(57)【要約】特に衣類での使用に適したフレキシブルなファブリック封入ライトアレイが開示される。ライトアレイは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）に配置された光は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。フレキシブルＰＣＢは、実質的に正弦波形の金属接触トレースを含み、それに沿ってＬＥＤが曲げの見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度に取り付けられる。ＰＣＢは、拡大した金属接触パッドおよび層間剥離を防ぐカバーレイも含み得る。ライトアレイは、ファラデーケージを形成するように、導電ファブリックで作られ得るポケット内に含まれ得る。ローカルおよびワイドエリアコントローラーを使用するシステムおよび方法も開示され、文字、画像および動画を実質的にリアルタイムでライトアレイに送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルライトアレイであって、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースと、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、制御回路と、を備え、
フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）は、少なくとも１つのメタライズ層と、少なくとも１つのカバー層と、を有し、
１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースは、少なくとも１つのメタライズ層に定められ、制御回路領域から延び、フレキシブルＰＣＢの長さを横切り、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、ＬＥＤのそれぞれが、曲げの１つ以上の見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度に方向づけられ、それぞれのＬＥＤと、実質的に正弦波形の接触トレースの１つと、の間の電気的および物理的接触が、ＬＥＤの設置面積によって定められる剛領域で生じるようになっており、
制御回路は、実質的に正弦波形の接触トレースおよびＬＥＤと電気通信するように、ＰＣＢと関連する、
フレキシブルライトアレイ。
【請求項２】
請求項１のフレキシブルライトアレイであって、フレキシブルライトアレイは、フレキシブルポケットに封入され、フレキシブルポケット材料の第１の層と、フレキシブルポケット材料の第２の層と、を備え、フレキシブルポケット材料の第２の層は、フレキシブルポケット材料の第１の層の上に配置され、ファブリックの第１の層に固定され、フレキシブルライトアレイを受け入れる寸法を有するライトアレイポケットを形成する、フレキシブルライトアレイ。
【請求項３】
請求項２のフレキシブルライトアレイであって、フレキシブルポケット材料の第１の層と第２の層とは、導電性である、フレキシブルライトアレイ。
【請求項４】
請求項３のフレキシブルライトアレイであって、フレキシブルポケット材料の第１の層と第２の層とは、導電性接着剤の層によってライトアレイに取り付けられている、フレキシブルライトアレイ。
【請求項５】
請求項１のフレキシブルライトアレイであって、予め選択された角度は、約４５°を含む、フレキシブルライトアレイ。
【請求項６】
請求項１のフレキシブルライトアレイであって、制御回路は、制御回路領域でフレキシブルＰＣＢに組み込まれる、フレキシブルライトアレイ。
【請求項７】
請求項１のフレキシブルライトアレイであって、制御回路は、別個のＰＣＢにあり、フレキシブルＰＣＢに電気的および機械的に接続される、フレキシブルライトアレイ。
【請求項８】
請求項１のフレキシブルライトアレイであって、フレキシブルＰＣＢは、換気用の複数の貫通孔を含む、フレキシブルライトアレイ。
【請求項９】
衣服であって、フレキシブル材料の１つ以上のシートと、１つ以上のライトアレイポケットと、少なくとも１つのライトアレイと、を備え、
フレキシブル材料の１つ以上のシートは、人体の少なくとも一部を覆うように構成されおよび縫い込まれまたは結合され、
１つ以上のライトアレイポケットは、フレキシブル材料の１つ以上のシートに、固定、接続、または縫い込まれ、１つ以上のライトアレイポケットのそれぞれは、ポケット材料の第１の層と、ポケット材料の第２の層と、を含み、ポケット材料の第２の層は、材料の第１の層の上に配置され、材料の第１の層に固定され、ポケットを形成し、少なくとも１つのライトアレイは、１つ以上のライトアレイポケットのそれぞれに配置され、少なくとも１つのライトアレイは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースと、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、制御回路と、を含み、
フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）は、少なくとも１つのメタライズ層と、少なくとも１つのカバー層と、を有し、
１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースは、少なくとも１つのメタライズ層に定められ、制御回路領域から延び、フレキシブルＰＣＢの長さを横切り、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、ＬＥＤのそれぞれが、曲げの１つ以上の見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度に方向づけられ、それぞれのＬＥＤと、実質的に正弦波形の接触トレースの１つと、の間の電気的および物理的接触が、ＬＥＤの設置面積によって定められる剛領域で生じるようになっており、
制御回路は、実質的に正弦波形の接触トレースおよびＬＥＤと電気通信するように、ＰＣＢと関連して取り付けられる、
衣類。
【請求項１０】
請求項９の衣類であって、ポケット材料の第１の層と第２の層とは、フレキシブルな導電ファブリックを備える、衣類。
【請求項１１】
請求項１０の衣類であって、少なくとも１つのライトアレイは、ポケット材料の第１の層および第２の層に接着剤で接着される、衣類。
【請求項１２】
請求項１１の衣類であって、接着剤は、導電性接着剤を含み、ポケットファブリックの導電性の第１の層および第２の層が、ファラデーケージまたはシールドとして働く、衣類。
【請求項１３】
請求項１２の衣類であって、非導電性接着剤が少なくとも１つのライトアレイの領域の少なくとも一部で使用され、電磁信号が透過する領域を定めるようになっている、衣類。
【請求項１４】
請求項９の衣類であって、少なくとも１つのライトアレイは、少なくとも１つの電気接触パッドを備え、少なくとも１つの電気接触パッドは、制御回路に接続され、標準リジッドＰＣＢに定められる同じ特性に対して拡大した表面領域を有する、衣類。
【請求項１５】
請求項９の衣類であって、制御回路は、マイクロプロセッサと、メモリと、１つ以上のＬＥＤドライバと、を備え、
メモリは、マイクロプロセッサに接続され、
１つ以上のＬＥＤドライバは、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサに接続された少なくとも１つのトランシーバーと、に接続される、
衣類。
【請求項１６】
請求項１５の衣類であって、少なくとも１つのトランシーバーを通じて制御回路と通信するコントローラーをさらに備え、コントローラーは、実質的にリアルタイムで少なくとも１つのライトアレイに表示するために、制御回路文字、画像、および動画を伝えるように適合されている、衣類。
【請求項１７】
品物に組み込まれたライトアレイのローカルおよびワイドエリアコントロール用のシステムであって、
少なくとも１つのフレキシブルな品物を備え、少なくとも１つのフレキシブルな品物は、１つ以上のライトアレイポケットと、少なくとも１つのライトアレイと、ローカルコントローラーと、を含み、
１つ以上のライトアレイポケットは、ポケットファブリックの第１の層と、ポケットファブリックの第２の層と、を含み、ポケットファブリックの第２の層は、ファブリックの第１の層の上に配置され、ファブリックの第１の層に固定され、ポケットを形成し、少なくとも１つのライトアレイは、１つ以上のライトアレイポケットのそれぞれに配置され、
少なくとも１つのライトアレイは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、制御回路と、を備え、
フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）は、少なくとも１つのメタライズ層および少なくとも１つのカバー層と、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースと、を有し、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースは、少なくとも１つのメタライズ層に定められ、制御回路領域から延び、フレキシブルＰＣＢの長さ全体を横切り、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、１つ以上の実質的に正弦波形の接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、ＬＥＤのそれぞれが、曲げの１つ以上の見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度に方向づけられ、それぞれのＬＥＤと、実質的に正弦波形の接触トレースの１つと、の間の電気的および物理的接触が、ＬＥＤの設置面積によって定められる剛領域で生じるようになっており、
制御回路は、実質的に正弦波形の接触トレースおよびＬＥＤと電気通信するように、ＰＣＢと関連し、
ローカルコントローラーは、制御回路を通じて少なくとも１つのライトアレイと通信し、ローカルコントローラーは、実質的にリアルタイムで少なくとも１つのライトアレイに表示するために、文字、画像、および動画を伝えるように適合されている、システム。
【請求項１８】
請求項１７のシステムであって、システムは、複数の衣服を備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８のシステムであって、ワイドエリアコントローラーをさらに備え、ワイドエリアコントローラーは、協調的な文字、画像、または動画をライトアレイの制御回路に送信するように適合されている、システム。
【請求項２０】
請求項１９のシステムであって、協調的な文字、画像、または動画は、ライトアレイのそれぞれに同じ文字、画像、または動画を備える、システム。
【請求項２１】
請求項１９のシステムであって、協調的な文字、画像、または動画は、より大きな文字、フレーズ、画像、または動画の個々の部分を備える、システム。
【請求項２２】
複数のライトアレイを制御するおよびリンクさせるシステムであって、少なくとも２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを備え、ＬＥＤアレイのそれぞれは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、１つ以上の接触トレースと、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、マスター制御基板と、スレーブ制御基板と、を含み、
フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）は、少なくとも１つのメタライズ層と、少なくとも１つのカバー層と、を有し、
１つ以上の接触トレースは、少なくとも１つのメタライズ層に定められ、制御回路領域から延び、フレキシブルＰＣＢの長さを横切り、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、複数のＬＥＤのそれぞれが、接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、複数のＬＥＤのそれぞれが、水平に対して、定められた角度で方向づけられ、定められた角度は、曲げまたはひずみの見込み方向に応力を最小化するように選択されるようになっており、複数のＬＥＤのそれぞれと、接触トレースの１つと、の間の電気的および物理的接触が、ＬＥＤの設置面積によって定められる剛領域で生じるようになっており、
マスター制御基板は、複数のＬＥＤアレイの１つと関連し、マスター制御基板は、少なくとも１つの通信回路および少なくとも１つの第１ＬＥＤ駆動回路を含み、
スレーブ制御基板は、ＬＥＤアレイを接続し、スレーブ制御基板のそれぞれは、少なくとも１つの第２ＬＥＤ駆動回路を有し、スレーブ制御基板は、マスター制御回路と電気通信する、システム。
【請求項２３】
請求項２２のシステムであって、マスター制御基板は、ＬＥＤアレイの１つに組み込まれる、システム。
【請求項２４】
請求項２２のシステムであって、マスター制御基板は、別個のＰＣＢに配置され、ＬＥＤアレイの１つに取り付けられる、システム。
【請求項２５】
請求項２４のシステムであって、別個のＰＣＢは、フレキシブルＰＣＢを備える、システム。
【請求項２６】
請求項２４のシステムであって、別個のＰＣＢは、リジッドＰＣＢを備える、システム。
【請求項２７】
請求項２４のシステムであって、別個のＰＣＢは、ＬＥＤアレイの１つにピンのセットによって取り付けられ、ピンのセットは、別個のＰＣＢを機械的および電気的に接続する、システム。
【請求項２８】
請求項２４のシステムであって、別個のＰＣＢは、コネクタによってＬＥＤアレイの１つに取り付けられる、システム。
【請求項２９】
請求項２２のシステムであって、スレーブ制御基板は、リジッドＰＣＢである、システム。
【請求項３０】
請求項２２のシステムであって、スレーブ制御基板は、フレキシブルＰＣＢである、システム。
【請求項３１】
請求項２２のシステムであって、スレーブ制御基板は、ピンのセットによってＬＥＤアレイの間に接続される、システム。
【請求項３２】
請求項２２のシステムであって、スレーブ制御基板は、表面実装コネクタによってＬＥＤアレイの間に接続され、表面実装コネクタは、ＬＥＤアレイのそれぞれの後ろ側と、スレーブ制御基板と、の間に延びる、システム。
【請求項３３】
請求項２２のシステムであって、１つ以上の接触トレースは、実質的に正弦波形である、システム。
【請求項３４】
請求項２２のシステムであって、定められた角度は約４５°である、システム。
【請求項３５】
フレキシブルライトアレイであって、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、１つ以上のビアと、受動部品と、を備え、
フレキシブルプリント回路基板は、複数の層を有し、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、基板に配置され、
１つ以上のビアは、フレキシブルＰＣＢの複数の層の少なくともいくつかを通って延び、
受動部品は、１つ以上のビアと反対の側のフレキシブルＰＣＢ基板に取り付けられ、受動部品が、定められた領域に選択的剛性を提供するようになっており、受動部品は、フレキシブルＰＣＢ基板に機械的に接続されるが、電気的な目的を果たさず、
１つ以上のビアは、受動部品が選択的剛性を提供する定められた領域内に置かれる、フレキシブルライトアレイ。
【請求項３６】
請求項３５のフレキシブルライトアレイであって、受動部品は、抵抗器、キャパシタ、または集積回路パッケージを備える、フレキシブルライトアレイ。
【請求項３７】
請求項３５のフレキシブルライトアレイであって、複数のＬＥＤは、それぞれ概ね正弦波形の接触トレースに沿って取り付けられる、フレキシブルライトアレイ。
【請求項３８】
請求項３５のフレキシブルライトアレイであって、複数のＬＥＤのそれぞれは、曲げの見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度に配置される、フレキシブルライトアレイ。
【請求項３９】
個別の制御回路を含むフレキシブルＬＥＤライトアレイであって、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、１つ以上の接触トレースと、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、制御回路と、を備え、
フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）は、少なくとも１つのメタライズ層と、少なくとも１つのカバー層と、を有し、
１つ以上の接触トレースは、少なくとも１つのメタライズ層に定められ、制御回路領域から延び、フレキシブルＰＣＢの長さ全体を横切り、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、接触トレースに沿ってＰＣＢに取り付けられ、複数のＬＥＤのそれぞれが、水平に対して、定められた角度で方向づけられ、定められた角度は、曲げまたはひずみの見込み方向に応力を最小化するように選択されるようになっており、複数のＬＥＤのそれぞれと、接触トレースの１つと、の間の電気的および物理的接触が、ＬＥＤの設置面積によって定められる剛領域で生じるようになっており、
制御回路は、別個のＰＣＢに設けられ、フレキシブルＰＣＢに機械的および電気的に接続され、制御回路は、ＬＥＤを駆動する少なくとも１つ以上のＬＥＤドライバを含む、
フレキシブルＬＥＤライトアレイ。
【請求項４０】
請求項３９のフレキシブルＬＥＤライトアレイであって、別個のＰＣＢは、表面実装コネクタ、ケーブルコネクタ、および垂直ピンから成るグループから選択される接続構造によって、フレキシブルＰＣＢに接続される、フレキシブルＬＥＤライトアレイ。
【請求項４１】
請求項３９のフレキシブルＬＥＤライトアレイであって、別個のＰＣＢは、リジッドまたはフレキシブルである、フレキシブルＬＥＤライトアレイ。
【請求項４２】
請求項３９のフレキシブルＬＥＤライトアレイであって、制御回路は、外部入力および出力用の１つ以上の通信回路をさらに備える、フレキシブルＬＥＤライトアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤライトアレイを含む衣類、衣類に画像を表示するシステム、およびフレキシブルＬＥＤライトアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年、製造業者は、光を衣類に取り入れようとしてきた。通常、光は発光ダイオード（ＬＥＤ）の形である。Ｂｅｎｎｉｏｎによる特許文献１は、そのような設計の早期の一例であり、それは、フレキシブル基板に配置されて保護のために封入される複数のＬＥＤを含む。典型的に、光る衣類のこれらのアイテムは、Ｇａｌｏｏｂらによる特許文献２などのいくつかの文献が安全装置として使用可能である衣類の光るアイテムを開示しているが、目新しい物と見なされている。
【０００３】
ＬＥＤ照明装置を衣類の一部に組み込むという考えは、単純明快であるが、その実行はそうではない。長年にわたる試みにもかかわらず、光る衣料製品は日常的にほとんど売られておらず、この種の製品はほとんど市場に出されていない。多くのコスト、工学、および製造問題のため、多くの製品は成功できなかった。
【０００４】
主な工学問題の一つは、衣類が非常に柔軟であって頻繁にかなりの摩耗を受けることである。従って、衣類の一部に組み入れられている電子素子は、摩耗、応力、ひずみ、および環境暴露を受ける。信頼性が問題となる。悪条件下で、ＬＥＤはプリント回路基板から簡単に出て行くことがあり、制御電子回路は機能を停止することがある。
【０００５】
参照することにより全体が本書に含まれる特許文献３は、本発明者の仕事であり、リジッドプリント回路基板を使用する衣類用のＬＥＤ照明回路を開示している。リジッドプリント回路基板は、ＬＥＤおよび制御電子回路の生存性を向上させることができるが、衣類の非常に柔軟な環境にとって必ずしも理想的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４７７４４３４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００４７１４６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１０２３０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フレキシブルプリント回路基板を使用するＬＥＤアレイは、衣類での使用に理想的であるように思われるが、衣類環境で生残するようにそれらを設計すること、およびそれらを衣類と上手に一体化することは、難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、組み込みライトアレイを含む衣類に関する。ライトアレイは、衣類のファブリックポケット内に封入され、ファブリックポケットは、導電性ファブリックで作られることができ、電磁妨害からライトアレイを保護するようになっている。アレイ自体は、ポリイミドＰＣＢなどのフレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）に配列される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。
【０００９】
ＰＣＢ自体は、ひずみを減少させるおよび屈曲に抵抗する性能を向上させる複数の特徴を含む。例えば、ＬＥＤは、実質的に正弦波金属接触ラインに沿って配列され、見込み方向にまたは曲げまたはひずみの方向に応力を最小化するように予め選択された角度に方向づけられる。ある実施形態では、角度は、水平方向に対して約４５°である。トレースとＬＥＤとの接触は、各ＬＥＤの直下の剛性領域で生じる。また、ＰＣＢの様々な層上の銅接触パッドは、層間剥離に抵抗するように拡大される。
【００１０】
本発明の別の態様は、衣類のＬＥＤライトアレイを制御するための制御および表示システムおよび方法に関する。本発明のこの実施形態によるシステムおよび方法では、ライトアレイまたはライトアレイのグループは、コントローラーと無線通信し、コントローラーはスマートフォンであってよく、スマートフォンは、ライトアレイと通信およびライトアレイを制御できるようにするアプリケーションまたは「アプリ」を有する。コントローラーは、文字、画像、または動画を実質的にリアルタイムで表示するようにＬＥＤライトアレイに指示するように適合される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、文字、画像、および動画を衣類の複数のライトアレイに割り当てるシステムおよび方法に関する。複数の近くのライトアレイは、それらをグループに並べて方向を合わせることができ、各アレイがより大きな文字、画像、または動画および全体の文字、画像、または動画の一部を表示するようになっている。文字、画像、および動画は、ユーザー間で共有されることができ、ある実施形態では、イベントマネージャーまたはエリアコントローラーが、衣類の多数のライトアレイに分配することができる。
【００１２】
本発明のさらなる態様は、複数のＬＥＤライトアレイを統合するシステムに関する。これらのシステムは、少なくとも２つのライトアレイを含む。少なくとも２つのライトアレイのそれぞれは、フレキシブルＰＣＢを備え、それには、複数のＬＥＤが設けられ、複数の本質的に正弦波の金属トレースを介して互いに接続される。ＬＥＤは、曲げまたはひずみの見込み方向に応力を最小化するように予め選択された角度で位置する。マスター制御基板は、少なくとも２つのライトアレイの第１のものに、取り付けられるまたは統合される。マスター制御基板は、少なくとも１つの通信回路と、少なくとも２つのライトアレイの第１のものにあるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路と、を備える。スレーブ制御基板は、少なくとも２つのライトアレイの第１のものと、少なくとも２つのライトアレイの第２のものと、の間に取り付けられる。少なくとも２つのライトアレイの第１のものと第２のものとの間に接続され、スレーブ制御基板は、マスター制御基板と電気通信して指示を受け、少なくとも２つのライトアレイの第２のものにあるＬＥＤを駆動する１つ以上のＬＥＤ駆動回路を備える。ある実施形態では、マスター制御基板およびスレーブ制御基板は、リジッドＰＣＢである。
【００１３】
本発明の別のさらなる態様は、フレキシブルＰＣＢＬＥＤライトアレイに関し、それは、曲げにおけるビアへの損傷のリスクを最小化することができる。これらのＰＣＢＬＥＤライトアレイは、ＰＣＢ基板を備える。１つ以上のビアが設けられ、それは、フレキシブルＰＣＢ基板の少なくともいくつかの層を通って延びる。部品が、１つ以上のビアと反対のフレキシブルＰＣＢ基板の側に取り付けられ、剛領域を提供する。ビアは、部品によって提供される剛領域内に位置する。部品自体は、電気的に非接続であり、剛性を提供する以外は通常はＰＣＢに何の目的も果たさない。部品は、例えば、抵抗器、コンデンサ、または集積回路パッケージであり得る。
【００１４】
本発明のこれらのおよび他の態様、特徴、および利点は、この後の説明に記載される。
【００１５】
本発明は、以下の図に関して記述され、図では、本発明を通して同様の符号は同様の特徴を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ファブリックポケット内に封入される一体型ＬＥＤライトアレイを含む衣服の一部の透視図である。
【図２】図１のＬＥＤアレイおよびファブリックポケットの分解図である。
【図３】図１のＬＥＤアレイの第１の側の概略図である。
【図４】ＬＥＤアレイのプリント回路基板（ＰＣＢ）の概略断面図であり、拡大した金属接触パッドを示している。
【図５】ＰＣＢの概略平面図であり、ビアのグループと、損傷を防ぐためにビアの周りの領域を選択的に強固にする配置と、を示している。
【図６】図１のＬＥＤアレイの通信部品およびロジックの概略図である。
【図７】本発明の一実施形態によるライトアレイを制御するシステムの略図である。
【図８】本発明の別の実施形態によるマスター‐スレーブライトアレイ配置の側面図である。
【図９】図８の一部を示し、２つの隣り合うライトアレイを接続する一つの方法を示している、詳細側面図である。
【図１０】図９の図と同様である側面図であり、２つの隣り合うライトアレイを接続する別の方法を示している。
【図１１】図１０の接続の上面図である。
【図１２】ライトアレイへの制御基板の接続を示している上面図である。
【図１３】図１２の制御基板およびライトアレイを示している側面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による制御基板に接続されたライトアレイの上面図である。
【図１５】本発明の別の実施形態による制御基板に接続されたライトアレイの上面図である。
【図１６】単一の制御基板に接続された複数のライトアレイの上面図である。
【図１７】取り付けたＬＥＤライトアレイを含むサスペンダーを示している透視図である。
【図１８】取り付けたＬＥＤライトアレイを含むボールの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態による、１０で概ね指し示される、衣服の一部の透視図である。本発明の実施形態はどのような種類の衣服も含むことができるが、図１に示されている衣服１０の一部は、ジャケットまたはベストである。示されている実施形態では、ライトアレイ１２は、面ファスナーを使用して、衣服１０に取り付けられ、ファブリックポケット１４内に封入される。他の実施形態では、ライトアレイ１２は、衣服１０に、縫い込まれるまたは別の方法で組み込まれる。以下でより詳しく記載されるように、ライトアレイ１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイであり、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、個々に論理的にアドレス可能であり、アレイが、文字、形状、模様、または実時間ビデオを表示できるようになっている。任意の数のＬＥＤ２２を含むことができるが、示されている実施形態のライトアレイ１２は、２５６の個々のＬＥＤ２２を含む。
【００１８】
図２は、ファブリックポケット１４およびライトアレイ１２の分解図である。この実施形態では、ファブリックポケット１４は下層１６を含み、下層１６は、ライトアレイ１２および上側ファブリック層１８の下方に位置し、上側ファブリック層１８は、ライトアレイ１２の上に位置するように設計されている。上側ファブリック層１８は、多数の開口２０を含み、それらの寸法、形状、および間隔は、ライトアレイ１２の個々のＬＥＤ２２が上側ファブリック層１８を通って突出できるように定められる。下層１６および上側ファブリック層１８は、どのような種類の織物で作られてもよく、またある実施形態では、上側ファブリック層１８の上または下に追加の織物の層があってもよい。ある実施形態では、ファブリック層１６，１８が導電性織物で作られていると、有用であり得る。織物は、従来技術を使用して伝導性にすることができる。一例として、一枚の布が伝導性ポリマーでコーティングされてよい。ライトアレイ１２を封入する導電性ファブリックは、ファラデーケージとしての機能を果たすことができ、ライトアレイ１２を外部電磁放射から保護し、ライトアレイ１２からの放射または信号が他の要素に干渉するのを防ぐ。しかしながら、以下でより詳しく記載されるように、電磁透過窓がファブリックポケット１４に通常設けられ、外部デバイスとの通信を可能にする。ライトアレイ１２は、ファブリックポケット１４に固定されるまたは電気的に接地される。
【００１９】
多くの実施形態では、導電性接着剤をライトアレイ１２の表面積の大部分にわたって使用することができ、それをファブリック層１６，１８に物理的に固定し、ファブリック層１６，１８がライトアレイ１２に対して動かないようになっている。電磁透過または許容領域を、例えば、領域をマスクするおよび導電性接着剤よりも非導電性接着剤を使用することによって、マスク領域内に作ることができる。図２は、２つの非導電領域２３，２５を示し、それらは上ファブリック層１８および下ファブリック層１６上で整列して電磁透過窓を作る。
【００２０】
図３は、ライトアレイ１２の第１の側の略図である。ライトアレイ１２は、例えばポリイミドフィルムで作られているフレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）１３を備え、その上に複数のＬＥＤ２２が取り付けられている。ライトアレイ１２は、制御回路領域２４を含み、制御回路領域２４は、ライトアレイ１２の設置面積を減少させるように、ＬＥＤ２２を保持するＰＣＢ１３の一部の下に折り畳まれることができる。また、示されている実施形態の制御回路領域２４は、その上側に部品を含まず、それは別のライトアレイ１２が制御回路領域２４上に並べて表示されることを可能にし、２つの隣り合うアレイが連続して見えるようになっている。ライトアレイ１２の設置面積を最小化する他の適合化が行われてもよく、例えば、電源コード１５（図２に最もよく見られる）が、１つの端からよりもむしろ、その寸法内でアレイ１２の後部から出てもよい。
【００２１】
ライトアレイ１２は、たわみおよび結果として生じる応力およびひずみに対処する性能を向上させるいくつかの特徴を含む。図３に見られるように、ＬＥＤ２２は、行と列の形で配置される。ＬＥＤの各列は、正弦波形である金属接触トレース２６を含む。金属接触トレース２６の正弦波形は、張力緩和をもたらす。また、ＬＥＤ２２、ＰＣＢ１３、および金属接触トレース２６の間の物理的および電気的接触は、ＬＥＤ２２の直下の剛領域内でのみ生じる。
【００２２】
ＬＥＤ２２自体は、示されている実施形態の水平に対して約４５°の角度で方向づけられている。ＬＥＤ２２の方向は、曲げ応力を緩和するのに有用であり得る。他の実施形態では、ＬＥＤ２２の方向は、ライトアレイ１２の初期構成および曲げの見込み方向に基づいて、選ぶことができる。
【００２３】
ＰＣＢ１３では、金属接触パッドは、ＬＥＤ２２を含んでいるＰＣＢ１３に搭載された部品と電気接触する。導電パッドに使用される金属は、典型的に銅であるが、他の金属または導電性材料であってもよい。ビアの一般構成および接触パッドは、当技術分野でよく知られており、従来の配置および構成を使用することができる。
【００２４】
図４は、ＰＣＢ１３の一部の概略断面図であり、導電パッド１５およびカバーレイ１７の配置を示している。本発明の実施形態によるＰＣＢ１３では、典型的に銅で作られている導電パッド１５の寸法は、同等のリジッドＰＣＢの通常の導電接触パッドの表面領域に比べて、各辺で約０．１‐０．１５ｍｍ大きくなっている。また、カバーレイ１７は、接着のために最低約０．０５‐０．１ｍｍパッドに侵入している。
【００２５】
図４の実例は、ＰＣＢ１３の一面上の２つの層のみを概略的に示している。ＰＣＢ１３は、多くの場合ＰＣＢ１３の両側で、通常いくつかの層を有するので、層間で電気接触が必要な場合、ビアが通常使用される。ビアは、ＰＣＢ１３の孔であり、それらは、銅、アルミニウム、または別の導電性金属でめっきされる。それらは孔であるので、ＰＣＢ１３が曲げ負荷をかけられたときに、ビアは応力コンセントレータとして働くことができる。また、ＰＣＢ１３がビアの周りに曲がるとき、ビアの金属めっきは簡単に剥離し得る。従って、本発明の実施形態では、ＰＣＢ１３は、ビアへの損傷またはビアによる損傷の危険性を最小限にするように設計することができる。
【００２６】
図５は、ＰＣＢ１３の一部の概略図であり、ビア１９のグループおよびそれらの金属接触トレース２を示している。本発明の実施形態では、ビアが必要であるとき、それらのビア１９を互いに近接して配置されるようにグループ化することが有利である。補強材または受動部品がＰＣＢ１３の反対側に取り付けられると、また有用である。受動部品の設置面積またはアウトライン２３が図５に示され、また示されているように、グループのビア１９の全てが、受動部品の設置面積２３内に配置される。
【００２７】
受動部品２３は、大きな抵抗器、キャパシタ、チップパッケージ、または他のそのような部品などの表面実装型デバイス（ＳＭＤ）であることができ、ＰＣＢ１３にはんだ付けされることができ、それをＰＣＢに機械的に接続する。しかしながら、多くの実施形態では、この受動部品２３は、ＰＣＢ１３上の他の部品と電気的に非接続であり、電気的な目的を果たさないことが、理解される。代わりに、その存在およびＰＣＢ１３への搭載は、ビア１９の領域に機械的補強および剛性を単に提供し、曲げを防ぐ。その上、大きな受動部品を使用することは、従来の方法でＰＣＢ１３を強固にするよりも、安価であり、製造性の観点から簡単であり得る。しかしながら、ある実施形態では、受動部品２３の代わりに、ＦＲ４ボードの一部などの補強材をＰＣＢ１３に接着することができる。
【００２８】
電気接続性のためのビアに加えて、ＰＣＢは、任意の数の貫通孔２７（図３に最もよく見られる）を有することができ、貫通孔２７は、掘られるまたは別の方法で形成される。貫通孔２７は、例えば、ＬＥＤ２２のライン間にまたはスペースがある他の場所に配置されてよく、ＰＣＢを通って流れる空気流をより多くでき、従って衣服１０をより着心地良くし得る。
【００２９】
他の実施形態では、特定の他の適合化が行われてよい。例えば、制御回路領域２４は、ライトアレイ１２の一端にある必要はなく、代わりにＰＣＢ１３の中央に位置してよく、それは、複数のＰＣＢ１３が、異なるＰＣＢ１３からの隣り合うＬＥＤ２２の間のスペースを最小化しながら、互いの隣に置かれることができるようにする。
【００３０】
また、示されている実施形態のＰＣＢ１３は、直辺を有する長方形であるが、全ての実施形態でその形状である必要はない。例えば、ある実施形態では、１つ以上の縁をスカラップ形にしてよい。スカラップ形の縁は、２つの隣り合うＰＣＢ１３が隣接して互いに位置合わせされて位置することができるようにし、特定の他の利点を有することもできる。当然、ＰＣＢ１３は、長方形である必要はなく、代わりに任意の数の辺を有し得る。例えば、以下でより詳しく記載されるように、本発明のある実施形態では、五角形、六角形、または七角形のＰＣＢでもあり得る。
【００３１】
図６は、ライトアレイ１２の制御エレクトロニクスの概略図である。ライトアレイ１２の機能は、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）５０によって制御され、それは適切な電源５２から電力を取る。ＭＣＵ５０は、例えばマイクロチップ・テクノロジー（アメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラー）によるモデルＰＩＣ３２ＭＸ１マイクロプロセッサであってよい。電源５２は、典型的にバッテリーまたはバッテリーセットなどの直流（ＤＣ）電源であるが、ある実施形態では、最終電源は、より高圧の交流（ＡＣ）電源であってもよく、変圧器／整流器に連結され、供給される電力を許容直流電圧および電流レベルにする。
【００３２】
ＭＣＵ５０は、メモリ５４に接続される。多くの実施形態では、メモリは、フラッシュメモリなどの固体メモリである。しかしながら、他の形のメモリを使用することができる。各ライトアレイ１２のメモリ量は、アレイ１２の機能に応じて、実施形態によって異なり、動画または模様それぞれの複雑性は、ライトアレイ１２のＬＥＤの数および他の従来の要素を示すよう意図されている。示されている実施形態では、アレイの２５６ＬＥＤで、６４メガビットが十分であることが分かっている。
【００３３】
ＭＣＵ５０は、外界に接続され、送受信ユニット５６を通じて外部プログラミング装置から指示を受け、送受信ユニット５６は、適切な構成のアンテナ５８と結合している。示されている実施形態では、送受信ユニット５６は、指示を受けてフィードバックを送信できるＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）送受信ユニットである。しかしながら、他の実施形態では、他の種類の送受信機が、異なる無線および他の通信能力を提供することができる。例えば、従来のＩＥＥＥ８０２．１  １ａ／ｂ／ｇ／ｎ  ＷｉＦｉ送受信機が、高域帯域幅または広域通信を提供するように含まれることができ、従来のセルラーチップセット、およびセルラーネットワークを使用する無線データ通信用の送受信機でもよい。１つのトランシーバー５６のみが図６に示されているが、ライトアレイ１２は、異なる通信様式のために任意の数のトランシーバー５６を有することができる。当然、他よりも電力を必要とするトランシーバー５６もあってよく、それは、順により大きな電源５２を必要とする。オプションであるが、ライトアレイ１２は、ＧＰＳ受信機６０のような部品を含むこともできる。
【００３４】
上記は、ライトアレイ１２が無線で通信すると仮定している。これは、衣類の構成を簡素化できる。それは、個々のライトアレイ１２へのアクセスの必要性を、それらがそれぞれのファブリックポケット１４に縫い込まれるまたは別の方法で固定されたら、低減または除去するからである。しかしながら、ある場合には、トランシーバー５６による無線通信の代わりにまたはそれに加えて、ライトアレイ１２は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート、または別の種類の物理的なコネクタを、データ転送用に含むこともあり得る。
【００３５】
ＬＥＤ２２を作動および制御するために、ＭＣＵ５０は、複数のＬＥＤドライバ６２と通信し、複数のＬＥＤドライバ６２のそれぞれは、ＬＥＤ２２のマトリックスを制御する。よくあるように、ライトアレイ１２のＬＥＤ２２は、走査マトリックスで駆動され、ＬＥＤドライバ６２のそれぞれは、ＬＥＤのマトリックスを制御する複数の出力ラインを有する。図６の概略図には示されていないが、トランジスタなどの多数の部品があってもよく、それは、ＬＥＤ２２に行く電力を調整し、他の従来のおよび周知の機能を行う。
【００３６】
ある実施形態では、ライトアレイ１２によって表示される動画、模様、または文字は、アレイ１２のファームウェアに永久的に設定されることができる。例えば、ライトアレイ１２がユニフォームまたは安全服で使用される場合には、アレイ１２は、“ＰＯＬＩＣＥ，”“ＦＩＲＥ，”“ＥＭＴ，”“ＰＡＲＡＭＥＤＩＣ，”などの予め設定された数の文字の１つを表示するように構成され得る。これは、物理スイッチを衣類のどこかに設けることによって行われることができ、それは、ユーザーが操作してライトアレイの表示を変更する。装飾模様または文字が、アレイ１２のファームウェアに永久的に設定されることもあり得る。これらの実施形態では、文字または動画は、一般にアレイ１２のメモリにローカルに保存される。
【００３７】
しかしながら、本発明の特に有利な実施形態では、上で簡単に説明したように、ライトアレイ１２を管理するコントローラーは、衣類の外部にあり、無線通信プロトコル（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ，ＷｉＦｉ，等）を通じてそれと通信する。ある場合には、コントローラーは、ハードウェアの専用の部品であってよいが、多くの実施形態では、コントローラーが、より多目的なコンピューター・プラットホームで実行されるアプリケーションまたは「アプリ」であるとより有利であり得る。例えば、１つ以上のライトアレイ１２を制御するアプリケーションは、デスクトップまたはラップトップコンピューターで、タブレットコンピューターで、またはスマートフォンで、実行されることができる。より一般的に、ライトアレイ１２と通信でき、アプリケーションを起動できる、コンピューター・デバイスを使用することができる。
【００３８】
ある場合には、ライトアレイ１２は、少なくとも一部でそれらの通信能力に応じて、異なる能力のモデルで製造および販売され得る。例えば、ライトアレイの基本形態は、メモリで使用可能である複数の予めプログラムされた選択可能な文字または模様を含んで、予めプログラムされた模様を切り替えるのに使用されるセレクター・スイッチを含んで、販売され得る。より進んだ形態は、ＵＳＢコネクタ、およびユーザー定義の模様でプログラムされる性能を含むこともある。「フル機能」バージョンは、無線通信能力および上記の他の特徴を含む。
【００３９】
図７は、衣服に組み込まれたライトアレイ１２用の、１００で概ね指し示される、制御システムの概略図である。図７の実例では、４つの衣服１０２，１０４，１０６，１０８が示され、そのそれぞれは、それに組み込まれている少なくとも１つのライトアレイ１２を有する。示されているように、ズボン１０８は、２つのライトアレイ１２を有し、それぞれの脚に１つがある。各ライトアレイ１２は、各アレイのＬＥＤの数、およびそれらのＬＥＤの間隔または空き具合は変わることがあるが、上記の部品を有すると考えられる。
【００４０】
典型的に、図７に示されているように、それぞれの衣類１０２，１０４，１０６，１０８が、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６を有する。これらのコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、ある実施形態では、専用装置であってよい。しかしながら、この説明のため、特記しない限り、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、アップル  ｉＰＨＯＮＥ（登録商標）（アップル、アメリカ合衆国カリフォルニア州クパチーノ）などのスマートフォンコンピューターデバイス、または他の汎用コンピューターデバイスであると仮定され、それはデバイスをコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６として働くようにするソフトウェアアプリケーションを起動する。典型的な実施形態では、各コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ近距離通信プロトコルを使用する典型的な仕方で、そのそれぞれのライトアレイ１２または衣類１０２，１０４，１０６，１０８と「対」にされるが、多くの場合、１つのコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、１つ以上の衣類１０２，１０４，１０６，１０８を制御するのに使用され得る。
【００４１】
コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、どの文字、絵、または動画がライトアレイ１２のそれぞれに表示されるかを定め、他のフォーマットで存在する文字、画像、および動画を処理し、他のソースからそれらをライトアレイ１２に適したフォーマットにどのくらいするかを定め、画像または動画データをリアルタイムでライトアレイ１２に送信する。ある実施形態では、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、特定の文字、画像または動画の表示および送信を、音、音楽、および視聴覚的提示の他の要素と同期させるように適合されることができる。
【００４２】
ある場合には、その制御下にある複数のライトアレイ１２があれば、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、単一の画像または動画を複数の隣り合うセグメントに分け、それらの隣り合う画像または動画セグメントを、物理的に隣り合うライトアレイ１２に表示する。例えば、複数のライトアレイ１２が単一の衣服１０８にあれば、その衣服用のコントローラー１１６は、入ってくる動画信号を処理することができ、それを動画の２つの隣り合う部分に分け、動画の２つの隣り合う部分は、衣服１０８の隣り合うアレイでの再生に適している。２つ以上のライトアレイ１２を制御するコントローラー１１６は、当然、各ライトアレイ１２を、全体的に異なる画像、動画、または文字を再生または表示するように指示することができる。
【００４３】
コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、変換およびタスク最適化を行うこともできる。例えば、ライトアレイ１２の１つに表示するために動画または画像が特に生成されなかったら、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、動画をサイズ変更またはトリミングすることができ、ガンマ補正および他のそのようなタスクを行うことができる。
【００４４】
ある実施形態では、個々のライトアレイ１２および衣服１０２，１０４，１０６，１０８は、隣り合うアレイが存在するかどうかを自動的に決定するように構成されることができ、そうであるならば、ライトアレイ１２のより大きなグループ分けでそれらがどこにあるかを決定することによって（すなわち、最も近い周囲に位置させることによって）、それらを順序づける。各アレイ１２は、それからより大きな画像、文字、または動画の適切なセグメントを受け入れて表示する。標準受信信号強度（ＲＳＳＩ）技術、および、利用可能な場合、ＧＰＳデータをこの種の順序づけに使用可能である。ある場合には、ライトアレイ１２は、例えば、ファームウェアを調整することによって適合されることができ、同じメーカーからまたはＯＥＭメーカーによる同じブランドで販売されるライトアレイ１２だけが協働してより大きな表示グループを形成するようになっている。
【００４５】
近接検知が、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６に対して使用されることもできる。例えば、２つのコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６が物理的に互いに近くにあれば、それらのコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６のユーザーは、オプションを与えられることができ、それぞれの衣服１０２，１０４，１０６，１０８に表示するために画像、動画、または文字を共有する。ある場合には、これは単純化することができ、例えば２人の近くのユーザーが、コントローラーアプリケーションを起動しながらスマートフォンを「バンプ」し得るようになっており、そうする際に、ライトアレイ１２が同じまたは相補的な模様を表示する。この特徴を実施するための技術は、よく知られており、典型的に動きを検出する加速度計およびＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）または近距離通信（ＮＦＣ）により、適切なデータを伝達する。他の種類の動きおよびトリガーを、情報を伝達するのに使用することができる。
【００４６】
上記のほとんどは、個々のコントローラー１１０，１１２，１１４，１１６およびそれらの対の衣服１０２，１０４，１０６，１０８に使用に焦点を合わせたが、ある実施形態では、文字、画像および動画は、通信ネットワーク１２０で放送するマスターまたはエリアコントローラー１１８によって多数のライトアレイ１２に分配されることができる。
【００４７】
一例として、複数の客が、ライトアレイ１２を含む衣服１０２，１０４，１０６，１０８を着用しながら、スタジアムでのスポーツイベントに参加することがある。それぞれの場合に、ユーザーは、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６を使用してソフトウェア設定を変更することによって、マスターエリアコントローラー１１８によって送信される（例えば、ＷｉＦｉを使用して）文字、画像、および模様を受信および表示することに決定でき、マスターエリアコントローラー１１８は、スタジアムにあり、スタジアム、ゲーム、またはチーム当局の制御下にある。従って、多くの隣り合う客が、同じメッセージ、またはより大きな画像、動画またはメッセージの一部を、表示し得る。
【００４８】
上で簡単に述べたように、コントローラー１１０，１１２，１１４，１１６は、専用装置、またはよりスマートフォンのようなより多目的のコンピューターデバイスであってよく、それらは、それらのデバイスがそれらに起因する機能を行うようにするソフトウェアアプリケーションまたはアプリを起動する。ここで用語が使用され、「ソフトウェア」は、機械可読命令のセットを表し、それは、機械が読み取れる形態であり、実行されるときに、機械が記載されたタスクを行うようにする。機械可読媒体は、任意の種類の非一時的メモリであってよく、磁気ディスク、光ディスク、ソリッドステートドライブ、プログラム可能なリードオンリーメモリ、外部または内部ＦＬＡＳＨドライブ、または電子記憶媒体の他の公知の形態を含む。
【００４９】
ソフトウェアアプリケーションがコントローラー機能を生成するのに使用されるとき、ソフトウェアアプリケーションは、ライトアレイ１２または衣服１０２，１０４，１０６，１０８と共に配布される、または、それらは、例えば、異なる種類のコンピューターデバイスに特有の、第三者メーカーを通じて流通する。例えば、アップルデバイス用アプリケーションは、アップルによってｉＴＵＮＥＳ（登録商標）ストアを通じて流通し、ＡＮＤＲＯＩＤ（登録商標）オペレーティングシステムを起動するデバイス用のアプリケーションは、ＡＮＤＲＯＩＤ（登録商標）ストアを通じて流通する。
【００５０】
上記では、各ライトアレイ１２が制御回路領域２４を有すると仮定されている。ライトアレイ１２の設置面積を減少させるための様々な方法が上述され、制御回路領域２４の下側により高い形状の部品を置くこと、および制御回路領域２４をライトアレイ１２の本体の下に折り畳むこと、を含む。
【００５１】
多くの実施形態では、制御回路を実際のＬＥＤアレイから分けることが役立つことがあり、製造性のため、装置の設置面積を減少させる、または汎用性を向上させる。また、上記のライトアレイ１２の実施形態では、各ライトアレイ１２は、通信チップセットを有し、通信用に別個のノードである。効果があるが、そのセットアップは、複数のアレイ１２との通信を複雑にし得る。
【００５２】
図８は、本発明の別の実施形態による、２００で概ね指し示される、マスター‐スレーブライトアレイセットの側面図である。ライトアレイ２００のセットでは、マスターライトアレイ２０２は、制御回路領域２０４で制御回路２０３を有し、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標），ＷｉＦｉ、および／または他の通信手段用の通信チップセット、ＬＥＤマトリックスドライバを含んでいる。示されているように、マスターライトアレイ２０２は、複数のスレーブアレイ２０６に接続される。マスターライトアレイ２０２は、任意の数のスレーブアレイ２０６に接続されてよい。
【００５３】
スレーブアレイ２０６のそれぞれは、マスターライトアレイ２０２におよび／または他のスレーブアレイ２０６に、コントローラーボード２０８によって接続される。コントローラーボード２０８は、一般にマスターライトアレイ２０２の制御回路２０３とほぼ同じ回路を含む。しかしながら、コントローラーボード２０８は、一般に送受信機または外部通信（例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）による）用の受信機を含まない。代わりに、これらの機能は、マスターライトアレイ２０２によって典型的に扱われる。
【００５４】
図８の実例は、当業者が認識するように、全体的であり、マスターライトアレイ２０２は、スレーブアレイ２０６に多くの方法で接続され得る。接続が、隣り合うボード１０２，２０６の間で水平にまたは垂直に行われることができる。水平に、高密度表面実装型デバイス（ＳＭＤ）コネクタ、およびフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）を使用することができる。
【００５５】
図９は、図８の領域の拡大した側面図であり、マスターライトアレイ２０２の接続を示している。示されている実施形態では、コントローラーボード２０８は、マスターライトアレイ２０２と、スレーブアレイ２０６の１つと、を垂直に「橋渡し」し、一対の高密度表面実装型コネクタ２１０によって２つのボード２０２，２０６の下側の間で電気的におよび機械的に接続され、一対の高密度表面実装型コネクタ２１０は、対応する雄部と雌部を有し、接続表面のそれぞれに１つがある。
【００５６】
図８の側面図は、接着パッドおよびスペーサー２１０の使用によって、ブリッジおよびＬＥＤアレイドライバ基板２０８がスレーブアレイ２０６の下側の間で接続された垂直接続のモードを示している。ブリッジおよびＬＥＤアレイドライバ基板２０８は、リジッドＰＣＢであってもよく、ＬＥＤ２２を制御および駆動する制御回路を含む。
【００５７】
図１０、側面図、および図１１、上面図は、本発明の実施形態におけるＬＥＤアレイボードを機械的および電気的に接続する別の方法を示している。図１０では、ＬＥＤ２２および接続トレース２６を含むがアクティブ制御回路を含まない２つのＬＥＤアレイボード３００，３０２は、ブリッジおよびアレイ制御基板３０８に設けられる垂直に延びるピン３０４のグループによって接続されることもできる。ピン３０４は、制御基板３０８から上方に延び、フレキシブル基板３００，３０２に設けられるビア３１０または他の種類の貫通孔を通る。これらのピンは、例えば、高さが３‐５ｍｍであってよく、．０５０インチまたは２ｍｍのピッチで間隔を置かれてよい。使用されるピン３０４の数、およびピン３０４のグループの数は、接続に必要な電気信号ラインの数、および固定機械接続に必要なピンの数による。ピン３０４は、例えば４つのグループで置かれてよく、ピン３０４のグループは、図１１に示されているように、ジョイントの幅に沿って等しく間隔を置かれている。ピン３０４は２つのアレイボード３００，３０２を接続するが、この種の接続は、他の目的でも使用することができる。
【００５８】
図８‐１１の実施形態では、スレーブアレイ２０６，３００，３０２は、制御エレクトロニクスを含まない。代わりに、それらのエレクトロニクスは、マスターライトアレイ２０２または別個の制御基板２０８，３０８である。ある実施形態では、製造性およびモジュール性のため、全ての制御エレクトロニクスは、別個のＰＣＢに置かれ得る。一方、ＬＥＤを含むＰＣＢは、ＬＥＤおよびコンタクトのみを含む。この概念は、図１２および１３に示され、それらは、この場合機械的および電気的接続の両方を提供する複数の金属ピン４０４によって、制御基板４０２に接続されたＬＥＤアレイＰＣＢ４００のそれぞれ上面図および側面図である。
【００５９】
ＬＥＤアレイＰＣＢ４００は、ＬＥＤ２２および接触トレース２６を含む。制御基板４０２は、４０６で概ね指し示される、制御エレクトロニクスを含む。他の実施形態のように、表面実装部品が制御基板４０２に、ＬＥＤ２２の位置に対して、その下側に取り付けられ、１つのＬＥＤアレイＰＣＢ４００を、間隙なしにもう１つにすぐ隣り合って取り付けられるようにしている。
【００６０】
ＬＥＤアレイＰＣＢ４００は、本発明の他の実施形態のように、一般にフレキシブルＰＣＢである。しかしながら、実施形態に応じて、制御基板４０２自体は、フレキシブルＰＣＢまたはリジッドＰＣＢであり得る。制御基板４０２がリジッドＰＣＢであるならば、それは例えばＦＲ４ＰＣＢであり得る。図１２および１３制御基板４０２とＬＥＤアレイＰＣＢ４００を接続するのにピン４０４を使用する垂直接続を示しているが、それは、機械的および電気的接続が２つの部品間に確立され得るただ１つの方法である。以下でより詳しく記載されるように、他の実施形態では、他の種類のコネクタを使用することができ、水平および垂直接続が生じることができる。
【００６１】
図１２および１３では、ＬＥＤアレイＰＣＢ４００は唯一のアレイであるので、制御基板４０２は、通常、上記のように、通信、外部Ｉ／Ｏ、およびプログラム可能能力で完全に備わっているマスター制御基板である。しかしながら、複数のスレーブがマスターに接続されている図８に示されているような状況では、制御基板４０２の１つのみが、完全に備わっている必要があり、他は、通信能力を省略することができる。
【００６２】
図１４の上面図では、フレキシブルＬＥＤアレイＰＣＢ５００は、フレキシブルＰＣＢ材料５０４の薄片によって制御基板５０２に接続され、フレキシブルＰＣＢ材料５０４の薄片は、電気接点を保持し、例えば、制御基板５０２にはんだ付けされる。図１５の上面図では、フレキシブルＬＥＤアレイＰＣＢ６００は、制御基板６０４に、ＦＰＣコネクタなどのコネクタ６０４によって接続される。コネクタ６０４は、各部品６００，６０２に取り付けられる相補的なソケットに接続する。
【００６３】
上記では、制御基板は、フレキシブルＰＣＢライトアレイの一面に取り付けられている。しかしながら、フレキシブルＰＣＢライトアレイと制御との間のジョイントが、異常な曲げ応力または負荷を受けると見込まれる実施形態では、単一のＰＣＢライトアレイのジョイント、または２つの隣り合うＰＣＢライトアレイのジョイントは、２つのリジッドボードの間に「挟まれる」ことがあり、その１つは制御基板として働き、その１つは例えばＦＲ４材料で作られるプレーン基板である。その場合、２つのボードは、共にリベットで留められる、または他の永久的な仕方で固定される。
【００６４】
図１６は、本発明のさらに別の実施形態による配置の上面図である。図１６の実例では、単一の制御基板７０２が、４つの異なるフレキシブルＬＥＤアレイボード７０４，７０６，７０８，７１０に電気的および機械的に接続されて制御する。図１６の接続の方法は、図１４に示されているものと同じであり、それぞれのフレキシブルＬＥＤアレイボード７０４，７０６，７０８，７１０の薄い接続部７１２，７１４，７１６，７１８は、制御基板７０２にはんだ付けされる。しかしながら、接続の方法は決定的ではないことは当然であり、図１６の配置は、図１５に示すようなコネクタを使用することもできる。
【００６５】
図１６も、上で簡単に記載された発明の態様を示し、フレキシブルＬＥＤアレイボード７０４，７０６，７０８，７１０は、異なる形状を有し得る。図１６の実例では、１つのボード７０４が楕円に形作られ、別のボード７０６は円形であり、さらに別のボード７１０は、丸い角を有する長方形であり、１つのボード７０８は星形である。ボード７０４，７０６，７０８，７１０は、実質的に任意の形状を有してよく、ＬＥＤの方向は、曲げおよび負荷が見込まれる方向によって変わり得る。特に、ボード７０４，７０６，７０８，７１０のそれぞれが、使用時に異なる仕方で曲がると見込まれるならば、ボード７０４，７０６，７０８，７１０のＬＥＤの方向は、異なり得る。ある場合には、図１６の星形ボード７０８のように、ボード７０８の異なる領域のＬＥＤ２２の方向は、異なり得る。
【００６６】
上記は、衣類でのライトアレイ１２の使用に焦点を合わせたが、本発明の実施形態によるファブリック封入ライトアレイ１２は、本質的にどんなものでも含まれることができ、特にフレキシブル基板に適し得る。例えば、ファブリック封入ライトアレイは、バックパックおよびメッセンジャーバッグに組み込まれ得る。
【００６７】
上記では、ライトアレイ１２が本質的に二次元に広がり、通常フラットであり、少なくともニュートラル位置にあるとされている。そうである必要はない。例えば、ライトアレイ１２は、ベルト、サスペンダー、および他のアイテムに組み込まれることができ、それは、使用時にかなりの湾曲を含み、他のアイテムで湾曲したまたは屈曲している。本発明の実施形態によるライトアレイ１２は、曲がったシャンデリア設備、および他のそのようなデザインで使用することもできる。
【００６８】
図１７に示されているこの一例は、８００で概ね指し示される、ＬＥＤ２２を含むサスペンダーを着用している人の透視図である。サスペンダーのＬＥＤ２２は、他の実施形態に対して上記の基本的特徴を有するフレキシブルＰＣＢに配置される。ある場合には、それぞれのサスペンダーのＬＥＤ２２は、同じフレキシブルＬＥＤアレイの一部であり得る。しかしながら、サスペンダー８００の長さのため、多くの実施形態では、サスペンダー８００は、互いにすぐ隣り合って配置された複数のより短いフレキシブルＬＥＤを使用してもよく、上記の技術を使用して連続的効果を作り出すようになっている。複数のＰＣＢを使用する構成は、上記のマスター／スレーブ構成を使用することができるが、サスペンダー８００のフレキシビリティのため、アレイ用の制御基板は、フレキシブルであり得る。
【００６９】
図１７は、サスペンダー８００の前にあるＬＥＤ２２が、水平に対し４５°の角度を有することを示し、それは全ての方向に応力を減少させるように予め選択される。これは、ランダムな方向への曲げおよびひずみを予測している。しかしながら、サスペンダー８００は肩を越すので、アレイの曲げは通常公知の方向に単一である。従って、ＬＥＤが肩にかかる領域に到達する際に、それらの方向を、（図１７の方向に対して）水平に、または特に曲げの形態に応力を減少させる別の方向に、変えることができる。
【００７０】
図１７の実例では、説明しやすくするために、ＬＥＤ２２の２つの列は、サスペンダーブレースのそれぞれに示されている。しかしながら、サスペンダーブレースのそれぞれのＬＥＤ２２の数は限定されず、ＬＥＤ２２の数および間隔または密度は、増加してよく、個々のＬＥＤ２２に対応および制御する制御エレクトロニクスの能力によってのみ限定される。
【００７１】
上記のほとんどは、フレキシブルＬＥＤアレイが、通常フラットである「ニュートラル」位置を有するとされ、そのアレイは使用時に曲げられる。それは、ＬＥＤアレイが衣類に組み込まれるときに確かに典型的な状況である。しかしながら、本発明の実施形態によるＬＥＤアレイは、より広く使用されることができ、ある状況では、ＬＥＤアレイは典型的にまたは永久的に湾曲するように設計されることができる。永久的な湾曲は、複数の方法によって達成されることができ、初めにフラットなＬＥＤアレイを曲げることを含む。（当然、その場合には、ＰＣＢ１３のＬＥＤ２２の方向は、曲げの方向のために選ばれる。）
【００７２】
ある実施形態では、多角形または他の形状の離散およびやや湾曲したまたは凸形のＰＣＢが、連続的な湾曲を作るために共に合わされてよく、または連続的な湾曲を作るために他の材料と合わされてもよい。例えば、図１８は、ボール９００を示している。ボール９００の外層は、通常五角形の複数のセグメント９０２を備え、それは、ＬＥＤ２２を保持する対応する五角形の形のフレキシブルＰＣＢライトアレイを含む。ＬＥＤアレイを保持するセグメント９０２は、ボール９００を完全にするためにプレーン六角形セグメント９０４に接続されるが、他の実施形態では、五角形セグメント９０２も六角形セグメント９０４もＬＥＤ２２を保持できる。制御基板は図１９には示されていないが、通常アクティブセグメント９０２の側および／または下に配置される。電力および他の必要な要素は、ボールまたは球の内部に典型的に位置する。
【００７３】
本発明は特定の実施形態に関して記述されたが、実施形態は、限定するよりもむしろ明らかにすることを目的としている。本発明の範囲内で修正および変更を加えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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