CN103221897A

CN103221897A - 用于便携式电子设备的壳体

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Publication number: CN103221897A
Application number: CN2011800504987A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·艾利斯-布朗
Original assignee: Luminectric Ltd
Current assignee: Luminectric Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: RU2013122837A; GB2484679B; BR112013009497A2; JP5857292B2; GB201017624D0; JP2014501056A; US20120118772A1; WO2012052751A1; KR20130132809A; RU2603536C2; US8763802B2; EP2630551A1; KR101991524B1; CN103221897B; GB2484679A

Abstract

一种用于便携式电子设备（尤其是用于iPhone等）的壳体，包括外壳（50）、电致发光（EL）面板（10）、以及被容纳在印刷电路板（20）上的关联的电力和控制电子器件。印刷电路板上的电子器件包括连接器（22），该连接器（22）用于与便携式电子设备上的相应的连接器配合，以便与便携式电子设备中的电压形成电连接。另一个电子部件为。进一步提供有换流器（24）和变压器（26），以将来自便携式电子设备的低压直流电力转换成为电致发光面板（10）提供电力所需的大约180V交流电。外壳（50）具有透光背部（52），由电致发光面板（10）产生的光通过该透光背部（52）发出。可互换图画面板（100）能滑入设置在电致发光面板（10）与外壳的背部（52）之间的口袋中，以便定制壳体的可见外观，并由此定制内部的便携式电子设备。

Description

用于便携式电子设备的壳体

技术领域

本发明涉及用于便携式电子设备的壳体，并且，特别地，涉及能够执行保护功能并能使壳体（并因此使便携式电子设备）的可见外观易于改变的壳体。

背景技术

用于便携式电子设备的壳体为众所周知的，并已经在某些移动电话诸如iPhone^TM的市场上变得几乎无处不在。

也已知，提供可互换的外部面板来适应诸如笔记本电脑、上网本、MP3播放器和移动电话的便携式电子设备的外观。

例如，保护壳体和可互换图画的概念已被结合到“iPhone4的Marware定制外壳”，其为在其背部上具有透光窗口的iPhone^TM4壳体，在透明窗口中接纳可互换卡片以使壳体能定制。

电致发光（EL）纸为当交流（AC）电流从电源通过其时发光或变亮的磷光纸。电致发光纸在富麟材料中被涂覆在导电表面或层上，其随后被真空密封并接通电源以接收大约180V交流电的电源。这允许电流均匀地流过表面，持续地照亮包括边缘的全部纸。电致发光纸被封装在透光的薄塑料密封盖中以形成被保护免受大气潮湿的面板，这有助于维持电致发光纸的寿命。电致发光纸具有大约2000发光小时的典型灯泡寿命。

在便携式电子设备中使用电致发光面板是已知的。例如，Motorola的名称为Z3的移动电话在其触摸板键盘后面使用相同的发光技术。

电致发光面板也已被用于广告中；尤其是窗口显示器、公共汽车站广告框架、窗口贴纸和T恤上。电致发光纸大幅使用时是昂贵的，并且通常仅被创建为旗舰或一次性广告。

本发明的目的在于提供具有能被容易地更改的引人注目的发光可见外观的壳体。除执行保护功能外，其将为优选的而非必要的。

本发明的另一目的在于允许使用者定制他们的便携式电子设备并将发光的壳体用作流行的附件。

发光壳体也可被用作安全装置或发光以引起注意的灯标，或被用作包括莫尔斯电码的警报设备。此外，其可被用作广告附件。

发明内容

根据本发明第一方面，提供一种用于便携式电子设备的壳体，所述壳体包括：

外壳，该外壳限定内部空间，所述内部空间的尺寸适于舒适地容纳特定的便携式电子设备，其中所述外壳的至少一部分为半透明的或透明的；

电致发光面板，通过所述壳体的所述半透明或透明部分能看到该电致发光面板；以及

连接器，该连接器被电连接到所述电致发光（EL）面板并被定位为在被插入所述内部空间时与所述便携式电子设备上的配合连接器相互接合，以便在所述便携式电子设备的电源与所述电致发光面板之间形成电连接。

这种壳体能使发光显示被提供获得审美和/或功能优势，并满足上面陈述的目的。

典型地，所述壳体进一步包括换流器，该换流器被电连接在所述连接器与所述电致发光面板之间，从而将来自所述便携式电子设备的所述电源的直流（DC）输出转换成交流（AC）输入以驱动电致发光面板。大多数便携式电子设备具有供给DC电力的电源。由于电致发光面板需要AC输入来运行，在没有来自所述便携式电子设备的AC输出的场合，换流器是必要的。

典型地，所述壳体进一步包括变压器，该变压器被电连接在所述连接器与所述电致发光面板之间，所述变压器被配置为将大约180V交流电供给所述电致发光面板。在具有电力输出连接器的典型的便携式电子设备中，输出电压在3-5V的范围内。由于电致发光面板需要180V交流电范围内的电压来运行，所以在从所述便携式电子设备供给的电压非常低的场合，变压器对于提高电压是必要的。这也确保大约60mA的安全操作电流或0.30瓦。

优选地，如果有的话，所述连接器、所述换流器和所述变压器被容纳在印刷电路板（PCB）上。这使得在所述便携式电子设备的所述连接器与所述电致发光显示器之间形成电路的电子部件的紧凑的和结实的设置成为可能。优选地，所述印刷电路板被刚性地安装在所述外壳中，从而所述连接器伸进所述内部空间中以与所述便携式电子设备上的所述配合连接器相互接合。通过这种设置，所述印刷电路板上的所述连接器与所述便携式电子设备上的所述配合连接器之间的连接在将所述便携式电子设备插入所述壳体的所述内部空间中时被自动获得。

便携式电子设备通常包括显示器。为了使这种显示器能被看到，并且，在所述显示器为交互式的以使使用者能够与所述显示器交互的场合，所述外壳包括窗口，当所述便携式电子设备被接纳在所述内部空间中时，所述便携式电子设备上的所述显示器通过该窗口而能看到。

在特别优选的实施例中，所述壳体进一步包括介于所述电致发光面板与所述外壳的所述透明或半透明部分之间的用于接纳透明图画的口袋。在透明图画被插入所述口袋的情况下，所述电致发光面板发出的光将穿过所述图画的透明部分，被不透明部分阻挡并被彩色部分滤色，从而提供引人注目的可见图画。优选地，所述口袋在一端包括狭槽，透明图画能通过该狭槽滑动，从而使得它们互换。以这种方式，使用者能够通过简单地将一个透明图画换为另一个而容易地改变他们的便携式电子设备的可见外观。为了便于这种图画的互换，所述口袋优选包括邻近所述狭槽的凹部，从而使用者更容易将透明图画滑入和滑出所述口袋。

典型地，至少所述外壳的所述半透明或透明部分由非反射的透光聚碳酸酯形成。该材料为坚固和牢固的以使所述壳体执行保护职能，同样也使对通过外壳的光的传输的影响最小，确保清新和清楚的发光显示。而整个所述外壳可由这种聚碳酸酯形成，有利地可为所述外壳的侧部由结合到聚碳酸酯部分的橡胶形成，由于橡胶侧部将能够更好地吸收冲击并保护其内的便携式电子设备，同样将不适于光的传输。

所述壳体可典型地适于接纳特定的移动电话，诸如iPhone^TM。

在一实施例中，许多电致发光面板被提供，每一个电致发光面板通过控制电路被独立寻址，以便选择性发光。这种设置将能使各个面板按顺序打开和关闭，从而使动画显示成为可能。

根据本发明的第二方面，提供一种用于便携式电子设备的壳体，所述壳体包括：

外壳，该外壳限定内部空间，所述内部空间的尺寸适于舒适地容纳特定便携式电子设备，其中所述外壳的至少一部分为半透明的或透明的；

光源，该光源被安装到所述外壳并通过所述外壳的所述半透明或透明部分能看到；以及

模块，该模块被安装到所述外壳，用于将电力供给所述光源。

所述电力供给模块可包括连接器，该连接器被电连接到所述光源并被定位为在所述便携式电子设备被插入所述内部空间中时与所述便携式电子设备上的配合连接器相互接合，以便在所述便携式电子设备中的电源与所述光源之间形成电连接。替代地，所述电力供给模块可包括被安装到所述外壳的电池。

所述光源典型地包括电致发光（EL）光源，诸如电致发光面板或电致发光线。然而，设想到所述光源可替代地为例如发光二极管阵列。

附图说明

将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中：

图1为电致发光（EL）面板和关联的在印刷电路板（PCB）上的电子部件的例示性透视图；

图2为通过引线电连接的电致发光面板和印刷电路板的示意图；

图3为根据本发明的壳体的顶部透视图，显示可互换的透明图画正被滑入适当位置；

图4与图3对应，但是显示透明图画完全位于适当位置中；

图5为与图4对应的显示示例性图画的底部透视图；

图6与图1对应，但是显示具有电池和充电点的替代实施例；

图7与图2对应，但是显示图6的实施例；

图8与图3对应，但是显示图6的实施例；

图9与图4对应，但是显示图6的实施例；以及

图10与图4对应，但是显示壳体的具有背驮式连接器的另一替代实施例。

具体实施方式

在下面的描述中，将涉及适于接纳移动电话（特别为Apple^TMiPhone^TM4）的有创造性的壳体，但是将意识到本发明同样适用于其它品牌的移动电话以及其它便携式电子设备，例如，Apple^TMiPod^TM、Apple^TMiPad^TM、其它平板设备、笔记本电脑、上网本、掌上型电脑、电子记事簿、MP3播放器等。

在图1中示意性地例示本发明中所使用的电致发光（EL）面板10。具有典型的结构的电致发光面板包括电致发光纸层，电致发光纸层被富麟材料覆盖并叠置在导电层上，电致发光纸层、富麟材料和导电层全部被封装在透光塑料中。由薄金属制成的两个片12、14位于透光塑料封装体的内部的电致发光纸的底部边缘处，并在纸的底部边缘从一边向另一边水平延展，两个片12、14用作正极连接部和负极连接部，以在电致发光纸上形成电路。从这些片中的每一个引出对应的扁平连接线16、18，以便将电致发光面板10连接到电源。

在图2中最佳示出，用于形成对电致发光面板10供给和控制电力的电路的电气部件被容纳在印刷电路板（PCB）20上。电气部件包括连接器22、换流器24和变压器26。电致发光面板10通过引线28、30被电连接到印刷电路板，引线28、30将对应的扁平线16和18连接到印刷电路板上关联的触点32、34。印刷电路板大约为1.5mm厚。

而图2中的印刷电路板20被显示为相对于关联的电致发光面板10倾斜，以例示印刷电路板上的各个电气部件的位置，其相对于图1中的关联的电致发光面板10以恰当的方位被显示。特别地，连接器22被排列在与电致发光面板10的平面平行的平面上。

连接器22为30针（pin）凸连接器，其与iPhone（未显示）的相应的凹连接器（未显示）配合。

换流器24为硅集成电路（IC）DC-AC换流器，转换来自iPhone电池的电力，iPhone电池通过配合连接器供给3-5V DC范围内的输出电力。

换流器24仅在iPhone不处于待机模式时被切换到使用切换后的3-5V DC输出，从而节省电池寿命并将电池上的额外的电流消耗降至最低。

变压器26为使3-5V的电压升至180V AC的小型变压器。需要变压器是由于电致发光纸需要高的电压并在60mA的电流或者0.30瓦下来运行。

运行电致发光面板10需要的全部电气部件位于印刷电路板20上，别处没有（除了印刷电路板20在使用中被连接到的iPhone或其它便携式电子设备内的部件之外）。

外壳50包括背部52、两个长侧部54a、54b、顶端部56和底端部58，它们一起限定内部空间，在内部空间中将接纳iPhone^TM。背部52或者至少其一部分为平的并由非反射透光聚碳酸酯材料形成。侧部54a、54b和端部56、58由橡胶形成，其可为不透明的，但是不会沿iPhone的外部边缘或边增加显著的膨胀。透光聚碳酸酯背部52和实心不透明橡胶侧部54a、54b和端部56、58共同被黏合为一光滑件。因而，外壳50被制成单件，并且不具有联锁部分，如一些案例所做。这将保持iPhone内部的触感。橡胶侧部54a、54b用作保护iPhone的侧部的握持部，并且还显著保护iPhone的信号强度免受短路和干扰，Apple的“Bumper”也提供对iPhone的信号强度免受短路和干扰。

外壳50的顶部56由橡胶带56制成，橡胶带56采用与橡胶保护侧部54a、54b相同的材料，并且该橡胶带56使电话从侧部进入，并且壳体的顶部仍然具有保护盖/边缘。特别地，外部的顶端部56上方的唇部57和外壳的侧边缘54a、54b在前侧提供窗口，该前侧被提供为不阻碍接近iPhone的显示器，从而使得使用者能够看到并与显示器交互。橡胶的顶端部56的柔性和弹性能使便携式电子设备被插入外壳50中。

孔60贯穿外壳的背部52用于iPhone^TM的摄像机镜头和闪光灯，从而摄像机镜头和闪光灯不被覆盖并在壳体被附接时仍然能够操作。

利用被集成到相同材料的凸起橡胶按钮61实现iPhone^TM的顶部处的控制，从而不会丧失对位置的控制和可挤压能力。还具有用于耳机插孔的孔62。

包括连接器22和通向电致发光面板10的配线28、30的印刷电路板20被容纳在外壳50的基部中，其延伸超过iPhone的与底端部58相邻的底部大约10mm。外壳50的基部在用于iPhone的麦克风的底部具有小的倒圆的矩形孔63，并在另一侧在外壳的背部52具有用于iPhone的扬声器的相同的孔64。没有用于接近iPhone^TM连接器的孔，因为iPhone的连接器将与壳体的连接器22配合。

然而，如图10所示，设想出替代实施例，其中在壳体中具有30pin“背驮式”连接器122，从而将能够在iPhone仍被接纳在壳体中时为其充电。

其它的iPhone^TM按钮或控制部在iPhone被壳体覆盖的情况下仍然是容易使用的。橡胶边具有固有的内部凸起橡胶按钮61、65（其可能替代地形成为开口），以便从壳体的外部操作控制部。静音开关将通过边的顶侧中的孔66而易于使用。

包括外壳50、电致发光面板10和容纳在印刷电路板20上的关联的电子器件的壳体为非常轻质的，包括其电子器件。

iPhone在前唇部57和外壳50的侧部54a、54b引导下沿直着向下的方向滑入壳体中，顶端部56已被偏离开/伸展开。这是重要的，从而在插入和移走iPhone^TM时，iPhone^TM均沿直线与壳体的连接器22相接。这防止在壳体连接器22被连接到iPhone^TM时弯曲壳体连接器22。iPhone^TM被外壳50的侧部54a、54b和端部56、58牢固地和紧紧地抓持。

当然，在外壳50适于接纳不同便携式电子设备的场合，外壳的尺寸和形状以及切口和按钮的数量、形式和位置将不同并适于该特定设备。

电致发光面板10沿着外壳50的两个长边缘11、13并在靠近印刷电路板20的电子器件的底部被固定到外壳50中。只有这三个外边缘例如通过粘合或焊接到外壳50的背部52的内部而被紧固。电致发光面板10的顶边缘15和发光的前部不被粘贴到外壳50。因而，在外壳50的背部52的内部与电致发光面板10之间形成口袋，从而透明的图画100能在电致发光面板10的发光侧的前面被插入并保持紧固在面板与外壳50之间。这将允许电致发光面板10的发光侧透过图画100和外壳50的透光的背部52。

在壳体的内部，在电致发光面板10的前面具有保护性透光塑料盖80，该保护性透光塑料盖80有助于保护电致发光面板10免受插入iPhone^TM和从壳体取出iPhone^TM的时的损耗。该透光盖80在顶部具有半圆形拇指大小的凹部82，以便允许可互换的图画面板100容易被移除。

作为外壳50的反面上的可互换图画面板的图案100使得能够定制壳体。被称为Lambder的图案印刷过程为独特的过程，其中高分辨率的图画102被印刷在除其它乙烯基外的名称为Duratran、Fujitran或Duraflex透光塑料上。印刷品的对比度非常高，这基本上允许纯黑和/或完全的透白被印刷在一个薄片100上。

可互换图画100在外壳50的透明的平坦聚碳酸酯背部52与电致发光面板10之间滑动到壳体中的口袋内。在口袋的顶端部具有槽，这有助于将图画面板100引导到适合的位置。图画面板100借助保护层80中的凹部82的帮助而被简单地移除。

图画面板100可包括冲切的摄像机镜头/射光灯孔101（见图3），其在图画面板100被完全插入时与摄像机镜头/闪光灯以及外壳的背部52中的相应的孔60重合。

必须将壳体从iPhone^TM卸下，以更换图画面板100。

作为对电源分别通过壳体和便携式电子设备上的配合连接器而被供给电致发光面板10的替代，电源可被整合到壳体。例如，电源可包括安装到壳体的外壳50的电池。这种设置将具有从壳体省却配合连接器的优点，这于是将腾出便携式电子设备的相应的连接器，以便选择性的使用（例如，为便携式电子设备再充电）。

在图6至图9中例示壳体的这种替代实施例。在该替代实施例中，薄的平面型电池200在电致发光面板10和图画面板插入件100的后面被接纳在壳体内。电池200的作用仅用于为电致发光面板10提供电力；其不意欲作为装入壳体内的设备的补充电源。相应地，与壳体内的电池被用作设备的附加电源（例如，用于iPhone^TM的电能包（juice pack）Mophie^TM）的应用相比，电池可较小和较轻。一种适合的电池200将为锂离子电池，其可高达大约3mm厚并具有与电致发光面板10大约相同的平面尺寸。

电池200通过电池上的负极端子202和正极端子204与印刷电路板上关联的端子触点210、212之间的线206、208而被连接到印刷电路板20。

该替代实施例导致独立运行的壳体；在印刷电路板20上不需要连接器22。替代地，印刷电路板（以及外壳50的与其重合的部分）可具有通过外壳的底端部58接近设备的连接器的开口（未显示）。为了启动电致发光面板10，外壳50例如可在印刷电路板20上容纳电磁频率（EMF）传感器（未显示）。电磁频率传感器将检测电话与网络之间的传输并在使用网络的打电话、信息、彩信、电子邮件或任何传输被作出时使电致发光面板亮起来。

然而，连接器22仍可被提供为与电池200结合，例如以保持与设备的硬线连接。

电池200优选为可再充电电池，并可通过诸如凹形微型USB端口充电端口250被再充电，充电端口250通过印刷电路板20和引线252被电连接到电池端子202、204。

在另一替代实施例（未显示）中，设想出提供多于一个（较小的）电致发光面板10，并设想出使每一个能通过控制电路独立寻址，用于选择性的发光。这种设置将使各个面板10能够按顺序打开和关闭，从而使动画图像成为可能。

例如，如果按部就班的动画被设计，那么每一个电致发光纸面板10将被按顺次打开和关闭。这将用于光将上下跳跃的图画均衡动画或同心圆环或内外移动的矩形。如果使用者处于像酒吧或夜总会之类的嘈杂环境中，动画为还引起注意电话的好的方式，使用者能够看到他们的电话壳体脉动中或在动画中，从而告知他们有电话或信息。

上面在用于iPhone^TM壳体的背景中陈述的概念也将同样用于Apple iPad^TM，但是将需要较大的电致发光面板10，并将需要稍大的电力，以使电子器件稍微不同以应付额外的电压。当然，壳体将更大。类似地，该概念在应用于Apple iPod^TM时通过适合的改动也将起作用。

在其它电话模型中，基础的概念和技术同样将为相同的，但是没有30pin连接器，电话的小型USB可替代提供电力，用于同样的目的。壳体将具有不同的设计。

如果本发明适用于笔记本电脑盖，那么电源将来自USB端口，相同的电子器件和电致发光纸将被使用，但是盖或壳体和整体的电致发光面板以及关联的图画的形状当然将更大。

除使用电致发光面板外，替代地可通过使用EL线（诸如在http://www.glow.co.uk/el-wire-glow-wire-products.html中描述的）来供给光亮，其可被设置在透明的保护性外部面板的后面。

除通过电致发光外，替代地可通过任何适合的光源提供光亮。特别地，设想出光源可为例如被设置为阵列的发光二极管。设想出的一个特别的替代实施例利用有机发光二极管（OLED）设备。该有机发光二极管实施例将与电致发光面板一样薄，并提供比电致发光纸和普通的发光二极管更先进的光源。本发明中用作光源的适合的有机发光二极管设备的示例为用作诸如在Samsung^TM Galaxy Sll^TM的移动电话中的全彩色屏。这种有机发光二极管光源将通过移动网络（特别是当启用G4网络时）使壳体的背部的视频流和全彩色图像成为可能。

Claims

1.一种用于便携式电子设备的壳体，该壳体包括：

外壳，该外壳限定内部空间，所述外部空间的尺寸适于舒适地容纳特定的便携式电子设备，其中所述壳体的至少一部分为半透明或透明的；

连接器，该连接器被电连接到所述电致发光（EL）面板并被定位为当所述便携式电子设备被插入所述内部空间时与所述便携式电子设备上的配合连接器相互接合，以便在所述便携式电子设备的电源与所述电致发光面板之间形成电连接。

2.如权利要求1所述的壳体，进一步包括换流器，该换流器被电连接在所述连接器与所述电致发光面板之间，从而将来自所述便携式电子设备的电源的直流输出转换成交流输入以驱动所述电致发光面板。

3.如权利要求1或2所述的壳体，进一步包括变压器，该变压器被电连接在所述连接器与所述电致发光面板之间，所述变压器被配置为将大约180V的交流电供给电致发光面板。

4.如权利要求1、2或3所述的壳体，其中所述连接器以及如果存在的所述换流器和所述变压器被容纳在印刷电路板（PCB）上。

5.如权利要求4所述的壳体，其中所述印刷电路板被刚性地安装在所述外壳中，从而所述连接器伸进到所述内部空间中，用于与所述便携式电子设备上的所述配合连接器相互接合。

6.如前述权利要求任一项所述的壳体，其中所述外壳包括窗口，当所述便携式电子设备被接纳在所述内部空间中时，通过所述窗口能看到所述便携式电子设备上的显示器。

7.如前述权利要求任一项所述的壳体，进一步包括口袋，该口袋介于所述电致发光面板与所述外壳的所述半透明或透明部分之间，用于接纳透明图画。

8.如权利要求7所述的壳体，其中所述口袋的一端包括狭槽，透明图画通过该狭槽能被滑入以实现它们的互换。

9.如权利要求8所述的壳体，其中所述口袋包括邻近所述狭槽的凹部，以便于透明图画滑入和滑出所述口袋。

10.如前述权利要求任一项所述的壳体，其中至少所述外壳的所述半透明或透明部分由非反射的透光聚碳酸酯形成。

11.如权利要求10所述的壳体，其中所述外壳的侧部由结合到聚碳酸酯部分的橡胶形成。

12.如前述权利要求任一项所述的壳体，其中所述便携式电子设备为移动电话。

13.如权利要求12所述的壳体，其中所述移动电话为iPhone^TM。

14.如前述权利要求任一项所述的壳体，进一步包括另外的电致发光面板，每一个电致发光面板通过控制电路能独立寻址，以便选择性发光。

15.一种用于便携式电子设备的壳体，该壳体包括：

外壳，该外壳限定内部空间，所述内部空间的尺寸适于舒适地容纳特定的便携式电子设备，其中所述外壳的至少一部分为半透明或透明的；

16.如权利要求15所述的壳体，所述电力供给模块包括连接器，该连接器被电连接到所述光源并被定位为在所述便携式电子设备连接器被插入所述内部空间中时与所述便携式电子设备上的配合连接器相互接合，以便在所述便携式电子设备中的电源与所述电致发光面板之间形成电连接。

17.如权利要求15所述的壳体，所述电力供给模块包括被安装到所述外壳的电池。

18.如权利要求15、16或17所述的壳体，其中所述光源包括电致发光（EL）光源。