CN106104960A - 光激活功率指示器 - Google Patents

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Abstract

一种光激活功率指示器包括指示器和具有被电连接到指示器的感光设备的接受器电路。光激活功率指示器还包括被电耦合到接受器电路的第一末端的第一端子和被电耦合到接受器电路的第二末端的第二端子，其中，当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时，所述指示器指示电存储设备的充电状态。

Description

光激活功率指示器
技术领域
本公开一般地针对用于电存储设备的指示器装置。
背景技术
电池单元上指示器要求用户按下一个或两个按钮，等待几秒钟且然后观察示出电池的充电状态的指示器。这对于用户而言是不方便的，因为他们必须将电池从设备去除，握住电池并按下（多个）按钮。用户然后必须将电池重新装回到设备中。这是麻烦且费时的。
电致变色显示器从被测试的电池单元吸取非常少的功率，并且因此可以保持接通并允许消费者仅仅看着电池单元以确定充电状态。然而，电致变色指示器技术的现有技术具有短操作寿命，如果其在接通条件下被连续供电的话。短操作寿命可以短到几个星期至长到约几个月。
因此，存在用于改进的电池单元上指示器的需要。
发明内容
在一个实施例中，一种用于光激活功率指示器的装置包括指示器和接受器电路，其具有被电连接到指示器的感光设备。光激活功率指示器还包括被电耦合到接受器电路的第一末端的第一端子和被电耦合到接受器电路的第二末端的第二端子，其中，当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时，所述指示器指示电存储设备的充电状态。
在另一实施例中，一种用于观察电存储设备的充电状态的方法包括：从电存储设备对光激活功率指示器供电；以及当感光设备未被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时将光激活功率指示器去激活以减少光激活功率指示器的功率消耗。光激活功率指示器包括指示器和接受器电路。接受器电路包括被电耦合到指示器的感光设备。感光设备包括当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时改变的电特性。该方法还包括通过改变感光设备的电特性而对落在响应谱内的一个或多个波长的暴露进行响应以及通过跨指示器提供的电势来确定电存储设备的充电状态。指示电存储设备的充电状态的步骤是在指示器上完成的。
在又一实施例中，用于在存在可见光的情况下操作以指示电池的充电状态的光激活功率指示器的装置包括指示器和接受器电路。接受器电路包括被电耦合到指示器的漏电电阻器、被电耦合到指示器的显示器电阻器以及被电耦合到指示器的感光设备。感光设备包括当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时改变的电特性。所述装置还包括具有第一电极和第二电极的电池，该第一电极被电耦合到接受器电路的第一末端，并且第二电极被电耦合到接受器电路的第二末端。该装置通过当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时指示器指示电池的充电状态而操作。
鉴于结合附图的以下详细描述，将更全面地理解本文中描述的实施例所提供的这些和附加特征。
附图说明
在附图中阐述的实施例本质上是说明性的且并不意图限制由权利要求定义的主题。当结合以下附图来阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，在附图中用相同的参考标号来指示相同的结构，并且在附图中：
图1描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的光激活功率指示器的一个实施例；
图2是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的光激活功率指示器的另一实施例；
图3描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的夹层式指示器电路；
图4描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的扁平式指示器；
图5描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的串联接收器电路；
图6描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的并联接收器电路；
图7描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的分段条指示器；以及
图8描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的运算放大器光激指示器。
具体实施方式
光激活功率指示器指示电池中剩余的能量的量，并包括感光元件和指示器电路。指示器电路被设计成当电池对于消费者而言不可见时将指示器电路的功率使用最小化和/或消除。光激活功率指示器一般地包括具有感光设备的电路和用于指示电池的充电状态的显示器。光激活功率指示器可被耦合到电池并从电池接收其功率。感光设备的显示器具有至少两个显示状态：关显示状态和开显示状态。在关显示状态下，显示器不指示电池的充电状态，并且可认为显示器被去激活。替换地，在开显示状态下，显示器指示电池的充电状态，并且可认为显示器被激活。感光设备到电磁波谱的暴露规定光激活功率指示器处于哪个显示状态。在本文中将更详细地描述光激活功率指示器和光激活功率指示器的操作的各种实施例。
现在参考图1，可将光激活功率指示器100耦合到电存储设备105。电存储设备105可包括第一电极110和第二电极115。在一个实施例中，电存储设备105可以是一个或多个电池单元或一个或多个电池。一个或多个电池单元可以是例如可任意处理的（例如一次性放电），或者其可以是可再充电的（例如多次充电/放电）。例如，电池可以是可再充电电池、燃料电池、扣式电池堆或圆柱形电池堆。光激活功率指示器100一般地在虚框内示出，并且可包括第一端子120和第二端子125。第一端子120可被电耦合到第一电极110，并且第二端子125可被电耦合到第二电极115。替换地，第一端子120可被电耦合到第二电极115，并且第二端子125可被耦合到第一电极110。第一电极110和第二电极115可以分别地是例如正和负的或者相反。第一端子120和第二端子125可使得光激活功率指示器110能够感测电存储设备105的充电状态。第一端子120和第二端子125还可用来对光激活功率指示器100供电。
在另一实施例中，电存储设备105可以是电容器（未示出）。电容器可具有正引线和负引线。第一端子可被电耦合到电容器的正引线，并且第二端子可被电耦合到电容器的负引线，或者相反。
光激活功率指示器100可被耦合到电存储设备105的外壳140。在一个实施例中，光激活功率指示器100到外壳140的耦合可通过粘合剂或通过诸如螺钉、螺杆、夹持件、突出物、卡扣、卡扣配合连接、焊接、焊合（soldering）等的机械附着来实现。在另一实施例中，光激活功率指示器100到外壳140的耦合可通过在外壳140上印刷光激活功率指示器100、第一端子120、第二端子125以及电路迹线142来实现。在又一实施例中，光激活功率指示器100到外壳140的耦合可通过在基板（例如，如图2中所示的基板200或如图7中所示的标签700）上印刷光激活功率指示器100、第一端子120、第二端子125以及电路迹线142来实现。电路迹线142一般地在图1中示出，并且不表示所需的所有电路迹线。在所有实施例中，光激活功率指示器100的组件的电耦合可通过导电胶、焊合、焊接、诸如压缩夹持件或铆钉之类的机械紧固件或通过组件的重叠印刷来完成以在印刷之间形成导电桥。可使用导电胶来使光激活功率指示器100内的连接点之间的电阻最小化。例如，可使用导电胶来将第一端子120和第二端子125电耦合到第一电极110和第二电极115。
印刷可包括但不限于以下技术：射频（RF）溅射技术、撞击或高压技术、掩膜和蚀刻技术或者热或光激活技术。这些印刷技术被用来用机器或过程向对象表面施加材料，诸如铜、塑料、银、碳、石墨或环氧树脂、电致变色及其它指示器材料、光电池材料、半导体材料等。机器或过程可能可操作用于通过使用丝网、凹版印刷或喷墨式印刷来限定光激活功率指示器100的组件。对象表面可包括基板200、外壳140或两者。
光激活功率指示器100可具有被连接到和/或包括指示器130的接受器电路135。虽然指示器130在图1中被示为与接受器电路135分开，但应理解的是指示器130可以是接受器电路135的一部分并被连接在接受器电路135内。接受器电路135可具有第一末端145和第二末端150。第一末端145可限定第一节点（例如，如在图5中示出并以下在本文中描述的第一节点325）。第二末端150可限定第二节点（例如，如在图5中示出并以下在本文中描述的第二节点330）。第一端子120可被电耦合到第一末端145，并且第二端子125可被电耦合到第二末端150。在一个实施例中，可在指示器130上直接地印刷接受器电路135的组件。
接受器电路135可包括感光设备和一个或多个电阻器。如遍及本公开的，感光设备可以是响应于被暴露于电磁波谱的一个或多个波长而改变其电特性（例如电阻、电压或电流）的任何分立组件。感光设备可被配置成确保当用户不想知道电存储设备105的充电状态时光激活功率指示器100未被供电或者替换地被以最低限度供电。例如，感光设备可被配置、设计和/或选择成使得其仅响应于特定波长或波长范围而进行响应（即，改变其电特性），诸如当用户打开包含电存储设备的隔室或者打开包含电存储设备105的封装时。换言之，可响应于改变的对电磁波谱的暴露而改变感光设备的电特性。此外，感光设备的电特性可响应于电磁波谱的强度和/或电磁波谱的源与感光设备之间的位置和取向而改变。在本文中，术语“响应谱”指代感光设备通过改变其电特性而进行响应的电磁波谱的那些波长（或频率）。例如，如果感光设备被暴露于电磁波谱的某个部分，但电磁波谱的该部分不包括落在响应谱内的波长，则感光设备将不会通过改变其电特性进行响应。感光设备可包括光电阻器（即光敏电阻器）、光电二极管、光电晶体管或太阳电池。
仍参考图1，接受器电路135可以是专用集成电路(ASIC）、一个或多个分立组件和/或被电耦合在一起的集成组件。例如，在一个实施例中，接受器电路135可包括采取反相放大配置的运算放大器（例如，如图8中所示和所述的运算放大器810）。在另一实施例中，接受器电路135可包括比较器电路，其确定感光设备何时被暴露于落在响应谱内的波长与否。比较器电路可将来自感光设备的电压或电流与阈值电压或电流相比较以确定是否指示电存储设备105的充电状态。在又一实施例中，接受器电路135可以是被电耦合到光电池的信号调节器，其中，光电池充当感光设备。可要求信号调节器操纵来自光电池的电压或电流以便确定是否指示电存储设备105的充电状态。在所有这些实施例中，接受器电路135提供使得光激活功率指示器100能够对落在响应谱内的波长进行响应的光敏可变电特性（例如，电压、电流和/或电阻）。下面更详细地讨论接受器电路135的各种实施例。
指示器130可用来从接受器电路135接收电存储设备105的充电状态确定，并使用视觉、音频或其它指示符和/或信号来指示充电状态确定。换言之，指示器130可能可操作用于指示电存储设备105的充电状态。指示器130可以是发光二极管（LED）显示器、液晶显示器（LCD）、电致变色显示器、热色显示器、电润湿显示器、结构彩色显示器、电泳显示器和/或静电显示器。在一个实施例中，指示器130可以是与接受器电路135分开且不同的。例如，指示器130也可以是独立的专用电路或显示器电路。在另一实施例中，指示器130可以是接受器电路135的一部分、连接在接受器电路135内和/或与接受器电路135集成，如图3和4中所示。指示器130还可以是可听设备。例如，接受器电路135可监视电存储设备105的充电状态，并且当满足或超过充电阈值时，指示器130可给出可听警报。
图2是光激活功率指示器100的另一实施例，其中，光激活功率指示器100被耦合到基板200。基板200可用来将光激活功率指示器100安装并固定到电存储设备105。基板200可包括第一侧201和与第一侧201相对的第二侧。光激活功率指示器100到基板200的耦合可通过粘合剂或通过诸如螺钉、螺杆、夹持件、突出物、卡扣、卡扣配合连接等的机械附着来实现。替换地，光激活功率指示器100可通过如上所述的印刷技术被耦合到基板200。
基板200可以是硬质材料、柔性材料或印刷电路板。印刷电路板实施例可包括电迹线142，其将光激活功率指示器100的组件电耦合在一起。电路迹线142一般地在图2中示出，并且不表示所需的所有电路迹线。在所有实施例中，光激活功率指示器100的组件的电耦合可通过导电胶、焊合、焊接、诸如压缩夹持件或铆钉之类的机械紧固件或通过组件的重叠印刷来完成以在印刷之间形成导电桥。可使用导电胶来使光激活功率指示器100内的连接点之间的电阻最小化。接受器电路135和指示器130可被耦合到基板200的第一侧201。第二侧可被耦合到电存储设备105的外壳140。在一个实施例中，电存储设备105可以是钮扣电池，其中只有第一端子120可见。第二端子（未示出）可耦合到基板200的第二侧并与外壳140电耦合。在另一实施例中，如果不使用基板200，则第二端子可穿透粘合剂或其它耦合部件以与外壳140电耦合。在又一实施例中，接受器电路135可包括短路触点（未示出），其可被耦合到第二侧且可停靠在外壳140上。短路触点可将外壳140与第二端子电耦合。
感光设备可被配置成跨落在响应谱内的波长范围改变其电特性。例如，如果感光设备是光敏电阻器，则光敏电阻器的电阻可响应于暴露于落在响应谱内的波长而从低电阻改变直至高电阻或者相反。并且，感光设备可具有随着感光设备的电特性跨该范围过渡而发生的特定时间段。例如，存在用于光敏电阻器从第一电阻（例如低电阻）变成第二电阻（例如高电阻和/或中间电阻）的过渡时间。感光设备还可包括设置在范围的两个极端之间的中间电特性。例如，光敏电阻器可具有设置在高电阻与低电阻之间的中间电阻。该中间电阻可以是可接近于但并不是落在响应谱内的波长的电磁波谱的波长的结果。中间电阻还可以是被光设备检测到响应谱的强度的结果。同样地，感光设备通过略微改变其电特性进行响应。继续本示例，中间电阻允许通过光敏电阻器的电流量可提供暗淡指示器130；然而，指示器130仍可以是可读的。此外，如果对落在电磁波谱的响应谱内的波长的暴露和/或落在电磁波谱的响应谱内的波长的强度是恒定的，则感光设备的响应可以是恒定的。替换地，如果对落在电磁波谱的响应谱内的波长的暴露和/或落在电磁波谱的响应谱内的波长的强度是可变的，则感光设备的响应可以是可变的。可变响应仍可被限制在范围的两个极端（例如，光敏电阻器的高电阻和低电阻）之间。
感光设备的特性（诸如上文所阐述的那些）可取决于感光设备的材料的组成。例如，可用硅对感光设备进行掺杂，这导致感光设备对不是电磁波谱的可见光部分的落在响应谱内的波长进行响应。在另一示例中，感光设备可以是硫化镉感光设备，这导致感光设备对作为电磁波谱的可见光部分的落在响应谱内的波长进行响应。在又一实施例中，感光设备可由包括以下各项中的至少一个的掺杂材料制成：硫化铅（PbS）、氧化铜（CuO）、二硫化硒（SeS2）、硫化镉（CdS）、导电聚合物（有或者没有掺杂）以及任何其它金属硫化物和氧化物。每个掺杂材料可与（多个）特定辐射波长一致，从而改变感光设备进行响应的响应谱的波长范围。
图1的指示器130可以是如图3中所示的夹层式指示器375。参考图1-3，夹层式指示器375可使用基于色彩承载颗粒在电势370的影响下的迁移的电致变色技术，有时称为发色系统或致色（chromophoretic）系统。电势370可以是从电存储设备105施加于夹层式指示器375的电动力，或者其可以是到接受器电路135的电路迹线142，其从外部电源向夹层式指示器375输送电动力。电势370被施加于彼此相对地布置的顶部电极380和底部电极385。与底部电极385相对的顶部电极380的布置意指夹层式指示器375可充当电路中的电容器。顶部电极380和底部电极385可由氧化铟锡、铝、铜或碳制成。工作电极390由电致变色墨393形成。当施加电势370时，多个发色颗粒395穿过分离层397。随着所述多个发色颗粒396积聚在顶部电极380附近，变色在夹层式指示器375中可能变得可见。当从顶部电极380和底部电极385去除电势370时，所述多个发色颗粒395可返回到底部电极385。分离层397可包括反射白光的离子可渗透颗粒反射层。顶部基板360和底部基板365为夹层式指示器375提供结构支撑，并且可以是透明的（即允许所有可见光波长通过基板），或者其可以是不透明的。在一个实施例中，顶部基板360是透明的以允许所述多个发色颗粒395的积聚在顶部电极380处可见。
图1的指示器130可以是如图4中所示的扁平式指示器465。参考图1、2和4，扁平式指示器465可使用基于色彩承载颗粒在电势370的影响下的迁移的电致变色技术，有时称为发色系统或致色系统。在本实施例中，作为图3的夹层式指示器375的分层结构的替代，将指示器组件设置在公共基板450上。参考图4，公共基板450可以是纸产品、塑料、玻璃产品或金属产品。第一电极455和第二电极460被电耦合到电势370。第一电极455和第二电极460可由氧化铟锡、铝、铜、或碳或者其它适当导电材料制成。PEDOT:PSS被分布在电耦合到第一电极455的第一条带470与电耦合到第二电极460的第二条带475之间。固体电解质480在防止第一电极455与第二电极460之间的电子传导的同时允许470与第二条带475之间的离子传导。防止电子传导意味着扁平式指示器465可充当电路中的电容器。随着在第一电极455与第二电极460之间施加电势370，PEDOT:PSS将氧化，或者从中性状态变成氧化还原状态以在色彩方面可见地变暗。也是适当的其它电致变色材料的示例可包括普鲁士蓝、氧化钨、氧化镍以及具体地针对电致变色显示器开发的有机材料。
参考图3和4，夹层式指示器375或扁平式指示器465可通过跨夹层式指示器375或扁平式指示器465施加的电势370来指示图1的电存储设备105的充电状态。换言之，发色颗粒395的积聚量和/或PEDOT:PSS的氧化/还原量取决于在两个电极（图3的顶部电极380/底部电极385或图4的第一电极455/第二电极460）之间施加的电势370的量值。
参考图1-4，在指示器130的又一实施例中，可使用已激活聚合物作为调制机制。作为已调制机制，已激活聚合物可具有还原（氧化还原）或中性状态和氧化状态。已激活聚合物可以是PEDOT:PSS（即，聚（3,4 -乙撑二氧噻吩）聚（苯乙烯磺酸）），并且当向指示器130施加电势370以将其从其氧化状态驱动至其氧化还原或中性状态时可以变暗。在中性状态下，已激活聚合物主要吸收电磁波谱的红色至黄色部分，从而为活性聚合物给出强蓝色。在氧化状态下，已激活聚合物以色彩的弱天蓝色线而转变成几乎透明的。PPS在可见光波长下看起来完全透明。
参考图5，将串联接受器电路300示为图1和2的光激活功率指示器100的实施例。一般地，在虚框内示出了串联接受器电路300。在串联接受器电路300中，高电阻光敏电阻器305和指示器130被串联地电耦合。第一节点325可包括被电耦合到指示器130的第一端子120。替换地，第一节点还可包括被电耦合到显示器电阻器350的漏电电阻器315。第二节点330可包括被电耦合到高电阻光敏电阻器305的第二端子125。第三节点335可包括被电耦合到高电阻光敏电阻器305的指示器130。替换地，第三节点还可包括被电耦合到指示器130和高电阻光敏电阻器305的漏电电阻器315。第一端子120和第二端子125可电耦合到电存储设备105。
高电阻光敏电阻器305是感光设备，其具有在高电阻光敏电阻器305未被暴露于落在电磁波谱320的响应谱内的波长时的高电阻、在高电阻光敏电阻器305被暴露于落在电磁波谱320的响应谱内的波长时的低电阻以及取决于落在高电阻光敏电阻器305的电磁波谱320的响应谱内的波长的强度和/或对该波长的暴露的中间电阻（即落在高电阻与低电阻之间的电阻）。高电阻光敏电阻器305的高电阻可以是串联接受器电路300的关显示器状态，并且可不允许指示器130显示电存储设备105的充电状态。高电阻光敏电阻器305的低电阻和/或中间电阻可以是串联接受器电路300的开显示器状态，并且因此允许指示器130显示电存储设备105的充电状态。
在串联接受器电路300中可使用漏电电阻器315来防止当光敏电阻器处于关显示器状态时通过高电阻光敏电阻器305的低漏电流将指示器130激活。漏电电阻器315可与指示器130并联地电耦合。可基于高电阻光敏电阻器305的特性集将漏电电阻器315的电阻适当地确定尺寸。可将漏电电阻器315尺寸确定成在电存储设备105的不使用期间防止电流“漏泄”或防止电荷流过高电阻光敏电阻器305并从电存储设备105消耗功率。漏电电阻器315可以从约500千欧（kOhm）至约2兆欧（MOhm）或者更优选地约1 MOhm。
作为示例，硫化镉感光设备的高电阻可大于约10MOhm。当感光设备的电阻高时，非常小的电流将流过感光设备。例如，当感光设备的电阻高时，小于约150纳安（nA）的电流可从1.5伏碱性电池流动。感光设备的此响应可跨指示器130提供低压。跨指示器130的此低压可提供指示器130的关显示器状态或无供电状态，其可允许有电存储设备105的较长储存寿命。硫化镉感光设备的低电阻可在约1kOhm至约100kOhm之间，并且可对应于落在响应谱内的波长的约10 Lux（流明）至约1000 Lux之间或者更多的强度。高电阻光敏电阻器305的低电阻可等同于指示器130的开显示器状态。
仍参考图5，高电阻光敏电阻器305是以电阻作为其电特性的感光设备。可用串联接受器电路300中的光电晶体管来替换高电阻光敏电阻器305。光电晶体管是以电流作为其电特性的感光设备。光电晶体管可响应于落在响应谱内的波长而改变第三节点335与第二节点330之间的电流，而不是如高电阻光敏电阻器305将做的那样改变电阻。此外，如果需要的话，可直接地从电存储设备105对图5的感光设备供电。例如，光电晶体管将要求超过第二节点330和第三节点335以电耦合在串联接受器电路300内，并且可要求直接到电存储设备105的第三连接（未示出）。
参考图6，示出了并联接受器电路400作为图1和2的光激活功率指示器100的另一实施例。一般地，在虚框内示出了并联接受器电路400。在并联接受器电路400中，低电阻光敏电阻器405和指示器130被并联地电耦合。第一节点325可包括全部被电耦合在一起的第一端子120、指示器130以及低电阻光敏电阻器405。替换地，第一节点325还可包括被电耦合到第一端子120、指示器130以及低电阻光敏电阻器405的显示器电阻器350。第二节点330可包括被电耦合到漏电电阻器315的第二端子125；或者在另一实施例中，第二节点可被电耦合到第三节点335，而不需要漏电电阻器315。第三节点335可包括全部被电耦合在一起的指示器130、低电阻光敏电阻器405以及漏电电阻器315。
低电阻光敏电阻器405是感光设备，其具有在低电阻光敏电阻器405未被暴露于落在电磁波谱320的响应谱内的波长时的低电阻、在低电阻光敏电阻器405被暴露于落在电磁波谱320的响应谱内的波长时的高电阻以及取决于落在低电阻光敏电阻器405的电磁波谱320的响应谱内的波长的强度和/或对该波长的暴露的中间电阻（即落在高电阻与低电阻之间的电阻）。低电阻光敏电阻器405的低电阻可以是并联接受器电路400的关显示器状态，并且可不允许指示器130显示电存储设备105的充电状态。低电阻光敏电阻器405的高电阻和/或中间电阻可以是并联接受器电路400的开显示器状态，并且因此允许指示器130显示电存储设备105的充电状态。
可用并联接受器电路400中的光电晶体管来替换低电阻光敏电阻器405。光电晶体管将响应于落在响应谱内的波长而改变第一节点325与第三节点335之间的电流而不是改变电阻。此外，如果需要的话，可直接地从电存储设备105对图6的感光设备供电。例如，光电晶体管将要求超过第一节点325和第三节点335以电耦合在并联接收器电路400内，并且可要求直接到电存储设备105的第三连接。
在关显示器状态下，指示器130可关掉，并且不使用来自电存储设备105的任何电流。可将漏电电阻器315与指示器130和低电阻光敏电阻器405的并联组合串联地电耦合。可将漏电电阻器315尺寸确定成保证非常低的维持电流通过低电阻光敏电阻器405。在并联接受器电路400中，漏电电阻器315可大于约1.5 MOhm以防止电流流出并联接受器电路400中的电存储设备105。
光激活功率指示器100还可包括如图5和6中所示的显示器电阻器350。此显示器电阻器350可用来限制到指示器130的电流的量以确保当高电阻光敏电阻器305或低电阻光敏电阻器405未被暴露于落在响应谱内的波长时指示器130不开启或显示电存储设备105的充电状态。换言之，显示器电阻器350可用来在感光设备未被暴露于响应谱的一个或多个波长时或者在响应谱存在但在强度方面并未强到足以激活感光设备时将指示器130去激活。还可将显示器电阻器350尺寸确定成当落在响应谱内的波长在各频谱阈值以上和/或以下时停止或限制到指示器130的电流。例如，各频谱阈值可以是指示器130的激活所需的环境光的最低量可在约10Lux至约50Lux的范围内。本示例假设响应谱包括落在环境光范围内的波长。换言之，频谱阈值可定义落在响应谱内的波长的电磁辐射极限，其过低或过高而不能开启指示器130（取决于存在哪种类型的感光设备和接受器电路配置）。这可确保光激活功率指示器100不从电存储设备105消耗功率。此外，可将显示器电阻器350尺寸确定成允许指示器130在存在间接光时开启。间接光可包括从表面反射的光或者不包括来自光源的直接（例如，视线）光。
在另一实施例中，包含具有如例如图1中所示的光激活功率指示器100的至少一个电存储设备105的装运封装可对落在响应谱（例如不可见光谱）内的波长不透明而对电磁波谱的其余部分透明。可如上所述地用硅或其它材料来掺杂高电阻光敏电阻器305和/或低电阻光敏电阻器405。在本实施例中，高电阻光敏电阻器305和/或低电阻光敏电阻器405的硅掺杂要求落在响应谱内的波长包括电磁波谱320的不可见光谱。此配置允许电池包括感光设备、用电磁波谱320的可见光谱看到，而在装运封装中，防止光激活功率指示器100被开启（激活）。通过防止此不必要的激活，本实施例可防止指示器130和电存储设备135的使用寿命在储存的同时缩短。换言之，当光激活功率指示器100未被暴露于落在响应谱内的波长时，光激活功率指示器100被去激活。在被去激活时，光激活功率指示器不从电存储设备105吸取功率，或者减少其功率消耗，使得其不减少电存储设备105的搁置寿命。例如，指示器130的使用寿命在去激活状态下可为约10年或更多，并且在激活状态下为约一个月。
图7描绘了被固定到电存储设备105的标签700。光激活功率指示器100可被如上所述地固定到标签700，并被分段成一个或多个光激活功率指示器100a、100b、100c、100d、100e、100f。第一端子120和第二端子125在标签700被固定到电存储设备105时将光激活功率指示器100电耦合到电存储设备105。标签700可包括安装突出物（未示出）或其它结构以将标签700固定到电存储设备105。在一个实施例中，可通过粘合剂或摩擦配合将标签700固定到或形成为电池的外部形状。替换地，在另一实施例中，标签700可以是放置在电存储设备105上并被热激活而收缩以将标签700固定以符合电存储设备105的形状的可收缩材料。在又一实施例中，标签700可由可固化材料构成，该可固化材料被化学或光激活而固化并将标签700固定到电存储设备105。
仍参考图7，可使用光激活功率指示器100来提供电存储设备105的充电状态或能量水平（例如，功率、电压或电流的量）的视觉显示。视觉显示可采取渐变杆、渐变饼形图、数字显示、变色指示器或分段条带705的形式。在一个实施例中，分段条带705可被配置成指示电存储设备105的各种充电状态（例如，能量水平、能量阈值或能量的量）。例如，分段条带705可允许随着电存储设备105被耗尽而监视电存储设备105的充电状态（即剩余能量或功率）。可由单独的电子电路顺序地或渐增地激活分段条带705的各段以向用户提供期望的电池状态信息。此外，可从左至右、从右至左、从分段条带705的中心至两端或者从两端至中心激活分段条带705的各段。在一个实施例中，光激活功率指示器100的各段可以是一个或多个光激活功率指示器100a、100b、100c、100d、100e、100f，并经由第一端子120和第二端子125被电耦合到电存储设备105。图7图示出六个光激活功率指示器100a、100b、100c、100d、100e、100f；然而，应理解的是图7中所示的实施例不限于仅六个光激活功率指示器100a、100b、100c、100d、100e、100f。
可由单独的电子电路顺序地或渐增地激活分段条带705的各段以向用户提供期望的电池状态信息。整组的显示器和段控制电子装置将被来自光激活功率指示器100的控制激活或去激活。
现在参考图8，示出了运算放大器接受器电路800。运算放大器接受器电路800包括采取反相放大器配置的运算放大器810。在本实施例中，感光设备是光电二极管805，并且运算放大器810和光电二极管805的反相放大器配置是运算放大器810的负反馈回路的一部分，并且也可称为互阻放大器电路。在本实施例中，光电二极管805在其被暴露于落在响应谱内的波长时生成光电二极管电流。运算放大器810将光电二极管电流转换成被用来对指示器130供电的输出电压835。第一电源接头820和第二电源接头825为运算放大器810提供功率。正输入端850通过充当分压器的第一阈值电阻器840和第二阈值电阻器845设置成阈值电压。用增益电阻器815来束缚运算放大器810。当光电二极管805被电磁波谱320的响应谱激活时，反相输入端830处的电压下降至正输入端850处的分压器所设定的阈值电压以下，并且通过将正输入端850处的阈值电压与反相输入端830处的光电二极管电流相比较而充当比较器的运算放大器810将跨指示器830的输出电压835从约零伏开启至约电存储设备105电压。运算放大器810的轨到轨输出电压对于运算放大器810的输出电压835而言是优选的，如在“1-Volt Operational Amplifier with Rail-to-Rail Input and OutputRanges” by Jeroen Fonderie, Marinus G. Maris, Johan H. Huijsing, DelftUniversity of Technology, Delft中所描述的，其通过引用整体地结合到本文中。可对增益电阻器815进行修整或尺寸确定成计及所使用的特定光电二极管805。换言之，可将增益电阻器815尺寸确定成针对运算放大器接受器电路800可被暴露的估计响应谱而获得来自光电二极管805的最大性能。当电存储设备105处于低照度条件（低强度或对响应谱的最低暴露）时，运算放大器接受器电路800将使输出电压835保持在约零电压或者大约在指示器130激活阈值（其例如可以是约0.3-0.4V）以下。当光电二极管805被暴露于电磁波谱320且电磁波谱320包括响应谱时，运算放大器810的输出电压835将切换至接近于电存储设备105电压的电压，并激活指示器130以显示电存储设备105的充电状态。
光激活功率指示器使用感光设备来确定应何时对光激活功率指示器供电。这确保可以保存指示器的有限寿命以便只有当用户需要以帮助确定电存储设备何时耗尽或者接近于耗尽其储存能量时才使用。光激活功率指示器延长指示器和电存储设备的“搁置寿命”。这还确保可从电存储设备导出其用以运行的功率的光激活功率指示器仅在需要时被供电，并且不会不必要地从电存储设备消耗能量。光激活功率指示器不要求在用户方面的光激活功率指示器的任何部分或组件的任何致动或激活以确定电存储设备的充电状态。
应注意的是在本文中可利用术语“基本上”和“大约”来表示可归于任何定量比较、值、测量结果或其它表示的固有不确定度。这些术语在本文中也被利用来表示定量表示可不同于所述参考而不导致讨论中的主题的基本功能的变化的程度。
特定术语在公开中仅仅为了方便而使用且不是限制性的。词语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”以及“下”指定被参考的图中的方向。术语包括上文指出的词语以及其派生词和相似意思的词语。
不应将在本文中公开的尺寸和值理解成严格地限于所述的精确数值。替代地，除非另外指定，每个此类尺寸意图意指叙述值和围绕该值的功能等价范围两者。例如，公开为“40 mm”的尺寸意图意指“约40 mm”。
在本文中引用的每个文献（如果有的话，包括任何交叉引用或相关专利或申请）由此被整体地通过引用结合到本文中，除非被明确地排除或另外受到限制。任何文献的引用并不是其相对于在本文中公开或要求保护的任何发明而言是现有技术或者其单独地或者以与一个或多个任何其它参考文献的任何组合地讲授、提出或公开任何此类发明的许可。此外，就在本文中的术语的任何意义或定义与通过引用结合的文献中的同一术语的任何意义或定义冲突而言，在本文中赋予该术语的意义或定义将占主导。
虽然已图示出并描述了本发明的特定实施例，但对于本领域的技术人员而言将显而易见的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出各种其它变更和修改。因此意图在所附权利要求内涵盖在本发明的范围内的所有此类变更和修改。

Claims (13)

1.一种光激活功率指示器，包括：
指示器；
接受器电路，其包括被电耦合到指示器的感光设备，该感光设备包括当感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时改变的电特性；
第一端子，其被电耦合到接受器电路的第一末端；
第二端子，其被电耦合到接受器电路的第二末端；
其中，所述第一端子和所述第二端子被耦合到电存储设备，并且所述指示器指示在感光设备被暴露于落在响应谱内的一个或多个波长时的电存储设备的充电状态。
2.权利要求1的光激活功率指示器，其中，所述响应谱包括电磁波谱的一个或多个不可见光波长或者电磁波谱的一个或多个可见光波长。
3.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，还包括基板，其中，所述接受器电路被耦合到所述基板的第一侧，并且所述基板的第二侧被耦合到电存储设备。
4.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述感光设备被印刷在指示器上。
5.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述指示器包括以下各项中的至少一个：电致变色显示器、热色显示器、电润湿显示器、结构彩色显示器、电泳显示器以及静电显示器。
6.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接受器电路还包括采取反相放大器配置的运算放大器，并且所述感光设备包括光电二极管，所述光电二极管是运算放大器的负反馈回路的一部分。
7.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接受器电路还包括信号调节器或比较器电路。
8.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接收器电路还包括与指示器并联的漏电电阻器，所述感光设备与所述指示器串联，并且其中，所述感光设备是高电阻光敏电阻器。
9.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接收器电路还包括与指示器和感光设备的并联组合串联的漏电电阻器，并且其中，所述感光设备是低电阻光敏电阻器。
10.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接收器电路还包括显示器电阻器，所述显示器电阻器限制到指示器的电流的量，使得在感光设备未被暴露于响应谱的一个或多个波长时指示器去激活，并且所述显示器电阻器与所述指示器串联。
11.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述接收器电路还包括显示器电阻器，所述显示器电阻器限制到指示器的电流的量，使得当感光设备被暴露于响应谱但响应谱的强度并未强到足以使感光设备改变其电特性时指示器去激活，并且所述显示器电阻器与所述指示器串联。
12.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述电存储设备是电池，并且所述第一端子被电耦合到所述电池的第一电极，并且所述第二端子被电耦合到所述电池的第二电极。
13.前述权利要求中的任一项的光激活功率指示器，其中，所述电存储设备是电容器，并且所述第一端子被电耦合到电容器的正端子，并且所述第二端子被电耦合到电容器的负端子。
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