具有多個LED以及光效應材料的可穿戴發光單元的制作方法

本發明總體屬于可用于各種不同產品的led發光模塊，所述產品的實例包括但不限于鞋類和衣物。

背景技術：

發光系統以往與鞋類和衣物兩者一起使用，其實例在本人先前的美國專利no.5,649,755和no.7,347,577中闡述，通過引證將這些專利的公開內容特別結合于本文中。如果發光模塊與衣物一起使用，其不僅需要耐用，而且需要耐洗。以往這樣做的一種方式是在防水小袋(pouch)內包括發光模塊和燈具兩者，如在美國專利no.7,857,477中所教導的。然而，這樣的小袋具有許多限制性，并且本發明因此旨在改進這些現有的裝置。

技術實現要素：

本發明總體涉及用在可附接至制品且特別是附接至衣服的發光單元的光效應材料，其中通過使用透明間隔件或間隔材料使得光效應材料與一個或多個發光二極管(led)間隔開，使得從一個或多個led發出的光將對發光單元的觀察者產生觀察效應，該觀察效應由從led發出的通過光效應材料而被分散的光導致。

在本發明一個實施例中，光材料由透明材料組成，該透明材料具有鄰近led的內表面和包含分散元件的外表面，所述分散元件足夠小使得它們給予觀察者形成多個光點的外觀。在特別優選的實施例中，分散元件具有多面體形狀(諸如金字塔)，該多面體形狀具有內部基底以及連接至內部基底且延伸至會聚區域的多個壁，內部基底比會聚區域更鄰近內表面，內部基底具有比會聚區域更大的面積，并且在特別優選的實施例中，內部基底具有的長度與用在led中的發光晶片(lightemittingdie)的長度大致相同。

為了實現期望的光效應，光效應材料(或者至少其有效元件)必須與用在根據本發明的發光單元中的led的發光晶片間隔開，并且特別優選的是，led的發光晶片與光效應材料大致平行；盡管發光晶片無需嚴格與光效應材料平行，然而期望的是發光晶片與光效應材料更加平行而非垂直(并且因此大致平行而非大致垂直)，使得從發光晶片發出的光可在其撞擊光效應材料時產生光效應。如已注意到的，led的發光晶片不應與光效應材料抵靠而平齊(除非光效應材料自身制造成在發光晶片與光效應材料的有效元件之間產生透明間隔，所述有效元件諸如為包含在光效應材料的外表面上的分散元件)，使得從發光晶片發出的光可行進足夠遠(但不會太遠)，從而在所發出的光與光效應材料(或者其有效元件)接觸時產生分散光效應。

在發光晶片與光效應材料之間形成足夠距離的一種方式是在光效應材料與led之間包括透明間隔層，所述透明間隔層的實例為氣泡膜包裝或者折疊或形成為產生空隙的透明材料，并且使用透明間隔層的優點在于led可通過諸如透明膠或膠帶的粘合劑固定至透明間隔材料，這可幫助簡化制造過程并且有助于led在發光單元內相對于光效應材料的快速和輕易準確的放置。

由根據本發明的發光單元產生的視覺光效應是可由發光單元的觀察者看見的光效應。當光從一個或多個led發出，然后沿著穿過透明間隔件或間隔層的觀察路徑行進，并且然后與光效應材料接觸(諸如當其進入光效應材料的內層，并且行進至位于光效應材料外表面上的多面體形分散單元的內部基底，并且然后通過多面體形分散單元的壁或會聚區域而分散時)，并且然后行進至觀察者時，這樣的觀察者將觀察到光效應。盡管光效應的確切性質將依據間隔(多個光效應材料是否包括在彼此之上)以及所使用的一個或多個光效應材料的性質而不同，一個或多個光效應材料的總體效應將會是這樣的，即，相比于觀察者沿著其中一個或多個光效應材料從觀察路徑移除的相同觀察路徑看到的，觀察者觀察到的光效應將位于更大觀察區域上，并且觀察效果將在視覺上有趣得多。實際上，依據所使用的一個或多個光效應材料，由單個led產生的光效應可看上去像是在不使用光效應材料的情況下需要多個led產生的光效應，所有這些可在制造成本低得多的情況下用于對觀察者產生極大的視覺刺激。

因此，本發明的主要目的是在可用于制品并且特別是衣物和鞋類中的發光組件中提供光效應材料，其加強一個或多個led的視覺效果。

通過結合附圖以及下文闡述的優選實施例的詳細描述，對于本領域技術人員而言，這個和其他的目的和優點將是顯而易見的。

附圖說明

圖1示出了在本發明的光效應材料后方間隔開的led，而圖2示出了在本發明的光效應材料后方間隔開的多個led的側視圖。

圖3示出了根據本發明的光效應材料，其中材料的表面(諸如pvc)產生光效應，而圖4示出了圖3所示光效應材料的使用。

圖5和圖6示出了當觀察根據本發明的與三個led間隔開的兩個不同光效應材料時觀察者所感知到的。

圖7-圖9與圖3所示光效應材料有關，圖7示出了帶有方形重復圖案的光效應材料片，而圖8提供與一個這種方形圖案以及相鄰方形有關的細節。圖9為在概念上示出了如圖8所示較小方形的側視圖，所述較小方形中的一些產生視覺光效應而一些不產生視覺光效應。

圖10示出了根據本發明的使用光亮絲線織物的一個光效應材料，其中led示出為相對于從織物相對側觀察led的觀察者而言在織物的后方發光。

圖11為示出了根據本發明一個方面的led發光單元的頂視平面圖，其中帶狀線組件已連接至控制單元，防水袋已固定至帶狀線組件以使控制單元防水，并且然后已通過使用貼花(applique)壁而使得該組件固定至表面。

圖12為圖11的側視圖。

圖13為示出根據本發明構建的一個貼花的側視圖，而圖14為分解圖。

圖15a和圖15示出了根據本發明的固定至一條褲子的貼花。

圖16為根據本發明的發光單元的概念性圖示，示出了連接至光效應組件的電子組件。圖16a和圖16b示出了圖16所示電子組件的可替換實施例。圖16c和圖16d示出了附接至一條褲子的圖16的發光單元，圖16c從褲子外部示出了發光單元，圖16d從褲子內部示出了發光單元。

圖17示出了裙子，其具有結合到裙子中的根據本發明的led。圖17a和圖17b為示出了根據本發明的一個方面可構建圖17的裙子的兩種方式。

圖18示出了鞋類物件，其具有根據本發明的光效應材料的可移除片。

圖19示出了鞋類物件，其具有根據本發明的光效應材料的可移除片并且將光效應材料分隔成可從一個或多個led移開的單片。

圖20a為示出了定位成向下插入到帶狀線中的led的橫截面圖，而圖20b示出了使用膠合劑安裝和固定至帶狀線的led。圖20c和圖20d示出了與圖20a和圖20b相同的視圖，不同之處在于對中裝置插入在led與帶狀線組件之間但并不刺穿帶狀線組件的線的絕緣涂層。圖20e和圖20f示出了另一對中裝置，其中絕緣涂層被刺穿，并且對中裝置的一部分充當絕緣體同時將導線朝向led引線偏壓。

圖21a和圖21b示出了將兩個絕緣線的兩個暴露導體結合至軸向led的軸向引線。

圖22示出了根據本發明一個方面的復合led嵌入式線，而圖23為示出了包括在圖22中的部分的分解裝配圖。

圖24為示出了正連接至新組件中的電池和電子器件的圖22的復合led嵌入式線的分解裝配圖。

具體實施方式

已發現存在多種織物和/或材料能夠加強從led或者更優選從一起點亮或依次點亮的多個led發出的光的效應，特別是如果led與織物和/或材料之間的距離在可接受限度內變化的情況。為了便于提及并且出于定義的目的，這樣的織物和/或材料在下文中將一般性地稱為“光效應材料”。

光效應材料產生視覺上有趣的效應，其中當光效應材料在觀察者與一個或多個led之間處于可接受距離處時，來自相對于處于材料另一側處的觀察者而言處于這種材料后方的led的光將呈現由材料產生的光的分散圖案。光效應材料必須足夠薄或透明，以允許來自led的光穿過該光效應材料并且被觀察者的眼睛看到，但是其還必須具有這樣的結構，該結構允許來自led的光中的一些沿著其結構部件反射以使光分散并且產生明顯的光學效應。正因為此，如果光效應材料定位成直接鄰近led，則光效應材料將具有很少的光學效應或不具有明顯的光學效應，而如果光效應材料定位成離led太遠，則情況同樣如此。在選擇帶有分散元件的材料時，特別理想的是當材料與多色led一起使用時，選擇帶有棱鏡性質的透明或白色材料而非有色材料，使得帶有反射元件的材料的顏色不會與led的顏色產生干擾。對于這種光效應材料，重要的是反射和/或折射元件足夠小，從而它們對每個led賦予產生多個光點的外觀，而非簡單地充當棱鏡或大的多面透鏡。此外，特別有用的是如果多個led與光效應材料間隔開，使得多個led(特別是多個顏色的)能夠彼此重疊以產生混合光效應。

圖1示出了與光效應材料間隔開的led(該led可為雙引腳led、軸向引線led或表面安裝led)。led具有發光晶片，該發光晶片安置在基底上并且覆蓋有圓頂。led的發光晶片發出光，并且在本發明的一個特別有利的實施例中，光效應材料具有有效元件，這些有效元件產生的光效應具有的尺寸大致等同于用在led中的半導體模的寬度的尺寸或者落在其幾個尺寸量級范圍內。此外，盡管led與光效應材料之間的距離y可變，然而已發現為led尺寸(圖1中的z)的大約10至2000倍的距離是有效的，其中光效應材料具有大致等同于z的厚度x。

能夠用作根據本發明的光效應材料的材料實例(其為特別優選的實施例)為這樣的材料，該材料在其相對于用于使光分散的led的外表面上具有微觀反射和/或折射元件(意味著從led發出的光線將進入光效應材料的內表面并且然后在其外面上離開光效應材料并且然后繼續行進至觀察者)。這種材料的一個實例在圖3和圖8中示出。在該實例中，光效應材料形成為較大片材料的表層(諸如pvc或聚氨酯)，并且微觀反射和/或折射元件可加工或切割到所述片中或者通過模制工藝制成。該實例中的反射和/或折射元件在被近距離觀察時具有多面體形狀(見圖3)，然而這種形狀的交替方形以圖8所示的不同角度構造，其中三角形線代表圖3所示多面體形的基底線，而圖3的頂部多面體尖端將位于圖8所示三角形的中央(只是這些尖端和交匯在這些尖端處的成角度表面未示出，使得多面體基底線的尺寸可準確說明)。還應當注意，這些元件相對于一個或多個led的位置遠離該表面延伸，如圖4所示。

對于圖3和圖8所示的光效應材料，重復圖案的交替方形(與相鄰方形彼此不同)幫助形成具有微觀表面的鑲嵌狀表面。由于這種光效應材料的微觀元件的不同，微觀表面中的一些方形可產生可被觀察者觀察到的光效應，而另一些方形則不會，這在圖9中概念性示出為產生和不產生光效應的方形簡單交替圖案。(對于圖9，值得注意的是，led半導體模的物理尺寸確實大致等同于圖8所示方形中的一個的多面體中的一個的單個基底線，而僅出于示意性的目的，led未在圖9中繪制成這種比例)。然而，交替圖案可設計成更復雜的圖案以產生期望的效應，其實例在圖5和圖7中示出。

在圖5中，位于特定距離處的觀察者觀察到圍繞中央較暗光點的光點圈(諸如十二個)，這些均由單個led產生。該效應概念性地在圖7中示出(盡管具有不同數量的光點)，其中不具有任何交叉網紋線的方形代表光效應材料的具有產生可觀察到的效應的微觀元件的方形，而具有交叉網紋線的方形不產生可觀察到的效應(至少在材料正被觀察者觀察的特定距離處)。

盡管圖8示出了其中微觀元件布置成可用于實現可識別圖案的鑲嵌圖案的光效應材料，然而微觀元件也可隨機布置或者近似隨機布置以實現不同的光效應，諸如圖6所示。

可用作根據本發明光效應材料的材料另一實例為光亮絲線織物材料，其可為薄的或者可以不為薄的，其中光似乎沿著結構織物部件行進以使光分散并且產生光學效應。在這種織物中，織物離光源越遠，則越是可觀察到光學效應，直到其中因為距離太遠而使得效應消失的一個極限。這種光效應材料可獨立使用或者固定至另一材料層(諸如例如透明pvc)，該另一材料層則可結合到鞋類結構中。

圖10示出了使用織物材料的光效應材料，其中織物的光亮絲線幫助產生光效應。如圖10所示，led位于織物光效應材料的后方，并且觀察者看到這樣的光效應，其中線性織物材料在相對于觀察者而言位于光效應材料后方的led的中央點輻射出去的特定距離內被照亮。在這種情況下，結果是這樣的設計，其中來自單個led的光被極大加強從而給出與多個led的光效應更為等同的光效應。

多個光效應材料可層疊在彼此之上以產生混合光效應。因此例如，兩片光效應材料(諸如圖2和圖7所示)在該實例中可層疊在彼此之上，光效應材料的介于其內表面與分散元件所位于的其外表面之間的厚度用作介于位于兩片光效應材料的外表面上的兩層分散元件之間的透明間隔，從而加強混合光效應。

因此，可使用多種不同光效應材料以產生不同的光效應。所有這些材料的共性在于使用非常小的或者微觀的元件，這些元件產生可視光效應，其中led不再被簡單觀測為單個光源點，而是更加類似于由額外的一些led產生的某種形式。

一個或多個光效應材料的片可用作根據本發明的發光元件的外表面，或者它們可被外部透明層保護。特別優選的是，如果使用外部保護透明層，則光效應材料的定位成鄰近外部透明層材料的外表面被密封，從而在清洗周期過程中不允許液體(可包括肥皂和類似物)到達光效應材料的外表面的分散元件，從而不會有殘留物陷在或沉積在分散元件上，所述殘留物可減弱分散元件的光分散效應。

當正在制造根據本發明的發光單元時，光效應材料和間隔機構可構想為該單元的一個半部，而另一個半部則為led和用于對led供電的電子器件，諸如電源(其可為一個或多個電池)、由電源供電用于控制提供給led的電流的控制器件(其可具有光定序器或定時器或其他電子器件，這些均可包括在pcb上)、開關(諸如運動檢測開關，其實例為美國專利no.9,396,887)以及將led連接至控制器件的一個或多個電連接器(諸如導線)。使用這樣的構造，依據設計者的選擇，兩個所述半部(也即發光半部和電子器件半部)可分隔開(如果期望的話)或者可結合成單個單元(并且實際上如果期望的話而非特別優選的，led可與其他電子器件安裝在pcb上)。因此例如，兩個半部可包括在單個貼花構造中或者它們可分隔開，使得電子器件可布置在發光單元所附接的衣服或表面的下表面上，而發光半部可布置在另一表面上。

依據與電子器件有關而非與光效應材料自身的操作有關的多個因素，根據本發明的發光單元的電子器件半部可具有多種形式(同樣，連接至led的連接器也可具有多種形式)。因此例如，一個或多個led可通過導線連接至pcb，并且一個或多個led可焊接至導線的端部；可替換地，如下文將更加詳細描述的，led可通過在不適用焊接的情況下使用膠合劑附接至導線的端部，在特別優選的實施例中，多個軸向引線led可通過一個表面(諸如來自于透明間隔層的表面)而連接在一起，并且可使用一片膠帶(tape)或兩片膠帶形成軸向引線led組件，其中帶有一片膠帶的粘合劑的外表面則用于將組件附接至透明間隔層。這樣的多種構造替換方案的顯著方面在于，led和電子器件無需全部包括在防水隔室中，并且依據構造，在電源和開關已經是防水的情況下(諸如通過應用合適的防水材料)甚至無需包括在防水隔室中。

圖11示出了根據本發明的發光單元1，其中安裝有多個led5的帶狀線組件19連接至控制模塊15，控制模塊具有電源和控制電子器件，諸如運動檢測開關、用于控制led順序的電子器件和類似物。控制模塊15安裝至帶狀線組件的第一端部，并且防水袋16在控制模塊周圍密封至帶狀線組件，以保護控制膜15而同時使得帶狀線組件19的位于其外部的部分暴露至環境。依據防水袋16的構造(其可具有任何數量的形狀，但是圍繞控制模塊15緊密適配的袋有助于消除不必要的膨大)，防水袋16可通過收縮包裹步驟、熱密封、超聲焊接、夾具、膠合劑或某種其他密封裝置而密封在帶狀線組件19周圍，從而在防水袋16與帶狀線組件19之間形成防水密封。帶狀線組件19的終端19t(也即遠離控制模塊15的端部)可通過熱密封、帽、膠合劑或者這些或其他密封裝置的組合而相對于環境密封。所得到的結構-發光單元1可結合到各種制品(其示意性實例為衣服和鞋類)中，而無需考慮將帶狀線組件19和led5相對于環境保護起來。

由于根據本發明的特別優選的發光單元無需led相對于環境密封，因此其可以多種方式用于多種產品，包括其中其可與衣服和鞋類一起使用的多種新的方式，通過下文的討論，這些新的方式中的多個將變得更加顯而易見。

可將光效應材料結合到衣服中的一種方式是使用位于貼花或補塊內部的光效應材料或者甚至使用光效應材料50來制造外部貼花壁40。貼花或補塊可通過熱密封、縫合或膠合或其他附接機構方便地附接至制品，諸如例如衣服。這種貼花的實例在圖11和圖12中示出，其中外部貼花壁40保持發光單元1抵靠表面sur，諸如衣服、背包或其他制品的表面。如果貼花壁40縫合或粘合至表面sur，則可能理想的是留出貼花邊沿40b用于形成縫合部或用于粘合，而貼花壁40的其余部分可從表面sur向外延伸并且形成發光單元1保持于其中的口袋。應當注意，表面sur無需是防水的，盡管其確實可能是防水的；如果sur是不防水織物(諸如例如衣服中的棉或混棉)，則當清洗衣服時口袋將不防水，然而控制模塊15中的部件將由防水袋16(其為密封的)保護，而led和帶狀線甚至在清洗過程中將仍然被保護免受水的影響，這是由于已在本文中描述的創新性結構所導致的。還應當注意，盡管貼花壁40可用作相對于下層表面sur的外表面，然而其也可用作相對于下層表面sur的內表面，使得貼花位于表面sur之下而非位于表面sur之上。還應當注意，貼花壁40無需永久附接至表面sur而是可通過可拆卸連接機構而可從表面sur拆卸，可拆卸連接機構的實例為鉤環緊固件，諸如緊固件。可拆卸貼花壁的多個優點中的一個在于，依據使用者選擇，可通過這種可拆卸貼花而在制品中使用多個不同的發光單元1，并且這些單元可周期性變化。

貼花300可以多種不同方式構建，所述方式的實例在圖13和圖14中示出。盡管光效應材料50示出為位于外部材料層51之下，然而也可能的是，這兩個層可組合成單層，使得該單層的表面具有光效應材料而該表面的其他部分包括不透明或打印設計材料。透明間隔材料(其一個實例具有枕頭狀構造301)用于將光效應材料50與led5間隔開，led可通過間隔件301上的粘合劑或者通過圖14所示單獨的膠帶層304而固定至間隔件(或者通過任何其他合適的方式，這依據所使用材料的構造而不同，諸如與復合led嵌入式線108一起使用的膠帶)。其他合適的間隔材料可包括氣泡膜包裹型材料或者甚至透明實體間隔件，然而中空間隔材料是特別優選的，因為成本和重量降低。圖14所示貼花(僅出于示意性的目的)示出了使用復合led嵌入式線108和在端部固定有單個led的兩個其他線，所述單個led可為軸向引線led99或多引腳led。控制單元315示出為具有連接至其內部的三個輸入部分(兩個導線20和一個復合led嵌入式線108)，然而該數量可變化。并且，與使用控制單元315和獨立袋6(如圖12所示)不同，圖14示出了可具有箱子形式的可替換控制單元315，其中容納有電源和控制電子器件，并且可添加灌封(potting)或其他材料以便在箱子內部的電子器件周圍有效形成防水密封，從而形成密封的防水控制模塊，其無需防水袋16來形成防水密封。

貼花300還可設計成對于特定應用或衣服而言有用的美感。例如，貼花300可在外部材料層303上包括使得控制模塊315及其表面朦朧的不透明區域或圖案或設計印刷材料，并且光效應材料50可設計成對于觀察貼花300的觀察者而言帶來可觀察到的與圖案或設計印刷材料相稱的特定美感設計特征，如圖15a和圖15所示。

目前描述的貼花是單個貼花，其有助于結合到衣服中，然而存在這樣的時候，此時期望發光單元1的部件不是包括在單個貼花中。

圖16概念性示出了根據本發明的發光單元，其中3個led位于織物表面，并且然后氣泡膜包裹的透明間隔層301用于將3個led與光效應材料間隔開，并且然后透明覆蓋件40用于形成外部保護表面。應當注意，出于易于視覺觀察和理解的目的，圖16所示的層示出為彼此間隔開，然而這樣的間隔在制成品中將不會存在。還應當注意，圖16示出發光單元的除了3個led之外的電子部件相對于3個led位于織物后方，這是一種制造選擇，然而這些電子器件還可包括在附接至織物的外表面的一個或多個貼花中。

圖16a和圖16b示出了包括led的電子部件可制造成在根據本發明的發光單元中使用的組件的一種方式，圖16a與圖16b的不同之處在于，圖16a示出了使用兩個電池6，而圖16b示出了使用單個電池6。在該實施例中，電池或多個電池通過使用線20而與pcb8間隔開，然而在可替換實施例中，一個或兩個電池還可直接附接至pcb8。pcb8具有充當控制器的電子器件2(例如微處理器或集成電路并且可能是其他電子器件)以及直接安裝至電子器件的開關3(諸如運動敏感開關)。主令手動開/關開關4(用于將發光單元1手動接通和斷開)通過線20連接至pcb8，然而在可替換實施例中該開關被省略。將電子部件連接至pcb8的線20可通過使用焊料s而焊接至pcb8(如圖16a和圖16b所示)，然而它們還可在不使用焊料的情況下通過其他裝置連接。led(在圖16a和圖16b中由參考標號5以不帶有任何細節的方式功能性示出)可焊接至pcb5p(線20也焊接至該pcb)，并且所得到的單個led組件5a可以可選地涂覆有防水材料，防水材料的實例為浸漬密封。

圖16a和圖16b所示電子組件100是防水的并且甚至可在它們暴露于水的情況下(如在清洗周期中的情況)工作。由于電子組件是防水的，因此它們無需被放置在防水隔室中，這對于如何將電子組件結合到帶有光效應材料和透明間隔的制品中而言提供設計和制造工藝方面的靈活性。

圖16、圖16c和圖16d示出了通過將電子組件(除了led組件5a之外)定位成與光效應組件200隔開而可如何將電子組件附接至衣服(在這種情況下是一條褲子)；兩個組件均可位于織物的外表面上(并且獨立地附接或包括在單個附接部分中)，或者光效應組件200可位于織物的外表面上并且電子組件可位于織物的內表面上(見圖16)，盡管后一構造要求衣服中具有一個或多個孔使得led組件5a可附接至并且定位在光效應組件200內。另外，光效應組件200無需總是與多個led成單個組件，并且可使用多個光效應組件，或者甚至如果基于設計者選擇而期望的話，可對每個led使用單個光效應組件。

可將光效應材料結合到衣服中的另一種方式是將光效應材料用作位于包含一個或多個led發光模塊的另一層上的覆蓋層，在這樣的實施例中，特別優選的是，光效應材料的外層自由移動并且其相對于包含至少一個led發光模塊的下層的距離是變化的。可采用這種構造的衣服60的實例是裙子，裙子的實例在圖17、圖17a和圖17b中示出。在該示意性實例中，外部衣服層61由光效應材料50制成或包括光效應材料，該光效應材料定位成當裙子位于靜止位置時，該光效應材料位于安裝至內部衣服層62的電子組件100之上(光效應材料50還可附接至透明外部織物或固定在其后方)。然而，如果有人穿著裙子并且到處移動(諸如跑動或可能在周圍打轉)，外部衣服層61可開始改變其與電子組件100的距離(見圖17a)，因此改變光學效應。光效應材料50可通過多個裝置(諸如褶狀件或加強件或其他機構)而在靜止模式(例如當其被懸掛在架子上時)與電子組件100隔離開，所述多個裝置可用于在電子組件100與產生光效應的外部衣服層61之間形成靜止距離。此外，由于電子組件100可包括具有顏色各異的多個led5的帶組件19，因此不同的led它們自身可與它們相配對的光效應材料50相距不同的距離。

盡管目前闡述的示意性實例專注于衣服，然而已描述的理念對于在鞋類中使用具有特定的益處。

用于鞋類的發光模塊常規已在其制造過程中結合到鞋子中，這意味著這些模塊在鞋子制造過程中經受高熱要求，其中介于90到140攝氏度范圍內的爐子溫度可造成損害并且還會使用在線中的pvc材料熔化(這也是為什么特別優選是將硅橡膠用作絕緣材料)。本發明有助于解決在鞋子制造工藝過程中對發光模塊施加的高熱的問題，這通過這樣的方式實現，即將帶狀線組件和安裝的led與中央模塊隔離開，使得在模制鞋底或鞋子其他部分的制造工藝過程中僅有帶狀線組件和安裝的led經受所使用的較高爐子溫度。在這樣的帶狀線組件和安裝的led已模制到鞋底中之后，控制模塊可附接至帶狀線組件(諸如例如使用在2011年10月11日提交的美國序列no.13/294,095中公開的連接工藝，通過引證將該專利公開特別結合于本文中)，并且然后可將防水袋16固定在控制模塊15周圍，其中在無需使控制模塊15經受爐子溫度的情況下完成制造工藝，這減少了熱導致的失效的可能性，這樣的失效是昂貴的，因為任何這樣的失效通常導致整個鞋子而并非僅僅是控制模塊的失效。

由于不同的光效應材料可用于產生不同的光效應，因此可能理想的是允許不同的光效應材料在給定的制品中交替。該理念在圖18中示出，其中光效應材料50可以通過任意數量的緊固件202(諸如例如卡扣或磁體)可移除地緊固至鞋類物件201這允許在不同時間在給定的鞋類物件上穿戴不同的光效應材料，這還允許使用者對鞋類進行定制。此外，如果期望顏色效應，則不同的可移除光效應材料可具有不同的顏色，并且特別是如果圖形材料參與到由材料產生的光效應，則它們還可包括印刷圖形材料，從而允許更大程度的定制。此外，包含顏色和/或圖形的額外材料層可施加在光效應材料之上，以改變所產生的視覺效應，并且這種額外材料層自身可以從光效應材料可移除。

圖18還示出了可以這樣的方法將led結合到一件鞋類中的特別優選的方式，該方法使得利用根據本發明的光效應材料所需的空間輪廓最小。由于理想的是將led結合到鞋子的腳趾區域中，因此led可結合到鞋頭中或者腳趾盒的獨立空間中，如圖18所示，其中布置了三個led5，使得它們位于中底的高度并且穿過透明區域朝向位于鞋面中的光效應材料指向上方。(對于這樣的構造，特別優選的是led腳趾燈以盡可能靠近鞋底的方式安裝在腳趾腔體的端部中)。透明區域可為中空的，意味著其頂部表面是由光效應材料形成，或者其可填充有透明材料(諸如pvc或聚氨酯)，或者其可具有其中該區域由透明材料密封的枕頭狀構造(圖18所示)，然而其在該區域內部具有空氣而非透明實體材料。該構造的優點在于，其允許led與光效應材料之間的間隙尺寸可設計而無需光效應材料在鞋面中的輪廓的任何額外增大。可對鞋子的奇特區域使用類似構造(例如led還可安裝在外底的任何位置，或者如果期望的話安裝成圍繞整個外底，其中通過所需的間隔來產生良好的光效應)，并且如果期望的話，這種概念可用于鞋子的整個周緣周圍。對于任何這種結構(包括位于腳趾區域中的結構)，特別優選的是，當透明區域未填充有實體材料時，從中底向上延伸至光效應材料的壁是光亮的或者甚至是反射性的。

可替換地，根據本發明的光效應材料可結合到一件鞋子的任何位置中，其中在一個或多個led與光效應材料之間實現可接受的間隔。其另一實例在圖19中示出，其中光效應構建成可移動地插入到狹縫212中或帶條213的小袋中的板條211，該帶條自身可相對于安裝在鞋類的鞋舌215中的一個或多個led5可移除地調節。可插入不同光效應材料的不同板條以實現不同的視覺效應，并且光效應材料的不同板條可為有色的和/或具有不同的圖形(或者不具有任何圖形)。由于圖19所示鞋類的帶條可通過穿戴鞋類的人員來調節，因此基于由帶條保持的光效應材料與嵌入在鞋類的鞋舌中的led之間的間隔的不同，這個人員可以不同的方式來調節帶條以實現不同的光效應。

對于已經描述的實施例，電子組件100可根據已經在用的已知方法制造，諸如led與線的焊料附接。本說明書的其余部分將公開對電子組件的改進可如何帶來改進的發光單元。

通過與標準帶狀線組件比較來描述第一改進，在標準帶狀線組件中，一個或多個多引腳led焊接至帶狀線，帶狀線連接至包括電源的控制模塊。與這種組件相反，本發明公開用于將多引腳led連接至帶狀線組件的改進方法，這通過這樣的方式來實現，即，在將多引腳led保持就位的同時使得多引腳led的引線刺穿線的絕緣涂層并且然后與線的導電元件接觸并且通過使用膠合劑密封，膠合劑的特別優選的實例為氰基丙烯酸酯粘合劑。

圖20a和圖20b示意了用于將雙引腳led插入到帶狀線組件19中的過程。可將多個雙引腳led10插入到帶狀線組件19中，如圖11所示，并且盡管本申請示出使用了雙引腳led10以及帶有兩根線的帶狀線組件19，然而本文描述的相同概念可與插入在帶有額外線的帶狀線組件中的具有額外引線的led一起使用(例如三引腳led插入在帶有三根線的帶狀線組件中)，并且因此使用雙引腳led以及帶有兩根線的帶狀線組件作為示意僅僅是示意性的而非旨在是限制性的。

特別優選的是，雙引腳led的引線(在這種情況下是表示為11的兩個引線)具有刀狀或尖銳邊緣11e，以幫助將這樣的引線插入到帶狀線組件19的線20中。出于示意性的目的，線將具有外部絕緣涂層21以及內部導線22。與雙引腳led一起使用的內部導線22將通常由單股實體線組成，然而在不影響導入本發明的情況下也可使用多股。盡管內部導線22通常由銅制成，然而在用于根據本發明構建的發光模塊中使用的短距離上也可使用其他類型的導電材料，因此內部導線22也可為鋁線或多種其他導體，諸如石墨或導電聚合物，從而表面銅線的成本。因此對于本公開，對“導線”的提及意味著適于在絕緣外部接線材料內部使用的任何材料，無論實體的成股狀的或者某種其他構造。還應當注意，絕緣外部接線材料可具有外部襯套并且包括位于這種外部襯套與導線22之間的其他非導電材料，或者絕緣材料可為圍繞導線的不具有外部襯套的單一材料。因此，就其最寬泛的形式而言，本發明的方面旨在應用于具有由絕緣材料包圍的導電芯的任何類型的線。

特別優選的是，根據本發明的插入到線20中的雙引腳led的引線11是間隔開的，使得它們位于到線22的外側上，如圖20b和圖20d所示，使得相鄰到線22在插入之后由于絕緣涂層21的彈性而偏壓抵靠引線11。就這方面而言，當尖銳邊緣11e與內部導線22接觸時，起初用于幫助刺穿絕緣涂層21的刀狀邊緣將使得導線22朝向彼此略微移動，從而產生向外返回至它們原始位置的偏壓，這有助于保持引線11與導線22之間的電接觸。盡管這種偏壓是特別優選的，然而依據線20的構造，還可能可接受的是，刀狀邊緣11e確實刺穿到導線22中。此外，獨立的對中裝置13(其實例在圖20c-圖20f中示出)可固定至雙引腳led10，以幫助引線11的對中以及插入到帶狀線19中。特別優選的是，對中裝置13具有引線11插入于其中的兩個孔以及對中楔13w，該對中楔可優選具有金字塔形狀(見圖20c和圖20e)，該對中楔用于迫使相鄰線的絕緣涂層21向外朝向引線11，因此有助于組裝之后將導線22偏壓抵靠引線11，如圖20d所示。由非導電塑料制成(并且優選地，由能夠經受高溫的塑料制成)的對中裝置13還可構造成使得其具有這樣的楔形件，該楔形件刺穿絕緣涂層21并且確實與相鄰線20的導線22接觸，使得該楔形件驅使它們彼此隔開并且朝向引線11，如圖20f所示。

當雙引腳led10安裝至帶狀線組件19時，膠合劑g可用于幫助固定以及使所得到的組件防水。在這種組裝過程中可存在多種方式使用膠合劑，現在將描述所述方式的實例。

使用膠合劑g的一種方法是將其施加至尖端11e(在它們插入到線20的絕緣涂層21之前)，或者將膠合劑(例如以液滴形式)施加至尖端11e將插入于其中的絕緣涂層21的頂部。在插入之后，可對由尖端11e刺穿的絕緣涂層21的底部施加額外的膠合劑g，如圖20b所示。可替換地，在插入后步驟中，膠合劑可在插入之后僅施加至絕緣涂層21的底部。

特別優選的是，一旦雙引腳led安裝至帶狀線組件19，則雙引腳led10的引線11與外部環境大致隔離而不發生接觸。如果雙引腳led10安裝成與帶狀線組件19平齊，則引線11將從雙引腳led基底10b直接延伸進入絕緣涂層21的頂部21t，其中不存在或大致不存在暴露的表面區域，因為基底10b將輕微變形并且使得頂部21t平坦化；可替換地，如果在該位置施加膠合劑，則引線11的否則可能暴露的任何部分將仍然被膠合劑涂層密封(如圖20b所示)。引線11的位于線19內的部分由于位于線19內部而與外部環境隔離。如果刀狀邊緣11e延伸穿過導線而穿透絕緣涂層21的底部21b，則在特別優選的實施例中，暴露的刀狀邊緣11e可被施加在該位置的膠合劑完全或大致完全密封，如圖20b和圖20d所示。

帶有固定至其的一個或多個雙引腳led(如上文所述)的帶狀線組件將完全或至少大致防水，其可暴露于帶有水的環境(或者甚至被清洗)而不會導致雙引腳led的失效。雙引腳led的插入方式也將確保在正常使用過程中或者甚至當帶狀線組件在清洗機器中被清洗時(假設其端部也被保護或密封)，這樣的雙引腳led保持安裝在帶狀線組件上的適當位置。由于這種結構，這種帶狀線組件可與控制模塊一起使用而無需將帶狀線組件與控制模塊隔離，這進而帶來了更為簡單且更為廉價的構建可能性以及更大的設計靈活性。

目前已通過參照具有多引腳結構的led將本發明描述為使用用于將led連接至帶狀線組件的改進方法，所述具有多引腳結構的led是如今在用的非表面安裝的最常見led類型。這種led具有兩個或多個引腳(或引線)11，這些引腳從保持半導體模的基底結構引出，半導體模具有環氧樹脂透鏡/外殼或圓頂(見圖20a)。來自這種led的光從半導體模發出。當制造這種雙引腳led的串時，一個引腳通常被布置成與一個隔離導線的導線接觸，而另一個引腳將通常被布置成與另一個隔離導線的導線接觸，一旦已移除絕緣涂層以允許引線與導線電接觸，則這些引線通常通過焊接工藝而保持在適當位置。一旦一個或多個led安裝在隔離導線上，則光不會向下發射穿過基底或者穿過led附接至其的隔離導線。

與這種如今通常使用的led的串有關的一個問題在于，該串依賴于焊料將led固定地連接至導線。焊料的使用引起環境方面的顧慮，并且是昂貴的，這里所說的昂貴不僅僅是針對焊料而言，而且還針對將與焊料結合的線的類型而言，此外還有焊接工藝中涉及到的勞動。如已經注意到的，本發明可通過這樣的方式消除所有這種顧慮，即，消除焊料結合的需求、簡化下層結構、以及形成能夠通過使用不需要焊料的自動工藝而以廉價的方式制造的led嵌入式線，而同時仍然在具有低輪廓(來自于較小圓頂的輪廓)方面實現優良的產品。

根據本發明的另一方面，總體在圖21a中示出為99的軸向led具有正和負軸向引線101。多個軸向led可對齊，使得它們的軸向引線處于單個平面中并且彼此平行，如圖22和圖23所示。led一側的軸向引線通過導線106而連接在一起，這可通過自動環線工藝(automatedwireloopingprocess)完成；而led另一側的軸向引線通過第二導線106連接在一起，這可通過另一自動環線工藝完成。盡管可使用多個環將導線固定至軸向引線，然而已發現單個環107也起作用。一旦軸向引線led99它們的軸向引線已通過兩根導線106而電連接在一起，則可通過使用兩條透明膠帶105使該組件固定和防水。盡管特別優選的是，兩條透明膠帶105中的每一個均具有粘性層，使得兩個粘性層接觸到一起以彼此接合并且將軸向led與導線的子組件保持在兩片透明膠帶之間，然而兩條透明膠帶105中的一個的僅一個內側需要在其上具有粘合劑。此外，特別優選的是，這些膠帶105的片中的至少一個在其中具有透明纖維，用于加強所得到復合led嵌入式線的強度和耐久性。

盡管已將本發明的該方面描述為使用兩條膠帶105，然而已經注意到的是，這些條中的一個可能在其上不具有粘合劑，并且因此可以不被認為是一片“膠帶”而是塑料條。因此，出于本發明的目的，“膠帶”應當包括可結合在一起或者連接在一起以形成防水覆蓋部分(類似于兩片膠帶粘在一起)的任何材料層。此外，盡管并非特別優選的(因為需要使用熱并且因此不容易自動化進行)，然而可使用收縮包裹材料(諸如聚烯烴或其他復合物)以封包和密封一系列軸向led，這些led的軸向引線已根據本發明的教導而電連接在一起。

應當注意，對于軸向led的串而言，在該串與交流電流一起使用時，無需使得其所有的軸向引線均串行連接，使得一組軸向led將由于一種極性的電流而在一個時間亮起，而另一組軸向led將由于相對極性的電流而在另一時間亮起。

還值得注意的是，還存在這樣的特定應用，其中一片或兩片膠帶105可具有顏色或者應用于它們整個表面或這種表面的一部分上的某種其他特征，從而在由包括在根據本發明的復合led嵌入式線內的一個或多個軸向led發出光時產生預定的效果。

根據本發明該方面的復合led嵌入式線可用于多種應用，包括(僅僅列舉幾個)衣物、鞋類、圣誕燈以及其中期望led串的任何應用。如果根據本發明的復合led嵌入式線用在衣物中，則可使用多余膠帶105來提供可縫合的表面，使得復合物可容易結合到一件衣物中。

本發明的另一優點在于，相比于雙引腳led的圓頂，軸向led可具有更低輪廓的圓頂104。此外，盡管現有技術的雙引腳led串不會在大于180度的范圍內發出光，然而根據本發明的復合led嵌入式線108可以更為球形的方式發出光，因為軸向led不需要陽極和陰極引線穿過其引出的基底，而且其也不是安裝在隔離導線之上。

根據本發明的復合led嵌入式線將使得其部件(除了向外延伸超出膠帶105的兩個相對層的防水保護的導線引線109之外)防水，同時及其富有柔性并且輪廓低。實際上，根據本發明該方面的復合led嵌入式線可纏繞在線軸(成帶狀的形式)上用于儲存、用于在組裝中使用或者用于應用。實際上，可通過使用連接器118將根據本發明的復合led嵌入式線快速且容易地連接至電池117，并且如果期望的話，還可將可選的額外電子器件119電連接，以執行額外功能，諸如運動開關、軸向引線led100的定序和類似。一旦復合led嵌入式線108連接至電池117和可選電子器件119，則通過使用兩片額外的膠帶105可使得新產生的組件快速且容易地防水并且相對于環境密封，所述兩片額外的膠帶以與包括在復合led嵌入式線中的膠帶105相同的方式起作用。實際上在非常簡單的應用中，復合軸向引線led嵌入式線108可連接至電池117以形成單次的一次性led光源，諸如可用于緊急情況中。可替換地，與使用膠帶105不同，復合軸向引線led嵌入式線108可通過更為穩固的連接而連接至電池117，這允許電池117被更換或充電，并且電子器件119可包括用于連接至常規電源的接通/斷開開關，在這種情況下還可結合有插塞或其他硬件以用于連接這種電源，并且任何這種插塞或其他硬件可被保護在其自身的封包中或者甚至可通過額外使用膠帶來連接，以形成簡單、廉價和易于安裝的系統。此外，依據特定的應用，在任何這種結構中，膠帶片中的一片可具有雙面膠，從而可通過簡單的膠粘動作將復合軸向引線led嵌入式線固定至多種表面。

盡管本發明已描述其中軸向引線led在不使用焊料的情況下電連接至導線(這允許這種導線由諸如鋁的金屬制成)的復合軸向引線led嵌入式線，然而本文闡述的教導還可用于構成相對于現有技術仍然呈現出優勢的次優選的實施例，其中軸向引線led實際上焊接至諸如銅的導線，并且然后所產生的組件在不使用焊料時由本文描述的膠帶封包。

此外，盡管軸向引線led特別適用于以串的形式使用(如圖22所示)，然而單個軸向引線led可單獨地連接至導線，如圖21a和圖21b所示。在這種應用中，將隔離涂層21從導線22剝離，并且使用膠合劑g將兩根暴露的導線固定至軸向引線102和103(優選在暴露的導線已包裹在軸向引線周圍之后)。

還值得注意的是，通過掌握本公開內容，本領域普通技術人員可通過這樣的方式而選擇產生不同的光效應，即，在單個應用中使用不同光效應材料的組合(諸如并排)，或者將多個光效應材料一起組合成重合的構造，在這樣的構造中每個光效應材料對總的整體效應貢獻其自身的效應。這樣的設計者還可通過使用如在本申請人于2014年6月3日提交的美國序列no.14/199,689中教導的多序列led來形成多個新的效應，通過引證將該專利公開內容特別結合于本文中。因此，與本文描述的其他創新性概念一起使用光效應材料開辟了在本發明之前無法獲得的大量的各種設計者選擇。

盡管前文詳細描述示意了本發明的優選實施例，然而應當理解的是，本發明的額外實施例對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。例如，盡管并非優選的，然而帶狀塊組件可僅具有一根線并且短接在led布置之間，使得所產生的組件將作為一串串聯的燈來起作用，根據本文闡述的教導，led中的每一個均通過膠合劑而安裝和固定至該單根線。在不背離本創造性概念的情況下，還可在可替換實施例中做出其他修改。

因此，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，在不背離本公開發明的精神和范圍的情況下，可容易地對本文描述的確切概念做出進一步的改變和修改。