TWI408394B - 電池電量指示系統 - Google Patents

Description

電池電量指示系統

本發明係關於一種電池電量指示系統，特別是一種應用於可攜式電子裝置並可持續指示電池電量之電池電量指示系統。

一般可攜式電子裝置除了附加的外接電源線以供使用者連接插座進行供電外，為因應其便於攜帶且能隨時隨地使用的特性，可攜式電子裝置均會採用可充電的電池模組做為電量供應的來源之一。因為電池模組具有固定的電容量，當電池模組的電量耗盡時，除非更換電池模組或外接電源線進行充電，否則可攜式電子裝置即無法使用，因此使用者必須隨時掌握電池模組之電量狀態。

市面上大部分可攜式電子裝置於開機後，可以透過系統軟體介面所提供的功能顯示目前電池模組之剩餘電量，以方便使用者確認其電量狀態。然而在未開機的狀態下，使用者並無從得知電池模組目前之剩餘電量，必須每次等待開機後才能進行確認；若使用者在前次關機前未注意剩餘電量的多寡，一旦電池模組之電量已接近耗畢，可攜式電子裝置可能在開機過程中即因電量不足而斷電，如此將會造成使用者的不便，並容易使可攜式電子裝置產生故障等問題。因此，如何能在可攜式電子裝置不開機的情況下確知其電池模組之剩餘電量，以方便使用者隨時掌握，實為一值得研究的課題。

本發明之主要目的係在提供一種應用於可攜式電子裝置並可持續指示電池電量之電池電量指示系統。

為達到上述之目的，本發明之電池電量指示系統係應用於具有電池模組之可攜式電子裝置。電池電量指示系統包括控制模組及電量指示模組。控制模組用以週期性地取得電池模組之電量資訊；電量指示模組係電性連接於控制模組，電量指示模組包括步進馬達、齒輪組及儀表部：步進馬達用以依據電量資訊被驅動；齒輪組係與步進馬達相連接，藉由驅動步進馬達以帶動齒輪組轉動；儀表板包括指針及刻度標示板，指針係與齒輪組相結合，藉由齒輪組帶動指針轉動而於刻度標示板指示一刻度位置。藉由本發明之設計，無論可攜式電子裝置處於開機或關機狀態下，均可透過電量指示模組持續地指示電池模組之剩餘電量，以便使用者適時充電或更換電池模組。

本發明之可攜式電子裝置包括電池模組及如前所述之電池電量指示系統，藉由本發明之設計，使用者可隨時偵測可攜式電子裝置之電池模組之剩餘電量。

為能讓　貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉出較佳實施例說明如下。

請參考圖1係本發明之電池電量指示系統1之示意圖。如圖1所示，本發明之電池電量指示系統1係應用於一可攜式電子裝置100，可攜式電子裝置100包括一電池模組110。可攜式電子裝置100可為個人數位助理、可攜式電腦或其他具有電池模組之電子裝置等，本發明並不以此為限。

如圖1所示，本發明之電池電量指示系統1包括控制模組10及電量指示模組20。控制模組10用以週期性地取得電池模組110之一電量資訊，此電量資訊係為電池模組110目前之剩餘電量。在本發明之一實施例中，控制模組10可包括基本輸入輸出系統(BIOS)11及鍵盤控制器(KBC)12，兩者係彼此電性連接。基本輸入輸出系統11儲存有軟體程式，用以命令鍵盤控制器12執行週期性地對電池模組110之剩餘電量進行偵測，以持續取得對應之電量資訊。其中鍵盤控制器12亦可採用微控制器(MCU)來取代。

電量指示模組20係電性連接於控制模組10，當鍵盤控制器12取得電量資訊後，鍵盤控制器12將會依據所取得之電量資訊轉換為對應之脈衝寬度調變訊號(PWM)，並傳送至電量指示模組20，此時電量指示模組20便可依據脈衝寬度調變訊號指示出目前電池模組110所對應之剩餘電量，以供使用者瞭解確認。

此外，於可攜式電子裝置100之電源關閉前，本發明之電池電量指示系統1之控制模組10會先自電池模組110取得相對應之電量資訊，並將相關電量資訊傳送至電量指示模組20後再完成電源關閉程序，以便於可攜式電子裝置100之電源關閉後能指示關機當時所偵測到之剩餘電量。

請參考圖2係本發明之電池電量指示系統1之電量指示模組20之結構爆炸圖。如圖2所示，電量指示模組20包括電路板21、步進馬達22、齒輪組23及儀表部24，其中電路板21可供做為結合步進馬達22、齒輪組23及儀表部24之基底元件。電路板21包括連接器211，連接器211可藉由排線(圖未示)與控制模組10電性連接，以供接收所傳送過來之電量資訊。步進馬達22用以依據電量資訊被驅動。步進馬達22包括轉動軸(圖未示)及結合於轉動軸之一馬達齒輪221，其中轉動軸可受到前述控制模組10依據電量資訊所發出之脈衝寬度調變訊號而被驅動進行旋轉，於轉動軸轉動的同時馬達齒輪221亦會隨之轉動。依據脈衝寬度調變訊號不同，可使步進馬達22決定轉動量(即轉動圈數)及轉動方向(即順時針或逆時針方向轉動)，以因應針對剩餘電量之指示位置進行調整。

齒輪組23係與步進馬達22相連接，藉由驅動步進馬達22以帶動齒輪組23轉動。齒輪組23包括第一齒輪231及第二齒輪232，第一齒輪231更包括第一齒部231a及第二齒部231b，第一齒輪231之第一齒部231a係連接步進馬達22，使得第一齒部231a與步進馬達22之馬達齒輪221彼此嚙合而產生連動狀態。第二齒輪232係連接第一齒輪231之第二齒部231b，使得第二齒部231b與第二齒輪232彼此嚙合而產生連動狀態。在本實施例中，為了讓齒輪組23之第一齒輪231及第二齒輪232每轉動一齒距所對應的轉動量較為精確且易於計算，係設計第一齒部231a及第二齒部231b之齒數比為3比1，且如此使得第二齒輪232每轉動一齒距即代表指針擺動22.5度，但並不以本實施例為限。

儀表部24包括指針241及刻度標示板242，指針241係與齒輪組23相結合，藉由齒輪組23帶動指針241轉動而於刻度標示板242指示一刻度位置。指針241係連接於第二齒輪232之軸心，使得指針241會受到第二齒輪232之帶動而旋轉，而於刻度標示板242上設有電量刻度線(圖未示)，以供使用者判斷目前指針241所指向之刻度為何，藉以確認電池模組110之剩餘電量多寡。

請參考圖3(a)、(b)係本發明之電池電量指示系統1之電量指示模組20之組合示意圖。如圖3(a)所示，電量指示模組20首先藉由排線將控制模組所傳來之電量資訊自連接器211接收，此電量資訊再透過電路板21傳送給步進馬達22。步進馬達22會依據電量資訊決定轉動量及轉動方向後，驅動轉動軸開始轉動，此時馬達齒輪221亦將隨之轉動。馬達齒輪221轉動時會帶動第一齒輪231與其嚙合的第一齒部231a開始轉動，由於第一齒輪231之第一齒部231a與第二齒部231b係同軸，因此第二齒部231b亦會一併轉動。接著，與第二齒部231b相嚙合的第二齒輪232亦隨之連動，進而帶動與第二齒輪232同軸設置之指針擺動。

又如圖3(b)所示，隨著指針241之位置不同而對應刻度標示板242上之不同刻度242a，以指示目前電池模組之剩餘電量。在本實施例中，電量指示模組20之儀表部24係設置於可攜式電子裝置100之外殼表面，以便於使用者直接觀看儀表部24即可得知目前電量狀態，無需藉由打開可攜式電子裝置100之上蓋或殼體才可觀看。

此外，又如圖3(a)、(b)所示，電量指示模組20更包括照明模組25，用以照亮儀表部24。照明模組25係由至少一光源251及至少一導光板252所構成，各導光板252係設置於儀表部24之側邊，藉由各導光板252將各光源251所發出之光線引導投射至儀表部24，以提供外界光線不足時之照明效果。其中，電量指示模組20更包括開關26，此開關26電性連接於照明模組25，藉由按壓開關26用以開啟或關閉照明模組25之照明功能。

藉由本發明之設計，使得無論可攜式電子裝置處於開機或關機狀態下，使用者均可透過電量指示模組輕易得知目前電池模組之剩餘電量，以便使用者適時充電或更換電池模組。

請參考圖4係本發明之電池電量指示系統1a另一實施例之示意圖。本實施例係為前述實施例之變化型式，如圖4所示，本發明之電池電量指示系統1a更包括驅動模組30，驅動模組30係電性連接於控制模組10及電量指示模組20。由於電量資訊直接透過控制模組10處理所轉換而成的脈衝寬度調變訊號，容易受到磁滯效應或其他干擾所影響，導致所產生出來的脈衝寬度調變訊號並不穩定，將會對電量指示模組20的移動量造成誤差或延遲，進而影響所指示剩餘電量之準確度，因此在本實例中，於控制模組10及電量指示模組20之間加入了驅動模組30。驅動模組30係為具有電壓隨偶器功能之元件，藉由驅動模組30針對經控制模組10處理後的脈衝寬度調變訊號輔助進行處理，可有助於穩定波形訊號，減少誤差或延遲之發生，使得電量指示模組20能指示較為準確之電池模組剩餘電量。

廣義上來看，如圖1所示，本發明更包括一可攜式電子裝置100，可攜式電子裝置100包括電池模組110及如前所述之電池電量指示系統1。透過控制模組10週期性地所取得電池模組110之電量資訊並經處理，以傳送至電量指示模組20來直接指示相對應之剩餘電量，以免除習知必須透過系統軟體才能顯示剩餘電量之麻煩。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破，懇請貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

1、1a．．．電池電量指示系統

10．．．控制模組

11．．．基本輸入輸出系統

12．．．鍵盤控制器

20．．．電量指示模組

21．．．電路板

211．．．連接器

22．．．步進馬達

221．．．馬達齒輪

231．．．第一齒輪

231a．．．第一齒部

231b．．．第二齒部

232．．．第二齒輪

24．．．儀表部

241．．．指針

242．．．刻度標示板

242a‧‧‧刻度

25‧‧‧照明模組

251‧‧‧光源

252‧‧‧導光板

26‧‧‧開關

30‧‧‧驅動模組

100‧‧‧可攜式電子裝置

110‧‧‧電池模組

圖1係本發明之電池電量指示系統之示意圖。

圖2係本發明之電池電量指示系統之電量指示模組之結構爆炸圖。

圖3(a)、(b)係本發明之電池電量指示系統之電量指示模組之組合示意圖。

圖4係本發明之電池電量指示系統另一實施例之示意圖。

1．．．電池電量指示系統

10．．．控制模組

11．．．基本輸入輸出系統

12．．．鍵盤控制器

20．．．電量指示模組

100．．．可攜式電子裝置

110．．．電池模組

Claims (16)

1. 一種電池電量指示系統，係應用於具有一電池模組之一可攜式電子裝置，該電池電量顯示系統包括：一控制模組，用以週期性地取得該電池模組之一電量資訊；以及一電量指示模組，係電性連接於該控制模組，該電量指示模組用以依據該電量資訊持續指示該電池模組之剩餘電量，該電量指示模組包括：一步進馬達，用以依據該電量資訊被驅動；一齒輪組，係與該步進馬達相連接，藉由驅動該步進馬達以帶動該齒輪組轉動；以及一儀表部，包括一指針及一刻度標示板，該指針係與該齒輪組相結合，藉由該齒輪組帶動該指針轉動而於該刻度標示板指示一刻度位置；於該可攜式電子裝置完成一電源關閉程序前，該控制模組取得該電量資訊並傳送至該電量指示模組，以供該電量指示模組於完成該電源關閉程序後指示剩餘電量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電池電量指示系統，其中該步進馬達係依據該電量資訊決定一轉動量及一轉動方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電池電量指示系統，其中該齒輪組包括一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪更包括一第一齒部及一第二齒部，該第一齒輪之該第一齒部係連接該步進馬達，該第二齒輪係連接該第一齒輪之 該第二齒部並與該指針相結合，且該第一齒輪之該第一齒部及該第二齒部之齒數比為3比1。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電池電量指示系統，其中該電量指示模組更包括一照明模組，用以照亮該儀表部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電池電量指示系統，其中該電量指示模組更包括一開關，該開關電性連接於該照明模組，藉由該開關用以開啟或關閉該照明模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電池電量指示系統，更包括一驅動模組，該驅動模組係電性連接於該控制模組及該電量指示模組，該驅動模組用以處理並穩定該電量資訊，並傳送該電量資訊至該電量指示模組以指示該電池模組之目前剩餘電量。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電池電量指示系統，其中該驅動模組係為具有一電壓隨偶器功能之一電子元件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電池電量指示系統，其中該儀表部係設置於該可攜式電子裝置之外殼表面。
9. 一種可攜式電子裝置，包括：一電池模組；一控制模組，用以週期性地取得該電池模組之一電量資訊；以及一電量指示模組，係電性連接於該控制模組，該電量指示模組用以依據該電量資訊持續指示該電池模組之剩餘電量，該電量指示模組包括：一步進馬達，用以依據該電量資訊被驅動； 一齒輪組，係與該步進馬達相連接，藉由驅動該步進馬達以帶動該齒輪組轉動；以及一儀表部，該儀表部包括一指針及一刻度標示板，該指針係與該齒輪組相結合，藉由該齒輪組帶動該指針轉動而於該刻度標示板指示一刻度位置；於該可攜式電子裝置完成一電源關閉程序前，該控制模組取得該電量資訊並傳送至該電量指示模組，以供該電量指示模組於完成該電源關閉程序後指示剩餘電量。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式電子裝置，其中該步進馬達係依據該電量資訊決定一轉動量及一轉動方向。
11. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式電子裝置，其中該齒輪組包括一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪更包括一第一齒部及一第二齒部，該第一齒輪之該第一齒部係連接該步進馬達，該第二齒輪係連接該第一齒輪之該第二齒部並與該指針相結合，且該第一齒輪之該第一齒部及該第二齒部之齒數比為3比1。
12. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式電子裝置，其中該電量指示模組更包括一照明模組，用以照亮該儀表部。
13. 如申請專利範圍第12項所述之可攜式電子裝置，其中該電量指示模組更包括一開關，該開關電性連接於該照明模組，藉由該開關用以開啟或關閉該照明模組。
14. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式電子裝置，更包括一驅動模組，該驅動模組係電性連接於該控制模組及該電量指示模組，該驅動模組用以處理並穩定該電量資 訊，並傳送該電量資訊至該電量指示模組以指示該電池模組之目前剩餘電量。
15. 如申請專利範圍第14項所述之可攜式電子裝置，其中該驅動模組係為具有一電壓隨偶器功能之一電子元件。
16. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式電子裝置，其中該儀表部係設置於該可攜式電子裝置之外殼表面。