專利名稱：互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一類娛樂系統(tǒng)有關(guān)，在這類系統(tǒng)中，視聲節(jié)目是與遠離原始視聲顯示器的活動裝置相聯(lián)系的。特別地，本發(fā)明與這樣的節(jié)目系統(tǒng)和接收系統(tǒng)有關(guān)，這些系統(tǒng)是用來使能發(fā)聲的玩具和玩偶以與視聲節(jié)目同步的方式來發(fā)出聲音和運動的。
已經(jīng)提出了各種能相互作用的裝置，其中電視或盒式錄象機的觀看人能夠作用于節(jié)目，以便修改或改變節(jié)目完成的方式，其它一些相互作用的安排是設(shè)法與玩具玩偶、交通工具或其它裝置進行通信。某些這類裝置可能使觀看人得以看到裝置和電視屏幕有相似的運動，但是它們也可能限制了觀看人興趣，因為觀看人與節(jié)目及裝置的聯(lián)系只不過是對已播出的節(jié)目或已記錄下來的節(jié)目進行簡單的三維空間延伸。已提出的某些系統(tǒng)利用視頻消隱間隙來進行聲音和運動信號的通信。那些利用視頻頻帶來向玩具發(fā)送聲音或運動信號的系統(tǒng)會受到玩具延時響應(yīng)的限制，當屏幕上正在發(fā)生某種動作時，節(jié)目卻阻礙了玩具的實時同時反應(yīng)。因此在使用普通節(jié)目時就需要有時序安排，這使得它們難以達到原來完全與常規(guī)節(jié)目相同同步的質(zhì)量。
看來最好能夠有這樣的一個節(jié)目，它能產(chǎn)生另外一個實時的現(xiàn)場的單元，這個單元能夠同時與觀看人和呈現(xiàn)在電視屏幕上的節(jié)目相互作用，以此來加強節(jié)目與觀看人的相互作用和反作用。特別地，最好能夠讓一個實時的現(xiàn)場單元或裝置來攜帶位在遠處的，并且與普通節(jié)目完全同步的演員和語言專家的演出完整的且基本上全部的原始質(zhì)量。這些特點包括，要保持節(jié)目作者原來所期望的并由演員所表演出來的那些精細而重要的抑揚頓挫、音量、音調(diào)、時機、感情和力度等。
另外，最好還能有一個系統(tǒng)和方法來制作和產(chǎn)生與新的已有節(jié)目相同步的運動裝置控制數(shù)據(jù)信號。
目前已經(jīng)有大量的玩偶在其內(nèi)部安裝了盒式錄音機，因此若能把本發(fā)明所提議的節(jié)目與已有的能在市場上買到的裝有盒式錄音機的有聲活動玩偶相結(jié)合起來，將是十分有益的。
這里描述了一個系統(tǒng)，在其中，裝置的聲音和運動信號被編碼得與視聲節(jié)目相同步。視聲節(jié)目可以是一個已有的節(jié)目，也可以是為用于該系統(tǒng)而專門建立的節(jié)目。聲音和運動信號被結(jié)合起來，并和視聲信號的聲頻部分一起傳送到一個發(fā)送器中，發(fā)送系統(tǒng)既可以是一個發(fā)出電磁波的廣播系統(tǒng)，也可以是一個有線閉路系統(tǒng)。提供了一個當?shù)氐陌l(fā)送接收器的接收端，在其中，包括附加的聲音和運動信號在內(nèi)的信號被接收和解碼。第二個發(fā)送器把裝置的聲音和運動信號發(fā)送給裝置或玩偶。裝置的聲音信號驅(qū)動活動裝置或玩具中的聲音傳感器或揚聲器，而運動信號驅(qū)動活動裝置或玩具的運動部分。節(jié)目是這樣的玩具變得能夠和與其相近但在空間上分開的電視或視頻屏幕上出現(xiàn)的節(jié)目實時同時同步地運動和發(fā)聲。聲音和運動信號可以與視聲顯示的聲頻部分同時實時同步地操作，但它們是分開的。
在某些布局中，聲音-運動復(fù)合信號是由一個單頻帶低功率調(diào)頻發(fā)送接收系統(tǒng)攜帶到活動裝置中去的，而在另一些布局中，使用了分開的遙控頻率發(fā)送接收系統(tǒng)來把聲音和運動信息傳送到活動裝置中去。
另外的例子描述一個裝有模式適配器的盒式錄音機，用它來接收聲音-運動復(fù)合信號并使其傳送到裝置中去。這使得本系統(tǒng)能夠在有聲玩具已有的主要裝備的基礎(chǔ)來使用。
與娛樂系統(tǒng)前端相關(guān)連的節(jié)目系統(tǒng)的例子包含一個MIDI(樂器數(shù)據(jù)接口)序列器和一個信號混合及整形機柜，用來為有聲裝置建立運動控制代碼和聲音信號。一個采樣及序列化鍵盤向運動代碼調(diào)制器提供輸入信號。運動代碼用來選擇裝置運動的控制路徑、方向和持續(xù)時間。
雖然在某些例子中用來產(chǎn)生分開的聲音和運動信號的設(shè)備可能出現(xiàn)在廣播發(fā)送器之處，但在另外一些例子中，聲音和運動信號的產(chǎn)生設(shè)備可能是較為局部的節(jié)目源。例如，節(jié)目可能不是通過遠處的廣播傳送到用戶家中來的，而是來自用戶的錄象機或光盤機(D機)或其它的視聲節(jié)目放送機。
這里所描述的本發(fā)明的特性可能最好是通過與附圖相聯(lián)系的后述說明來理解和評價，在這些附圖中，

圖1是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系系統(tǒng)的概要框圖;
圖2是按照本發(fā)明的圖1中所示的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的前端部分的概要框圖;
圖3是按照本發(fā)明的圖1中所示的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的接收端的概要框圖;
圖4是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的接收端的一個不同的例子的概要圖;
圖5是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的接收端的另一個不同的例子的概要圖;
圖6是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的又一個不同的例子的概要圖;
圖7是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的聲音和運動信息解碼器的概要圖;
圖8是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的編碼系統(tǒng)的框圖;
圖9是按照本發(fā)明的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的編碼器混合器的概要圖;以及，圖10是按照本發(fā)明的圖1中所示的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)的改型概要框圖;
參閱圖1和圖10，一個互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)10通常包含一個前端100，該前端包括一個用來產(chǎn)生與節(jié)目同步的運動代碼的運動代碼發(fā)生器或編碼器12，以及一個與編碼器12相連的整形混合器13。運動代碼發(fā)生器12為活動裝置14(例如一個玩偶)產(chǎn)生等價于運動代碼和聲音信號的信號，該信號與已有的或?qū)ｉT產(chǎn)生的節(jié)目信號一起，通過電視發(fā)送器16或其它分配系統(tǒng)進行通信。電視發(fā)送器16是一個普通的電視發(fā)送系統(tǒng)，由系統(tǒng)10所提供的加強節(jié)目對于發(fā)送器16來說基本上是透明的。節(jié)目既可以是已有的娛樂節(jié)目，也可以是專門為系統(tǒng)10而建立的節(jié)目。這樣，已有的劇場節(jié)目或電視節(jié)目可以以加入附加資料的方法來加強，這些附加資料的形式是對活動或運動裝置或玩偶的與節(jié)目同步的控制數(shù)據(jù)以及分開的同步聲音信號，它們能夠被活動裝置14或玩偶表演出來。
整形混合器系統(tǒng)13把裝置聲音信號和運動信號相結(jié)合，使它們能夠與電視發(fā)送器16的普通立體聲信號相結(jié)合起來。以后，如同現(xiàn)今在立體聲電視廣播中通常所采用的方法那樣，利用第二個聲頻信號把用于活動裝置14的運動信號和聲音信號分離開來。
整形混合器系統(tǒng)13與電視發(fā)送器16相連接，然后后者發(fā)送出這樣的信號，它既帶有普通電視的聲頻視頻信號，又帶有用于活動裝置14的，含在其第二聲頻通道內(nèi)的，隨時間變化的運動信息和聲音信號。
發(fā)送器16連接到一個廣播天線18上，它以普通發(fā)射電視信號的方式發(fā)射組合信號。在遠處，一個當?shù)匕l(fā)送器單元200以通常接收電視信號的方式來接收來自廣播電線18的電視信號，分離出活動裝置的聲音和運動信號，并把分離出來的，準備輸送到活動裝置14中去的活動裝置的聲音和運動信息重新發(fā)射出去。當?shù)匕l(fā)送器單元200含有一個電視天線21，以便與來自前端的廣播信號相通信。接收天線21是一個用來接收普通電視廣播信號的普通電視天線，或者如圖1所一般地示出的那樣，是普通的電纜輸入接口或其它的用戶電視傳送系統(tǒng)。因此，天線18和21只是圖示性地廣義表示某種形式的廣播或發(fā)送，不論是利用了電磁輻射、電纜還是其它手段。來自天線21的電纜信號被送到電纜盒22中?；蛘撸盘栆部梢运偷诫娎|轉(zhuǎn)換器、電纜解碼器、衛(wèi)星接收器或錄像機(VCR)的有線電視輸入端中。該信號也被施加到電視接收機24中，后者是與電纜盒22相連的，以便能與電纜盒22并行地接收信號。
所有電視發(fā)送器、廣播天線、電纜盒22和電視接收機24都是和通常使用的設(shè)備完全一樣的。一個與電纜盒22及電視接收機24相連的解碼器/發(fā)送器26分離出含有用于玩偶34的運動信號信息和聲音信號的第二聲頻信號。然后該信息通過與解碼器/發(fā)送器26相連接的當?shù)靥炀€28被廣播出去。一個獨立的或者較一般地說是作為電視接收機24或電纜解碼器22的一個部分的立體聲電視頻率解調(diào)器可以提供兩個通道的立體聲信號，以便對裝置聲音信號和運動信號做進一步信號處理。
如果立體聲運動信號是直接通過電視廣播站的第二聲頻通道廣播的，那末運動信息和裝置聲音信息能夠被直接接收，而不需要電纜盒22。如圖2所示，聲音和運動信號可以存在于盒式錄像帶或激光視盤或類似器件的立體聲聲跡之中。前端100可以終止于某種形式的視聲記錄器15處，例如盒式錄象機或視頻激光記錄系統(tǒng)，在那里產(chǎn)生一個母記錄物17。記錄了節(jié)目的用戶考貝21用視聲放演機23來放演。在這種情形中，含有裝置運動和聲音控制數(shù)據(jù)的節(jié)目不是通過遠處的電視發(fā)射得到的，而是作為由考貝產(chǎn)生的立體聲聲頻信號的一部分而存在在那里，這時激光視盤機或盒式放象機或其它視聲放演機23的聲頻輸出被直接連接到解碼器/發(fā)送器26上去。
接收單元300位在當?shù)匕l(fā)送單元200的近處，但在空間上隔開一段距離，它包含一個與裝置接收器32相連接的當?shù)亟邮仗炀€30。接收單元用來接收裝置聲音和運動信號，它還包含活動裝置14自身。當?shù)亟邮仗炀€30接收用于玩偶34的運動和聲音信號。接收器32為玩偶解調(diào)信號，并向裝在玩偶或活動裝置14中的揚聲器供給聲頻信號，使其發(fā)出聲響、語音或音樂，它還向一個解碼驅(qū)動器36供給運動信號，使得活動裝置14做出各種動作。根據(jù)所用的具體裝置，眼睛、嘴、手臂或腿部能夠按照視聲節(jié)目的要求隨著發(fā)聲而動作。因為運動和聲音通道是和電視的聲頻通道分開的，所以有可能做到在電視機屏幕上看到節(jié)目、在電視機揚聲器上聽到說某些話的同時，實時地使玩偶也發(fā)出聲音或說話，不過所講的是另外一些不同的話。其結(jié)果是玩偶34能夠以完全獨立自主的角色出現(xiàn)，它既能與電視節(jié)目相互聯(lián)系，也能夠與觀看人相互聯(lián)系。
利用典型電視廣播系統(tǒng)中的內(nèi)部頻帶的聲頻發(fā)送，便能夠把遠較視頻調(diào)制方案復(fù)雜的聲音節(jié)目和常規(guī)的廣播聯(lián)系起來。這提供了允許第二聲頻節(jié)目和常規(guī)節(jié)目同時并存的能力，使得對話能夠發(fā)生而沒有時序化的負擔。
參閱圖1和圖2，系統(tǒng)的前端100是含有一個運動代碼發(fā)生器/編碼器112的。運動代碼是設(shè)計得用來引起遠處的活動裝置14的動作的。編碼器112可以含有標準MIDI式時序器，后者是與音樂合成器一起使用的。編碼被做了修改，以便產(chǎn)生相應(yīng)于玩偶14的運動動作的代碼。
調(diào)制器114與編碼器12相連，并且由編碼器提供的編碼信號提供載波信號。典型地說，載波頻率位在12KHz至20KHz的范圍之內(nèi)。
如同在普通電視廣播發(fā)送器16中實際存在的情形那樣，發(fā)送器產(chǎn)生一個帶有視頻分量和聲頻分量的信號。聲頻分量可以被分成分立的信號。目前在某些情形中，分立的信號可以用來運載分開的右、左立體聲通道。根據(jù)本發(fā)明，第二個通道被用來運載兩個分開的分量。一個分量是運動信號，它最終要傳送到有聲玩偶14上去。第二個分量是一個分開的聲音信號，它也要傳送到玩偶14上去，使得玩具能夠完全獨立于在電視機24上出現(xiàn)并聽到的節(jié)目而進行說話或發(fā)出聲響。還有，裝置14的運動動作和玩具發(fā)出的聲音卻與電視機24上呈現(xiàn)和發(fā)聲的節(jié)目有分開的實時關(guān)系，它們是同步的，能單獨運動的。
圖2畫出了通道A的源116，通道B的源118和通道C的組合信號源120。通道A的源116提供位在50Hz至5KHz范圍內(nèi)的常規(guī)節(jié)目聲頻信號。通道B的源118提供專門用于本發(fā)明的聲頻節(jié)目，其聲頻范圍是50Hz至3KHz。這個聲頻范圍窄得足以保留7至10KHz的可用帶寬來給附加數(shù)據(jù)使用，但是其保真度對于合理的商用收聽目的而言仍然是合適的。正是這個通道B運載了那個最終可以從遠處的玩偶或裝置14上聽到的聲音信號。這個通道B的源產(chǎn)生與節(jié)目聲音、與通道A的聲音以及與視頻節(jié)目相同步的聲音。
通道C的組合信號120從調(diào)制器114接收調(diào)制后的信號。然后這個攜帶了運動數(shù)據(jù)的信號可以從組合信號源120處得到。
第一移相器122與第二節(jié)目聲音信號源相連，提供一個與第二節(jié)目聲音信號相差180°的等價信號。第二移相器124與組合運動數(shù)據(jù)源120相連，提供一個與組合運動數(shù)據(jù)信號相差180°的等價信號。
立體混合控制器126提供分開的左、右信號。左信號代表裝置聲音和運動信號以及常規(guī)節(jié)目聲頻信號的組合。右信號代表移相了180°的裝置聲音和運動信號的組合。立體聲混合控制器126的目的是對左、右通道中的信號進行混合和平衡，使它們各自的輸出具有能與直接發(fā)送或磁帶記錄相兼容的形式。
第一和第二移相器122、124以及混合控制器126提供了從右通道的常規(guī)節(jié)目信號中把不需要的左通道聲音/運動信息作相位消除的手段，如下列等式的結(jié)果所示(Rch)+(Lcomposite)＝(Rcomposite)+(-Lcomposite)＝Rch(-Lkin)+(-Laud)＝(-Lcomposite)＝Lch其中Rch代表右通道信號，也即代表常規(guī)電視聲頻信號，Lkin代表左通道運動信號，Laud代表左通道聲頻和代表裝置聲音信號，Lch代表含有裝置聲音信號和運動信號的左通道信號。Rcomposite代表原始的聲頻信號加上附加的運動信號和裝置聲音信號。Rcomposite是作為立體聲電視廣播信號的右聲頻通道饋送到廣播站的。Lcomposite代表運動信號和裝置聲音信號。倒相的Lcomposite是作為立體聲電視廣播信號的左聲頻通道饋送到廣播站的。括號內(nèi)的負號代表移相信號。
立體聲混合控制器126有一個連接到并響應(yīng)于通道A信號源116的輸入端128，一個響應(yīng)于并連接到第一移相器122的輸入端130，以及一個響應(yīng)于并連接到通道B源118的輸入端132。此外，立體聲混合控制器還有一個連接到并響應(yīng)于第二移相器124的輸入端134以及一個響應(yīng)于并連接到左通道組合運動數(shù)據(jù)發(fā)生器120的輸入端136。所形成的原始立體聲節(jié)目(用于現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)142或記錄系統(tǒng))可以在立體聲混合控制器126的輸出端138和140得到。眾所周知，廣播系統(tǒng)142包含一個用來產(chǎn)生與右、左通道輸入信號的和與差相關(guān)的信號的立體聲模塊114。立體聲模塊114的輸出信號被加到信號整形和控制電路146上。然后信號整形和控制電路的輸出被加到發(fā)送器148上，后者再把視聲信號廣播出去。
參閱圖3，那里畫出了接收端的一個例子，它含有與電纜解碼器/VCR/MTS立體聲解碼器22以及調(diào)諧在3頻道上的電視機24相連接的天線20。然后左、右聲頻信號被加到解碼器發(fā)送器26上。解碼器26含有一個聲頻解調(diào)器和濾波分離器210，把運動信號和裝置聲音信號分離開來。聲頻解調(diào)器和濾波分離器在輸出端312、313分離出通道B的聲音信號和通道C的運動信號以及通道A的常規(guī)節(jié)目聲頻信號。輸出312被加到聲頻混合器318上，輸出313被加到通道C運動解調(diào)器316上。雖然通道A的聲頻信號已被解調(diào)，但它在本系統(tǒng)中并無用處，因為在電視機24中電視聲頻信號已經(jīng)能夠拿來使用了。
通道B的聲頻輸出312被加到聲頻混合器318上，后者又從移相器322的輸出端320中接收移相了180°的信號。移相器322從通道C的運動解調(diào)器316的輸出端324接收信號。在圖3中還畫出了一個立體聲調(diào)頻發(fā)送器326，它在輸入端328處接收來自聲頻混合器318的，裝置聲音和移相180°的運動數(shù)據(jù)的通道B組合輸入信號。聲音輸入位在50Hz至3KH的范圍內(nèi)。發(fā)送器326還在一個左通道輸入端330處接收運動數(shù)據(jù)。立體聲調(diào)頻發(fā)送器326(例如一個Rohm Corporation of Irvine，California的BA1404立體聲廣播器集成電路)最好是調(diào)整在標準的88MHz至108MHz頻帶范圍內(nèi)，典型地說，它是一個低功率發(fā)送器，其功率屬于可使用的規(guī)定范圍之內(nèi)。在美國之外，頻率和輸出功率范圍可以適當調(diào)整，以整定在恰當?shù)墓β仕缴稀０l(fā)送器的輸出由當?shù)靥炀€28發(fā)射。
如圖3所示，一個調(diào)頻模式盒式接收器340以框圖的形式畫出。接收器裝在一個標準的盒式錄音機盒子內(nèi)。盒式接收器344有一個天線342，它在圖中已示意地畫出，并與接收器344相連接。接收器344通過輸出端348向立體聲磁頭346提供聲音信號，通過輸出端350向立體聲磁頭346提供運動數(shù)據(jù)信號。
盒式接收器340安裝在一個立體聲盒式錄音機350之中，后者又安裝在玩偶或活動裝置14之中。在聲音/運動裝置140中，立體聲盒式錄音機350是一般現(xiàn)有的錄音機。盒式錄音機350中有立體聲磁頭352，用來接收從盒式接收器340來的信號。立體聲磁頭352的輸出是這樣傳送的，磁頭352的一個通道通過導(dǎo)線256被加到一個聲頻放大器354上，而磁頭352的另一個通道則通過導(dǎo)線360被加到運動解碼器和電機驅(qū)動電路358上。聲頻放大器354的輸出被加到揚聲器362上，它與圖1中的揚聲器34等價。運動解碼器和電機驅(qū)動電路258通過各個分開的輸出端連接到多個電機264上，它們控制玩偶14各個部位的運動。
當?shù)匕l(fā)送接收器布置的另一個例子，主要也就是圖1中的方框200和300，如圖4所示，第3頻道聲頻解調(diào)器和濾波分離器410連接到電纜解碼器/VCR/電纜轉(zhuǎn)換器22以及電視機24上。解調(diào)器和濾波分離器410的輸出端是412、414。解調(diào)器和濾波分離器410對左通道的聲音和運動載波進行解調(diào)，它們再經(jīng)過濾波分離而分別形成輸出412和414。輸出414被加到通道運動解調(diào)器418上。輸出412被加到通道B的聲頻發(fā)送器424上，而左通道C的運動解調(diào)器418的輸出通過輸出端420被加到通道C運動數(shù)據(jù)發(fā)送器426上。這里通道B的聲頻發(fā)送器424具有一個用于頻帶范圍為50Hz至3KHz的聲頻信號的49MHz載波信號，它被加到頻率相匹配的天線428上。通道C的運動數(shù)據(jù)發(fā)送器426具有一個用于運動數(shù)據(jù)的27MHz載波信號，它連接到頻率相匹配的天線430上。頻率49MHz和27MHz都是在美國用來作無線電控制和遙控的常規(guī)頻率。
于是模式接收器440需要分開頻率的帶有匹配天線的接收器或接收電路。圖示的接收天線442和444分別用來接收49MHz和27MHz的信號。天線442、444分別連接到49MHz接收器346和27MHz接收器448。接收器446接收頻率范圍為50Hz至3KHz的通道B聲音信號。27MHz接收器448接收數(shù)據(jù)。接收器放大器446、448的輸出450、452被加到立體聲磁頭454上。其后在本例中與之相連接的匹配立體聲盒式錄音機460與圖3中的完全相同。
參考圖1、2、4和5，畫出了接收器300的一個不同的例子，其中的當?shù)匕l(fā)送接收器系統(tǒng)200與圖4所示的完全相同，因此所示各部件也都做了類似的編號。不過，接收器510是一個直接接收左聲頻通道聲音和運動數(shù)據(jù)的接收器，而不必通過圖4所示的模式盒式接收器440來饋送信號。這可能更適用于那些還沒有裝備有立體聲盒式錄音機的有聲活動玩偶。
接收器510有兩個當?shù)靥炀€520、522，各自與它們的49MHz和27MHz信號相匹配。天線520連接到49MHz的通道B聲頻接收器524上，天線522連接到27MHz的通道C運動數(shù)據(jù)接收器526上。通道B聲頻接收器524的輸出端528把接收器524與聲頻放大器532相連接，通道C運動數(shù)據(jù)接收器526的輸出端530把接收器與運動解碼電機驅(qū)動器334相連接。運動解碼電機驅(qū)動器334的設(shè)計使得它能與現(xiàn)有的裝置機械設(shè)計相兼容，還能夠容納附加的控制輸出以擴展裝置的容量，如圖3所示。然后運動解碼器電機驅(qū)動器的輸出被連接到電機364上，后者使玩偶14與節(jié)目同步地運動。
參閱圖6，那里畫出了接收器300的一個不同的例子，其中的當?shù)匕l(fā)送接收系統(tǒng)200是與圖3中所示的完全相同的，因此所示部件的編號也是類似的。發(fā)送接收器中的發(fā)送單元使用了屬于常規(guī)調(diào)頻頻帶88至108MHz的頻率來進行立體聲調(diào)頻廣播。
然而，接收器610是一個直接接收聲頻通道B的聲音和通道C的運動數(shù)據(jù)的接收器，它不通過模式盒式適配器來饋送信號。接收天線612連接到立體聲調(diào)頻接收器614上。接收器614的輸出有兩個通道，通道B的輸出端是616，通道C的輸出端是618。聲頻放大器620連接到接收器的輸出端616上，運動解碼器和電機驅(qū)動器622的輸出連接到玩偶14的電機364上。
參閱圖7，運動代碼源710(例如一個隨時間變化的聲跡)提供用電子電路產(chǎn)生的聲頻脈沖和/或移頻鍵控信號。運動代碼源710連接到采樣鍵盤720的輸入端722。采樣鍵盤720接收信號脈沖并以30KHz左右的頻率執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。然后，所得到的數(shù)字化信號便存儲在采樣鍵盤720中，以備以后提取和編輯。采樣鍵盤720被一個樂器接口(例如一個MIDI接口，即“樂器數(shù)據(jù)接口”)724耦合到個人計算機730上。然后，經(jīng)過MIDI編碼的控制信號被存儲在個人計算機730的RAM(隨機存取存儲器)之中，或者被送到計算機730的軟盤或硬盤存儲器中。采樣鍵盤720的例子是可以從RolandCorporation，Los Angeles，California得到的Roland W-30鍵盤。一個四聲跡磁帶混合器機柜740(其例子是Teac America，Inc.，Montebello，California的Tascam 644磁帶混合器)連接到采樣鍵盤720上。典型地說，磁帶混合器740是一種多聲跡、聲音重疊式的磁帶混合器，其類型與用來生產(chǎn)原生錄音帶的相同。
磁帶混合器有一個通道A輸入端750和一個通道B輸入端752。典型地說，通道A和B的輸入端750、752代表立體聲視聲節(jié)目的兩個聲頻通道，它們應(yīng)連接到盒式錄像機754上或其它等價的信號源上，在這里，盒式錄像機當作放象機使用。因此，原始的節(jié)目源，例如話筒，能夠用來代替VCR 754。還有，節(jié)目源也可以是激光視盤放演機或其它類似的視聲裝置。錄像機754有右通道輸出756和左通道輸出758，它們分別代表與裝在VCR 754中的盒帶760上的節(jié)目相關(guān)的右通道和左通道聲頻信號。
連接在計算機鍵盤732和采樣鍵盤720之間的MIDI接口是雙向的。采樣鍵盤可以處在計算機730的控制之下，而計算機730也可以從鍵盤720接收信息，并把它存儲在自己的有關(guān)文件之中。典型地說，每個按鍵都被定義成活動裝置14的一個特定的動作。利用采樣鍵盤720便可以使活動裝置的動作與節(jié)目實現(xiàn)精確的視覺同步。
計算機與鍵盤720的耦合是利用諸如Music-X樣的音樂時序軟件來完成的，Music-X可以從Micro Illusions of Chatsworth，California得到。該軟件可以對鍵盤的各個按鍵定義各種信息。例如，在執(zhí)行時序軟件時，計算機能夠定義“進攻”或者說由某個按鍵所代表的信號以多快的速度來達到其最大振幅;也能定義“保持”，或者說該信號應(yīng)持續(xù)多入;還能定義”衰減”，或者說該信號以多快的速度來回到零值;以及能夠定義信號的振幅。
混合器740有一個連接到采樣鍵盤720的MIDI輸入端762以及一個連接到采樣鍵盤720的輸入端764。MIDI輸入端762控制已有聲頻節(jié)目、裝置聲音節(jié)目和運動信號的同步性。
采樣鍵盤720的輸出通過輸入端764施加到混合器740上，使后者接收準備與盒帶760中的已有節(jié)目以及裝置聲音節(jié)目相混合的裝置運動信息。
編碼器磁帶混合器740連接到一個編碼器混合器770上，作為例子，后者的類型以較詳細的形式畫出在圖8之中。磁帶混合器740有一個連接到編碼器混合器770上的電視聲頻輸出772，把來自盒帶760的已有節(jié)目的聲頻信號施加到混合器770中。磁帶混合器740有一個連接到編碼器混合器770上的裝置聲音輸出774，把新產(chǎn)生的裝置聲音加到編碼器混合器770中。裝置聲音是最終要加到玩偶或活動裝置14上去，并會從那里聽見得到的聲音，它被分開地施加到位在終端盒式錄像機755內(nèi)的盒帶761的已有節(jié)目之上。這樣，從玩具或裝置14發(fā)出的聲音或語言能夠與自電視聲頻信號發(fā)出的節(jié)目聲音完全不同，但是它卻能夠與已有的聲頻節(jié)目實時地同步。這使得觀看人能夠與玩具或裝置相互聯(lián)系，并且，也能夠與同時出現(xiàn)在電視屏幕(它正在播演已有的電視圖像)上的節(jié)目相互聯(lián)系。
磁帶混合器740還有一個連接到編碼器/混合器770上的運動代碼輸出776。運動代碼輸出代表用采樣鍵盤建立的運動信息的代碼。采樣鍵盤720提供需要與裝置聲音節(jié)目同步的運動代碼，這里實現(xiàn)了這個同步。運動裝置14連接到運動代碼輸出776上，使得那個在已有的視聲節(jié)目中加上加強運動節(jié)目的人能夠在視覺上獲得反饋，其形式是在對鍵盤作系列操作時看到由此造成的活動裝置14的特定動作。
必須認識到存在有現(xiàn)場實時相互作用的可能性，所以對磁帶混合器的輸入可能只是簡單的話筒輸入，這時右通道輸出和左通道輸出可以直接連接到圖1所示的典型的電視發(fā)送系統(tǒng)16上去。
參閱圖8，這里較詳細地概要畫出了圖1中的編碼器12。如圖1所示，對編碼器12的輸入有通道A的聲頻輸入810，通道B的聲音輸入812和通道C的運動輸入814。通道A的聲頻輸入814代表來自電視源或VCR或其它節(jié)目源的聲頻信號。通道B代表攜帶了給玩偶14的聲音信息的聲音信號。通道C輸入814代表運動信號。
圖中還畫出的輸入有一個信號地線816和一個輔助電源線817。
聲頻輸入810連接到一個MC3403四運算放大器的1/4上，它連接成一個增益為1的緩沖放大器，其作用是隔離通道A的聲頻信號，以便進行后面的混合操作。在通道A聲頻輸入810和信號地線816之間連接一個100K的電阻820(R01)。在信號地線816和電源地線819之間連接一個39K的電阻822(R11)。電阻820(R1)提供相對于信號地線816的信號參考點，其大小約為4VDC。
類似地，通道B的聲音輸入812也連接到MC3403四運算放大器的1/4上，后者也連接成增益為1的緩沖放大器824，為后面的混合操作而隔離通道B聲音信號。
在通道B輸入和信號地線816之間連接了一個100K的電阻826(R03)。在信號地線816和9V電源830之間連接了一個47K的電阻828(R02)。在9V電源830和電源地線819之間連接了一個10μF的濾波電容832(C9)。在信號地線和電源地線819之間連接了一個2.2μF的濾波電容834(C2)。
電阻822、828和電容832、834的組合用來建立和穩(wěn)定信號地線816和正電源電壓836，使它們分別近似等于+4V和+9V(Vcc)。
運動調(diào)制器840接收通道C運動輸入814。連接在運動輸入814上的1μF電容濾去直流信號，然后把輸入耦合到一個NPN晶體管開關(guān)電路上。晶體管開關(guān)電路含有一個2N3904晶體管844(Q1)，一個10K的電阻846(R21)以及一個100K的電阻848(R22)。電阻846是晶體管844的基極驅(qū)動電阻，電阻848是一個使晶體管844(Q1)關(guān)斷的反向偏置電阻。晶體管844的發(fā)射極接地。電阻846和848的一端相連，并連接到晶體管844的基極。電阻846的另一端連在電容842上，電阻848的另一端連在地線上。一個1N4001齊納二極管850(1)的陰極連接在電阻846的另一端以及電容842上，其陽極接地。結(jié)果二極管850把電壓變動限制在V-和0.6V的范圍之內(nèi)。
22K的電阻852(R19)是一個電壓提升電阻，其一端連接在晶體管844的集電極上，其另一端連接在鎖相環(huán)854(例如RCA或Motorola 4046)的第16腳上。當晶體管844(Q1)導(dǎo)通時，把VCO(壓控振蕩器)輸入拉向地電平，便有一個VCO禁止脈沖被送到鎖相環(huán)(例如Motorola或RCA的4046芯片)的第9腳上。鎖相環(huán)有一個設(shè)定在20KHz上的壓控振蕩器(VCO)，不過根據(jù)所需要的特定結(jié)果，它也能設(shè)定在12KHz的頻率范圍內(nèi)。
1K的電阻856(R18)是鎖相環(huán)854中的齊納二極管的供電電阻。160K的電阻858(R20)提供一個阻抗，用來在晶體管844(Q1)導(dǎo)通時限制電流。
680K的電阻860(R23)連接在鎖相環(huán)854的第11腳和地線819之間。47K的電阻862(R24)和一個100K的電位器864(R25)串連在一起并通到地線上。一個0.001μF的電容866(C4)連接在鎖相環(huán)的第6腳和第7腳之間。鎖相環(huán)854、電阻860、862、864和電容866的組合產(chǎn)生了20KHz的載波。電阻860、862建立起自由振蕩的頻率和對稱性。電位器864把頻率調(diào)整到20KHz左右。
晶體管868(Q1)截斷20KHz的信號，鎖閉VCO輸入并關(guān)掉VCO。這給出了一個脈沖系列，該系列是數(shù)據(jù)和載波的組合，這樣便用運動信號調(diào)制了該信號。
電容866(C4)是器件的充放電電容，它確定VCO的時間常數(shù)。電阻860、862、864的組合建立起的均勻方波脈沖，以平衡脈沖持續(xù)時間。0.1μF的電容870(C3)是一個濾波器，它的一端連接在鎖相環(huán)854的第15腳和第16腳上，另一端接地。0.002μF的電容875(C5)是一個濾波器，它控制電壓的上升和下降時間以及VCO輸入中的噪音。
電阻873(R26)為輔助電源(如果使用輔助電源)提供電壓降，輔助電源例如是一個外部的輔助電源。10μF的電容874連接在9V電源和電源地線之間，2.2μF的電容875(C2)與39K的電阻876相并聯(lián)，連接在信號地線816和電源地線之間起濾波作用。
4046鎖相環(huán)854的禁止信號輸出878與地線連接，禁止VCO的輸出。VCO的輸出通過相對于信號地的分壓器被用作10K電阻879(R06)和10K電阻880(R13)的輸入。10K電阻881提供通道A聲頻信號，10K電阻882提供通道B聲音信號，電阻879提供運動信號。因此，現(xiàn)在所有的信號卻出現(xiàn)在電阻879、881和882上，這三個電阻的一個端頭是相互連在于一起的。電阻881的另一端連接到運算放大器818的輸出端，電阻882的另一端連接到運算放大器824的輸出端。這在電阻879、881、882的連接點上造成一個代表通道A加通道B加通道C的組合信號。該組合信號通過一個0.1μF的退耦電容883(C1)被退耦，該電容的另一端與MC3403的另一個1/4，即運算放大器884的正輸入端相連。該信號通過與信號地相連的電阻865(R7)而得到參考電平，它被輸送到連接成另一個緩沖器或單位增益放大器的運算放大器884的正輸入端。運算放大器884的輸出886是通道A加通道B加通道C的組合。該輸出變?yōu)榻K端VCR的聲頻輸入之一。
100K的調(diào)零電位器887(R10)改變來自電視的通道A的常規(guī)聲頻信號的電平，該信號通過一個330K的電阻888(R9)和一個0.1μF的電容889(C8)加到運算放大器890的正輸入端上，該運算放大器是MC3403集成塊的最后的1/4。這樣，從通道A來的輸出變成對MC3403運算放大器的最后1/4的零參考電平輸入。
通道B的聲音信號經(jīng)過一個10K電阻891，再通過一個10K電阻880(R13)與運動載波相結(jié)合。10K電阻892(R14)把通道B和通道C的組合信號傳送到一個1μF的退耦電容893(C7)上，組后后者通過一個2K的電位器894(R16)把信號送到運算放大器890(IC1-3)的反相輸入端。10K電阻895(R17)確定了運算放大器的增益。合成的組合輸出是反相的通道B信號與反相的通道C信號之和，它出現(xiàn)在組合輸出端896上。
出現(xiàn)在輸出端886、896上的合成組合信號對信號進行了預(yù)先整形和移相，為記錄或發(fā)送提供了可接受的輸出信號。
參閱圖9，那里畫出了聲音和運動解碼器的概要圖。典型地說，這是在信號發(fā)送之后的家庭設(shè)備的一部分。解碼器解調(diào)并分離出原始的電視聲頻節(jié)目、裝置的聲音信號和裝置的運動信號。給解碼器的輸入是輸入端912處的通道A信號CHA和輸入端912處的通道B信號CHB。這些輸入信號一般代表電視機、盒式錄像機或類似裝置的右、左立體聲聲頻通道輸出。
10K電阻914(R1)和10K電阻916(R2)的組合構(gòu)成信號分壓器。電阻914的一端與通道A輸入端910相連，另一端與運算放大器918的反相輸入端相連。運算放大器918是MC3403四運算放大器(ICI-1)的1/4。0.001μF的電容919(C1)連接在地線和電阻916的另一端之間。電容919是一個相對于信號地的電源濾波器，它也連接在電源正電壓V+的1/2之處。10K電阻920(R7)也起著控制運算放大器918(ICI-1)的增益的作用。
10K電阻921(R3)從通道B輸入端912接入信號，并把信號耦合到2K的電位器922上，該電位器的另一端連接到電阻920上。電阻920、921和電位器922的組合組成了一個信號分壓器。電阻920上面的信號被送到運算放大器918(ICI-1)的正輸入端。運算放大器918連接成差分放大器的形式，在那里從右通道信息中提取出組合左通道信息。
39K的電阻923從運算放大器918的輸出端連接到另一個39K的電阻924上，后者又連接到差分運算放大器925的輸入端上。運算放大器925是MC3403集成電路塊的1/4。
在運算放大器918輸出端形成的信號先通過電阻923，再通過電阻924被送到運算放大器925(IC1-3)的正輸入端上。
一個0.01μF的電容927(C02)的一端連接在電阻923和924之間，另一端連接在運算放大器925的輸出端。0.001μF的電容928(C03)的一端連接在運算放大器925的正輸入端，另一端接地。電阻923、924和電容927、928以及運算放大器925(IC1-3)的組合形成了一個低通濾波器單元，用來分離出玩偶或裝置的聲音信號。因此，在運算放大器925的第7腳上的輸出便是裝置或玩偶的聲音信號。
運算放大器925的輸出被送到一個現(xiàn)成設(shè)計好的49MHz的發(fā)送機930上。其結(jié)果是，玩偶的聲音信號已被挑選出來，并被加到發(fā)送機上，以便以聲頻信號的形式再發(fā)送給運動裝置。
在組合左通道輸入端912上，電阻932(R8)取出來自差分放大器925(IC1-1)的合成信號，并把它耦合到運算放大器934(IC1-2)的正輸入端，該放大器是MC3403四運算放大器集成塊的另一個1/4。一個0.001μF的電容935(C5)連接在電阻932與正輸入端之間，用作施加在正輸入端的信號的退耦電容。0.001μF的電容933(C4)從運算放大器934的輸出端連接到電阻932上。100K的電阻936(R9)從運算放大器的輸出端連接到其正輸入端上形成反饋回路，以確定運算放大器的增益。
一個680歐姆的電阻937(R10)從電阻932連接到10K的電阻938(R11)上，這后一連結(jié)點與1/2V+相連接，電阻938的另一端連接在地線上，該電阻上還并聯(lián)了一個0.22μF的電容939(C6)，后者是1/2V+的濾波器。具有參考電平1/2V+的電阻937、938的結(jié)合點連接到運算放大器934的反相輸入端上。10K電阻941(R12)的一端連接在運算放大器的反相輸入端，另一端是一個測試點，用于帶通濾波器的調(diào)試。
0.0047μF的電容942(C7)對所得到的輸出退耦，并把信號送到4046鎖相環(huán)解碼器950的PCAin腳943中。鎖相環(huán)解碼器950有一個齊納穩(wěn)壓電源。1K電阻946(R13)是鎖相環(huán)解碼器950的齊納穩(wěn)壓電源的降壓電阻。0.001μF的電容947(C9)連接在鎖相環(huán)脈沖解調(diào)器950的第6腳和第7腳之間，用作VCO的定時電容。
270K的電阻951(R14)從鎖相環(huán)脈沖解碼器950的4046集成電路949的第11腳連接到地線上。100K的調(diào)節(jié)電位器952(R15)的一端連接在集成電路949的第12腳，另一端經(jīng)過一個串連的電阻(47K)953(R16)接地。電阻951、電位器952和電阻953的組合設(shè)定了VCO自由工作時的輸出頻率和對稱性。10K的電阻954(R17)從集成電路949的第10腳連接到地線上，用作差分信號輸出的下拉電阻，該差分信號輸出就是20KHz載波的解調(diào)輸出。在集成電路949的第10腳上得到的輸出信號就是去掉了20KHz載波的原始運動數(shù)據(jù)系列。
15K的電阻955(R18)的一端連接在集成電路949的第2腳，即PC1輸出上，另一端通過一個0.01μF的電容956(C10)接地。集成電路949的第9腳連接到電阻955與電容956的連結(jié)點上。電阻955和電容956形成了一個鎖定濾波器回路。
集成電路949的第10腳處的輸出連接到運算放大器960的反相輸入端，該運算放大器是四運算放大器芯片的又一個獨立的1/4。100K的電阻961和68K的電阻962連接在運算放大器960的反相輸入端與正輸入端之間。電阻961、962的組合傳送了IC1-4的正輸入。1M的電阻963從運算放大器960的正輸入端連接到運算放大器960的輸出端，設(shè)定了運算放大器960的增益。330K的電阻964(R21)和0.47μF的電容965(C11)并聯(lián)在一起，它們的一端接到電阻961、962的連結(jié)點上，另一端接地。
10K電阻966(R22)從運算放大器960的輸出端連接到晶體管968(Q1)的基極上，為晶體管968(Q1)形成基極驅(qū)動。10K的電阻967(R23)使晶體管968(Q1)反向偏置。1K的電阻969(R24)從晶體管968的集電極連接到6V電源上，用作電平提升饋送電阻。晶體管968的發(fā)射極是接地的。在晶體管968的集電極上形成的開關(guān)脈沖與原始的運動代碼序列是等價的，它然后被送到現(xiàn)成的27MHz發(fā)送器970中。
運算放大器934(IC1-2)有標號為12、13、14的三個腳，含有電容933、935、939和電阻936、937、938的組合網(wǎng)絡(luò)形成了20KHz的帶通濾波器，它用來分離出20KHz的載波，使得運算放大器934在第14腳上的輸出成為從聲頻信息中分離出來的20KHz運動信號載波，得到了代表運動載波和運動信息信號的信號。
在鎖相環(huán)脈沖解碼器電路中，運動載波和運動信號信息被從載波中分離出來，并施加到運算放大器960的比較電路上。運算放大器960起著平均值積分器的作用。它從鎖相環(huán)脈沖解碼器電路950的集成電路949的第10腳上取出結(jié)果脈沖，并在比較器中對它們積分，形成基本上與原始運動代碼相同的輸出脈沖。晶體管968驅(qū)動后隨的現(xiàn)成的27MHz發(fā)送器。
在操作時，加強節(jié)目是在廣播之前，或者在制作視聲材料之前建立起來的。有聲活動裝置的控制信號被采樣，然后被計算機730定義成有聲活動裝置14的特定動作和諸如持續(xù)時間和振幅等的特性參數(shù)。為了精確地并有創(chuàng)造性地去加入到同時同步的節(jié)目中去，在制作節(jié)目時把一個有聲活動裝置連接在混合器上，以便使動作能夠反饋給節(jié)目制作人，這些動作是通過對采樣鍵盤720進行按鍵操作而記錄下來的。還有，例如來自盒帶760的已有的節(jié)目也同時播演出來，以便給為有聲活動裝置制作加強節(jié)目的人提供視聲反饋。然后，裝置聲音信號和用鍵盤720制作出來的控制信號一起記錄到終端VCR的盒帶761上。
然后，終端盒帶761被加到圖1所示的電視發(fā)送器16上，信號從那里被廣播或被電纜或其它電視傳送系統(tǒng)所輸送。遠處的電視機24接收這些節(jié)目。節(jié)目中的普通視聲部分象通常那樣地被接收，并顯示在電視機上以及可以從電視機的揚聲器中聽到。然而，電視機24或其它立體聲聲頻解調(diào)器的立體聲聲頻輸出卻提供了第一和第二聲頻信號，在這些信號中含有裝置聲音信號和運動聲頻信號。這些信號被送到一個解碼器/發(fā)送器之中，在那里裝置聲音信號和運動信號被分離開來。在分離之后，裝置聲音信號和運動信號在當?shù)乇话l(fā)射(典型地說，發(fā)射系統(tǒng)是靠近電視機或電纜盒的)到在空間上分開的，靠近觀眾的位置處，有聲活動裝置就放在那里。
典型地說，有聲活動裝置(雖然它不一定是一個活動的玩偶或有毛的動物)接收當?shù)匕l(fā)射的裝置聲音信號和運動信號。運動信號被進一步解碼以加到有聲活動裝置的電機上去，引起有聲活動裝置的運動。聲音信號則被解調(diào)并加到有聲活動裝置中的揚聲器上。其結(jié)果是，除了出現(xiàn)在電視屏幕上和電視機揚聲器上的節(jié)目之外，在這同時有聲活動裝置還實時地、與上述節(jié)目同步地做著動作、說著話并且發(fā)出聲音。
因為角色發(fā)出的聲音源自演員和發(fā)聲特征專家，并且這聲音是基本上完全以它們原來的質(zhì)量而且又以與常規(guī)節(jié)目完全同步的方式從遠處接收到的，所以節(jié)目的整體便得以再現(xiàn)，這種再現(xiàn)能夠體現(xiàn)出節(jié)目作者原來所期望的并且由演員表演出來的細微而重要的抑揚頓挫、音量、音調(diào)、時機、情感和力度，這樣便給節(jié)目以一種完全不同的透視感和空間感。
應(yīng)該認識到，其它的電視傳送系統(tǒng)也能夠用于本發(fā)明?？梢允褂酶鞣N發(fā)射頻率。VCR放像系統(tǒng)或者類似的放像系統(tǒng)，例如激光視盤或其它系統(tǒng)，可以代替本發(fā)明中的前端或電視發(fā)送器。因此，視頻信號、聲頻信號和運動信號可以不是由遠距離廣播來產(chǎn)生，而是由當?shù)貋懋a(chǎn)生，例如在用戶的家中產(chǎn)生，這些信號可以在當?shù)貜泥徑诤惺椒畔駲C或其它視聲放演設(shè)備的地方直接向有聲活動裝置播送。當?shù)匕l(fā)送還可用諸如紅外輻射或超聲波這樣的裝置來代替電磁波發(fā)送。
雖然前面都是借助一些特定的形式來描述本發(fā)明的，但是可以理解，在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)還可能做出各種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種用來在遠離的有聲活動裝置中提供與節(jié)目實時同時同步的聲音和運動的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)，有聲活動裝置的類型是能夠響應(yīng)于運動信號而活動，能夠響應(yīng)于聲音信號而發(fā)聲，該系統(tǒng)包括以與視聲節(jié)目信號實時同時同步，然而有別于視聲節(jié)目信號的方式，產(chǎn)生裝置的驅(qū)動聲音和運動復(fù)合信號的設(shè)備；把裝置的驅(qū)動復(fù)合信號發(fā)送到該復(fù)合信號被有聲活動裝置所利用的地點，同時保持與視聲節(jié)目信號的實時同時同步關(guān)系的設(shè)備；以及接收所發(fā)送的復(fù)合信號，并把從系統(tǒng)聲音和運動復(fù)合信號解碼出來的復(fù)合信號加到有聲活動裝置上，以引起有聲活動裝置與節(jié)目實時同時同步地發(fā)聲和運動的設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)明，其中的裝置驅(qū)動聲音和運動復(fù)合信號的產(chǎn)生設(shè)備包括用來給有聲活動裝置產(chǎn)生與節(jié)目同步的運動信號的采樣鍵盤設(shè)備，該采樣鍵盤設(shè)備能響應(yīng)于與有聲活動裝置相兼容的代碼信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)明，其中裝置驅(qū)動復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備包括能把可被有聲活動裝置響應(yīng)的聲音信號加載到立體聲電視信號的第二聲頻通道上去的設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)明，其中復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備包括能把可被有聲活動裝置響應(yīng)的運動信號加載到立體聲電視信號第二聲頻通道上去的設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)明，它包括一個能提供第一和第二通道的電視立體聲信號的立體聲電視解調(diào)器設(shè)備以及能對第一和第二立體聲頻信號進行解碼以獲得用于有聲活動裝置的裝置聲音信號和運動信號的設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)明，它包括具有能提供第一和第二立體聲頻信號的立體聲頻輸出設(shè)備的立體聲電視解調(diào)器設(shè)備;能響應(yīng)于電視機的聲頻輸出設(shè)備，以獲得分開的裝置聲音信號和運動信號的聲頻解調(diào)器和分離器設(shè)備;以及把分開的裝置聲音信號和運動信號加到發(fā)送器設(shè)備上去的設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)明，其中的發(fā)送器設(shè)備包括以49MHz的載波發(fā)送裝置聲音信號的設(shè)備;以及以27MHz的載波信號發(fā)送運動信號的設(shè)備;以及其中的接收器設(shè)備包括在有聲活動裝置上接收和解調(diào)裝置聲音信號的設(shè)備;以及接收和解調(diào)運動代碼并把它加到活動裝置上去的設(shè)備，該活動裝置是可以發(fā)聲的，并且與視聲裝置的節(jié)目實時同時同步地發(fā)出聲音。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)明，其中發(fā)送器設(shè)備包括一個含有第一和第二立體聲輸入端以及能把裝置聲音信號加到一個立體聲輸入端而把運動信號加到第二個立體聲輸入端的設(shè)備的低功率調(diào)頻廣播頻段的立體聲發(fā)送器;以及其中的接收器設(shè)備包括用來在有聲活動裝置上接收和解調(diào)裝置聲音信號和運動信號的調(diào)頻廣播頻段的接收器設(shè)備。
9.一種用來與電視廣播系統(tǒng)作聯(lián)系的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂信號發(fā)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)用來向位在遠處的運動裝置提供與節(jié)目實時同時同步的發(fā)聲-運動動作，它包括產(chǎn)生與視聲節(jié)目信號實時同時同步的裝置驅(qū)動聲音和運動復(fù)合信號的設(shè)備;把裝置驅(qū)動復(fù)合信號與節(jié)目信號同步地加到電視廣播系統(tǒng)的聲頻通道上去的設(shè)備;在遠離廣播系統(tǒng)并且靠近然而離開有聲活動裝置的地方接收發(fā)送來的裝置驅(qū)動復(fù)合信號和視聲節(jié)目信號的設(shè)備;把裝置聲音和運動信號從視聲節(jié)目信號中分離出來的設(shè)備;把裝置聲音和運動信號傳送到位在靠近當?shù)匕l(fā)送設(shè)備然而與之分開的有聲活動裝置上去的當?shù)匕l(fā)送設(shè)備;以及接收來自當?shù)匕l(fā)送設(shè)備的、準備加到有聲活動裝置上去的聲音和運動信號的當?shù)亟邮赵O(shè)備;由此可以使有聲活動裝置能夠與視聲節(jié)目實時同時同步地說話和發(fā)聲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，其中的裝置驅(qū)動復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備包括一個用來產(chǎn)生與視聲節(jié)目信號同步的運動序列代碼的采樣鍵盤。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，它包括一個帶有多個電機以便在對多種代碼信號作出響應(yīng)時能夠表演多種動作，以及帶有一個揚聲器以便從有聲活動裝置發(fā)出可聽到的聲音的有聲活動裝置;用來對來自當?shù)匕l(fā)送設(shè)備的運動信號解碼并用來提供使活動裝置在響應(yīng)于運動信號時能引起活動裝置運動的設(shè)備的設(shè)備;以及把分離出的聲音信號傳送到活動裝置去的設(shè)備。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，其中的裝置驅(qū)動復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備有一個聲頻輸出，復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備的聲頻輸出是連接到電視廣播系統(tǒng)的第二立體聲聲頻通道上的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，其中的裝置驅(qū)動復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備有一個運動數(shù)據(jù)輸出，復(fù)合信號產(chǎn)生設(shè)備的運動輸出是連接到電視廣播系統(tǒng)的第二立體聲聲頻通道上的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)明，其中裝置驅(qū)動信號產(chǎn)生設(shè)備包括一個運動代碼發(fā)生器編碼器;一個頻率在12至20kHz之間、連接到運動代碼發(fā)生器編碼器上的調(diào)制器;連接在調(diào)制器上的能夠提供移相180°的運動信號的設(shè)備;能響應(yīng)于裝置聲音信號以提供移相180°的裝置聲音信號的設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)明，其中包括用來產(chǎn)生包含有原始節(jié)目聲頻信號、活動裝置聲音信號和運動信號的第一通道聲頻組合立體聲信號的設(shè)備;以及用來產(chǎn)生包含有移相180°的裝置聲音信號和移相180°的運動信號的第二通道立體聲信號的設(shè)備;以及在響應(yīng)于第一通道立體聲信號和第二通道立體聲信號時能夠給出準備由電視廣播系統(tǒng)發(fā)送的組合立體聲信號的設(shè)備。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)明，它包括把聲音和運動裝置信號從聲頻節(jié)目信號中分離出來的解碼器設(shè)備，還包括能產(chǎn)生一個響應(yīng)于第一和第二聲頻通道差值信號的求差設(shè)備;能響應(yīng)于求差設(shè)備以把聲頻信號傳送到發(fā)送器去的低通濾波器設(shè)備;用來把運動信號從12kHz至20kHz的載波中分離出來的鎖相環(huán)解碼器設(shè)備。
17.在響應(yīng)于與視聲節(jié)目信號同步的聲音和運動復(fù)合信號時能提供與節(jié)目同步的聲音-運動動作的互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)，包括用來獲得代表包含有裝置聲音和運動信號的第一和第二立體聲聲頻通道的電視聲頻信號的解調(diào)設(shè)備;用來把代表裝置聲音和運動信號的復(fù)合信號發(fā)送到鄰近的然而在空間上分開的地點的設(shè)備，在該地點復(fù)合信號最終被活動裝置所使用，并且保持了與視聲節(jié)目信號的同步性;以及在鄰近然而分開的地點接收被發(fā)送來的復(fù)合信號的設(shè)備，在那里作為對系統(tǒng)的聲音和運動復(fù)合信號的響應(yīng)，提供了一個解碼后的復(fù)合信號，以便使遠離發(fā)送器設(shè)備的裝置與節(jié)目同步地發(fā)聲和運動。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)明，它包括一個有聲活動裝置，該裝置能響應(yīng)于運動信號以引起裝置與視聲節(jié)目實時同時同步地運動，該裝置也能響應(yīng)于聲音信號，有聲活動裝置是和接收設(shè)備連接在一起的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)明，其中的有聲活動裝置包括一個含有能把聲音傳送到揚聲器上，并把控制數(shù)據(jù)信號傳送到有聲活動裝置上，以引起各種運動的磁帶放音頭設(shè)備的盒式放音機;把運動信號和裝置聲頻信號通過有聲活動裝置的盒式放音機傳送到裝置上去的模式盒式適配器設(shè)備，模式盒式適配器設(shè)備連接得能夠和有聲活動裝置的盒式放音機相協(xié)調(diào)地工作;模式適配器設(shè)備連接到接收器設(shè)備上，以接收聲音和運動信號并把聲音和運動信號傳送到裝置上去，模式盒式適配器設(shè)備含有磁頭設(shè)備，把聲音和運動信號耦合到有聲活動裝置的盒式放音機的放音頭設(shè)備上;以及把從接收器設(shè)備上得到的信號傳送到現(xiàn)成的聲頻盒式放音機的磁頭設(shè)備上的設(shè)備。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)明，它包括能響應(yīng)于立體聲通道并給出分開的裝置聲音信號和運動信號的聲頻解調(diào)器的分離器設(shè)備;把裝置聲音信號加到發(fā)送設(shè)備上去的設(shè)備;以及解調(diào)運動信號并把解調(diào)后的運動信號加到發(fā)送設(shè)備上去的設(shè)備。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)明，其中的發(fā)送設(shè)備包括把裝置聲音信號送到鄰近地點去的49MHz載波發(fā)送設(shè)備;以及把運動信號送到鄰近地點去的27MHz發(fā)送設(shè)備;在那里使用了遙控射頻發(fā)送器來把運動和裝置聲音信號送到有聲活動裝置上。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)明，其中的接收設(shè)備包括一個用來接收來自鄰近的裝置聲音信號的49MHz接收設(shè)備和一個用來接收來自鄰近的運動信號的27MHz接收設(shè)備。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)明，其中發(fā)送設(shè)備包括一個載波頻率范圍為88至108MHz的低功率廣播頻段調(diào)頻立體聲發(fā)送器，該調(diào)頻立體聲發(fā)送器有分開的第一和第二聲頻輸入通道;裝置聲音信號被加到調(diào)頻立體聲發(fā)送器的第一通道上;運動信號被加到調(diào)頻立體聲發(fā)送器的第二通道上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)明，它包括用來接收裝置聲音和運動信號的調(diào)頻立體聲接收設(shè)備，該調(diào)頻立體聲接收設(shè)備含有把第一立體聲通道分離出來并把來自第一立體聲通道的信號耦合到有聲活動裝置的揚聲器上的設(shè)備，以及能分離出第二立體聲通道，并對來自第二立體聲通道的信號解碼，再把確定后的運動信號加到有聲活動裝置中的電機驅(qū)動器上去的設(shè)備。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的發(fā)明，它包括用來獲得代表第一和第二立體聲通道信號之差的信號的差值信號設(shè)備;用來分離出裝置聲音信號的濾波器設(shè)備，該濾波器設(shè)備連接到差值信號設(shè)備上;用來從運動信號載波中分離出運動信號的帶通設(shè)備;用來從運動信號上除掉載波的鎖相環(huán)脈沖解碼器設(shè)備，該鎖相環(huán)脈沖解碼器設(shè)備連接在帶通設(shè)備上;以及用來產(chǎn)生可以與代碼運動信號系列相比的信號系列的積分器設(shè)備，該信號系列能引起有聲活動裝置的特定動作。
26.一種用來產(chǎn)生與視聲節(jié)目信號同步但有別于視聲節(jié)目信號的分開的聲音和運動復(fù)合信號的編碼系統(tǒng)，該復(fù)合信號是在互有聯(lián)系的有聲活動娛樂系統(tǒng)中用來為遠處的發(fā)聲裝置提供與節(jié)目同步的發(fā)聲-運動動作的，該編碼系統(tǒng)包括用來為活動裝置產(chǎn)生與節(jié)目實時同時同步的運動信號的采樣鍵盤設(shè)備，該采樣鍵盤設(shè)備能響應(yīng)于與發(fā)聲裝置兼容的源代碼輸入，該采樣鍵盤設(shè)備含有一個具有用來接收采樣源信號的輸入端的電子音樂鍵盤，并且該鍵盤能響應(yīng)于源代碼輸入;一個具有多個聲頻輸出端的視聲節(jié)目源;以及用來接收來自視聲節(jié)目源的聲頻輸出端上的視聲節(jié)目的常規(guī)聲頻信號，和用于有聲活動裝置的裝置聲音信號，以及響應(yīng)于采樣鍵盤的運動信息代碼的混合器設(shè)備，該混合器設(shè)備連接到視聲節(jié)目源，采樣鍵盤，和用來產(chǎn)生復(fù)合第一和第二聲頻通道代碼的混合器設(shè)備上，其中第一聲頻通道代碼含有運動和裝置聲音代碼。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)明，它包括一個含有多個電機以便在響應(yīng)于多種代碼信號時表演出多種動作，和一個揚聲器以便能從有聲活動裝置中發(fā)出聲音的有聲活動裝置，該有聲活動裝置連接到混合器設(shè)備上，以便在響應(yīng)于采樣鍵盤上的按鍵操作時使得有聲活動裝置能夠運動，于是操作鍵盤設(shè)備的節(jié)目制作人在制作過程中能得到視覺的和聽覺的反饋。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)明，它包括一個把混合器設(shè)備連接到采樣鍵盤上去的樂器接口;以及用來使鍵盤設(shè)備能夠把一些特定的按鍵定義成與活動裝置的特定動作有關(guān)的信號和運動的持續(xù)時間信號的計算機設(shè)備，該計算機設(shè)備同基于MIDI的接口連接到采樣鍵盤上。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)明，它包括連接在混合器設(shè)備上的編碼器設(shè)備，該編碼器設(shè)備包括用來提供攜帶有等價于常規(guī)節(jié)目聲頻信號、裝置聲音信號和調(diào)制后的運動數(shù)據(jù)信號的組合的信號分量的第一組合聲頻信號的設(shè)備;以及用來提供攜帶有等價于移相180°的裝置聲音信號和移相180°的調(diào)制后的運動數(shù)據(jù)信號的組合的信號分量的第二組合聲頻信號的設(shè)備。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)明，它包括用來在其輸出端上獲得等價于視聲聲頻信號的第一運算放大器設(shè)備;加在輸出端處用來接收視聲聲頻信號的第一負載設(shè)備;用來在其輸出端上產(chǎn)生等價于裝置聲音信號的信號的第二運算放大器設(shè)備;加在輸出端處用來接收裝置聲音信號的第二負載設(shè)備;用來以一個載頻來調(diào)制運動信息信號的設(shè)備;加在運動信息信號輸出端處用來接收調(diào)制后的運動信息信號的第三負載設(shè)備;用來產(chǎn)生代表組合信號的第三運算放大器設(shè)備;把代表聲頻裝置信號和調(diào)制后的運動信息信號的信號加到第三運算放大器設(shè)備的反相輸入端的設(shè)備。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)明，其中的混合器設(shè)備包括能夠利用視聲節(jié)目源的多個聲頻輸出，通過樂器接口設(shè)備把輸出轉(zhuǎn)送到采樣鍵盤，以及通過樂器接口設(shè)備接收采樣鍵盤的輸出，以及提供已分離開的視聲聲頻信號、裝置聲音信號和運動動作信號的設(shè)備。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的發(fā)明，它包括通過樂器接口與采樣鍵盤設(shè)備相連接的計算機相互作用控制設(shè)備。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的發(fā)明，其中的調(diào)制設(shè)備包括用來調(diào)制脈沖代碼調(diào)制設(shè)備的設(shè)備;用來把載波信號和設(shè)備當?shù)匦盘栂嘟Y(jié)合的設(shè)備，其中最后要被活動裝置使用的復(fù)合信號保持了與視聲節(jié)目信號的同步性;以及用來在遠處接收發(fā)送來的復(fù)合信號的設(shè)備，在那里，響應(yīng)于系統(tǒng)聲音和運動復(fù)合信號的解碼后的復(fù)合信號用來引起遠離于發(fā)送器設(shè)備的一個裝置與節(jié)目同步地發(fā)聲和運動。
34.一種用來遙控有聲活動裝置，使之與在離開裝置近處所顯示的視聲節(jié)目相同步的方法，它包括以下步驟產(chǎn)生一個含有與視聲節(jié)目信號相同步的裝置聲音信號和裝置運動信號的等效信號的復(fù)合信號，該視聲節(jié)目信號既含有視頻分量也含有聲頻分量;發(fā)送一個同時含有視聲信號的視頻和聲頻節(jié)目分量的電視信號，該聲頻節(jié)目分量包括兩個通道的立體聲信號，該立體聲信號包括帶有遠處的活動裝置的運動信號信息;在遠處接收廣播電視信號;在遠處使視聲節(jié)目顯示和發(fā)聲;在當?shù)匕崖曇粜盘柡瓦\動信號發(fā)送到近處分開的地點;在近處分開的地點接收裝置聲音信號和運動信號，而遠處在顯示視聲節(jié)目;把運動和聲音信號加到活動裝置上;使裝置響應(yīng)于運動信號而運動，響應(yīng)于聲音信號而發(fā)聲，因此活動裝置與正在顯示的視聲節(jié)目實時同時同步地運動和發(fā)聲。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中的當?shù)匕l(fā)送步驟包括用第一無線電控制頻率來發(fā)送運動信號，用第二無線電控制頻率來發(fā)送聲音裝置信號的步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中的第一無線電控制頻率是49MHz，第二無線電控制頻率是27MHz。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中的當?shù)匕l(fā)送步驟包括用頻率范圍在88MHz至108MHz的調(diào)頻立體聲廣播信號的分開的聲頻通道來發(fā)送運動信號和裝置聲音信號。
38.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中產(chǎn)生復(fù)合信號的步驟包括以下步驟調(diào)制運動代碼以獲得調(diào)制后的運動信號;產(chǎn)生一個代表移相180°的調(diào)制后的信號的信號;產(chǎn)生一個代表移相180°的聲音信號的信號;產(chǎn)生一個代表常規(guī)電視聲頻信號、裝置聲音信號以及調(diào)制后的運動信號的組合的第一立體聲電視廣播信號;產(chǎn)生一個分開的、代表都移相了180°的裝置聲音信號和運動數(shù)據(jù)信號的第二廣播信號;以及把第一和第二廣播信號加到電視廣播發(fā)送系統(tǒng)上。
39.產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)以便與有關(guān)的視聲節(jié)目實時同時同步地去驅(qū)動遠處的裝置的方法，它包括以下步驟對運動裝置代碼源采樣;把源節(jié)目通過樂器接口加到采樣鍵盤上;對采樣鍵盤的按鍵定義活動裝置各種動作;以及產(chǎn)生代表以與有關(guān)視聲節(jié)目同步的方式來驅(qū)動遠處的裝置的代碼的系列代碼。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的發(fā)明，它包括以下步驟調(diào)制系列代碼以獲得調(diào)制后的運動信號;產(chǎn)生一個代表移相180°的調(diào)制后的運動信號的信號;產(chǎn)生一個代表移相180°的聲音信號的信號;產(chǎn)生一個代表常規(guī)電視聲頻信號、裝置聲音信號和調(diào)制后的運動信號的組合的第一通道聲頻復(fù)合信號，以及產(chǎn)生一個代表都移相了180°的裝置聲音信號和運動數(shù)據(jù)信號的第二通道聲頻復(fù)合信號。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的發(fā)明，它包括以下步驟把第一和第二通道信號和已有的節(jié)目信號一起加到記錄設(shè)備的第一和第二聲頻通道輸入端上，由此產(chǎn)生帶有裝置聲音和運動代碼的加強節(jié)目信號。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的發(fā)明，它包括以下步驟在電視廣播發(fā)送的第一和第二立體聲信號分量上廣播第一和第二通道信號。
全文摘要
向不與電視屏幕在一起的活動有聲玩具提供與節(jié)目同步的聲音和控制數(shù)據(jù)，使節(jié)目觀看人能與裝置相互作用，從而和節(jié)目發(fā)生聯(lián)系。該系統(tǒng)包括以與視聲節(jié)目信號實時同時同步產(chǎn)生裝置的驅(qū)動聲音和運動復(fù)合信號的設(shè)備；把裝置的驅(qū)動復(fù)合信號發(fā)送到該復(fù)合信號被有聲活動裝置所利用的地點的設(shè)備；以及接收發(fā)送的復(fù)合信號，并把從系統(tǒng)聲音和運動復(fù)合信號解碼出來的復(fù)合信號加到有聲活動裝置上，以引起裝置與節(jié)目實時同時同步地發(fā)聲和運動的設(shè)備。
文檔編號H04N7/16GK1053722SQ9110019
公開日1991年8月7日 申請日期1991年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月17日
發(fā)明者邁克爾B·阿爾達瓦, 黑曾L·麥金太爾 申請人:德魯默集團公司