专利名称：服饰发光系统的制作方法一直以来，带有闪光灯的外衣、鞋类都是服饰的流行款式，该款式受欢迎是由于其 带来的安全效果、引人注目的外观，或仅仅是由于其带来的新奇效应。用于外衣与鞋类的发光单元通常包括光源(如一个或多个发光二极管)、电源(如 电池)、开关，所述开关用来实现电源与光源之间的连接。所述发光单元通常内置有电子电 路，该电子电路用来控制光源的实际照明时间，从而限制了能量的耗费，节省了电池电量。 短时间的闪光往往更加明显，更能提高发光单元所带来的安全效果，同时也达到更加吸引 眼球的效果。授予Dana III的美国专利4158922号描述了多种不同类型的发光装置或发光电 路，包括对足部运动做出反应以实现对光源的开/闭的水银开关。授予Rogers的美国专利 4848009号也介绍了一种水银开关操作系统。人们已经研发出了各式各样的装置以使电池耗尽(battery drain)最小化。1995 年12月19日授权的申请人的早期美国专利5477435号(现为RE37220E号)介绍了一种具 有LED的发光模块，该模块的一个末端与晶片电池的一侧连接，而另一个末端远离电池但 具有重量，当鞋撞击表面时，所述发光模块的另一个末端在惯性的作用下会与电池触接，从 而点亮LED。在这种方式中，当发光模块处于休止状态时，LED不发光，不损耗电池能量。在 美国专利5408764号与5932975号中还介绍了其它用于点亮鞋内发光体的模块。美国专利 5932975号还包括具有感光开关的微电路，所述感光开关具有感应外界光强的功能，随外界 光线的逐渐增强，发光模块所产生的光线逐渐减弱，直至完全消失。这是现有技术中许多节 能装置中的一种。弹簧开关是一种常用的开关，其由一个伸长的金属线圈构成，该线圈的一端与电 子电路的一个末端连接，而另一端悬设于电子电路的另一个末端上。鞋与表面之间的撞击 或身体部位的运动可带动开关，开关的动作通常会使弹簧线圈发生弹性伸缩，并与所述第 二个末端发生多次接触，从而产生一系列连续的正负峰值或脉冲。另一类型的已被用于以上应用的开关类似于水银开关，与水银开关的不同之处在 于，其使用了一种滚珠，该滚珠从一个其与另一末端无接触的休止位置运动到另一个位置， 在该位置上，两个接线端以滚珠为中介实现连接，从而实现了发光电路的闭合。以上所述系统的不足之处在于，一旦发光开始，在发光期间，发光极为平常且是可 预测的。显然，如果发光过程是对鞋与衣物所做动作的更精确反映，而不是由弹簧开关触发 所引起的失真反映，那么发光效果就会在很大程度上得以提高。4[0011]由于水银的毒性性质，因而水银开关当前被认为是不可接受的。因此，本发明的目的在于提供一种开关，其应用于鞋与其他衣物上的发光系统。该 开关提供的发光效果能够更加精确的反映鞋与衣物的动作，优于当前应用开关所提供的受 控输出效果。另一个在此应用中的相当重要的因素是成本，尤其是对于儿童鞋。开关的成本占 了发光系统成本的很大部分，降低开关成本是非常必要的。因此，本发明的另一目的在于提 供一种适用于鞋/衣发光系统的开关，其成本显著低于当前应用的开关。更进一步地，需要提供一种简易的低成本开关，在鞋/衣处于任意形态时，该开关 都不会发生无意的闭合状态。在发光模块中应用开关逻辑电路可实现此种效果，具体过程 为，开关闭合，开关逻辑电路立即响应，发出一个序列脉冲然后停止，直到开关断开并再次 闭合，开关逻辑电路才再一次发出一个序列脉冲。这样就简化了对开关的设计，使得开关闭 合一次只产生一个序列脉冲，直到开关打开并再次闭合才再一次产生序列脉冲。因此，在本 方案中无需另设专门的装置来防止因开关长久闭合而耗尽电池。发明内容申请人:设计出的用于服饰的发光系统的开关很小且被整合成非常简化的电路，该 电路向一个或多个光源(如灯泡或发光二极管)提供输出信号，所述服饰包括鞋类、夹克、 背包等。该开关本身包括由绝缘材料制成的管状套，诸如玻璃管、塑料管或PVC(聚氯乙烯) 管。所述管状套的横截面优选为圆形、三角形或矩形(方形)，也可使用其它横截面形状，如 椭圆形。一对纵向间隔排列的接触销伸入所述管状套，其接线端留在外部，用于连接到电路 和置于所述管状套之内的传导头。一个由导电材料制成的浮动接触条置于所述管状套内，并与所述接触销的传导头 间隔开。所述浮动接触条的长度足以横跨两个接触销，以便，随着开关的运动，所述浮动接 触条很容易与两个接触销发生瞬间桥接，从而向电路发送输入信号，促使发光二极管或其 它光源发光。本发明所述开关，其接触销的一次桥接只产生一个输入脉冲，而对于以上所述 的弹簧开关，由于弹簧的固有特性，随着鞋的每一个动作都会产生一系列连续的输入脉冲。 在本发明中，可能有几个这样的桥接，但这些都能够迅速响应这样的运动而接通和断开。。由于鞋或衣物可能会被扔进衣橱或其它地方，而浮动接触条仍处于桥接两接触销 的状态，因此两接触销可以设有绝缘侧壁，以使得其与所述浮动接触条之间的接触被限制 在销表面的特定区域上。在发光模块中使用开关逻辑电路也能达到同样的效果，具体过程为，开关闭合，逻 辑电路响应发出一个序列脉冲然后停止，直到开关断开并再次闭合，逻辑电路才再一次发 出一个序列脉冲。这样就简化了对开关的设计，以使得开关闭合一次只产生一个序列脉冲， 直到开关断开并再次闭合才再一次产生序列脉冲。因此，无需为防止因开关长久闭合造成 电池耗损而再在接触销上设置绝缘层。为使所述浮动接触条保持在所述管状套内，末端元件可以贴附于管状套，也可以 设在管状套内。由于使用了所述浮动接触条，弹簧和弹性元件皆可免除，这就增加了系统的 可靠性，同时也减小了装置的尺寸，降低了成本。除此之外，所述浮动接触条与所述管状套的尺寸与重量都能够改变，从而改变开关的转换特性与灵敏度。通过在所述管状套中设置非导电性液体，可以改变系统的转换特 性(特指响应时间)。结合以下具体描述以及附图，更易于理解本发明图1为一鞋的立体图，鞋的轮廓用虚线表示，内置于该鞋的发光系统包含本发明 所提供的开关；图2为图1鞋的侧视图；图3为图1、图2所示发光系统的放大侧视图；图4为图1-3所示发光系统中实质部分的平面图(部分线条为虚线)；图5为图4的剖视图，剖面线取5-5 ；图6所示的剖视图在图5中取剖面线6-6 ；图7为图4-6所示开关的另一种形式的立体图，其部分断裂开以便理解；图8所示的正视图描述了一人穿着带有柔性发光条的衣服，发光条中的发光模块 使用了本发明所提供的开关；图9为图8中环形部分9的放大断片图；图10为电子发光电路的示意图，该电路用于图1、2所示的发光鞋或图8所示的柔 性发光条；图11为图10所示系统的具体示意图；图12为本发明所提供开关的另一个实施例的立体图；图13为图12所示开关的纵向断面图；图14为本发明所提供开关的一个更具体实施例的立体图；图15为图14的断面图，其剖面线取15-15 ；图16为图14的断面图，其剖面线取16-16 ；图17所示的后视图描述了一人身背带有柔性发光条的背包，该发光条类似于图8 所示的发光条，其亦使用了本发明所提供的开关。参见图1所示，鞋10的鞋跟里嵌有一个电路板12，该电路板12包括电池14和开 关16。导线18、20、22与电路板12连接，该三根导线的终端分别接有光源LED24、26、27，所 述LED24、26、27置于鞋10的可见位置上，以提供引人注目的发光效果。图2为图1所示的鞋10的侧视图，其描述了电路板12、电池14、开关16、连接于 LED24的导线18、连接于LED26的导线20。图3为电路板12的放大侧视图，电路板12固定于电池14上。本发明所提供的开 关16固定于电路板12上，开关16含有接触条36。如图4所示，接触销28、30分别与导线 32、34连接，导线32、34与电路板12连接。在图3中，只有接触销28与导线32可见。与电 路板12连接的元件还有导线18、20、22，导线18、20、22分别与LED24、26、27连接。图4为电路板12及开关16的平面图，实际上电池14在电路板12的下面，在本视 图中不可见，故以虚线显示。导线18、20、22与电路板12连接，以断片形式(fragmentary
6form)显示，接触销28、30通过导线32、34与电路板12连接，开关16内的虚线部分为接触 条36，接触条36在下文得以说明，在图5、图6中得以详细介绍。
图5为图4沿5-5方向的剖视图，其描述了开关16的结构，其中的管状套38可由 玻璃或其它绝缘材料(如塑料或PVC管形材料)制成，纵向排列的接触销28、30嵌入管状 套38的侧壁，由导电性材料制成的接触条36在管状套38内可以自由移动。接触条36的 长度，即使是接触条36的一端与管状套38的端壁39接触时也，足以桥接两接触销28、30。 图5中的端壁39为可拆卸的塞状元件，实际中，管状套38可使用其他适合的闭合方式。伴 随着开关16的运动，接触条36将移动到图5中的虚线位置，在此位置，能够使接触销28与 接触销30可通过接触条36瞬间接通。图6为图5沿6-6方向的放大断面图，其描述了一个圆筒状的管状套38，接触销 28伸入管状套38的侧壁，接触条36置于管状套38的底部。图6中的虚线轮廓描述了接 触条36的另一个浮动位置，随着开关16的动作接触条36运动到该位置与接触销28、30碰 触。接触销28、30在其销体上设有绝缘外层，图6中为绝缘套29，以防止接触条36被卡持 在销头28H、30H上。图7为图1-6中所示开关的另一实施方式16A的立体图，在本实施方式中，管状套 40的横截面为方形，接触条42置于管状套菱形结构底部的V形槽内。管状套40的端部断 裂显示，以显露管状套40中的接触条42。类似于开关16的工作方式，一旦开关16A发生动 作，接触条42就会向上移动，从而实现了接触销44与接触销46之间的桥接。只要不干影 响触条接近或远离接触销的运动，开关16的管状套横截面也可以为其它形式，如椭圆形。图8为人员48着装的前视图，着装特指带有发光条52、54的衬衣或夹克50，发 光条52、54最好由可塑型聚氯乙烯(PVC)制成，其固定在袖子上。本发明人的美国专利 5649755号详细介绍了该外衣及其发光条。发光条52、54通过灯泡或发光二极管发光，所述 灯泡或发光二极管与电路板12或类似电路板连接，所述电路板包含开关16(如图1-6)或 开关16A(如图7)。当身着衬衣或夹克50的人员48发生动作时，接触条36(如图5)或接 触条42 (如图7)将会闭合电路板12上的电路，从而使得灯泡或发光二极管60、62 (如图9) 发光，所得光线填充在发光条52、54内部，最终获得发光条的发光效果。图9为图8中环形部分9的放大图。夹克50的袖子带有发光条52、54，发光二极 管60、62处于发光条54、52的端部并与电路板12连接。如此而来，人员48的动作，特别是 其胳膊的动作，将会使得开关16在瞬间闭合，进而促使发光二极管60、62发光，发光二极管 的瞬间发光将会带动发光条52、54发光。同样的装置也能带动背包表面上与发光条52、54 类似的发光条发光。这里所述的着装包括背包，背包上的发光将提供一种特别有效的安全 措施。其它的间接发光装置可包括光学纤维绳(fiber optic strands)，该光学纤维绳从发 光二极管处获取光，并将光传输到任何需要发光的地方。图10为图1-4中电子系统的示意图，其中，开关16包括接触销28、接触销30、接 触条36。只要接触条36向上弹起并同时和接触销28、30接触，就可接通接触销28和30， 电池14与计算回路56连接，该计算回路56可为⑶4516互补型金属氧化物半导体晶体管 计数器(cmos counter)。作为对来自开关16的信号的响应，计算回路56向LED闪光单元 58发送输入信号，进而LED闪光单元58促使发光二极管或灯泡24、26、27发光。电池14也 与闪光单元58连接。来自开关16的发光信号进入计算回路56或另外的一个计数器后，计算回路56 (或另外一个计数器)开始计时，计时的起始时间点为发光信号进入计算回路56 的时间，计时结束时，截断闪光单元58的能量输入。通过这种方式，可有效防止接触条36 处于与接触销28和30桥接的位置，或接触条42处于与接触销44和46桥接的位置时，鞋 10或夹克50上不必要的电池损耗。图11为图10所示系统的具体示意图，其中，来自开关16的输出信号传至cmos计 数器56(CD4516)的接线端15，也传至定时器57 (7555)的接线端2。计数器56向LED闪光 单元58提供输出脉冲，以促使灯泡或发光二极管24、26、27发光。来自开关16的输入信号 促使定时器57计时一段时间，这段时间结束后，定时器57即刻从其接线端3向闪光单元58 的输入端1发送重置脉冲信号，进而重新将计数器56恢复到零输出状态，以使得发光二极 管停止闪光。本发明所提供的较优实施方式为Cmos同步可编程4位计数器，型号⑶4516，德州仪器制造；Cmos 二进制可预置计数器，型号74C160，德州仪器制造；定时器，型号LM555/LM555C，美国国家半导体公司；发光二极管，型号T-13/4，今台电子；3V 锂电池，型号 CR-2032。可想而知，所述系统可通过许多方式实现。特别指出的是，鞋表面的光源与鞋周 围的光源的数量与排列方式可以改变，其中，光源数量可以少于或多于3 ；光源可以设在鞋 上，也可以设在服饰上的其它位置；也可以将部分光源设在鞋上，另外一部分光源设在服饰 上的其它位置。该系统的电路可以通过选择电路元件改变闪光频率。此外，作为对一次开关闭合 的响应，该系统会提供一个脉冲序列，然后不再提供脉冲，直到开关断开并再一次闭合，该 系统才会再次提供一个脉冲序列。这样就防止了由开关长久闭合而引起的不必要的电池耗费。如图12与图13所示，所述开关的另一
，开关16b，的管状套由PVC材 料或其它塑料制成。开关16b包括一个圆筒形塑料管状套68，金属接触元件70置于管状 套68的端部。管状套68的端部通过塞71封闭。接触元件70包括内部接触片72、外部延 伸部分73、外部接触片74，内部接触片72与自由浮动的接触条36互相碰触，外部接触片74 为外部延伸部分73的延续，外部接触片74与以上所述的计算回路56连接。图14为本发明所提供开关的又一个具体实施例的立体图，在本实施例中，管状套 78为圆筒形。接触销80、82伸入管状套侧壁的底部，并通过导线84、86与电路板12连接。 由导电性材料制成的接触条90在管状套78内自由移动，其长度足以桥接两接触销80、82。 伴随着开关载体的运动，接触条90会运动到可桥接两接触销的位置，从而实现了两接触销 80、82之间的即刻连接。本实施例提供的开关的灵敏度显著的优于图1-6中所示的开关。图15为图14的断面图，其剖面线取15-15。其中，接触销82可见，接触销80不 可见，且接触销82嵌入管状套78。接触条90在管状套78内自由移动，其长度足以桥接两 纵向排列的接触销。当开关载体处于静止状态时，接触条90闭合两接触销80、82之间的连 接。由于以上所述的计算回路56(参见图10、11)的作用，使得接触条90与接触销80、
882之间的第一次碰触启动计算回路56开始计时，计时过程中，发光二极管24、26、27导通。 计时一定时间或一定数量的周期后，计算回路关闭，发光二极管停止闪光，因此不再有不必 要的电池耗费。
图16为图14的断面图，其在图14中取剖面线16_16。图17所示的后视图描述了人员100身背带有柔性发光条52’、54’的背包102，发 光条52’、54’与图8所示的发光条52、54相同或类似。发光条52’、54’通过灯泡发光，所 述灯泡与电路连接，连接方式如图1-6、图7，所述电路可以为图11中的电路，或与其类似的 电路。人员100的动作致使电路板12上的电路闭合，进而使得灯泡或发光二极管60、62发 光，最终点亮发光条52’、54’。以上所述开关的优点在于1.接触条与接触销之间的瞬间碰触可产生即时的瞬间闪光效果，而非一系列连续 的闪光。2.其可靠性优于以往服饰(如鞋类)发光系统上的开关。3.由于其零件少、无弹簧、制造过程中无需对零件进行精确定位或调解，因此其成 本更低。4.其与以上所述的电子系统结合使用，从而避免了衣物闲置时开关长期闭合而引 起的不必要的电池耗费。以上所述的
仅为对本发明实质性的描述，当然不能以此来限制本发 明之权利范围。依本发明之权利要求所作的同等变换，仍然为本发明所涵盖的范围。