專利名稱：由運動激發的服飾閃光器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及服飾，特別是涉及穿著時可響應運動而隨機發出閃光從而增加其可見度的帶光源的服飾。
帶有光源的服飾已為人所知，本人已在美國專利No.5,546,681中予以討論。發光裝置已經安裝于各種鞋帽(包括運動鞋和穿著鞋)，或是為了安全目的，比如為了使這種服飾的穿著者在照明不足的環境下可以看見或被看見，或是為了產生穿著者方面的時尚因素的特殊效果。
發光鞋類在過去幾年中日益流行。正如本人在本人的上述專利中所描述的，現有的發光鞋類可分為數類。第一類是一個簡單的通斷開關，利用此通斷開關將光源連接于手動操作的開關控制的電池。第二類反映在授予Dana的美國專利No.4,158,122中，在該專利中一個通斷開關使振蕩器工作，并且在開關閉合時使光源按照一個有規律的模式發出閃光。
第三類裝置是運動激發的光源。已有的技術總的來講是介紹一種由運動激發的光源，其最佳描述可參見授予Rodgers的美國專利No.4,848,009。在此專利中，在開關閉合時單穩多諧振蕩器響應開關的閉合而發出單個脈沖。在此脈沖結束之前開關再閉合不會產生任何作用，從而可以消除光源的閃爍，否則如果光源在運動開關閉合的短時間段中發光就會發生這種閃爍。
在本人先前的專利中，本人披露了一種新的發光鞋，其中采用了一種與一對單穩多諧振蕩器連接的壓力開關。在其中所披露的裝置中，電路的設計使得在鞋子的穿著者從地面跳起或提起其鞋子時電路工作并產生一個預定時間長度的閃光。(在非跳起運動中在鞋子離開地面的停留狀態下會產生一個較長的脈沖)。
所有的上述方案都局限于或者是一個持續的閃光過程，如Dana的122專利中所披露的那種，或者是一個預定時間長度的脈沖，如在Rodgers的009專利和本人先前的專利中所披露的這種。
為了加強發光效果，最好是既不局限于Dana式的振蕩器，也不局限于Rodgers式的單個脈沖。一種在技術領域尚未披露的隨機閃光電路可以加強閃光光源的可見度和藝術效果。這將是一種全新的服飾發光方案。
正如在本人先前的專利中所討論過的，用于服飾的任何閃光單元必須是體積小并且制造經濟，而且必須保證不能使電池過早耗盡。任何閃光單元必須做到使消費者在挑選發光服飾時可以無需將其穿著就可以檢查閃光單元的工作情況。比如，消費者購買發光鞋子時經常是將鞋子從展臺上拿起來搖動一下來觀察出現的發光效果。
由一個運動裝置激發的隨機閃光鞋，如果所有的部件能夠裝入一個很小的封裝內并且可以安裝在象鞋帽這樣的服飾中，而且工作時電池消耗很小時，也會增加這種鞋子或其他服飾的銷路。
本發明提出的新裝置克服了上述原有技術存在的問題而做到了既可增加穿著者的可見度，又可增加用品本身的銷路，辦法是裝設一個由運動響應開關激發的隨機閃光電路。閃光單元包含至少一個可以產生從服飾外表發出可見光的光源。運動響應開關在服飾運動時使開關閉合。裝設在光源和開關之間的電路使光源對至少一次開關閉合發生響應并在預定的時間間隔內發出一系列的光脈沖。
根據本發明的一個方面，本發明可以利用各種光源，如發光二極管、白熾燈以及場致發光板。
與此類似，可以使用各種運動響應開關。這種開關可以包括水銀開關、壓電傳感器開關以及振動開關，其中振動開關的類型為其第一個觸點位于振動彈簧的一端，而第二個觸點可以響應開關內感受到的運動或慣性的改變而與第一個觸點接觸。
根據本發明的另一個特點，其中的電路包含一個與光源連接能生成隨機寬度脈沖的脈沖發生器。連接于開關上的單穩多諧振蕩器可響應開關的閉合而使信號發生器工作一個預定的時間間隔。
信號發生器包括一個確定時鐘信號的振蕩器、一個移位寄存器和一個位于移位寄存器輸出和輸入之間的反饋邏輯。反饋邏輯對移位寄存器加載使移位寄存器的內容成為隨機的。當開關閉合時，移位寄存器可以使通過寄存器的隨機脈沖流移位。隨后寄存器的輸出與時鐘信號結合而產生驅動光源的隨機脈沖信號。
上述電路簡單可靠，并且由于部件數目少而易于制造。因為除了在開關閉合時不需要從電池供電，所以功率信號很小。
通過下面對優選實施例的介紹，本技術領域的專業人員可對本發明有一個更全面的了解，并且可以實現其另外的一些優點。下面對參考用的附圖進行簡單的介紹。


圖1是應用了本發明的新式發光系統的鞋子的側面透視圖；圖2是顯示了本發明的發光系統發光情況的圖1中的鞋子的側面透視圖；圖3示出本發明的發光系統安裝于鞋子上時的優選實施例；圖4是圖1中的鞋子沿線4-4的側剖圖；圖5是沿圖4中的線5-5的上視水平部分剖視圖；圖6是圖3中所示的發光控制電路的優選實施例的示意圖；圖7是圖6中所示的本發明的發光電路時序圖。
下面更具體地參考附圖重點對本發明的優選實施例和相關過程應用于鞋子，特別是將本發光系統應用于運動鞋，進行討論。但是，應當理解本發明的應用并不局限于鞋子，而是一切可以很容易地封裝于帽子、夾克、手套等之中的服飾。由于這種模塊很小，就使它可以應用于廣泛的服飾上。圖1-5上所示的鞋子是選來用于討論目的的，其原因就是因為將小型電子組件應用于鞋子情況下具有挑戰性。用于其他服飾上要簡單得多。圖1-5示出的僅僅是本發明的一種應用而已。
參考圖1-5。運動鞋1通常包括鞋幫5和鞋底部10。內底6通常歸屬于鞋底部10上面的鞋幫5。在鞋底部10的后跟旁邊設置一個透明的類似窗口的結構20。這個透明結構20可以與鞋底部10模塑成形形成一個整體，也可利用膠合劑粘接到鞋底部上。當鞋子移動時，就由透明結構射出可見光21。
鞋子1的鞋底部10包括一個鞋底夾層部22和一個外底23，外底沿著鞋子1的基底固定。正如在本人先前的美國專利中所披露的，外底通常是由固體的耐磨材料如橡膠和某些聚氨基甲酸乙酯材料制作，而鞋底夾層通常由泡沫彈性材料如聚氨基甲酸乙酯或乙烯乙酸乙烯酯通過注塑成形或者熱塑成形加工制成。
發光機構30安置于鞋子1的鞋底夾層10之中，最好是在穿著者的足根下面。發光機構30包括多個發光二極管72和74(每個都可以是多個二極管)，分別連接到電路的不同部分。在所示的實施例中，多個發光二極管是沿著一個盒體32的周邊設置，當然也可以采用其他設置方式。盒體32可由塑性材料或其他合適的彈性固體材料通過注塑成形加工制成，發光控制電路設置在其中。最好是將盒體32放在鞋底夾層22內或者緊靠著鞋底夾層22，以便使發光二極管72和74與透明窗口20鄰接，從而使發光二極管72和74發出的光能夠在鞋子1的外面看到。
發光控制電路33最好設置在印刷電路板39上，而發光二極管72和74通過導體38與之連接。一個開關40設置在盒體32之中，這一開關為運動敏感開關，對鞋子的移動產生響應而閉合。這個運動激發開關40可以是水銀開關，如在Rodgers的009專利中所披露的那種，也可以是在Chiang的美國專利No.5,188,447中所披露的那種壓電傳感器，或者是如在Wut的美國專利No.5,408,764中所披露的振動型開關，在Rodgers的美國專利No.5,422,628中所披露的磁簧開關，或是在Wong的美國專利No.5,400,232中所披露的振動光開關。在這些專利中所披露的開關在此處特此援引作為參考。也可采用簡單的機械瞬時接觸開關。所有這些開關工作特點都是對運動產生響應而使機械或電氣開關閉合。
發光控制電路33連接到位于盒體32中的電池41。雖然在示意圖上所畫的是在印刷電路板39的下面，但其準確位置并不重要。電池與圖6中所示的發光控制電路電連接。電池可以放在盒體內任何方便的位置。
如前所述，發光二極管72和74的發光是由圖6所示的發光控制電路33控制。其中反映的是優選實施例。圖6使用通常的“+3v”代表某一個具體元件連接于3伏的電源，這一電源通常可采用干電池，如壽命極長而重量很輕的“鈕扣式”鋰電池。顯然，本發明也可采用其他形式的電池和電壓。運動開關40連接到單穩多諧振蕩器44的輸入端。這一單穩多諧振蕩器44的構成使其可以由開關閉合時在開關40上所產生的“負”瞬變電壓觸發。結果對“或”門生成反相輸入，該門是接地的多諧振蕩器的一部分，而單穩多諧振蕩器44在輸出Q1上產生一個由外電阻48和電容46確定的脈沖。此多諧振蕩器的構成也可以設計成為在正瞬變電壓(比如開關打開)時工作，也可以設計成為要求在設定的時間間隔中進行一系列的開關閉合來觸發。輸出Q2用于使緩沖型反相器66和70產生輸出。
如在本人過去的專利中所介紹的，由單穩多諧振蕩器44所發出的脈沖寬度由電阻和電容通過形成RC時間常數網絡進行控制。典型的配置是47μfd的電容和2MΩ的電阻。
單穩線路的輸出用于控制一個信號發生器產生隨機寬度脈沖。通過參考圖7中的時序圖和圖6中的電路圖可以了解信號發生器的工作情況。圖7中的時序圖確定了一系列信號點A、B、C、S1、M1、L1和L2的時序。信號A、B和C分別是觸發器58、觸發器56和“異”門68的輸出。S1代表開關閉合。M1是單穩線路的輸出。L1和L2是通過發光二極管72和74的信號。
參考圖6，可知信號發生器包括觸發器58、移位寄存器52-54和56、“或非”門60、62和64、反相器66及“異”門68。觸發器58的用途是對振蕩器的頻率進行分頻。用它來對移位寄存器通過“異”門68的輸出進行適當的控制。
三個移位寄存器52、54和56對振蕩器50輸出的時鐘信號進行移位。“或非”門60的一個輸入端連接于觸發器56的復位輸出端，另一個輸入端連接于觸發器54的置位輸出端。“或非”門64的一個輸入端連接于觸發器56的置位輸出端，另一個輸入端連接于觸發器54的復位輸出端。“或非”門60和62的輸出端連接于“或非”門62的一個輸入端，此門也驅動一個反相器66，形成一個“或”/“或非”組合。“或非”門62和反相器66的輸出端分別連接于觸發器52的置位和復位輸出端。
信號發生器的輸出在觸發器56的輸出端提供，另外還用信號點B表示。在信號點B的輸出是圖7中所表示的隨機寬度脈沖。提供改變移位寄存器的觸發器電路的數目和其中的反饋電路所連接的門電路的輸入可以得到其他的隨機脈沖變化形式。移位寄存器在點B的輸出則與觸發器58的輸出按位相加(“異”操作)以便在點C產生隨機寬度脈沖流信號。反相器70用于在發光二極管72和74之間使上述脈沖流反相以使發光器在互相相反的時間發出閃光。隨機寬度電路已為專業人士所了解并且通常用于時間同步應用方面。可以參見，比如，Hara的美國專利No.3,890,265。但尚未見到在服飾方面的應用。
如上所述，一當開關閉合，就會激發單穩線路輸出并從振蕩器50的輸出端和分頻器58去除復位信號。于是移位寄存器繼續對由反饋電路裝入的任何隨機脈沖序列進行移位。一當單穩線路的持續時間結束，移位寄存器就停止移位并凍結直到下一次開關閉合。
來自移位寄存器的信號寬度由振蕩器50控制。如上所述，這可以是兩個背對背單穩線路，于是頻率可由外部電阻/電容組合調節。隨機序列發生的時間長度由單穩線路44的電阻/電容組合設定。
由上所述可知，上述電路可提供易于編程的隨機寬度脈沖序列來使發光二極管72和74發光。當然，專業人士易于理解在不脫離本發明的精神和范圍的情況下對本發明的上述特點的多種其他改變和/或增加。特別是電路可以采用集成的形式或者采用專用集成電路。本發明涵蓋所有此類改變。
權利要求
1.一種服飾件用的閃光器，其特征在于其構成包括可產生從上述服飾外部看到發光的光生成裝置；可對上述服飾的運動產生響應而使開關閉合的開關裝置；及與上述開關裝置和上述光生成裝置連接的電路裝置，用于使上述光生成裝置對至少一次上述的開關閉合發生響應而發出具有預定時間間隔的一系列的隨機寬度的閃光。
2.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述光生成裝置包括一個或多個發光二極管。
3.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述光生成裝置包括一個或多個場致發光板。
4.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述開關裝置的構成包括位于封裝的容器內、形成一對觸點的接觸裝置；以及也位于封裝的容器內、用于對上述服飾的運動發生響應使上述觸點連接而短路的液體水銀。
5.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述開關裝置的構成包括形成固定觸點的第一觸點裝置；以及從上述第一觸點裝置彈性偏置的第二觸點裝置，用于響應上述服飾的運動而暫時與上述第一觸點裝置接觸。
6.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述開關裝置的構成包括壓電傳感器裝置，用于響應上述服飾的運動而產生與機械開關閉合等效的電作用。
7.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述電路裝置的構成包括與上述光生成裝置連接的信號發生裝置，用于產生隨機寬度脈沖；與所述開關裝置相連的單穩多諧振蕩器，用于響應于至少一次的所述開關閉合而使所述信號發生裝置工作一個預定的時間間隔。
8.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述信號發生器裝置的構成包括用于確定時鐘信號的振蕩器裝置；與上述振蕩器裝置連接的移位寄存器裝置，用于使脈沖移位；及連接于上述移位寄存器裝置的輸出端和輸入端之間的反饋邏輯，用于裝入上述移位寄存器裝置的輸入，同時上述移位寄存器的內容是隨機的。
9.如權利要求1中所述的閃光器，其特征在于上述光生成裝置的構成包括與上述電路裝置連接的一個第一光源；以及以與上述第一光源反相地連接于上述電路裝置的一個第二光源，其中上述第一光源和第二光源在相反的時間生成光。
10.一種服飾件用的閃光器，其特征在于其構成包括位于上述服飾上、用于產生開關閉合的開關裝置；與上述開關裝置連接、用于對至少一次上述的開關閉合發生響應而在確定的時間間隔內生成隨機寬度閃光的光生成裝置。
11.一種生成從服飾件發出隨機閃光的方法，其特征在于其構成包括對上述服飾的運動進行檢測；對檢測到的上述運動發生響應而生成一系列的隨機寬度的脈沖；以及利用上述脈沖產生至少一次發光。
全文摘要
一種服飾件用的閃光器包含一個或多個可產生從服飾外部看到的可見光的發光源。一種機械開關或電開關可對服飾的運動發生響應而產生開關閉合。連接于開關和光源的電路使光源響應開關的閉合而在預定的時間間隔內發出一系列的寬度隨機的閃光。
文檔編號A41D27/08GK1188621SQ9712291
公開日1998年7月29日 申請日期1997年11月25日 優先權日1997年11月25日
發明者威廉姆·J·羅賓遜 申請人:威廉姆·J·羅賓遜