DE2652564A1 - Tragbare einschlaeferungsvorrichtung - Google Patents

Tragbare einschlaeferungsvorrichtung

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DE2652564A1
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Scott D Goldman
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Description

GVB/AR/30.087
den 15. November 1976
SOLITRON DBVICES, Inc.
256 Oak Tree Road,
TAPPAN, NEW YORK 10983
"Tragbare Einschlaferungsvorrichtung".
Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare EinschläferungsYorrichtung oder dergleichen.
In der heutigen regsamen und rührigen Gesellschaft stellt jetzt lärm bzw. Geräusch eine allgemeine schwierige Frage. Dies wird am meisten empfunden bzw. verspürt, wenn jemand versucht einzuschlafen. Durch das Bestreben zur Förderung des Schlafes hat sich die Verwendung von Schlafmitteln weit verbreitet. Jedoch ist es gut bekannt, dass diese Lösung zu der Frage oft eine physische und psychologische Nebenwirkung bzw. Begleiterscheinung erzeugt.
Aus diesem Grund hat man frühzeitig es für zwedcmässig bzw. vorteilhaft betrachtet, Schlaft durch physikalische Verfahren hervorzurufen. Ein derartiges frühzeitig in Betracht gezogenes Verfahren bestand in der Verwendung von Elektroden zur Anlegung von Rechteckimpulsen. Eine andere Verfahrensentwickliing bestand
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in der Schaffung einer schlafbefordernden bzw. hypnotischen Wirkung mittels Lichter, d.h. durch abwechselndes Verdunkeln bzw. Abblenden und Erhellen einer Lichtquelle. Neulich hat man erkannt, dass ein als Brummen bzw. Summen (aus Mangel eines besser beschreibenden Wortes) ausgesandtes weisses Rauschen foil ig wirksam als Einschlaferungsmittel sein kann. Zweck der Erfindung ist also die Verbesserung eines derartigen schmerzlindernden Geräuscherzeugers.
Die Erfindung schafft eine tragbare Vorrichtung zur Unterstützung des Hervorrufens eines natürlichen Schlafes.
Wie oben angedeutet betrifft diese Erfindung die Verbesserung von Mitteln zur Erzeugung von schmerzlinderndem Geräusch. Insbesondere besteht die Verrollkommenung in der Verwendung von schwachem Strom entnehmenden bzw. abnehmenden oder verbrauchenden Halbleitermitteln in gedrungener Packung,um dadurch die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit einer Energiequelle für die Vorrichtung zu verlängern.
Im einzelnen besteht der Zweck der Erfindung in der Schaffung eines transistorisierten bzw. transistorbestückten Zener-Mittlls in Verbindung «It einer Schaltung von MOS-Transistoren vom Anreicherungstyp, welche s über einen durch Dioden gesteuerten Villfach- und Einzelzusckaltungsanschluss der Ener·* giequelle betitigt wird, wobei die Dioden eine Quellenenergieentnahme von einer der Mehrfachstromsammlerbatterien zu der anderen verhindern.
Noch ein anderer Zweck dieser Erfindung besteht in der Schaffung eines eine Stromquelle bildenden Strvmsammlers für tragbare Vorrichtungen der eingangs genannten Bauart, welcher eine Mehrzahl von Stromsammlern bzw. Batterien aufweist, die zur selbsttätigen Auswahl der am stärksten geladenen Batterie und zum selbstständigen Schutz der an diesen angeschlossenen Schaltungsanordnung durch Mittel verbunden sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden
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Zeichnungen erläutert, welche eine zur Zeit bevorzugte erfindungsgemässe Ausführung nur beispielsweise darstellen.
Es zeigen:
- Figur 1 eine isometrische Ansicht des erfindungsgemäss gebauten, eine Baueinheit bildenden tragbaren Einschläferungsgerätes;
- Figur 2 eine Draufsicht der in dem auf Figur 1 dargestellten Gehäuse untergebrachten inneren Schaltungsanordnung;
- Figur 3 ein Schaltbild der ein schmerzlinderndes Geräusch erzeugenden Schaltung nach Figur 2; und
- Figur 4 ein Schaltbild eines Teiles der auf Figur 3 veranschaulichten Schaltung, welches den inneren Gliederungsaufbau bzw. die innere Gestaltung und Zusammensetzung des die integrierte Schaltung aufweisenden HalbleiterplSttchens bzw. Chips desselben mit mehr Einzelheiten zeigt.
In Bezug insbesondere auf Figur 1 wird dort ein Gehäuse 20 mit einem Untergestell 22 und einem Deckel 24 gezeigt. Der Deckel 24 bildet auf einer Seite eine taschenförmige Vertiefung bzw. einen Hohlraum 26 zur Unterbringung bzw. Aufnahme eines Lautsprechers 28 und einer Lautsprecherzuleitungsschnur 30. Der Deckel weist ebenfalls einen Klangregelungs- bzw.-aussteuerungsknopf 32 und eine Lautstärkeregelung 34, welche von der Vorderseite hervorspringen. Bei dem gezeigten AusfOhrungsbeispiel ist der Deckel 24 an das Untergestell 22 über eine Randleiste bzw. Bordkante oder einen Flansch 36 befestigt.
Wie auf Figur 2 veranschaulich^ besitzt das Untergestell 22 eine Mehrheit bzw. Anzahl von Klemmfedern 38 zur Anbringung bzw. zum Einbau von Stromsammlerbatterien 40 und 42. Es ist darauf hinzuweisen, dass obwohl nur zwei StromsamBlerbatterien dargestellt sind, eine grossere Anzahl von denen als Vorkehrung oder Massnahme zur Gewährleistung einer zusätzlichen Sicherheit gegen Ausfall bzw. Störung und einer verlängerten Lebensdauer verwendet wirden könnte, wie dies nachstehend beschrieben wird. Die dargestellten Stromsammlerbatterien sind von der herkömmlichen neun-VoltsBauart, welche den transistorisierten
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Rundfunkgeräten gemein ist, mit Abschlusskappesteckverbindern bzw. -anschlussklemmen 44 und 46 für Verbindungsleitungen 50, 52 und 54, 56.
Der Deckel 24 besitzt Eingangsanschlüsse 58, 60 und 62 zur Bildung eines gemeinsamen Erdanschlusses wie bei 58 und getrennte positive Eingänge wie bei 60 und 62 zu einer mit dem Deckel 24 vereinigten bzw. verklebten gedruckten Schaltplatte 64 mit ihren aus der hervorstehenden getrennten Bestandteilen bzw. Schaltelementen zum Zweck einer leichteren Betriebswartung ohne der Notwendigkeit des Abbaues der Platte 64.
Insbesondere sind an der Platte 64 ein PNP-Transistor 66, Germanium-Dioden 68 und 70, Kondensatoren 72,73,74,75,76,77, 78,80 und 82 und Widerstände 84,86 und 88 angeordnet bzw. angebracht. Der Deckel trägt einen Schalter 91 und einen Potentiometer bzw. Spannungsteiler oder Spannungsregler 92 unter bzw. hinter der die Knöpfe 32 und 34 tragenden Seitenwandung. Die Baueinheit wird durch ein eine integrierte Schaltung tragendes Halbleiterplättchen 96 ergänzt.
Die Dioden 68 und 70 verhindern nicht nur eine Stromentnahme aus irgend einer Stramsammlerbatterie durch eine andere sondern wirken auch,um zu verhindern, dass die umgekehrte Schaltung der Stromsammlerbatterien die durch diese mit Energie versorgte Schaltungsanordnung beeinträchtigt.
Die Art und Weise, in welcher die Stromsammlerbatterien und die obengenannten getrennten Vorrichtungen über eine gedrukkte Schaltplatte 64 verbunden sind, wird besser auf Figur 3 gezeigt. Wie dort ersichtlicht, besitzt das eine integrierte Schaltung aufweisende Halbleiterplättchen, welches der Bauart SOLITRON CM 4007 ist, vierzehn Anschlusspunkte bzw. -stellen, die als Stifte 1 bis 14 bezeichnet werden und deren Eingang Stift 6 und deren Ausgang Stift 12 ist. Dies ist insbesondere auf Figur 4 veranschaulicht,gemäss welcher das Halbleiterplättchen bzw. der sogenannte Chip drei N-Kanal- und drei P-Kanal-MOS-Transistoren vom Anreicherungstyp zwischen den
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Stiften 6 und 12 aufweist, welche in Reihenschaltung durch die Kondensatoren 78 und 82 verbunden sind, wobei jeder eines Satzes über eine die Widerstände 89, 86 und 88 aufweisende Nebenrückkopplungsschleife geschaltet ist, um somit die integrierte Schaltung im Linearbetrieb elektrisch vorzuspannen. Ausserdem ist eine aus dem Widerstand 84 und dem Kondensator 80 bestehende Hauptrückkopplungsschaltung zwischen den zwei ersten vorgesehen, um Hochfrequenzrausch auszuschalten und eine grössere Leistung in dem Tonfrequenzbereich bzw. NLederfrequenzband zu ermöglichen.
Die Schaltung gemäss Figur 3 zeigt also, in welcher Weise die Dioden 68 und 70 an die positiven Ausgänge der Stromsammlerbatterien 40 und 42 angeschlossen sind. Die Ausgänge dieser Dioden sind am Schalter 98 zusammengefügt bzw. -geschaltet, welcher zusammen mit dem Potentiometer 92 einen Bestandteil der Lautstärkeregelung über die Betätigung des Knopfes 34 bildet. Auch wie durch Figur 3 veranschaulicht, steuert der Knopf 32 das Schalten der Kondensatoren 73, 75 und 77 zwecks Klangregelung an der Schaltklinke bzw. am Kontaktstecker 100 des Lautsprechers .
Im Betrieb, wenn man den Schalter 98 schliesst bzw. einschaltet, damit Strom zum Potentiometer 94 fliessen kann, indem er durch eine oder beide der Dioden 68 und 70 durchgelassen wird, was durch die Höhe der Ladung der Stromsammlerbatterien 40 und 42 bestimmt wird, d.h. wenn eine grosser ist als die andere, dann wird die Diode der anderen gesperrt und verhindert atromdurchgang sowie einen Kurzschluss zu der anderen, eine niedrigere Ladung erzeugenden Stromsammlerbatterie. Der Potentiometer 94 regelt bzw. stellt den Stromfluss zum PNP-Transistor 66 über den Widerstand 90 ein, dessen Emitter geerdet ist, um somit die Rückwärtsleitung bzw. die Leitung in Sperrichtung des Transistors 66 einstellbar zu steuern zur Erzeugung einer Rauschfrequenz durch den letzteren mittels einer Zener-Wirkung desselben. Der Kondensator 72 begrenzt durch seine Hamsterartigen Wirkungen die Frequenz auf diejenige, die gewünscht wird, während der Kondensator 74 die Frequenz an dem
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Eingangsstift 6 der integrierten Schaltung anlegt und gleichzeitig Gleichstromentnahme von dieser sperrt.
Die integrierte Schaltung ist, durch ihre Beschaffenheit bedingt, energieerhaltungsfShig. Jedoch um weiter Energie nur in demjenigen Ausmass aufzubewahren, in welchem sie benötigt wird, um eine Aussendung des schmerzlindernden Geräusches zu erzeugen, besitzt die integrierte Schaltung drei Nebenrückkoplungsschaltkreise, um die integrierte Schaltung im linearen Betrieb vorzuspannen, um den Ausgangswert auf ungefShr die halbe Spannung zu halten, sowie einen Hauptnebenschaltkreis, um die Energie in dem Tonfrequenzbereich bzw. Niederfrequenzband zu optimieren bei gleichzeitiger Unterdrückung des Bedürfnisses nach Ubermass an Energie durch Verkürzung des Hochfrequenzbereiches über denjenigen des Tonfrequenzbereiches hinaus.
Ein brummen- bzw. wasserfallartiger Schall wird· dann über den Stift 12 zum Kondensator 73 übertragen,um den Ton zu verfeinejrn welcher dann weiter durch den, den einen oder beide der Kondensatoren 75 und 77 ein- und ausschaltenden Potentiometer 92 verfeinert werden kann.
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Claims (17)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    !.J Vorrichtung zur Erzeugung und übertragung bzw. Aussendung eines schmerzlindernden Geräusches, gekennzeichnet durch folgende Kombination von Mitteln:
    - eine umschaltbare Quelle elektrischer Versorgungs- bzw. Speisungsenergie bestehend aus einer Mehrheit von Stromsammlerbatterien (40, 42) mit einem gemeinsamen Anschluss an einer Anschlussklemme jeder der letzteren und Mittel zur Verbindung der anderen Anschlussklemme jeder Stromsammlerbatterie mit einem von einer Vielheit von Halbleitern (68, 70\deren Anzahl der Anzahl der Stromsammlerbatterien gleich ist, zur Steuerung der Zuführung einer erforderlichen Energiemenge von einem Teil oder mehreren Teilen der parallel geschalteten Versorgungsquelle zu einem Schalter (98);
    -eine an diese Quelle angeschlossene Schaltung (64) mit eignem mit dieser Quelle verbundenen Halbleiter (66) zur Erzeugung einer Zener-Wirkung in demselben, wodurch Rauschfrequenzen erzeugt werden;
    - ein Mittel(72) zur Begrenzung des Frequenzspektrums dieses Halbleiters;
    - eine an die Quelle und an den Halbleiter angeschlossene CMOS-Schaltung (96) mit Neben- und Haupt- bzw. Mehrstufen-Rückkopplungsmitteln (89, 86, 88; 84, 80), um als Verstärker mit schwacher Leistungsaufnahme bzw. schwachem Energiebedarf oder -verbrauch für den Ausgangswert des Frequenzspektrumbegrenzungsmittels (72) zu arbeiten; und
    - ein Lautsprecher (£8) mit an die genannte Schaltung angeschlossenen veränderlichen Signal- bzw. Zeichensteuermitteln (32, 91r 34, 92) zur Einstellung des Behaglichkeitsgrades des durch den Lautsprecher erzeugten schmerzlindernden Geräusches.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter (66) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter über die gemeinsame Verbindung mit einer Anschlussklemme jeder Stromsammlerbatterie (40, 42)geerdet ist und dessen Basis an die Quelle über den Schalter (98)angeschlossen ist.
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  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d..u rch gekennzeichnet , dass das FrequenzSpektrum begrenzende Mittel eine zwischen der gemeinsamen Verbindung für die Quelle (40,42) und die genannte Basis angeordnete hamsterartig wirkende Schaltung ist, wobei diese Schaltung einen Kondensator (72) aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass .die CMOS-Schaltung (96) an die Basis des PNP-Transistors (66) angeschlossen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die CMOS-Schaltung (96) mittels einer Vorrichtung (74) zur Sperrung von Gleichstrom aus der Quelle (40, 42) mit dem Halbleiter (66) verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die CMOS-Schaltung (96) drei N-Kanal- und drei P-Kanal-M0S-1Pransistoren vom Anreicherungstyp aufweist, welche in aufeinander folgenden Stufen angeordnet sind, wobei die Nebenrückkopplung eine Widerstandsschaltung (89,86, 88) um den Ausgang und den Eingang (6,3,10,12) von jeder Stufe ist und wobei die Hauptrückkopplung (84,80) zwischen dem Ausgang (10) einer Stufe und dem Eingang (6) einer anderen bzw. Eingangsstufe angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die umschaltbare Quelle als eine parallel geschaltete elektrische Energiespeisungsvorrichtung ausgebildet ist, mit mehreren Stromsammlerbatterien (40, 42) deren Erdpotential in einer gemeinsamen Erdverbindung mit der Schaltung (96) steht und deren positives Potential über eine von jeder Batterie ausgehenden getrennten Verbindung jeweils an eine getrennte Diode (68, 70) angeschlossen ist, wobei die letzteren in Parallelschaltung an den Schalter (98) angeschlossen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Bildung eines Anschlusses in Parallelschaltung der Stromsammlerbatterien (40, 42) an
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    ein Sendungsmittel (28) zur Erhöhung der Betriebslebensdauer der Versorgungsbatterien durch Energie- bzw. Leistungsverteilung durch Ausgleichen jeder Potentialungleichheit, wobei dieses Mittel folgende Bestandteile aufweist:
    - eine gemeinsame Erdverbindung für beide Batterien (40, 42);
    - ein Mittel zur Verbindung der positiven Klemmen der Batterien (40, 42) mit getrennten Dioden (68,70); und
    - ein Mittel, um die Diodenausgänge miteinander zu verbinden und dann an einer Ausgangsverbindung (98) anzuschliessen, wodurch eine Batterie Energie liefern wird, bis ihre Ladung derjenigen der anderen gleich wird, so dass sie dann beide zusammen Energie liefern.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Kombination von Bestandteilen:
    - ein Gehäuse (20) mit einer taschenförmigen Ausnehmung (26);
    - einen Lautsprecher bzw. Schallwandler (28) der in der Ausnehmung untergebracht und aus dieser herausgezogen werden kann;
    - ein Mittel zur Erzeugung eines schmerzlindernden Schalles, welches eine einen Halbleiter aufweisende Geräuschquelle (66) und einen Verstärker (96) mit integrierter Schaltung aufweist, wobei die letztere N-Kanal-und P-Kanal-MOS-Transistoren vom Aiireicherungstyp beinhaltet;
    - ein Mittel (32,73,75,77,91; 34,92) zum Einstellen des durch die integrierte Schaltung (96) abgegebenen Schalles;
    - ein Mittel (12,73), um den Schall über den Lautsprecher (-28) auszusenden; und
    - eine elektrische Energiequelle (40,42) für das einen Schmerz lindernden Schall erzeugendes Mittel.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das den Schmerz lindernden Schall erzeugende Mittel eine Baugruppe umfasst, in welcher ein PNP-Transistor (66) über seinen Emitter geerdet ist und über seine Basis mit einem zwischen einem Widerstand (90) und einem mit
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    der Erde verbundenen Kondensator (72) angeordneten Leiter verbunden ist, welcher an einer Abgriffstelle über einen Kondensator (74) an einen Widerstand (84,89) und über einen anderen Leiter an die integrierte Schaltung (96) angeschlossen ist, wobei die letztere sich auf einer an dem Gehäuse (20) angebrachten gedruckten Schaltplatte (64) befindet.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle aus mehreren Stromsammlerbatterien besteht, welche über Dioden parallel geschaltet sind, zwecks selbsttätiger Auswahl einer oder sämtlicher davon,um die Energiequelle zu bilden.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens ein Widerstand (90,94) an die Energiequelle (40,42) angeschlossen ist; dass der Halbleiter ein mit diesem Widerstand verbundener PNP-Transistor (66) ist, um ein Element zur Erzeugung eines Rauschens mit willkürlicher zeitlicher Verteilung zu bilden, wobei dieser Transistor einen freien Kollektor und einen geerdeten Emitter aufweist; und dass die CMOS-Schaltung (96) ein mit der Energiequelle und mit diesem Eleient verbundenes Gebermittel bildet,
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Dioden (68,70) zur Steuerung der sich aus mehreren Stromsammlern (40,42) zusammensetzenden Energiequelle, so dass Energie wahlweise von einer oder mehreren dieser Stromsammlerbatterien abgegeben werden kann.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand ein veränderbarer Widerstand (94) ist, zum Einstellen der Energiequelle (40,42) und des Bchallerzeugenden Elementes (66,90,94) in Abhängigkeit von Veränderungen in dem letzteren.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Kondensator (72) zur Begrenzung der Frequenzänderungen in dem PHP-Transistor (66).
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  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15t dadurch gekennzeichnet, dass die Dioden (68,70) die einzelnen Stromsammlerbatterien (40,42) miteinander verbinden, um die selbsttätige Auswahl der am stärkste! aufgeladenen Stromsammlerbatterien und den Stromdurchgang von dieser zu einem die Energiequelle (40,42) mit dem Abgabemittel (96) verbindenden Schalter (98) zu ermöglichen.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , dass die Stromsammlerbatterien (40,42) eine gemeinsame Erdung aufweisen und dass eine Mehrheit von Dioden (68,70) über ihre Eingänge getrennt mit den Stromsammlerbatterien und über ihre Ausgänge miteinanderverbunden sind, um selbsttätig die Auswahl der am stärksten aufgeladenen Batterien (40,42) und den Stromdurchgang von diesen aus zu ermöglichen.
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