Brevet FR2566552A1 — publié le 19851227

"Dispositif d'entraînement d'un.Vibgeur électro-mécanique." La présente invention concerne un dis- positif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique. Pour stimuler la peau et/ou les muscles du corps humain, on a utilisé selon l'art antérieur des vibreurs électro-mécaniques. Le vibreur est généralement entraîné par un courant électrique alternatif de fréquence constante. Selon l'art antérieur décrit par exemple dans le brevet U.S. 4 064 376, on a utilisé un système de reproduction de sons qui reproduit à partir du signal électrique seulement le son perçu par l'oreille, mais également une vibration mécanique de préférence en fré- quences basses, inférieures à 150 Hz, fréquences qui sont directement transmises au corps. Dans un tel il est prévu un vibreur électromécanique pour reproduire la vibration mécanique en plus du son reproduit par les hauts-parleurs. Un signal audio est appliqué non seulement aux hautsparleurs, mais également au vibreur qui est intégré à un lit ou une chaise, ou un fauteuil. Le signal audio traverse de préférence un filtre pour supprimer la composante de fréquence supérieure à 150 Hz, puis en sortie du filtre il est appliqué au vibreur. La personne installée dans la chaise ou dans le lit reçoit des excitations rythmiques dans son corps tout en entendant la musique émise par les hauts-parleurs. L'utilisateur se sent ainsi mieux que s'il utilise un vibreur électromagnétique clas- sique à fréquence de vibration constante. Toutefois, si l'on utilise un système de reproduction de sons, pour stimuler le corps, il faut que l'utilisateur écoute toujours la musique. La présente invention a pour but de créer un dispositif d'entraînement d'un vibreur électro- mécanique pour générer une vibration rythmique correspondant à un rythme musical choisi, sans avoir de système audio. La présente invention a également pour but de créer un dispositif d'entraînement d'un vibreur électromécanique qui peut sélectivement utiliser un signal fourni par un système audio et un signal d'un générateur de signal de rythme. A cet effet la présente invention concerne un dispositif d'entrainement. d'un.vibreur électro-mécanique caractérisé en ce qu'il se compose d'un moyen pour générer un signal impulsionnel de cadence de répétition, constante, un moyen de sélection de rythme pour choisir l'un des différents rythmes musicaux, un générateur de signal de rythme couplé au générateur d'impulsions de cadence et un moyen de sélection de rythme pour générer un signal de rythme, ce signal se composant d'impulsions électriques dont le schéma d'arrivée correspond à un schéma de recur- rence des battements du rythme musical choisi par le moyen de sélection de rythme suivant un tempo (vitesse) commandé par la fréquence de répétition du signal d'impulsions de cadence, et un moyen amplificateur pour amplifier le signal de rythme et donner un signal d'entraînement pour le vibreur. Le générateur de signal de rythme selon l'invention se compose d'un générateur de schéma de rythme couplé à un générateur d'impulsions de cadence et à un sélecteur de rythme, le générateur de schéma de rythme ayant au moins deux bornes de sortie qui fournissent des impulsions correspondant au battement respectif du rythme musical choisi, la première des deux bornes de sortie fournissant des impulsions correspondant au battement des temps forts du rythme musical choisi et la seconde des sorties fournissant des impulsions correspondant au temps faible du rythme musical choisi, un premier et un second atténuateur relié respectivement à la première et à la seconde borne de sortie, te premier atténuateur ayant un coefficient d'atténuation inférieur à celui du second atténuateur, ainsi qu'un mélangeur relié aux sorties du premier et du second atténuateur pour mélanger les signaux de sortie-du premier et du second atténuateur pour fournir le signal de rythme. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un sélecteur de mode pour choisir un premier mode pour entraîner le vibreur suivant une vibration de rythme musical choisi ou un second mode pour entraîner le vibreur à une fréquence de vibra- tion constante, le sélecteur de mode étant relié à la sortie du générateur d'impulsions de cadence de façon que l'impulsion de cadence soit appliquée au générateur de schéma de rythme pour le premier mode, mais soit appliqué au mélangeur pour le second mode. Le sélecteur de mode est relié à la sortie du générateur d'impulsion de cadence de façon que l'impul- sion de cadence soit appliquée au générateur de rythme, lorsque le système est dans le premier mode et qu'il soit appliqué au mélangeur lorsqu'-il est dans le second mode. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un port d'entrée pour recevoir un signal audio d'un système audio externe, un filtre pass-bas relié à ce corps d'entrée et un moyen de commutation pour coupler sélectivement le signal de rythme ou le signal de sortie du filtre pass-bas sur le moyen d'amplification. -L'utililsateur peut ainsi écouter la musique tout en ressentant les stimulations du rythme musical appliqué à son corps en synchronisme avec la musique. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'un circuit selon l'invention avec un système audio-externe et une chaise ainsi qu'un vibreur, l'ensemble étant réuni; la figure 2 est un chronogramme d'un signal de rythme de valse appliqué à la bande de:sortie d'un générateur de signal de rythme dans le dispositif de la figure 1; - la figure 3 montre les signaux aux bornes de sortie du générateur de rythme du dispositif de la figure 1; - la figure 4 est un schéma de la partie principale d'un autre mode de réalisation - la figure 5 montre un signal de rythme de valse selon le mode de réalisation de la figure 4; - la figure 6 est un schéma de la partie principale d'un autre mode de réalisation; - la figure 7 montre un signal de rythme de valse fourni par le mode de réalisation de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE DE DIFFERENTS MODES PREFERENTIELS - Selon la figure 1, le dispositif d'entrai- nement 1 pour entraîner un vibreur électromécanique 2 est monté par exemple sur une chaise 3; ce dispositif se compose d'un générateur d'impulsions de cadence 11, d'un sélecteur de rythme 12 et d'un générateur de signal de rythme 13. Le générateur d'impulsions decadence 11 génère un signal d'impulsions de cadence à basse fré- quence de répétition constante de 2-12 Hz. Le signal d'impulsions de cadence est appliqué au générateur de signal de rythme 13 et commande la vitesse d'un rythme. Le générateur d'impulsions d'horloge 11 peut être un oscil- lateur impulsionnel à fréquence X, mais il s'agit de préfé- rence d'un dispositif à fréquence variable ayant un moyen de réglage de fréquence comme cela est représenté par la résistance variable lla à la figure 1. Le sélecteur de rythme 12 se compose d'un ensemble de commutateur de sélection pour choisir l'un des différents rythmes musicaux. Dans ce mode de réalisation, les commutateurs de sélection 12a-12e correspondent respec- tivement au rythme suivant: la béguine, la bossa-nova, le rock-'n'-roll, la marche, et la valse. Le générateur de signal de rythme 13 reçoit le signal d'impulsions de cadence du générateur d'impulsions de cadence 11 et un signal de sélection de rythme du sélecteur de rythme 12, puis génère un signal de rythme choisi, à un tempo (vitesse) déterminé par la fréquence de répétition d'impulsions de cadence. Le signal de rythme se compose d'impul- sions se produisant suivant un schéma correspondant à un schéma de récurrence de battement, suivant le rythme musical choisi. Par exemple lorsqu'on actionne le commutateur de sélection 12e pour choisir le rythme de la valse, le générateur de signal de rythme 13 émet de façon répéti- tive trois impulsions successives Pl, P21 P3 comme cela est représenté à la figure 2. La première impulsion P1 correspond au temps fort du rythme de valse et la seconde et la troisième impulsion P2 et P3 correspondent au second et au troisième temps du rythme. Le signal de rythme est amplifié par l'amplificateur audio 14, puis par un amplificateur de puissance 15. Le signal amplifiant en puissance est appliqué au vibreur 2. Le vibreur'2 est ainsi commandé pour générer une vibration rythmique correspondant au rythme de la valse. Le volume ou résistance variable 16 est prévu à la sortie de l'amplificateur 14 pour régler l'in- tensité des vibrations du vibreur 20 - Un exemple de générateur de signal de rythme 13 comprend un générateur de schéma de rythme 131 des atténuateurs 132, un circuit mélangeur 133 et un filtre pass-bas 134. Le générateur de schéma de rythme 131 se compose d'une unité de mémoire ROM 131a enregistrant les données de différents schémas de rythmes musicaux ou de différents schémas de récurrence régulière de bat- tements et de temps accentués en musique, un circuit de commande 131b, un circuit de porte 131c et un ensemble de bornes de sortie. Dans le mode de réalisation représenté, le Générateur de schéma de rythme 131 comporte trois bornes de sortie O_ 03. La borne 01 fournit une impulsion cor- respondant à un battement d'un temps relativement fort d'un schéma de rythme et chaque borne 02 et 03 donne une impulsion correspondant à un battement d'un temps rela- tivement faible. Le circuit de commande 131b sur l& lecture des données du schéma de rythme dans la mémoire ROM 131a en fonction du rythme choisi par le sélecteur de rythme 12 et il commande le circuit de porte 131c, de façon que le signal impulsionnel du générateur d'impulsion d'horloge soit réparti sur les trois bornes 01-03 en fonction du schéma de rythme. Si l'on choisit le rythme de la valse, le circuit de porte 131c est commandé de façon à appliquer à la bande O1 une impulsion en réponse au premier battement correspondant à un temps fort, alors que les impulsions qui sont appliquées aux bornes 02 et 03, successivement en réponse à un second et à un troisième battement corres- pondent à un temps faible comme cela est représenté à la figure 3. On peut utiliser un générateur de schéma de rythme ayant deux bornes de sortie, l'une pour les impulsions correspondant au battement d'un temps relati- vement fort et l'autre pour les impulsions corespondant au battement d'un temps relativement faible du rythme. On peut également utiliser un autre générateur de schéma de rythme ayant trois bornes, l'une pour le battement du temps fort, l'autre battement pour un temps fort et l'autre battement pour un temps faible, respectivement dans le rythme. En variante le générateur de schéma de rythme peut avoir un certain nombre de bornes de sortie correspondant au nombre de battement maximum des schémas de rythme enregistrés dans la mémoire ROM de façon que les impulsions correspndant à tous les battements d'un rythme choisi soient fournies comme signaux de sortie sur les différentes bornes. Comme exemple d'un tel générateur de schéma de rythme, il y a dans le commerce le circuit intégré de type MOS "LM8972" fabriqué et diffusé par la Société Japonaise SANYO. Des atténuateurs 132a-132c sont reliés aux bornes de sortie 0 -03o L'atténuateur 132a qui est relié à la borne de sortie d'impulsion 01, correspondant à un battement fort,présente un faible coefficient d'atténuation, alors que chacun des autres atténuateurs 132b, 132c reliés respectivement aux bornes 02 et 03 a 2 3 un coefficient d'atténuation important. C'est pourquoi l'impulsion de sortie du générateur 132a a une amplitude importante alors que les autres impulsions des atténua- teurs 132b, 132c ont une faible amplitude. Les impulsions des atténuateurs 132a-132c sont mélangées par le circuit du mélangeur 133 pour former un signal impulsionnel en série dans le temps Le signal impulsionnel est appliqué au filtre pass-bas 134 pour éliminer la composante haute fréquence. Le filtre pass-bas 134 fournit ainsi un signal de rythme correspondant au rythme de la valse. Si l'on choisit un rythme musical diffé- rent par exemple le rythme de la marche, sur le:sélecteur de rythme 12, les impulsions correspondant au battement accentué du rythme, sont fournies en sortie sur la bande de sortie 01 et les impulsions correspondant aux temps faibles du rythme sont fournies chaque fois de l'une des bornes de sortie 02 et 03. Ces impulsions sont traitées de la même manière dans les atténuateurs 132a-132c, le mélan- geur 133 et le filtre pass-bas 134, ce qui donne un signal de rythme correspondant au rythme de la marche, à la sortie du filtre pass-bas 1340 Un signal de rythme correspondant à l'un des autres rythmes peut également s'obtenir de façon analogue. Ainsi, le vibreur 2 peut être entraîné de façon à générer une vibration rythmique correspondant à un rythme musical choisi. Le dispositif d'entraînement de la figure 2 comporte en outre un commutateur de sélection de mode 17 pour choisir un premier ou un second mode. Le premier mode permet le choix d'un rythme musical, alors que le vibreur 2 est entraîné à fréquence constante dans le second mode. Le commutateur de sélection de mode 17 est prévu à la sortie du générateur d'impulsion de cadence 11, de sorte que l'impulsion de cadence est appliquée sélec- tivement au générateur de schéma de rythme 131 et au mélangeur 133 par l'intermédiaire du commutateur de sélection de mode 17. Lorsqu'on choisit le premier mode sur le commutateur de sélection de mode 17, l'impulsion de cadence est appliquée au générateur du schéma de rythme 131 Par ailleurs, si l'on choisit le second mode, l'impulsion de cadence est appliquée au mélangeur 133, puis est appliqué à l'amplificateur 14 par l'intermédiaire du filtre pass-bas 134. Puis, l'impulsion de cadence ampli- fiée, est amplifiée en puissance par l'amplificateur de puissance 15 et est fournie au vibreur 2. Le vibreur 2 est ainsi entraîné à la fréquence constante de l'impulsion de cadence. Le dispositif de la figure 1 est également muni d'un port d'entrée de signal audio 18 qui se branche sélectivement sur l'amplificateur audio 14 par l'intérmé- diaire du filtre pass-bas 199 à l'aide d'un commutateur de sélection 20. Lorsque le signal audio de sortie vers les hauts-parleurs 4 d'un système audio externe 5 est appliqué au port d'entrée audio 18 par l'intermédiaire du mélangeur 6 et que le commutateur de sélection 20 est commuté du générateur de signal de rythme 13 sur le filtre pass-bas 19, le signal audio est amplifié dans l'amplificateur 14 et dans l'amplificateur de puissance 15 pour être appliqué au vibreur 2. L'utilisateur de la chaise peut ainsi béné- ficier du son musical émis par les hauts-parleurs 4, tout en ressentant la vibration synchrone au rythme de la musique. Selon la figure 4, le générateur de rythme 13 comporte des oscillateurs 135a-135c reliés à toutes les bornes de sortie 01-039 du générateur de schéma de rythme 131. Ces oscillateurs 135a-135c sont commandés par les signaux de sortie respectifs des bornes de sortie 01-03. Les fréquences d'oscillation des oscillateurs 135a- c sont prévuessupérieures à la fréquence de répétition de l'impulsion de cadence et elles sont différentes l'une de l'autre. Toutefois, elles peuvent également être identique l'une à l'autre. Si l'on choisit le rythme de valse, les signaux d'impulsions sont fournis par les bornes de sortie 01-03 comme cela est représenté à la figure 2. Les oscil- lateurs 135a6135c fonctionnent pendant la durée respective des impulsions d'entrée. Ces signaux de sortie oscillants sont atténués par les atténuateurs 132ao132c et sont mélangés dans le mélangeur 133. On obtient ainsi un signal de rythme,tel que celui représenté à la figure 5. Il est à remarquer que la fréquence d'oscil- lation de chaque oscillateur 135a-135c doit;être inférieure à la fréquence de coupure du filtre pass-bas 134, Selon ce mode de réalisation, le vibreur 2 vibre à une fréquence plus élevée par l'addition du rythme de vibration musical. Selon la figure 6, le générateur de signal de rythme 13 comporte des multivibrateurs monostables 136a-136c, si bien que les impulsions des bornes de sortie 01-02 sont appliquées aux multivibrateurs 136a-136c pour les commander; ceux-ci fournissent en sortie des impulsions dont la durée est modifiée. Il est souhaitable d'avoir une période de temps astable du multivibrateur mono-stable 136a supérieur à celle de chacun des autres multivibrateurs 136b et 136c. Les périodes de temps astables des multi- vibrateurs 136b et 136c sont différentes l'une de l'autre; toutefois, elles peuvent être identiques l'une à l'autre. Ainsi lorsqu'on choisit la valse on obtient le signal de rythme représenté à la figure 7. Plusieurs vibreurs 2 peuvent être entraînés par plusieurs amplificateurs de puissance branchés sur la sortie de l'amplificateur audio 14. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif d'entratnement d'un vibreur électro-mécanique caractérisé en ce qu'il se compose d'un moyen (11) pour générer un signal impulsionnel de cadence de répétition, constante, un moyen de sélection de rythme (12) pour chosisir l'un des différents rythmes musicaux, un générateur de signal de rythme (13) couplé au générateur d'impulsions de cadence (11) etun moyen de sélection de rythme (12) pour générer un signal de rythme, ce signal se composant d'impulsions électriques dont le schéma d'arrivée correspond à un schéma de récurrence des bat- tements du rythme musical choisi par le moyen de sélection de rythme (12) suivant un tempo (vitesse) commandé par la fréquence de répétition du signal d'impulsions de cadence, et un moyen amplificateur (14, 159 16) pour amplifier le signal de rythme et donner un signal d'en- traInement pour le vibreur (2). 2 ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de signal de rythme (13) se compose d'un générateur de schéma de rythme (131) relié au générateur d'impulsions de cadence (11) et au moyen de sélection de rythme (12), le générateur de schéma de rythme (131) ayant au moins deux bornes de sortie (01-O3) qui fournissent les impulsions de sortie corres- pondant aux battements respectifs du rythme musical choisi, la première sortie (01) parmi au moins les deux sorties donnant les impulsions correspondant au temps fort du rythme musical choisi et la seconde (029 03) parmi les sorties (01-03) donnant les impulsions correspondant au temps faible du rythme musical choisi, un premier et un second atténuateur (132a, 132b, 132c) étant relié à la première et à la seconde borne de sortie respective, - le premier atténuateur (132a) ayant un moyen d'atténua- tion inférieur au second atténuateur (132b) et un mélangeur (133) relié aux sorties du premier et du second atténuateur (132a, 132b) pour mélanger les signaux de sortie du premier et du second atténuateur et donner le signal de rythme. ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendication 2s caractérisé en ce qu'il comporte en outre un sélecteur de mode (17) pour choisir un premier mode pour entraîner le vibreur (2) suivant une vibration de rythme musical choîsi ou un second mode pour entraîner le vibreur (2) à une fréquence de vibration constante, le sélecteur de mode (17) étant relié à la sortie du générateur d'impulsions de cadence (11) de façon que l'impulsion de cadence soit appliquée au générateur de schéma de rythme (131D) pour le premier mode, mais soit appliqué au, mélangeur (133) pour le second mode. 4 ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de signal de rythme (131) comporte en outre un premier et un second oscillateur (135a-135b) entraîné pendant la durée des impulsions fournies à la première et la seconde borne de sortie du générateur de schéma de rythme (131) respective, chacun des premier et second oscillateur oscillant à une fréquence basse' supérieur toutefois à la fréquence de répétition des impulsions de cadence, les signaux de sortie du premier et du second oscillateur (135a, 135b) étant appliqué respectivement au premier et au second atténuateur (132a, 132b). ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que e générateur de signal de rythme (131) comporte en outre un premier et un second multivibrateur monostable (136a, 136b, 136c) relié respectivement à la première et à la seconde borne de sortie du générateur de schéma de rythme (131) pour donner des impulsions converties en impulsion de durée, les impulsions ainsi converties, cor- respondant au premier et au second multivibrateur monostable (136a, 136b) étant appliqué respectivement au. premier et au second atténuateur (132a, 132b)o 6 ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier multivibrateur mionostable (136a) a une période de temps astable supérieure' celle du second multivibrateur monostable (136b, 136c). 7 ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un port d'entrée (18) pour recevoir un signal audio d'un système audio externe (5) , un filtre pass-bas (10) relié à ce corps d'entrée (18) et un moyen de commutation (20) pour coupler sélectivement le signal de rythme ou le signal de sortie du filtre pass- bas (19) sur le moyen d'amplification (14, 15 et 16)o ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selon la revendicaiton 2% caractérisé en ce que le générateur de signal de rythme (13, 131) comporte en outre un filtre pass-bas (134) à la sortie du mélangeur (133) et qui fournit le signal de rythme dont est éliminée la composante de haute fréquence. 9 ) Dispositif d'entraînement d'un vibreur électro-mécanique selonl'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un système audio (5), un générateur de signal de rythme (13, 131), un moyen de sélection (20) pour choisir le signal de sortie du système audio (5) ou le signal de sortie du générateur de signal de rythme (13) et un amplificateur (14, 15, 16) pour amplifier le signal de sortie choisi et donner un signal d'entraînement du vibreur (2).