WO1999014734A1

WO1999014734A1 - Vorrichtung zur erzeugung akustischer signale

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Publication number: WO1999014734A1
Application number: PCT/DE1998/002850
Authority: WO
Inventors: Gunter Gebauer; Laurent Gebauer
Original assignee: Gunter Gebauer; Laurent Gebauer
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 1999-03-25
Also published as: DE19741689A1; AU1143499A

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale, umfassend mindestens die folgenden Komponenten, nämlich einen Drucksensor, eine Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung und eine Ausgabevorrichtung für akustische Signale. Die Vorrichtung wird insbesondere bei Schuhen eingesetzt, wobei durch den durch den Fuß auf die Sohle ausgeübten Druck bestimmte Töne erzeugt werden, welche dann für den Benutzer des Schuhes hörbar werden. Die beschriebene Vorrichtung wird auch in Handschuhen verwendet, um beim Berühren von Gegenständen gleichfalls Töne zu erzeugen und hörbar zu machen.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale, umfassend mindestens die folgenden

Komponenten, nämlich einen Drucksensor, eine Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung und eine Ausgabevorrichtung für akustische Signale.

Es ist bekannt, daß Tone und Geräusche in vielfaltiger Weise den menschlichen Korper beeinflussen können. So wird beispielsweise durch die sogenannte „Kaufhausmusik" das Kauf erhalten beeinflußt. Hintergrundmusik in vielfaltiger Weise wird gleichfalls benutzt, um bestimmte Stimmungen der sich im Bereich der Musikausbreitung aufhaltenden Personen zu erzeugen. In der Psychologie ist es ferner anerkannt, daß auch beispielsweise das Geräusch des schlagenαen Herzens für ein Kind im Mutterleib positive Einflüsse hat.

Unter dem Begriff Psychofonie ist ferner ein Behandlungsverfahren für Migräne bekannt, wobei mit einem EEG (Elektroenzephalogramm) die Gehirnstrome eines Patienten gemessen werüen, wobei der Patient zum Zeitpunkt der Auf- Zeichnung beschwerdefrei und entspannt ist. Mit Hilfe einer speziellen Computersoftware werden die so aufgezeichneten Hirnfrequenzen in Noten umgewandelt. Diese Noten ergeben dann eine individuelle, dem Patienten eigene „Musik". Bei einem akuten Migraneanfall hört sich der Pa- tient dann diese „Musik" wieder an, und die Beschwerden lassen nach.

Derartige Verfahren, bestimmte Eigenrhythmen des menschlichen Korpers hörbar zu machen, sind sehr aufwendig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine

Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale zu schaf- fen, welche in einfacher Weise Eigenrhythmen, insbesondere Bewegungsrhythmen des menschlichen Korpers in akustische Signale umsetzt. Ferner ist es auch eine Aufgabe, Akustische Modellrhythmen f r Korperbewegungen zu erzeugen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die Merkmale des Hauptanspruches gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhangigen Ansprüchen gekennzeichnet .

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß eine Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale geschaffen wird, welche mindestens die folgenden Komponenten umfaßt, nämlich einen Drucksensor, eine Datensammel- und Daten- Verarbeitungseinrichtung und eine Ausgabevorrichtung für akustische Signale.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Vorrichtung, bei der ein Drucksensor die auf ihn ausgeübte Kraft aufnimmt. Diese Kraft kann durch Muskelkraft des

Korpers erzeugt werden und/oder durch dessen Schwerkraft . Ein Beispiel für eine solche Kraft ist der Druck, den der Fuß beim Aufsetzen und Abrollen auf den Untergrund erzeugt. Die von dem Drucksensor aufgenommen Signale werden an eine Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung weitergegeben. Diese Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung umfaßt einen Tongenerator. Dieser Tongenerator wandelt die Sensorsignale entsprechend ihrer Starke, Intensität und Abfolge in Tone um. Diese Tone werden dann über eine Ausgabevorrichtung für akustische Signale an die Umgebung abgegeben. Eine derartige Ausgabevorrichtung kann beispielsweise ein Lautsprecher sein.

Somit kann ein Bewegungsrhythmus hörbar gemacht werden. Einerseits hört der Benutzer seinen Eigenrhythmus, gegebenenfalls verstärkt und mit unterschiedlichen, gegebe- nenfalls vom Benutzer zu wählenden Tonqualitäten. Ferner kann dem Anwender der Vorrichtung ein Rhythmus vorgegeben werden, so daß er sich diesem anpassen kann. Ferner können durch die Bewegungen des Benutzers Töne ausgelöst werden, wobei der Benutzer die Art der Töne auswählen kann.

In allen drei Fällen werden die Sinneserfahrungen um plastische Hörerlebnisse bereichert und insgesamt intensi- viert. Es geschieht eine Umwandlung der Bewegungsgestalt in eine Hörgestalt. Die dadurch entstehende Erhöhung der Sinnesqualitäten hat wiederum Auswirkungen auf die Bewegungen des Benutzers. Gleichzeitig wird die Bewegung durch das Hören objektiviert und damit besser kontrol- lierbar und steuerbar gemacht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Vorteilhaft ist es, daß mehrere Sensoren in Form eines Sensorfeldes angeordnet sind. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Drucksensoren jeweils einzeln und/oder in Gruppen zu mehreren und/oder alle gleichzei- tig direkt an die Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung angeschlossen sind.

Erfindungsgemäß ist die Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung mit mindestens einem Tongenerator ausge- rüstet. Vorteilhafterweise erzeugt der Tongenerator Töne in Abhängigkeit von den Signaleingängen der Drucksensoren. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Tongenerator Töne in Abhängigkeit von den Signalausgängen der Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung er- zeugt.

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ehe an sich bekannt sind. Dabei kann somit der Tongenerator ein mechanischer Tongenerator sein.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schuh mit wenigstens einer darin enthaltenen erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung und Wiedergabe akustischer Signale. Besonders bevorzugt ist es, daß die^¬ ser Schuh ein Sportschuh oder Tanzschuh oder spezieller Gehschuh (z. B. in der Rehabilitation) ist.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Sohle oder im Absatz des Schuhes angeordnet ist, wobei die Vorrichtung gegebenenfalls auch herausnehmbar angeordnet sein kann.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die Sensoren oder das Sensorfeld der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Sohle des Schuhes angeordnet ist und die übrigen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung teilweise im Absatz und/oder im Schaft des Schuhes und/oder in einer außen am Schuh angebrachten Aufnahmevorrichtung oder Tasche und/oder in der Kleidung, am Handgelenk oder an anderen Stellen des Körpers und dergleichen angeordnet sind.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ferner ein Schuh, bei dem die Sensoren oder das Sensorfeld der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Einlegesohle angeordnet sind, wobei die Einlegesohle in den Schuh einlegbar ist. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die Vorrichtung nicht in Sohle oder Schuh integriert ist, sondern als in^¬ dividuelles Gerät in den Schuh plaziert wird. Dies kann mittels einer an sich bekannten Aufnahmevorrichtung an einer vorherbestimmten Stelle erfolgen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Handschuh mit wenigstens einer darin enthaltenen er- findungsgemaßen Vorrichtung. Bevorzugt ist es, daß die Sensoren oder das Sensorfeld der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Innenseite des Handschuhes angeordnet sind, welche den Handinnenflachen zugewandt sind.

Erfindungsgemaß bevorzugt ist es ferner, daß die übrigen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ganz oder teilweise in einer außen am Handschuh angebrachten Aufnahmevorrichtung oder Tasche angeordnet sind.

Zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die angefugten Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemaßen Vorrichtung;

Figur 2 einen Schuh mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 3 eine Einlegesohle mit einem Sensorfeld der erfin- dungsgemaßen Vorrichtung und

Figur 4 einen Handschuh mit einer erfindungsge aßen Vorrichtung.

In der Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemaßen Vorrichtung dargestellt. Die Sensoren 1 geben das Drucksignal, welches von dem entsprechenden Korperteil (Hand, Fuß und dergleichen) erzeugt wird, gegebenenfalls über einen A/D-Wandler 2 und gegebenenfalls über einen VerstarKer 3 an die zentrale Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung 4 weiter. Der Tongenerator 5 ist ei- to ro cπ o Cπ o o Cπ

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samerer Laufpartner simuliert oder die Veränderungen von Laufgeschwindigkeiten trainiert werden. Mit Hilfe eines Zufallsgenerators können Veränderungen von Laufrhythmen und^' damit von Geschwindigkeiten dem Läufer von außen vor- gegeben werden. Denkbar ist auch ein Programm, das Lauf- starts simuliert und beispielsweise das Starkommando angibt . Rhythmusmodelle sind für technische Bewegungen (Hürdenläufe, Anläufe bei Sprüngen etc.) und für den Tanz einsetzbar. Denkbar und erfindungsgemäß vorgesehen ist auch, daß die Modelle von prominenten Vorbildern, wie beispielsweise Läufern, genommen werden.

Eine dritte Möglichkeit ist das Erzeugen von programmierten Geräuschen durch Gehen oder Laufen. In diesem Fall werden nicht die Bewegungen des Benutzers unterstützt, sondern diese lösen durch Druckimpulse besondere Geräusche aus. Wichtig ist in diesem Fall die emotionale und assoziative Qualität der akustischen Produktionen, beispielsweise Tiergeräusche, Fansignale, tanzbegleitende Töne, bizarre Laute, Comic-Geräusche.

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Schuh 20 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In der Sohle des Schuhes 21 sind die Sensoren 1 angeordnet. Die übrigen Komponen- ten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können im Absatz des Schuhes 20 untergebracht werden oder in einer auf dem Schuh aufgesetzten Tasche 22 angeordnet sein.

Figur 3 zeigt eine Einlegesohle für einen Schuh 30. In der Sohle sind die Sensoren 1 angeordnet. Diese Einlegesohle kann in beliebige Schuhe eingelegt werden, so daß für bestimmte, insbesondere therapeutische Zwecke, auch normales Schuhwerk verwendet werden kann.

Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Handschuh 40. In den Fingern und an der Handinnenfläche des Handschuhes sind Sensoren 1 angeordnet. Die Anordnung der Sensoren 1 kann erfindungsgemaß auch in Form eines Sensorfeldes oder einer Sensorflache erfolgen. In der Stulpe 41 können in einer Tasche die übrigen Komponenten der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung untergebracht werden. Mit Hilfe des er- findungsgemaßen Handschuhes kann der Benutzer Gegenstände im wahrsten Sinne des Wortes begreifen. Durch Veränderung des Druckes oder der Art, wie bestimmte Gegenstände ange^¬ faßt werden, können bestimmte Tone erzeugt werden. Ein derartiger Handschuh kann beispielsweise bei der Rehabilitation von Erkrankungen der Hände und der Muskulatur verwendet werden. Der Benutzer wird entweder durch wie oben beschrieben vorgegebene Rhythmen oder durch den Eigenrhythmus, durch die dann hörbaren Tone, in gewisser Weise belohnt und bemuht sich, die Bewegungen weiter fortzufuhren. Dies kann insbesondere bei Rheumapatienten von großer Wichtigkeit sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere in Form der Sportschuhe, kann im Hochleistungs- und Breitensport eingesetzt werden. Dabei kann entweder die stimulierende Wirkung oder die korrigierende Wirkung der durch den Druck der Fuße erzeugten Tone ausgenutzt werden. Ferner kann die erfindungsgemaße Vorrichtung, insbesondere bei dem Einsatz in Schuhen zur Rehabilitation, das heißt zum Erlernen oder Wiedererlernen des korrekten Gehens, beispielsweise nach schweren Beeinträchtigungen des Bewegungsapparates, verwendet werden.

Auch für Jugendliche, im Fun-Sport, bei Tanz und Musik, wobei auch die Verschaltung mit Musikrhythmen (Techno) erfindungsgemaß vorgesehen ist, kann die Vorrichtung verwendet werden.

Es ist klar, daß die hier beschriebene Vorrichtung zur

Erzeugung akustischer Signale aufgrund von Druckereignis- sen am Beispiel eines Schuhes oder eines Handschuhes auch in anderer Weise entsprechend verwendet werden kann. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen keine Beschränkung in der Verwendung des Erfindungsgegenstandes dar.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung akustischer Signale umfas- send mindestens die folgenden Komponenten, nämlich einen Drucksensor, eine Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung und eine Ausgabevorrichtung für akustische Signale.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drucksensoren in Form eines Sensorfeldes angeordnet sind.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren jeweils einzeln und/oder m

Gruppen zu mehreren und/oder alle gleichzeitig an die Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung angeschlossen sind.

4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung mindestens einen Tongenerator umfaßt .

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tongenerator Tone in Abhängigkeit von den Signaleingangen der Drucksensoren erzeugt.

6. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tongenerator Tone in Abhängigkeit von den Signalausgangen der Datensammel- und Datenverarbeitungseinrichtung erzeugt .

7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe- Vorrichtung für akustische Signale ein Lautsprecher oder eine andere Tonquelle ist.

8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabevorrichtung für akustische Signale eine Funksende- und Empfangseinrichtung oder eine Infrarotsende- und Empfangseinrichtung ist, welche die akustischen Signale über einen Kopfhörer und/oder über einen Laut- Sprecher ausgibt, welcher mit einer entsprechenden Empfangseinrichtung ausgestattet ist.

9. Vorrichtung gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ei- ne Datenspeicherungsvorrichtung vorgesehen ist .

10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusatzlich eine Schnittstelle zur Datenübertragung an ein externes Rechnersystem vorgesehen ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten in Form einer Quietsch- und/oder Knackgerausche erzeugenden mechanischen Vorrichtung vorgesehen sind.

12. Schuh, insbesondere Sportschuh, mit wenigstens einer darin enthaltenen Vorrichtung gemäß Anspruch 1.

13. Schuh gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 m der Sohle und/oder im Absatz des Schuhs angeordnet ist, wobei die Vorrichtung gegebenenfalls auch herausnehmbar angeordnet ist.

14. Schuh gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren oder das Sensorfeld der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 in der Sohle des Schuhs angeordnet ist und die übrigen Komponenten der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 teilweise im Absatz und/oder im Schaft des Schuhs und/oder in einer außen am Schuh angebrachten Aufnahmevorrichtung oder Tasche und/oder in der Kleidung, am Handgelenk oder an anderen Stellen des Körpers angeordnet sind.

15. Schuh gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren oder das Sensorfeld der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 in einer in den Schuh einlegbaren losen Einlegesohle angeord- net sind.

16. Schuh, insbesondere Sportschuh, mit wenigstens einer darin enthaltenen Vorrichtung gemäß Anspruch 11.

17. Handschuh mit wenigstens einer darin enthaltenen Vorrichtung gemäß Anspruch 1.

18. Handschuh gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren oder das Sensorfeld der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 auf der Innenseite des Handschuhs angeordnet sind, welche den Handinnenflächen zugewandt sind.

19. Handschuh gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Komponenten der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ganz oder teilweise in einer außen am Handschuh angebrachten Aufnahmevorrichtung oder Tasche angeordnet sind.