一种具有信号增强和变色功能的移动电子设备保护壳的制作方法

1.本发明涉及移动设备保护壳领域，具体涉及一种具有信号增强和变色功能的移动电子设备保护壳。


背景技术：

2.在消费电子领域，手机等移动电子设备的保护壳的更新换代很快，但是依旧功能单一，美感不强。例如，现有技术中变色功能多通过夜光变色、感温变色、感光变色等颗粒材料实现的，不能实现主动变色，只能实现被动变色，被动变色效果不佳，市场接受度差，而且仅有变色功能。
3.本发明提出一种多功能的设备保护壳，集成了通电变色与信号增强功能，在美化外观的同时，可以对特定通信频段的信号进行增强。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种具有信号增强和变色功能的移动电子设备保护壳。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种具有信号增强和变色功能的移动电子设备保护壳，包括壳体、位于壳体外侧的复合变色器件、设置在壳体上的薄膜天线器件、用于从移动电子设备中获取电能并为复合变色器件供电的电路板、位于壳体最内侧的遮蔽层；所述薄膜天线器件的安装位置与移动电子设备自身天线位置相对应；薄膜天线器件能够将移动电子设备本身天线的信号耦合放大。
7.进一步地，所述薄膜天线器件的大小和形状应使得所述薄膜天线器件至少能够覆盖移动电子设备本身的天线。
8.进一步地，所述壳体包括与移动电子设备背面贴合的壳板，以及与移动电子设备侧边贴合且围设在壳板边缘的壳边；所述薄膜天线器件设置在壳板或者壳边位置处。当薄膜天线器件设置在壳板处时，可以贴在壳板的外侧或者内侧；当薄膜天线器件设置在壳边处时，需要贴在壳边内侧；如果薄膜天线器件贴在壳板内侧、壳边内侧时，天线薄膜器件靠近手机的一侧表面需要设置装饰层，避免消费者直接看到薄膜天线器件。进一步地，壳板或者壳边用于防止薄膜天线器件的地方，需要设置内凹。
9.进一步地，所述薄膜天线器件包括依次层叠设置的导电网格、胶膜层，以及采用刚性或者柔性材质的基材层；基材层采用刚性或柔性材质，与导电网格通过胶膜层粘结，便于导电网格的拿取以及贴合组装；导电网格可以采用金属网格或者银浆网格。
10.进一步地，所述薄膜天线器件上开设有定位孔，所述保护壳的内侧或者外侧上固设有与所述定位孔配合的定位柱；在保护壳上增加定位柱，每个薄膜天线器件可以开设两个定位孔，保护套增加与之对应的定位柱起到限位作用，孔对柱，便于组装贴合；薄膜天线器件与移动电子设备内置的天线进行耦合时，薄膜天线器件与移动电子设备内置天线的距
离对耦合信号强度有较大影响，通过定位柱与定位孔的配合，能够精确控制薄膜天线器件与移动电子设备内置天线的间距，保证耦合信号强度；定位柱根据不同的移动电子设备信号，能够将薄膜天线器件与内置天线之间设置为不同的间距，以求达到最佳的耦合效果。
11.进一步地，所述壳体包括与移动电子设备背面贴合的壳板，以及与移动电子设备侧边贴合且围设在壳板边缘的壳边；所述壳板的厚度大于电路板的厚度，所述壳板上设置有与电路板外形对应的凹槽，所述电路板设置与凹槽内；壳板的主体(非边缘位置)，进行镂空或者注塑成型时设置凹槽；壳板主体的厚度大于电路板主体的厚度，电路板主体设置在凹槽内，凹槽的形状与电路板主体的外形对应。
12.进一步地，所述电路板包括：
13.取电模块，用于从移动电子设备中获取电能；取电模块可以是与修整模块电连接的插孔件，可以插入移动电子设备的充电接头，如typec、microusb、lighting接头；取电模块也可以是线圈，可以从具有反向充电的电子设备上通过电磁转换方式获取电能；
14.修整模块，用于将取电模块取得之电转换为复合变色器件需要的电压、电流；比如转换为pdlc器件需要的12～60v交流电，频率范围30～1000hz，优选30～100hz；再比如转换为ec薄膜器件和无机电致变色层需要的5v以下的直流电；
15.输出模块，用于将修整模块修整之后的电能输入至复合变色器件。
16.进一步地，所述壳体包括与移动电子设备背面贴合的壳板，以及与移动电子设备侧边贴合且围设在壳板边缘的壳边；所述壳板的外表面周向边缘设置有凸起，所述复合变色器件设置在壳体外表面周向凸起形成的凹面中。
17.进一步地，所述复合变色器件包括由外向内依次叠置的透明盖板、粘结层、pdlc器件、粘结层、外装饰层二；
18.或者，所述复合变色器件包括由外向内依次叠置的透明盖板、粘结层、外装饰层一、粘结层、pdlc器件、粘结层、外装饰层二；
19.其中所述外装饰层一为半透光、透光或者局部透光。
20.进一步地，所述复合变色器件包括由外向内依次叠置的透明盖板、粘结层、ec薄膜器件、粘结层、外装饰层二；
21.或者，所述复合变色器件包括由外向内依次叠置的透明盖板、粘结层、外装饰层一、粘结层、ec薄膜器件、粘结层、外装饰层二；
22.其中所述外装饰层一为半透光、透光或者局部透光。
23.进一步地，所述复合变色器件包括透明盖板、镀设在透明盖板内侧的无机电致变色层、位于无机电致变色层内侧的外装饰层二，以及位于无机电致变色层和外装饰层二之间的粘结层。
24.与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
25.将变色功能以及信号增强功能集成到保护壳上，增加了保护壳的功能性；保护壳上的薄膜天线器件与电子设备自身的天线配合，作为电子设备天线的寄生耦合单元，可以提升电子设备天线效率及隔离度，进而提升电子是被信号接收灵敏度，在信号较弱的区域，设备仍然可以保持有较好的信号质量。
26.薄膜天线器件的位置与电子设备天线的位置对应，比如设备的侧边设置了天线，则在保护壳的壳边对应位置设置有薄膜天线器件，薄膜天线器件正好盖住设备的天线，对
设备天线的信号进行耦合放大；同理，如果设备的背面设置了天线，则在保护壳的壳板对应位置设置薄膜天线器件。
附图说明
27.图1为本发明薄膜天线器件安装在保护壳上的结构示意图；
28.图2为本发明薄膜天线器件未安装在保护壳上的结构示意图；
29.图3为本发明薄膜天线器件的爆炸图；
30.图4为本发明薄膜天线器件设置在壳边上的结构示意图；
31.图5为本发明复合变色器件实施例一的结构示意图；
32.图6为本发明复合变色器件实施例二的结构示意图；
33.图7为本发明复合变色器件实施例三的结构示意图；
34.图8为本发明复合变色器件实施例四的结构示意图；
35.图9为本发明复合变色器件实施例五的结构示意图；
36.图10为本发明中手机安装保护壳前、后数据发射功率对比试验结果；
37.图11为本发明空气囊的结构示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
39.具体实施方式中，移动电子设备为手机，当然还可以是平板电脑、笔记本电脑等；保护壳上靠近手机的方向为“内”，远离手机、靠近视野的方向为“外”。
40.如图1至4所示，一种具有信号增强和变色功能的手机保护壳，包括壳体10、复合变色器件30、薄膜天线器件20、电路板、内遮蔽层。
41.薄膜天线器件20是根据手机内置天线的结构形式，并结合电性能仿真设计得到。本发明的薄膜天线通过与手机内部原天线配合，作为手机天线寄生耦合单元，可提升手机天线效率及隔离度，进而提升手机信号接收灵敏度，使手机在信号较弱的区域，仍然可以保持较好的信号质量。薄膜天线器件的位置与手机天线的位置对应，比如手机的侧边设置了天线，则在保护壳的壳边12对应位置设置薄膜天线器件，薄膜天线器件正好盖住上述的手机天线，对手机天线的信号进行耦合放大。同理，如果手机的背面设置了天线，则在保护壳的壳板11对应位置设置有薄膜天线。当薄膜天线器件设置在壳板11处时，可以贴在壳板11的外侧或者内侧；当薄膜天线器件设置在壳边12处时，需要贴在壳边12内侧；如果薄膜天线器件贴在壳板内侧、壳边内侧时，天线薄膜器件靠近手机的一侧表面需要设置装饰层，避免消费者直接看到薄膜天线器件，装饰层可以采用超纤绒布。壳板或者壳边用于防止薄膜天线器件的地方，需要设置内凹，内凹的深度可以根据需要设置，本实施例中，内凹深度50微米至300微米。
42.另外，为了提高手机保护壳的保护能力，可以在壳体的四角位置设置空气囊13，并将薄膜天线器件设置在空气囊13内，减少薄膜天线器件的占用空间，且符合天线耦合的距离要求；当然，薄膜天线器件也可以不设置在空气囊内，空气囊仅作为手机保护壳的保护装置。
43.如图10所示，以iphone12为例，测试了其使用频段的数据发射功率，数据单位为
dbm,其中gsm为2g语音通信信号数据，lte为4g数据、4g语音的通信数据；可以看出，通过增加手机信号增强天线后，测试数据与原机器数据相比都有明显提升，且天线增强后的4g数据大部分都能满足国家ota测试标准。
44.薄膜天线器件20应覆盖手机内置的天线，这些的覆盖应做如下理解：手机内置天线任意一点的法线均与薄膜天线器件20存在交点。
45.薄膜天线器件20，可以通过胶水或者胶膜贴合在壳体10上，可以设置在遮蔽层和壳体10之间(包括壳板11的内侧和壳边12的内侧)，也可以在复合变色器件30和壳体10之间。
46.薄膜天线器件20包括导电网格23、基材层25，以及用于将两者粘结的胶膜层24。由于保护壳本身是柔性的，导电网格23难以快速、精准贴合到保护壳上，所以本发明中给保护壳增加了限位结构，同时为导电网格23增加了基材层25；基材层25采用刚性或柔性材质，便于拿取以及贴合组装，基材层25材质通常有fr4、sus301、pet等，厚度在0.1～2.0mm不等，为了与手机壳匹配，基材层一般采用柔性材质；保护壳上增加定位柱22，每个导电网格23、基材层25可以设置两个定位孔21，与之相对应的保护壳增加定位柱22，导电网格23组装到保护壳上时，将安装孔对准定位珠，便于组装贴合。导电网格可以根据需要采用金属网格、银浆网格，与移动电子设备本身的天线耦合。
47.电路板包含取电模块、修整模块、输出模块。
48.取电模块：可以是与电流电压修整模块电连接的插孔件，可以插入手机的充电接头，如typec、microusb、lighting等接头；也可以是线圈，可以从具有反向充电功能的手机上通过电磁转换方式获取电能。
49.修整模块，将取电模块取得的电转换为复合变色器件30需要的电压和电流，比如pdlc器件34需要12～60v的交流电，频率范围30～1000hz，优选30～100hz；再比如ec薄膜器件36和无机电致变色层37需要的5v以下的直流电。
50.修整模块修整后的电能通过输出模块输入到复合电致变色器件中。
51.内遮蔽层内贴在保护壳的内侧，也就是靠近手机的一侧，可以用绒布，起到美化保护壳内部观感、优化手感的作用。
52.复合变色器件30设置在壳体10外侧，一般设置在壳体的最外侧；壳板11外侧面的周向边缘带有凸起，复合变色器件30设置在周向凸起形成的凹面中，也可设置在壳边外侧。
53.壳体10的主体，即壳体10的非边缘位置，进行镂空或者注塑成型时设置凹槽。壳体10主体的厚度大于电路板主体的厚度，电路板主体设置在壳体10主体的凹槽内，凹槽的形状与电路板主体的外形对应。在具体实施例中，电路板主体的厚度为1.3mm，壳体10厚度1.8mm，凹槽深度为1.3mm，凹槽位置壳体10剩余的厚度为0.5mm。
54.复合变色器件30的具体实施例包括但不限于以下五种。
55.实施例一：
56.如图5所示，复合变色器件30包括由外向内依次叠置的透明盖板31、粘结层33、pdlc器件34、粘结层33、外装饰层二35。
57.实施例二：
58.如图6所示，复合变色器件30包括由外向内依次叠置的透明盖板31、粘结层33、外装饰层一32、pdlc器件34、粘结层33、外装饰层二35。
59.实施例三：
60.如图7所示，复合变色器件30包括由外向内依次叠置的透明盖板31、粘结层33、ec薄膜器件36、粘结层33、外装饰层二35。
61.实施例四：
62.如图8所示，复合变色器件30包括由外向内依次叠置的透明盖板31、粘结层33、外装饰层一32、粘结层33、ec薄膜器件36、粘结层33、外装饰层二35、
63.实施例五：
64.如图9所示，复合变色器件30包括透明盖板31、镀设在透明盖板31内侧的无机电致变色层37、位于无机电致变色层37内侧的外装饰层二35，以及位于无机电致变色层37和外装饰层二35之间的粘结层33。
65.复合变色器件30上述各实施例中：外装饰膜一因为设置在光学元器件的外侧，所以需要半透光、透光或者局部透光。
66.上述各实施例中，外装饰膜二优选带有干涉光效果的膜片，干涉现象在这类膜上可以显现结构色，比如东丽的picasus膜片。这类膜片跟pdlc器件34、ec薄膜器件36搭配往往能取得很好的效果。主要原理是，这类膜片显现结构色的原因是稳定的多层膜干涉，其发生的前提是环境中有平行光；以pdlc器件34为例，pdlc器件34的雾态雾度能够达到90％以上，当雾态的pdlc器件34覆盖在外装饰膜二上时，环境中原本存在的平行光都被散射，所以无法形成干涉结构光。当pdlc器件34变透明时，又可以有平行光照射到装饰膜上，从而重新形成干涉结构光，进而显示颜色；外装饰膜二无需透光。
67.pdlc器件34，包括两层透明导电膜以及中间的pdlc层；ec薄膜器件36包括两层透明导电薄膜以及中间的电致变色层；pdlc器件34、ec薄膜器件36以及物机电致变色镀层均为现有技术中常见的光学元器件。
68.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
69.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。