可穿戴在身上的元件和可穿戴在身上的元件的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种可穿戴在身上的元件(11)，所述元件具有至少一个压电元件，所述压电元件设计用于进行振动并且以这种方式产生声学信号的触觉印象。根据另一方面，本发明专利技术涉及元件(11)用于可在触觉上感知音乐的应用。

Wearable components on the body and the application of wearable components on the body

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可穿戴在身上的元件和可穿戴在身上的元件的应用
本专利技术涉及一种可穿戴在身上的元件，所述元件实现触觉地感知声学信号。
技术介绍
针对这种元件可考虑各种各样的应用可行性。所述元件能够用于，为无听觉的以及弱听的人实现旋律的感知。此外，所述元件能够以辅助的方式在用于重新学习听觉的治疗中使用。在虚拟现实应用的领域中也能够使用所述元件，以便通过产生触觉印象以可在触觉上感知的方式为元件的穿戴者塑造虚拟现实。
技术实现思路
从现在起，本专利技术的目的是，提出一种可穿戴在身上的元件，其实现，触觉地感知声学信号。在此，可穿戴在身上的元件优选应当设计为，使得其能够以尽可能短的反应时间再现声学信号的频率方面的快速改变。所述目的通过根据权利要求1的可穿戴在身上的元件实现。提出一种可穿戴在身上的元件，所述元件具有至少一个压电元件，所述压电元件设计用于进行振动并且以这种方式产生声学信号的触觉印象。压电元件的特征在于快速的反应时间，并且与之相应地适合于，将音调的具有变化的频率的快速序列作为触觉信号来再现。在此，压电元件也能够适合于将旋律作为触觉印象再现。同样能够进入振动的机械元件，例如能够机械地或电地进入振荡的进行振动的精细马达或膜，在其能够达到其期望的振荡幅度之前，所述机械元件通常具有瞬态振荡时间。与之相反，压电元件的特征在于极其短的反应时间。压电元件能够适合于，使声学信号的节奏以及旋律可在触觉上感知。在这种情况下，将节奏理解为声学信号的音调的时间顺序。旋律由声学信号的音调的不同音高中得出。压电元件能够设计用于，通过压电元件的不同的振动频率在触觉上再现声学信号的不同的音高或频率。节奏能够通过在压电元件的振动之间的间隔或暂停重现。此外，也能够经由压电元件的振荡幅度在触觉上再现声学信号的动态。在这种情况下，能够将所有如下材料视为可穿戴在身上的元件，所述材料适合于作为人造外壳或多或少紧密地贴靠式包围人的身体。例如，在此也将胸带视为可穿戴在身上的元件。可穿戴在身上的元件能够设置和设计用于，将已通过如下方式从声学信号中确定的信号施加到压电元件上：将声学信号的频率与比例因子相乘进而将声学信号转换为可在触觉上感知的信号。替选地，可穿戴在身上的元件设置和设计用于，将已通过如下方式从声学信号中确定的等效信号施加到压电元件上：由声学信号借助于传输函数确定等效信号，其中等效信号的形式和强度与声学信号相关联，并且等效信号是可在触觉上感知的信号。传输函数能够是近似任意的函数，所述函数将声学信号变换为等效信号，所述等效信号的形式和强度与声学信号相关联。可穿戴在身上的元件能够具有电子装置，所述电子装置设计用于，将声学信号的频率与比例因子相乘进而将声学信号转换为可在触觉上感知的信号。比例因子在此优选小于1，因为可在触觉上感知的频率小于可在声学上感知的频谱的频率。通过将声学信号与固定的比例因子相乘能够将声学信号转换为可在触觉上感知的信号，使得继续保持在高音调和低音调之间的差别。例如，可在触觉上感知的信号的第一音调对应于声学信号的第一音调，所述声学信号的第一音调能够高于声学信号的第二音调，所述可在触觉上感知的信号的第一音调同样大于可在触觉上感知的信号的第二音调，所述可在触觉上感知的信号的第二音调又对应于声学信号的第二音调。电子装置能够设计用于，将具有可在触觉上感知的信号的频率的交变电压施加到至少一个所述压电元件上。与之相应地，能够激励压电元件以相应的频率进行振荡。尤其，电子装置能够设计用于，将具有不同频率的交变电压施加到压电元件上。电子装置能够集成到可穿戴在身上的元件中。替选地，可穿戴在身上的元件可与外部仪器连接，电子装置集成到所述外部仪器中。外部仪器例如能够是麦克风、表或外部操控装置。电子装置能够有能力在信号处理的过程中由声学信号产生可在触觉上感知的信号。声学信号能够是所记录的音频信号。可穿戴在身上的元件或电子装置能够具有存储器，在所述存储器中保存有所记录的音频信号。声学信号能够出自实时传输的外部噪音源。可穿戴在身上的元件或电子装置能够具有麦克风，所述麦克风设计用于，接收外部噪音源的声学信号。压电元件能够设计用于，以不同大小的幅度振动进而在触觉上再现声学信号的不同声强。强的振动能够与之相应地通过可穿戴在身上的元件的穿戴者与大声的信号结合。弱的振动能够通过可穿戴在身上的元件的穿戴者与小声的信号结合。至少一个压电元件能够设计用于以不同的频率振动。优选地，压电元件设计为，使得压电元件进行振动以产生触觉印象的频率远离压电元件的共振频率。与之相应地，不会造成共振效应，所述共振效应可能与频率相关地改变振动幅度。如果压电元件设计用于，以不同频率振动，那么能够为可穿戴在身上的元件的穿戴者在触觉上再现声学信号的不同频率。可穿戴在身上的元件能够具有存储器，在所述存储器中保存有声学信号。在存储器中还能够保存对应于声学信号的触觉信号，使得不必重新计算该触觉信号。在存储器中能够保存多个声学信号并且可能的话保存与所述声学信号关联的触觉信号。在存储器中存储的信号例如能够关于治疗辅助地用于声觉的重新学习。在此，触觉信号能够单次地或重复地展示给用户。替选地或补充地，可穿戴在身上的元件能够具有麦克风，所述麦克风设计用于接收声学信号。与之相应地，当前在可穿戴在身上的元件的紧邻的环境中出现的声学信号成为对于可穿戴在身上的元件的穿戴者而言是可触觉上体验到的。这种可穿戴在身上的元件尤其是对于在触觉上再现音乐是可考虑的。例如能够在音乐会期间穿戴。至少一个压电元件能够具有基体和增强单元。在基体中，内电极和压电层能够沿堆叠方向交替地彼此上下堆叠。增强单元能够设置在基体的上侧上。增强单元能够设计用于，将基体的沿着垂直于堆叠方向的方向长度改变变换为增强单元沿着堆叠方向的长度改变。尤其，增强单元能够设计用于，增强基体的振动并且在此尤其增强振动的幅度。增强单元能够固定在基体上，使得其增强基体的振荡幅度。为此，增强单元例如能够具有截锥形的板材。板材例如能够由钛构成。增强单元能够是纯机械的元件。与之相应地，增强单元也能够称作为机械的增强单元。可穿戴在身上的元件能够具有多个压电元件，所述压电元件分别设计用于进行振动并且以这种方式产生声学信号的触觉印象。每个所述压电元件在此能够由电子装置操控。每个所述压电元件能够设计用于，在不同的频率中、在不同的时间间隔中并且以不同的幅度振动，以便以这种方式再现不同的音调频率、节奏和声强。可穿戴在身上的元件例如能够是衣物或配饰。衣物能够是汗衫、袜子、用于VR应用的套装、潜水服、飞行服或运动服。配饰例如能够是戒指、表、首饰、治疗器具、皮带、耳机、眼镜、可粘贴的元件例如创可贴或医用仪器的电极、手套、胸带或袖套。优选地，压电元件设置在可穿戴在身上的元件的如下位置处，在该位置处所述压电元件位于穿戴者的触觉特别敏感的部位处。例如，指尖对于触觉信号是特别敏感的。太阳神经丛对于具有低频的信号是特别敏感的。压电元件能够是陶瓷致动器、具有压电活性的聚合物材料的致动器或者具有压阻式聚合物材料的致动器。压电元件能够具有压电活性的材料，所述压电活性的材料织入可穿戴在身上的元件中。根据另一方面，本专利技术涉及一种可穿戴在身上的元件用于可在触觉上感知音乐的应用。下面描述有利的方面。为了简化参考，将这些方面编号。这些方面的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴在身上的元件(11)，所述元件具有至少一个压电元件(1)，所述压电元件构成用于进行振动并且以这种方式产生声学信号的触觉印象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.15 DE 102017105529.01.一种可穿戴在身上的元件(11)，所述元件具有至少一个压电元件(1)，所述压电元件构成用于进行振动并且以这种方式产生声学信号的触觉印象。2.根据权利要求1所述的可穿戴在身上的元件(11)，所述元件设置和设计用于，将可在触觉上感知的信号施加到所述压电元件(1)上，所述可在触觉上感知的信号已由所述声学信号确定，其方式是：将所述声学信号的频率与比例因子相乘进而将所述声学信号转换为可在触觉上感知的信号。3.根据权利要求1所述的可穿戴在身上的元件(11)，所述元件设置和设计用于，将等效信号施加到所述压电元件(1)上，所述等效信号已由所述声学信号确定，其方式是：由所述声学信号借助于传输函数确定所述等效信号，其中所述等效信号的形式和强度与所述声学信号相关联，并且所述等效信号是可在触觉上感知的信号。4.根据权利要求2或3所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中电子装置(12)设计用于，将具有所述可在触觉上感知的信号的或所述等效信号的频率的交变电压施加到至少一个所述压电元件(1)上。5.根据上一项权利要求所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中所述电子装置集成到所述可穿戴在身上的元件(11)中，或者其中所述可穿戴在身上的元件(11)能够与外部仪器连接，所述电子装置集成到所述外部仪器中。6.根据上一项权利要求所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中所述电子装置能够在信号处理的过程中从所述声学信号中产生所述可在触觉上感知的信号或所述等效信号。7.根据上述权利要求中任一项所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中所述声学信号是所记录的音频信号。8.根据权利要求4至6中任一项和权利要求7所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中所述可穿戴在身上的元件(11)或所述电子装置具有存储器，在所述存储器中保存有所记录的音频信号。9.根据权利要求1至6中任一项所述的可穿戴在身上的元件(11)，其中所述声学信号来自实时传输的外部的噪音源。10.根据权利要求9和权利要求4至6中任一项所述的可穿戴在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·劳赫，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE