附着于服饰上的发光系统的制作方法

专利名称：附着于服饰上的发光系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及附着在服饰(如鞋、上衣及其他衣物)上的发光结构。
技术背景服饰已取得显著的商业成功，尤其是鞋类。发光鞋在以下的美国专利中揭 露，包括于1995年10月19日授权，专利号为5， 477, 435,名称为"间歇性移动提 供光的组件"，的美国专利，现为于2001年1月12日授权的再颁专利号为37, 220;专利号为5， 732, 486的美国专利； 专利号为5， 649， 755的美国专利； 专利号为5， 882， 110的美国专利；于2000年1月25日授权，专利号为6， 017， 128，名称为"闪灯鞋"的美 国专利；以及前面所及同时待决的专利号为10/776, 709和11/432, 466的美国专利 申请。发光鞋采用一个或多个由移动感应开关控制的发光二极管。 一个这种开关使用一个一端固定到如集成电路的磁轨，另一端悬挂在独立导体磁轨上的螺旋弹 簧。鞋的移动使得弹簧上下弹跳，从而和独立导体磁轨有多重接触。每一次这 样的接触使得一个或多个发光二极管瞬间发亮。这种弹簧型开关在以下专利揭露，包括于2001年5月29日授权，专利号为6,238,056，名称为"弹簧安装灯"的 美国专利；于1996年8月27日授权，专利号为5,550,721，名称为"通过螺旋 弹簧振动切换开关的移动感应灯及电池组合"的美国专利；于2006年5月16 日授权，专利号为7，044，618，名称为"通过螺旋弹簧振动切换开关的移动感应 灯及电池组合"的美国专利；以及专利号为5,559,721的美国专利。控制一个或者多个与电池相连的LED灯的电路为了增强可见的效果,需要 一个或者多个电池， 一个在电路板上的控制电路， 一个开关和一个或者多个LED 灯。当电池、开关和电路板组合连接成为一个单元的时候，单元的体积会变得庞 大，例如1英寸x3/8英寸xl英寸。这是一个很重要的影响，特别是当发光 系统附着在象外套或者裤子之类的服装上，而系统上的电池使用寿命有着与服 装寿命等同的预期。其他实施例包括提供特定闪光模式的定时和发光电路也会 增加系统的体积。存在着一种必要的需求,使得附着在服饰上的发光和其他电子系统和现有的 相比更具有更好的柔性。同样存在一种需求，在外套之类服饰上一处或者多处 缝合或者解离具有发光或者其他电子功能的自供电发光和其他电子系统。在系 统外表面的横向裂口如在系统元件之间延伸的横条会挡住光在系统中的传播， 使得橫向裂口发光.这些横条显示在美国专利第5,882,110和5,649,755号中，在 此合并作为参考。另 一个存在于服装和电子领域的需求是使得发光和其他电子系统免除任何 一些数年后会从其中浸析出来并进入供水系统中的已知限制物，如汞、焊料等。 申请人:的美国申请号为11/432,466的专利申请文件中披露了一些无焊料以^/或 者无铅电子连接的实施例，这些电子连接可以使用无汞电池在鞋子和衣服上提 供环境可接受的发光固定物。这个'466申请同时启示了本实用新型的可用开关结构比起上述专利的弹性开关可以在更为细小的封装中使用。这些发光和其他电子系统的必要需求比起现有系统能有给鞋子和其他服饰 提供更好的柔性。发明内容本实用新型提供附着于鞋和其它衣物上的封闭的、具有良好柔性的发光和 其它电子系统。所述系统包括两个或多个由透明或半透明的材料制成的中空壳 体部分和包含在所述壳体中的一个或多个电子元件。较佳地，所述系统包括附 着于衣服上的衬底元件(或灌封/密封材料),所述衬底元件可在正常使用年限(例如:几年)内有效。如果需要，可移动和替换所述系统。每个系统包括两个或多 个由连接装置(如:电线)连接的中空壳体部分。所述中空壳体部分可以是有形 状的装饰物。例如所述壳体部分可以是包含花蕊和花瓣的花形。 一个或多个 所述中空壳体部分的内部足够大，可以装下至少一个使装饰物发光的发光二极 管或其它发光装置，或者至少一个为一个或多个发光二极管提供电源的其它元 件，例如 一个或多个电池、开关和控制电路。所述其他元件可以启动多个发 光二极管或其它电子元件，如传感器、显示器和电机装置发光。开关可以是 移动启动的、手动启动的或既可移动启动又可手动启动的。如果发光器或其它 系统需要一个或多个这样的开关，所述开关可分布于部分或整个壳体部分,以 减轻所述壳体部分的重量，和/或可能出现的体积不平衡。所述元件的这种分布 方式使系统更小，穿用者更舒服。所述连接装置包括用于连接电线的通道，并提供可以增强发光效果的平面。 所述电线用于所述系统的电元件中。所述连接装置位于中空壳体部分之间。连 接器装置还可将壳体部件连接起来，从而简化装配/制造的过程。所述系统的电操作元件，除了包括发光元件还包括发光二极管、电池如 硬币形电池，位于电路板或集成电路板上的控制电路和电机移动响应开关或加 速计。8在本实用新型的具体实施例中，每个壳体都是封闭的。较佳地，所述每个 壳体包括一个围绕所述壳体外围的法兰。所述法兰用于将壳体缝合或附着于衣 物上。可选地，为了移动需要清洁或清洗的衣服，所述壳体可用勾形或环形固 定件附着于衣物上。
较佳地，附着有所述系统的衣服磨损时，发光二极管会发光。在衣物达到 -使用年限之前，如果所述系统停止工作，那么可移走所述系统，在所述系统的 位置上附着另一系统。
较佳地，每个系统至少有两个单独隔开的部分附着于衣物上，以减小所述 系统的体积，并且可以从衣物的几个区域展示有吸引力的、闪亮的光。较佳地， 暴露于发光二极管光照下的所述系统的连接装置也能从例如设有中空的、成形 的通道的连接装置的外表面和内表面的狭缝中发射光。当这些发光系统附着于 衣物上，所述发光系统使衣服更舒服、更有吸引力。而且，可在白天或晚上为 穿用者提供移动照明。


为了更容易理解本实用新型，以下详细描述相关附图 图l是一特定穿着夹克的正视图，该夹克的袖子上附着有装饰发光系统； 图2是图1中附着于服饰上的装饰发光系统的立体图； 图2A是形成图2所示系统一部份的连接装置爆炸截面图； 图3是图2所示系统的侧视图，展示了一与系统壳体分开的系统村底元件； 图4用虚线展示了所述系统，并展示了图1-3系统中电子部件的分布； 图5A,图5B和图5C分别是图4中沿线5A-5A,线5B-5B和线5C-5C的 截面图6是用于图l-5发光系统的电路系统的一特定实施例原理图； 图7是本实用新型发光系统另一实施例的立体图； 图8是图7系统的一纵向截面图；图9是图7具有上部壳体或者封盖虚线部分的系统的俯视图，展示了图7 系统中的电子部件分布；
图IO是图7-9的电路原理图，展示了电路电子元器件的位置；
图ll是本实用新型第一实施例的立体图，展示了复数个用于把发光系统的 壳体附着到衬底元件的磁体；
图12是第一和第二实施例中壳体的横向截面图，展示了一用于启动发光二 ;f及管的手动开关，而不是移动启动开关；
图12A是第一和第二实施例中壳体的横向截面图，展示了电路中互相连接 的导体的一巻曲的、柔性的、减小压力/拉力的连接装配；
图13展示了图1-10电路系统的挠性电路如(Kapton)柔性带状电路，该弯 曲电路允许带有松环的弯曲，从而允许重复的弯曲和拉伸，使电路打断的故障 减至最低；
图14是一类似于图1所示系统的装饰发光系统的立体图，包括附着于服饰 上的心形壳体部分；
图15是一类似于图1所示系统的装饰发光系统的立体图，包括附着于服饰 上的 一 系列分支的非线性花形壳体；
图16是根据本实用新型制作的衬衣，腰带和裤子的正^见图，该衬衣的袖子 和正面，裤子的袋，腰带和裤腿附着有不同形状的装饰发光系统；
图17是一包括两通过电线或其它导体单独连接在一起的壳体部分的发光系 统侧面，横截面图18是一类似于图1所示系统的装饰发光系统的立体图，包括附着于服饰 上的一系列非线性花形壳体，并且展示了放置的通过连接装置的痕迹、裂口和 条紋照亮连接装置的发光二极管；以及
图19-22是一类似于图1所示系统的装饰发光系统的立体图，分别包括附着 于服饰上的玩具飞机形，玩具卡车形，星形和运动球形的壳体部分。
具体实施方式

参考图1-3,如图l所示， 一个人I穿着一件有袖子S的夹克J。袖子上附 着装饰性灯光系统10,该装饰性灯光系统10缝合或其他方式附着在袖子S上。 系统10包括壳体或主体，由一种柔性成型的透明或半透明塑料，如聚氯乙烯或 聚合橡胶制成的。系统10还包括边缘法兰，在其上通过缝纫或接收粘性物质， 附着装饰性灯光系统10在袖子S上。灯光系统10包括装饰性端部12和16，以 及装饰性中部14。相邻的部分12/14和14/16通过成型的中空连接器26/28相互 连接，形成一个整体密封的电动照明系统，该系统的壳体上分布着各种电子元 件，附着在如夹克J之类的服饰上。
更具体地，如图17所示，相邻的壳体部分14A和16A通过电线18A相互 衔接，在该电线周围不需要成型中空连接器。
装饰性部分12, 14和16在连接装置26和28的杆的上方，形成一朵花， 就好象一朵花沿着花径延伸。每一个装饰性部分12， 14， 16都包含着一个或多 个发光二极管装置，以下简称LEDs.如图2中的导线指示的那样，LEDs20， 22 和24都位于装饰性部分12, 14和16的内部，如图5A所示，它们的位置可以 放置在使其从中间部分即花蕊部分或花瓣部分向外发光，或是向连接器26/28里 发光，或是两种方式同时采用。更具体地， 一个或多个LEDs通过开口扩展到系 统10的外面。该系统从夹克J前、后面，尤其侧面都可看见，并且，该系统还 可以随着着装者手臂的运动，比如走路或跑动而闪光。闪动的光也可以给穿着 此类服饰的人提供某种定程度的安全感，尤其是在夜里，电子元件分布在壳体 上减少了系统外壳内部的中空区域，并增加了着装者的舒适度。
图2以正待附着到服饰上的一个单独成型部分的形式，显示了发光系统10 的透视图。该发光系统10包括三个呈花形的装饰性部分12, 14和16,其中每 一个都包括一个处于中间位置的花蕊部分18，每个花蕊部分18都至少安装有一 个LED或是灯泡20, 22或24，较适宜的是至少一个LED。该LEDs20， 22和 24在图5A， 5B和5C中有更详细的显示，由于它们是处于装饰性部分12, 14 和16的内部，所以在图2中是以虚线显示。图2A是图2在2A-2A方向的部分
ii侧视图。
在呈花形的壳体部分12和14之间以及呈花形的壳体部分14和16之间的 延展部分是成型连接器26和28，如图2中的虚线所示，它们各分别包含一个内 部连接通道26C和28C,用来连接发光系统10中的各电子元件的导线通过该连 接通道26C和28C，在装饰性部分12， 14和16之间通过(见图2)。该连接器 26和28也可以呈花形，以增强系统10的装饰性效果。
图3、 4、 5、 5A、 5B及图6是发光系统10的附加图。在图3中，依照箭头 指向代替衬底30的衬底部件30的装配部位，衬底封闭部件30和发光系统10 分离，两者之间可用软性封灌材料/填充材料填充。当清洗或烘干带有此系统的 服饰时，这种材料被当作散热器。例如常见的能加热到180° F的衣物烘干机。 衬底部件30被当作发光系统10的密封件，及较佳地使用柔性的并且与发光系 统10的其它部分相同的材料，但并不需透明或半透明。衬底部件30可采用柔 性磁性材料构成，或者包括有》兹体，如图ll所示，例如采用制冷磁，来使得发 光系统10可由任一缝合或相反地附着在服饰上的铁磁材料支撑，例如衣袖S. 可选地，磁体可固定在衣袖S上，及铁磁材料可包含在发光系统10的底部。
衬底部件30沿着部件12、 14、 16及包含内通道26C和28C的连接器26、 28附着于发光系统10壳体的底部表面，使得发光系统10密封以阻挡湿气或其 它不想要的物质的进入。密封可用黏合剂、声波焊接、磁引(参见图11)，或其 它公知的连接塑料块的方法来完成，或者用填充材料/封灌材料/封闭剂来代替。
挠性件10的电路元件(参见图4 )分布在壳体部件12、 14及16中，用以 减少尺寸和增加穿戴者的舒适度。这些壳体包含各种电子元件用以供电以及控 制发光二极管20、 22和24的照明，即控制给系统供电的电池32、用于开启发 光二极管低的移动相应开关44,及在电路板38上的用于操控线路的控制电路， 从而开启发光二极管20、 22和24。上述对比专利揭露的合适的控制电路可放置 在电路板，例如电路板38。
如图12所示花形的壳体部件12可包括手动的开关44A以代替移动相应开 光44。图5A、 5B和5C是图4所示沿着线5A-5A、 5B - 5B和5C - 5C的剖面图 的放大比例图。为了分布其重量与音量，电子元件，如发光二极管、电池及控 制电路可分开和分布在部件12、 14和16之间。如图4、 5A和6所示， 一个硬 币状电池32，例如2030锂电池，放置在沿着发光二级管24的部件12中。电池 有不同极性的上面和下面。因此，为电路供电的电导线用免焊剂的机械方法连 接在电池32的相对的极性面，如同时待解决的美国申请号为No.11/432,466的 申请文件揭露的所示。如图2和图5的虚线所示，隔离线36穿过通道28C延伸 至部件14 (参见图5B )，该部件14可放置发光二极管22和承栽控制电路控制 电路板38,或PC板型的电路板，或集成电路板(参见图5B,图5B为图4所 示沿着线5B-5B的剖面图)。
图5展示了部件14的内部，包括印制电路板38上的发光二极管22,该印 制电路板38包括导电线，和集成电路或离散元件，以上组成了如设计所得的定 时或发光的控制电路。连接电路板38的是电线36,电线36分别从电池32和配 电线46、 34和48延伸至发光二极管20、 22和24。导线40穿过通道26C从电 路板38延伸至位于部件16内部的移动相应开关44。
图5C为图4所示部件16沿着线5C-5C的剖面图，展示了导线40和导线 42连接至开关44，以及导线46连接至发光二极管20。这些导线均从电路板38 延伸出来并穿过通道26C。
图6为发光系统10的外在电路系统的侧视图，即为图4中被虛线包围的电 路系统。展示了电路系统元件的分离，减少体积和重量，提供舒适的、小尺寸 的、分布式的有魅力的光照。图4和图6展示了装饰性端部12内的发光二极管 20 、移动响应开关44和供电导线46。移动响应开关44闭合，信号通过导线传 送到控制电路板38。
发光二极管20发出的光照从装饰性端部12上是可见的，并可直接通过通 道26C。如图5A所示，发光二极管24a在虚线线条内。连接器26和28的顶部 有很多不连续块，如普通的横向裂口 60S (如图2-3所示)，中断了光通过连接 器26和28的通道。当发光二极管闪光时，光从相邻的发光二极管通过连接器26C和28C，使得横向裂口 60S分散和放射闪光。这种结构在美国专利第5,882,110号的文件中揭露过。
图6A是图1-5所示的发光系统10的电性电路示意图。如上所述，移动响应开关44通过导线40、 42连接到电路板38。电池32通过导线36连接到电路板38。输出导线从电路板38连接到发光二极管22、 22和24,并为其提供了电源。
在操作过程中，当移动响应开关44被激活时，不管是手动的还是对系统的动作响应，电路板38上的控制电路按照预期的顺序和持续时间来激活发光二极管。当系统停止时，发光二极管20、 22和24需要不^皮点亮，以避免电池的使用。移动响应开关44可被置于装饰性端部12或16内，靠近图1中夹克的肘和前臂骨位置，在这些位置具有高活动率优点。
导线36连接到电路板38，移动响应开关也连接到电路板38上。移动响应开关44感应到移动或用户操作时，发送一个信号到电鴻4反38上的控制或时序电路，电流流向导线34、 46和48，使得发光二极管20、 22和24以控制和时序电路提供的方式和持续时间来发光。
图7-10展示了发光系统50的一个交替的实施例。图7为一个透视图，展示了两个花形壳体52和54形状的发光装饰性端部或元件，分别围绕着LED灯56和58,每个灯分别用虚线56和58来表示。连接两个花朵壳体52和54的是一个附有一通道60C在里面的成形连接装置60。发光装置50包括有用于附着在衣服上的法兰60F。连接器60的上表面有一系列裂缝60S,透过这些裂缝可把光射进连接器60内。
图8是系统50的纵向橫截面图，展示了花形装饰性端部52和54内部区域52C和54C以及连接装置60。花形装饰性端部52包括一个附着有移动响应开关44的电路板62上的控制电路，如图9所示。花形装饰性端部54包含有一电池66,该电池66和电池32是一样的。连接装置60携带两对电线， 一对电线用于连"l秦电路板62及其控制电路到电池66，而另 一对电线连接发光二极管56和58到电路板62上。图9和图IO是系统50内的电路示意图。发光二极管58通过导线68连接到电路板62上。发光二极管56被连接到电路板62的后端面上。电池66通过导线72和74连接到电路板62。图8和图9的电路搡作基本上跟图6所描述的是一样的。图10显示了发光二极管56和58是位于如图所示的56a和58a处，以便将光直接注入连接装置50里。
图7-10实施例的优点在于电子设备的体积和重量被分在两个壳体内，从而减少了整体尺寸，使得该系统可应用在许多服饰或者其他能见度高以及吸引性大的产品中。
连接装置60也包括了不连续面，例如， 一系列的缺口或者裂口 60S,这些不连续面会阻隔和放出来自发光二极管56和58的光。如杲电路板62上的控制电路交替地点亮发光二极管56和58,就能产生一种很有吸引性的交替运转灯的效果。如果连接装置26和28都有相似的缺口或者裂口，那么图l-5的发光系统
10内都嵌有相同的特;f正。
在第一和第二个实施例里，成形壳体的法兰60F和10F向外延伸，通过缝纫发光系统的边沿区域而不是刺入系统内，使其附着在服饰或者物体上，从而保持完整密封。
图1-10的构思可应用到其他玩具图像，例如心形(看图14)，飞机(看图19),卡车(看图20)，星形(看图21)以及相似或不同的运动球(看图22)。这些相同的构思也可应用在分支，非线性的形状中，例如图15所示的分支花形布置，和图18所示的花阵。在这些实施例中，发光二极管被放置在某个可让光从任一预期的区域发出的位置上，例如从图14的心形130、 131和132的中心，从图15花阵中的花140、 141、 142、 143和144的一个或者更多的花瓣，从图19的飞机150、 151和152的座舱，以及从图20的卡车160、 161和162的顶部装置。这些发光系统能被附着在各种服饰中，例如图16所示的裤子、衬衣和皮带，也能附着在背包、钱包和鞋类上。
图12A展示了，导线36通过螺旋环、松弛的张力以及柔性应力消除电线IOO连接到发光二极管24上，从而减少导线36由于重复弯曲而断裂的风险。图13展示了图4、图5A、 5B以及5C电路里的电器元件120、 121和122与挠性电路104相连,还展示了该挠性电路包括弯曲的且能游除应力的部分101 、102和103,这些部分可减少由于重复弯曲而使电路104断裂的风险。有利地，这种柔性应力消除电线位于壳体内部一个开放的/空的区域内，以便伸展，这个区域提供了来自附有该系统的服饰的拉伸/弯曲的柔性。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1. 一种附着在衣服、鞋类、背包、钱包、带子、装饰品和服饰的发光系统，其特征在于，包括至少两个壳体部和在所述至少两个壳体部之间延伸并连接所述至少两个壳体部的连接器，所述连接器包括电线和在所述壳体部之间延伸以容纳电线的密封的中空壳体；在所述壳体部内的一个或一个以上电池；在所述壳体部内的一个或一个以上光源，其穿过所述壳体部表面发光；在所述壳体部内的移动响应开关或用户启动开关或者两者皆有；及连接所述电池、开关和光源的光控制电路，以响应开关的操作而控制所述光源的启动，其中所述电池、光控制电路和所述开关的重量和体积分布在所述壳体部之中。
2. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述壳体部是中空的，并由 光传播材料制成。
3. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述壳体部的数量是两个， 并且所述电池和所述光控制电路分布于整个所述壳体部中。
4. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述壳体部的数量至少为三 个，所述电池、光控制电路和开关分布于整个所述壳体部中。
5. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述光源在每一个所述壳体 部中。
6. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述光源是发光二级管。
7. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述连接器部包括间断面， 使至少一个所述光源的光发射出。
8. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述连接器部包括容纳电线 的通道，所述电线电连接所述电池、光控制电路、开关和光源。
9. 如权利要求8所述的发光系统，其特征在于，所述开关位于所述壳体部的 其中一个之中，并通过开关的移动而启动。
10. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述一个或一个以上所述 壳体部具有边缘法兰以固定所述系统到所述衣服饰上。
11. 如权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述移动响应开关位于所 述壳体部的其中一个之内。
12. 如权利要求11所述的发光系统，其特征在于，所述光控制电路位于所述 壳体部的其中一个之中并电连接于所述光源。
13. 如权利要求12所述的发光系统，其特征在于，所述开关和所述电池位于 不同的壳体部内。
14. 一种服饰的发光系统，其特征在于，包括至少两个密封的壳体部，具有一个或一个以上玩具的形状，并由柔性的光传播材料制成；及位于所述壳体部内的电池、开关、至少一个光源和电路；所述开关、光源和电路连接于所述电池，从而所述开关的启动促使所述光源照亮所述玩具形壳体部。
15. 如权利要求14所述的发光系统，其特征在于，所述服饰包括一袖子，所 述壳体部附着于所述袖子，所述袖子的移动促使照亮所述玩具形壳体部。
16. —种附着于服饰的系统，其特征在于，包括至少两个不连续的中空壳 体单元，中空壳体单元中容纳发光元件，并通过电连接器相互连接，所述电连 接器包括应力消除元件。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述应力消除元件位于一个或 一个以上所述壳体单元内。
18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述应力消除元件是连接器中 的松弛区域或线圈。
19. 一种附着于服饰的系统，其特征在于，包括至少两个不连续的中空壳 体单元，中空壳体单元中容纳发光元件，并通过电连接器相互连接，所述中空 壳体单元包括陶瓷/密封材料以绝缘所述发光元件。
20. —种附着于衣服、服饰、和装饰品的光电系统，其特征在于，包括至少 两个壳体部，所述壳体部具有容纳与电连接器连接的电子元件的腔，所述电连 接器在与所述电子元件相连接的连接处具有应力消除元件。
21. 如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述一个或一个以上应力消除 元件位于一空的区域。
22. —种附着于衣服、服饰、和装饰品的光电系统，其特征在于，包括容 纳光和电元件的至少两个相互连接的壳体部，所述壳体部包括陶瓷材料以绝缘 所述元件。
专利摘要本实用新型公开了一种服饰及其类似物的发光系统，包括一个由柔性透光材料制成的密封壳体，壳体具有至少两个中空区域，两中空区域通过中间具有连通这两中空区域的开口的部件连接；位于其中之一中空区域内的电池；每一中空区域内的至少一个光源，以穿过壳体表面发射光；容纳于中空区域之一中的移动响应开关或用户启动开关或两者皆有；位于其中之一中空区域内连接所述电池、开关和光源的光控制电路，以响应开关的操作而控制光源的启动，所述电池、光控制电路和所述开关的重量和体积分布在所述壳体部之中。
文档编号F21V15/02GK201288979SQ20082021021
公开日2009年8月12日 申请日期2008年9月19日 优先权日2007年9月19日
发明者卡门·拉匹沙达 申请人:卡门·拉匹沙达