può essere un motore elettrico rotativo 31 con massa eccentrica 32 calettata sull’albero.

Il motore elettrico 31 può essere un motore elettrico a corrente continua, del tipo a magneti permanenti.

L’eccitatore audio 2 può essere alimentato direttamente con un segnale elettrico analogico di tensione e potenza adeguata.

Poiché il segnale audio ha un valore alternato nel tempo per pilotare il motore elettrico 31 è presente un convertitore d’onda 34 per trasformare il segnale variabile alternato in un segnale variabile continuo.

In una possibile forma di realizzazione il convertitore d’onda 34, utilizzato per alimentare il motore a corrente continua 31, è un raddrizzatore a semionda.

Il raddrizzatore a semionda può comprendere un circuito diodo-condensatore (non mostrato), in tal caso la tensione di alimentazione del motore 31 è prelevata ai capi del condensatore.

In tal caso il secondo trasduttore elettromeccanico 3 lavora solo durante la semionda positiva (o solo durante la semionda negativa) del segnale elettrico audio.

Questa soluzione consente di far ruotare il motore in corrente continua 31 a scatti, migliorando ulteriormente la percezione delle vibrazioni di frequenza più bassa e riducendo il consumo di energia elettrica.

L’utilizzo contemporaneo dei due trasduttori elettromeccanici 2 e 3 migliora sensibilmente la percezione dei segnali audio tramite le terminazioni nervose poste all’interno del tronco e, in particolare, nelle viscere.

L’eccitatore audio 2 ha una banda passante tale per cui consente di apprezzare meglio le frequenze “più alte” vale a dire le frequenze comprese, all’incirca, fra 20 Hz e 1 KHz mentre il motore elettrico 31 migliora sensibilmente la percezione delle frequenze più basse, vale a dire le frequenze inferiori a 20 Hz.

È stato verificato che il trasduttore elettromeccanico 3 migliora, in particolare, la qualità dell’ascolto del ritmo della musica.

In una forma di realizzazione alternativa, non mostrata, il convertitore 34 fornisce un segnale continuo a modulazione di larghezza di impulso (PWM).

In una possibile forma di realizzazione è possibile regolare separatamente la potenza del segnale applicato ai due trasduttori elettromeccanici 2, 3 e quindi variare il rapporto fra l’intensità delle vibrazioni generate dai due trasduttori elettromeccanici.

In una possibile forma di realizzazione è possibile prevedere un filtro passa basso, a monte del secondo trasduttore 3.

Questa soluzione permette di migliorare ulteriormente l’ascolto “viscerale” della musica.

Nell’esempio illustrato l’asse di oscillazione X1 del primo trasduttore elettromeccanico 2 e l’asse di rotazione X2 del secondo trasduttore elettromeccanico 3 sono sostanzialmente e/o generalmente ortogonali fra loro.

Questa soluzione migliora ulteriormente la qualità dell’ascolto secondario da parte dell’utilizzatore. Nell’esempio illustrato l’elemento di accoppiamento 4 è una struttura reticolare piana realizzata, ad esempio, in silicone o in un materiale a base di silicone.

In una possibile forma di realizzazione la struttura reticolare piana 4 presenta una durezza compresa fra 10 e 90 Shore A e, preferibilmente, fra 20 e 80 Shore A.

La struttura reticolare piana 4 distribuisce le vibrazioni su una superficie ampia del tronco dell’utilizzatore, rendendo quindi più piacevole e distribuita la sensazione creata dalle vibrazioni.

Inoltre la struttura reticolare dell’elemento di accoppiamento 4 favorisce il comfort dell’utilizzatore, sia per il fatto di agevolare la traspirazione sia per il fatto di che si adatta meglio al corpo dell’utilizzatore grazie ad una certa flessibilità per forma.

Nella forma di realizzazione illustrata l’elemento di accoppiamento 4 comprende elementi di fissaggio reversibili 51 e 52 per consentire il fissaggio amovibile sul dispositivo indossabile 9.

Ad esempio i mezzi di fissaggio 51 e 52 del dispositivo 1 possono comprendere coppie di nastri di velcro ® asola 51 destinati ad essere uniti a coppie di strisce di velcro uncino 52 cucite sul dispositivo indossabile 9.

In alternativa ai nastri di velcro è possibile utilizzare, ad esempio, nastri di microplast ® oppure bottoni a pressione, oppure magneti.

Gli elementi di fissaggio reversibili 51 consentono al dispositivo 1 di fissare il dispositivo di stimolazione vibroacustica all’elemento indossabile 9.

Questa caratteristica consente all’utilizzatore di posizionare a piacere il dispositivo di stimolazione vibroacustica 1 sul dispositivo indossabile 9.

In particolare è possibile variare la posizione ed il numero dei dispositivi di stimolazione vibroacustica 1.

Ciò consente di adattare la qualità dell’ascolto “viscerale” alle richieste dell’utente.

Claims (4)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di stimolazione vibroacustica (1) comprendente d) un primo trasduttore elettromeccanico (2), atto a far oscillare una prima massa lungo un asse (X1); e) un secondo trasduttore elettromeccanico (3), atto a far ruotare una seconda massa eccentrica (32) attorno ad un asse di rotazione (X2); f) un elemento di accoppiamento (4), a cui sono uniti detto primo trasduttore elettromeccanico (2) e detto secondo trasduttore elettromeccanico (3), destinato ad essere posto a contatto con una porzione del corpo di un utilizzatore.
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo trasduttore elettromeccanico (2) comprende un eccitatore audio (2) e detto secondo trasduttore elettromeccanico (3) comprende un motore elettrico (31) con massa eccentrica (32) ed un convertitore d’onda (34) per trasformare un segnale elettrico alternato in un segnale elettrico continuo.
3. 3. Dispositivo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di accoppiamento (4) comprende una struttura reticolare piana.
4. 4. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di accoppiamento (4) comprende elementi di fissaggio reversibili (51, 51).