IT201800003816A1 - Elemento di supporto del corpo umano dotato di trasduttori vibranti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

“ELEMENTO DI SUPPORTO DEL CORPO UMANO DOTATO DI TRASDUTTORI VIBRANTI”

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un elemento di supporto per il corpo umano, quale una poltrona od un letto o altro, detto elemento di supporto essendo configurato per l’ascolto di suoni e musica.

TECNICA ANTERIORE NOTA

Gli attuali sistemi di ascolto dei suoni e della musica si avvalgono di trasduttori elettro-meccanici a radiazione diretta – eventualmente caricati acusticamente – che utilizzano un diaframma leggero per trasferire all’aria l’informazione sonora.

Sono ben noti i limiti della trasduzione dei segnali elettrici in corrispondenti vibrazioni acustiche: l’esperienza ha dimostrato che è necessario utilizzare sistemi di trasduttori particolarmente efficienti per ottenere una risposta sonora ampia in frequenza e dinamica con i tradizionali sistemi a radiazione diretta.

Un sistema per l’ascolto personale da postazioni fisse richiede sorgenti efficienti e direttive, ovvero capaci di indirizzare l’energia sonora all’ascoltatore senza irradiarla nello spazio circostante.

A differenza dei sistemi a radiazione diretta, gli eccitatori (ovvero trasduttori elettro-meccanici) non producono suoni se utilizzati tal quali perché non hanno un sistema di trasduzione meccano-acustica, ma trasmettono le vibrazioni alle superfici a cui sono applicati, trasformando quelle stesse superfici in sorgenti sonore. Le proprietà geometrico-materiali della superficie a cui è applicato un eccitatore e la posizione relativa di quest’ultimo sulla superficie, caratterizzano le prestazioni della sorgente sonora.

Con prestazioni sonore si intendono caratteristiche sonore misurabili, quali la risposta in frequenza, la massima ampiezza di oscillazione, la direttività.

Da qualche anno sono presenti sul mercato trasduttori elettromeccanici che sfruttano gli stessi principi di trasduzione dei tradizionali altoparlanti a radiazione diretta, ma mancano del sistema di trasduzione meccano-acustica per l’eccitazione dell’aria. Questi dispositivi – nel seguito denominati per semplicità col solo termine eccitatori – si applicano alle superfici rigide, vi trasferiscono il segnale vibratorio e le trasformano in sorgenti sonore. Un esempio commerciale di questo tipo di trasduttori è il Dayton Audio DAEX32U-4. Tali eccitatori sono largamente utilizzati in tanti campi – dall’effettistica nei videogame, alla riproduzione sonora per non udenti.

Ad esempio, esistono applicazioni in cui i sistemi di eccitatori sono pensati per favorire la fruizione della musica per le persone con deficit dell’udito, ma in quei casi il focus è la trasformazione dei segnali audio in stimoli vibro-tattili. Oppure, ancora, sempre sfruttando le vibrazioni che gli eccitatori possono trasmettere al corpo, questi oggetti sono stati integrati in sedute massaggianti o stimolanti, ma mai quali sorgenti sonore.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di ascolto completo, intimo e personalizzabile.

BREVE RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Tale scopo, nonché altri che appariranno più chiari in seguito, sono raggiunti grazie ad un elemento per il supporto del corpo umano, ove detto elemento di supporto comprende almeno una superficie per l’appoggio del corpo umano definita con la cooperazione di componenti in materiale rigido, ove almeno un eccitatore è applicato ad un componente in materiale rigido di detto elemento di supporto, detto eccitatore essendo configurato per porre in vibrazione il componente rigido a cui è applicato in modo tale da generare suoni.

Un vantaggio di questa realizzazione è che essa consente di realizzare sedute capaci di offrire all’ascoltatore non solo una fruizione vibrotattile dei suoni e della musica, ma un ascolto completo, intimo e personalizzabile.

L’ascolto, grazie all’invenzione, è intimo perché personale, in quanto gran parte dell’energia sonora è concentrata sull’ascoltatore e non si disperde nell’ambiente; l’ascolto è completo perché il sistema di eccitatori genera un’ampia risposta in frequenza e un’adeguata dinamica, tali da permettere all’ascoltatore di godere della musica e dei suoni e non solo delle sensazioni vibro-tattili.

Questo sistema si basa sul corretto posizionamento degli eccitatori sulla seduta e/o sugli appoggi e sulla scelta delle prestazioni degli eccitatori.

L’invenzione comprende ulteriormente un sistema di elaborazione di segnali audio atto ad essere applicato all’elemento per il supporto del corpo umano sopradescritto, ove detto sistema di elaborazione di segnali audio si interfaccia con un sistema di rilevamento della posizione del corpo umano su detto supporto ed è configurato per variare le prestazioni sonore e vibro-tattili degli eccitatori in funzione di detta posizione del corpo umano.

Il suddetto sistema di elaborazione di segnali audio è anche associato ad un sistema di taratura attiva che modifica il segnale, sulla base della risposta sonora e vibratoria dell’elemento per il supporto del corpo umano, in relazione a particolari specifiche condizioni d’ascolto, alle caratteristiche geometriche e di materiale dell’elemento per il supporto del corpo umano della seduta ed alle caratteristiche fisiche del corpo umano.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in una realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in una seconda realizzazione della presente invenzione;

- la figura 3 è una vista che indica il posizionamento degli eccitatori in una ulteriore realizzazione della presente invenzione;

- la figura 4 è una vista di un’altra realizzazione dell’invenzione in cui sono presenti due eccitatori nella zona cervicale;

- la figura 5 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in una poltrona di un veicolo in cui sono presenti due eccitatori nella sona cervicale e due nella zona lombare;

- la figura 6 è un disegno del telaio della poltrona IKEA Poang utilizzata quale esempio di installazione del sistema di eccitatori secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alle figure allegate. Si desidera premettere che, nella presente descrizione, con il termine eccitatore si intende un trasduttore elettro-meccanico atto a trasmettere vibrazioni alle superfici a cui è applicato, o nelle quali è integrato, trasformando quelle stesse superfici in sorgenti sonore. Dunque le proprietà geometrico-materiali della superficie a cui è applicato un eccitatore e la posizione relativa di quest’ultimo sulla superficie caratterizzano le prestazioni della sorgente sonora.

Con prestazioni sonore si intendono caratteristiche sonore misurabili, quali la risposta in frequenza, la massima ampiezza di oscillazione, la direttività.

Con il termine elemento per il supporto del corpo umano si intendono supporti quali, ad esempio, letti, poltrone, chaise-longue e sedute in genere; sedili di auto, di autobus, di corriere, di camion o di altri mezzi di trasporto; poltrone di cinema, di teatri e di auditorium; sedute delle sale d’attesa, di centri benessere, di parrucchieri, di spa.

Le applicazioni dell’invenzione possono anche essere altre e varie; applicazioni non qui menzionate sono possibili e incoraggiate.

La figura 1 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in una realizzazione della presente invenzione, ovvero in una poltrona, globalmente indicata con il riferimento numerico 10, in cui sono indicate con le lettere A, B, C rispettivamente la zona cervicale, la zona lombare e la zona sacrale.

Più precisamente, per “zona” si intende, nel contesto della presente invenzione, una porzione della superficie di appoggio 12 dell’elemento di supporto del corpo umano destinata rispettivamente, alla zona sacrale A, alla zona lombare B o alla zona cervicale C del corpo umano.

La figura 2 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in un letto, globalmente indicato con il riferimento numerico 20, in cui sono indicate con le lettere A, B, C rispettivamente la zona cervicale, nella zona lombare e nella zona sacrale.

La figura 3 è una vista del posizionamento degli eccitatori in una generica seduta, globalmente indicata con il riferimento numerico 30, in cui sono indicati con i numeri 1, 2, 3 rispettivamente gli eccitatori nella zona cervicale, nella zona lombare e nella zona sacrale.

La figura 4 è una vista del posizionamento degli eccitatori in una generica seduta 30 in cui sono presenti due eccitatori nella zona cervicale.

La figura 5 è una vista delle zone per il posizionamento degli eccitatori in una poltrona di un veicolo, globalmente indicata con il riferimento numerico 40, in cui sono presenti due eccitatori 1 nella sona cervicale e due eccitatori 2 nella zona lombare.

La figura 6 è il disegno del telaio della poltrona IKEA Poang, globalmente indicata con il riferimento numerico 50, ed utilizzata quale esempio di installazione del sistema di eccitatori in cui sono indicati con i numeri 1, 2, 3 rispettivamente gli eccitatori nella zona cervicale, nella zona lombare e nella zona sacrale.

Il disegno del telaio della poltrona IKEA Poang è in sé noto e non fa parte della presente invenzione, ma è stato utilizzato come esempio per meglio illustrare le potenzialità della invenzione.

In generale dunque ogni elemento di supporto del corpo umano utilizzabile per la presente invenzione, comprende almeno una superficie 12 per l’appoggio del corpo umano definita con la cooperazione di componenti 14 in materiale rigido, oppure all’elemento di supporto del corpo umano sono applicate componenti rigidi nelle posizioni indicate nelle figure. Un gruppo di due, tre o più eccitatori posizionati in almeno due delle seguenti zone della seduta: zona cervicale, zona lombare e zona sacrale, indicate rispettivamente con le lettere A, B e C con l’avvertenza che l’applicabilità dell’invenzione non si limita alle sole sedute qui rappresentate.

Una configurazione minima può consistere in una seduta e due eccitatori di cui uno posizionato nella zona sacrale ed un altro posizionato nella zona lombare o cervicale. Entrambi gli eccitatori sono collegati ai componenti rigidi della seduta o applicati su supporti rigidi vincolati alla seduta stessa.

Questa configurazione raggiunge gli scopi dell’invenzione, ma con l’aggiunta di un terzo eccitatore nella zona rimasta libera (cervicale o lombare) si ottengono prestazioni ottimali (vedi figura 3).

Una configurazione che garantisce un ulteriore miglioramento dell’esperienza d’ascolto consiste nel posizionare sulla seduta un eccitatore nella zona sacrale, un eccitatore nella zona lombare e due eccitatori nella zona cervicale disposti ai lati della posizione della testa dell’ascoltatore (vedi figura 4). Questa configurazione migliora la fruizione offrendo un ascolto stereofonico.

Ulteriori miglioramenti alle prestazioni del sistema si possono ottenere utilizzando più eccitatori, opportunamente disposti nelle zone sacrale, lombare e cervicale.

L’invenzione prevede l’utilizzo di eccitatori con specifiche prestazioni in relazione alla loro posizione sulla seduta.

Sono qui indicate le prestazioni minime e quelle standard per un’installazione convenzionale.

Zona sacrale: eccitatore per le basse frequenze.

Potenza minima: 30 W

Potenza standard: 50 W

Risposta in frequenza minima: 20-200 Hz ±6 dB

Risposta in frequenza standard: 5-1000 Hz ±3 dB

Zona lombare: eccitatore per le medio-alte frequenze.

Potenza minima: 10 W

Potenza standard: 40 W

Risposta in frequenza minima: 200-10000 Hz ±6 dB

Risposta in frequenza standard: 100-20000 Hz ±3 dB

Zona cervicale: eccitatore per le medio-alte frequenze.

Potenza minima: 10 W

Potenza standard: 30 W

Risposta in frequenza minima: 1000-10000 Hz ±6 dB

Risposta in frequenza standard: 1000-20000 Hz ±3 dB

Il segnale audio che alimenta gli eccitatori deve essere opportunamente amplificato: ciò può avvenire attraverso un tradizionale amplificatore audio con potenza minima di 60 W di picco sull’impedenza nominale di 4 ohm. Il sistema di eccitatori integrati nella seduta può comprendere anche l’amplificatore audio, nel qual caso il sistema deve essere alimentato elettricamente ed il segnale audio può essere fornito a livello di linea.

Una variante alla disposizione degli eccitatori quali sorgenti sonore nelle sedute all’interno degli abitacoli dei veicoli, consiste nell’installare uno o due eccitatori nel poggiatesta (zona cervicale) ed opzionalmente uno o più eccitatori nella zona lombare e nella zona sacrale (vedi figura 5). In questa configurazione il sistema si integra con il sistema di altoparlanti tradizionali già installati nell’abitacolo del veicolo e favorisce l’intelligibilità del segnale sonoro e la fruizione della musica, per questa ragione la configurazione risulta differente da quella descritta nei paragrafi precedenti.

L’attuale invenzione comprende pertanto un elemento di supporto del corpo umano i cui componenti rigidi sono messi in vibrazione da un sistema di eccitatori che rendono l’elemento di supporto del corpo umano stesso una sorgente sonora.

Come accennato in precedenza, con riferimento alla figura 6, è illustrato un esempio di realizzazione dell’invenzione che utilizza un sistema di tre eccitatori applicati al telaio della poltrona IKEA Poang. La struttura della poltrona IKEA Poang funge da trasduttore meccanoacustico grazie alla sollecitazione elettro-meccanica che riceve dagli eccitatori.

Ad esempio, i tre eccitatori utilizzati possono essere Dayton DAEX32U-4 in posizione cervicale 1, Dayton TT25-8 PUCK in posizione lombare 2 e AuraSound AST-2B-4 in posizione sacrale 3. Gli eccitatori sono pilotati da un amplificatore stereo con potenza nominale di 60 W di picco su 4 ohm.

Questa seduta (così come in genere qualsiasi elemento di supporto del corpo umano) può comprendere opzionalmente diversi sistemi interagenti tra loro.

In primo luogo, l’elemento di supporto del corpo umano comprende un sistema di elaborazione 100 del segnale audio per la modifica delle prestazioni sonore e dell’esperienza vibro-tattile offerta dagli eccitatori 1, 2, 3 applicati all’elemento di supporto.

L’invenzione può anche comprendere un sistema di rilevamento della posizione del corpo umano che si integra al sistema di elaborazione 100 del segnale audio inviato agli eccitatori 1, 2, 3, ove detto sistema di rilevamento della posizione del corpo umano comprende uno o più sensori 200 per il rilevamento dell’oscillazione dell’elemento per il supporto del corpo umano e sensori 210 per il rilevamento della posizione d’appoggio del corpo, ove detti sensori sono collegati al sistema di elaborazione del segnale audio 100 che in tempo reale permette di modificare le prestazioni degli eccitatori 1, 2, 3 sulla base di parametri e schemi prefissati.

L’invenzione può anche comprendere un sistema di taratura attiva 300 che modifica il segnale audio e quindi le prestazioni del sistema, sulla base della risposta sonora e vibratoria dell’elemento per il supporto del corpo umano, in relazione alla particolare condizione d’ascolto, ovvero alle caratteristiche geometrico materiali di detto elemento di supporto ed alle caratteristiche fisiche del corpo umano.

Da quanto descritto appare evidente che l’invenzione raggiunge gli scopi prefissati.

La presente invenzione trova applicazione in tutti i settori legati alla fruizione della musica e/o di effetti sonori da postazioni fisse, in condizioni di ascolto individuali e collettive.

L'oggetto dell’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela della presente invenzione.

Anche se l'invenzione è stata descritta con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza dell’invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento per il supporto del corpo umano, ove detto elemento di supporto comprende almeno una superficie (12) per l’appoggio del corpo umano definita con la cooperazione di componenti (14) in materiale rigido, caratterizzato dal fatto che almeno un eccitatore (1, 2, 3) è applicato ad un componente (14) in materiale rigido di detto elemento di supporto, detto eccitatore (1, 2, 3) essendo configurato per porre in vibrazione il componente rigido (14) a cui è applicato in modo tale da generare suoni.
2. 2. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 1, in cui sono previsti almeno due eccitatori (1, 2, 3), il primo eccitatore (3) essendo posizionato in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio (12) dell’elemento di supporto destinata alla zona sacrale (C) del corpo umano ed un secondo eccitatore (1, 2) essendo posizionato in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio (12) dell’elemento di supporto destinata alla zona lombare (B) od alla zona cervicale (C) del corpo umano.
3. 3. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, in cui uno o più di un eccitatore (3) è posizionato in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio (12) dell’elemento di supporto destinata alla zona sacrale (C) del corpo umano, uno o più di un eccitatore (2) è posizionato in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio (12) dell’elemento di supporto destinata alla zona lombare (B) del corpo umano e uno o più di un eccitatore (1) è posizionato in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio (12) dell’elemento di supporto destinata alla zona cervicale (A) del corpo umano.
4. 4. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 1, comprendente un sistema di elaborazione (100) del segnale audio configurato per modificare le prestazioni sonore e vibro-tattili degli eccitatori (1, 2, 3) e dell’elemento di supporto.
5. 5. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 4, comprendente un sistema di rilevamento della posizione del corpo umano integrato con il sistema di elaborazione (100) del segnale audio inviato agli eccitatori (1, 2, 3), ove detto sistema di rilevamento della posizione del corpo umano comprende sensori (200) per il rilevamento dell’oscillazione dell’elemento per il supporto del corpo umano e sensori (210) per il rilevamento della posizione del corpo, ove detti sensori sono collegati al sistema di elaborazione (100) del segnale audio il quale in tempo reale permette di modificare le prestazioni degli eccitatori (1, 2, 3) in funzione di parametri e schemi prefissati.
6. 6. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, comprendente un sistema di taratura attiva (300) configurato per modificare il segnale audio sulla base della risposta sonora e vibratoria dell’elemento per il supporto del corpo umano, in relazione alla particolare condizione d’ascolto, ovvero alle caratteristiche geometrico materiali di detto elemento di supporto ed alle caratteristiche fisiche del corpo umano.
7. 7. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, in cui gli eccitatori posizionati in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio destinata alla zona sacrale (C) del corpo umano hanno potenza minima di 30 W, preferibilmente potenza di 50 W e risposta in frequenza minima di 20-200 Hz ±6 dB, preferibilmente risposta in frequenza standard: 5-1000 Hz ±3 dB.
8. 8. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, in cui gli eccitatori posizionati in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio destinata alla zona lombare (B) del corpo umano hanno potenza minima di 10 W, preferibilmente potenza di 40 W e risposta in frequenza minima di 200-10000 Hz ±6 dB, preferibilmente risposta in frequenza standard: 100-20000 Hz ±3 dB.
9. 9. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, in cui gli eccitatori posizionati in corrispondenza di una porzione della superficie di appoggio destinata alla zona cervicale (A) del corpo umano hanno potenza minima di 10 W, preferibilmente potenza di 30 W e risposta in frequenza minima di 1000-10000 Hz ±6 dB, preferibilmente risposta in frequenza standard: 1000-20000 Hz ± 3 dB.
10. 10. Elemento per il supporto del corpo umano come alla rivendicazione 2, ove il segnale audio che alimenta gli eccitatori (1, 2, 3) è amplificato da un amplificatore audio con potenza minima di 60 W di picco su un’impedenza nominale di 4 ohm.