TWI810542B - 電量顯示的電源裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種電量顯示的電源裝置，是包含電池、電量偵測單元以及電量顯示單元，其中電池提供電力，而電量偵測單元係用以偵測電池的剩餘電量，並啟動電量顯示單元進行點亮方式，進而產生輸出光以顯示出關於剩餘電量的訊息。尤其，本發明利用觸控片以及觸控偵測器提供電氣開關功能，所以相當耐用，而且使用者只要觸摸觸控片即可啟動電量計量器而驅動電量顯示單元顯示目前的剩餘電量，方便使用者以找尋充電電源進行充電或是直接更換新的電池，避免使用電池而運作的電子裝置因電量不足而受到影響。
Description
本發明係有關於一種電量顯示的電源裝置，尤其是利用觸控片以及觸控偵測器提供電氣開關功能，不僅能保持電池原有的外觀平滑設計，並且相當耐用，不會影響到原有的電池放電功能，使用者只要觸摸觸控片即可啟動電量計量器而驅動電量顯示單元以點亮方式顯示給使用者而獲知電池目前的剩餘電量，並據以找尋充電電源進行充電或是直接更換新的電池，避免使用電池而運作的電子裝置因電量不足而受到影響。
眾所周知，電子裝置需要適當電力而運作，比如來自插座的市電，或來自電源供應器的特殊電源，或者是直接內建所需的電源單元，比如電池。對於可攜式的電子裝置而言，比如手電筒、電子玩具、手機、手持式遊戲器，需要內建的電源，避免有線電源的拉扯而影響當使用上的便利性、行動性。
上述的電池可使用一次性電池，比如乾電池，也可使用可經充電而多次重複使用的二次電池，比如鋰電池，其中手電筒、電子玩具較常使用一次性電池，因為使用率不高，且一次性電池的價格遠低於二次性電池，而手機、手持式遊戲器一般是使用二次電池，因為需要經常使用。
不論是使用一次性電池或二次性電池，使用者常常面臨到無法確知剩餘電量而提前更換電池或充電，導致電子裝置在使用時因電力不足而直接停止運作，或進入省電的待機模式。
為解決上述問題，已有業者開發出能顯示剩餘電力的電池產品。例如，可利用額外配置的彩色液晶單元以及二按壓點，使用者藉同時按壓二按壓點而將電池的部分電力傳送彩色液晶單元，使得彩色液晶單元內的彩色液晶在施加適當電壓下產生變色反應，主要是彩色液晶的分子會因外加電壓而扭轉，導致顏色改變。換言之，高電壓及低電壓下彩色液晶的顯色不同，所以可用以供判斷剩餘電量多寡的參考。
然而，上述習知技術的缺點在於使用者施加的按壓力量需達到預設的下限值以上，而且手指必須很準確的對準按壓點的位置，所以使用上非常不便利，直接導致費者的接受程度大打折扣。
因此，很需要一種創新的電量顯示的電源裝置，主要是利用觸控片以及觸控偵測器提供電氣開關功能，不僅能保持電池原有的外觀平滑設計，並且相當耐用，不會影響到原有的電池放電功能，使用者只要觸摸觸控片即可啟動電量計量器而驅動電量顯示單元以點亮方式顯示給使用者而獲知電池目前的剩餘電量，並據以找尋充電電源進行充電或是直接更換新的電池，避免使用電池而運作的電子裝置因電量不足而受到影響，藉以解決上述習用技術的所有問題。
本發明之主要目的在於提供一種電量顯示的電源裝置，包含電池、電量偵測單元以及電量顯示單元，且電池可包含一次電池或二次電池，並產生電壓以提供電力，其中電量偵測單元以及電量顯示單元是電氣連接至電池，並接收電力而運作。
具體而言，電量偵測單元具電容式或電阻式觸控功能，並在經使用者的觸摸後，進行電量偵測處理，其中電量偵測處理是包含偵測電池的電壓，並依據電池的電壓而判斷電池的剩餘電量，藉以產生、輸出代表剩餘電量的電量顯示信號。
上述的電量顯示單元包含至少一顯示裝置，比如顯示裝置可包含發光二極體，且電氣連接至電量偵測單元，用以接收電量顯示信號，並依據電量顯示信號而驅動該至少一顯示裝置以顯示剩餘電量。
進一步，電量偵測單元包含觸控片、觸控偵測器以及電量計量器，其中觸控片具導電性，且位於電池的表面，比如包含頂部表面、底部表面或側部表面，用以供使用者觸摸，而觸控偵測器是電氣連接至觸控片，用以偵測觸控片的電容值或電阻值，並在電容值或電阻值是發生在預設的變化範圍內時，產生、傳送量測觸發信號，此外，電量計量器是電氣連接至觸控偵測器，用以接收量測觸發信號，並依據電池的電壓而產生、傳送所需的電量顯示信號。
因此，本發明利用觸控片以及觸控偵測器提供電氣開關功能，不僅能保持電池原有的外觀平滑設計，並且相當耐用，不會影響到原有的電池放電功能，使用者只要觸摸觸控片即可啟動電量計量器而驅動電量顯示單元以點亮方式顯示給使用者而獲知電池目前的剩餘電量，並據以找尋充電電源進行充電或是直接更換新的電池，避免使用電池而運作的電子裝置因電量不足而受到影響，尤其是可涵蓋一次性的電池以及充電電池。
以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
請參考第一圖，本發明實施例電量顯示的電源裝置的示意圖。如第一圖所示，本發明實施例電量顯示的電源裝置包含電池10、電量偵測單元20以及電量顯示單元30，用以量側並顯示電池10的電量，進而更換電池10或進行充電，避免電子裝置在使用電池10而運作時，因電量不足而影響預設的功能，比如手機因電量不足而無法接聽電話、撥打電話或傳送、接收信息，等等。
整體而言，電池10產生電壓以提供電力，比如電池10可包含一次電池或二次電池，其中一次電池包含碳鋅電池、鹼錳電池、一次性鋰電池或燃燒電池，而二次電池包含二次性鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池。
上述的電量偵測單元20是電氣連接至電池10，並接收電力而運作，且具電容式或電阻式觸控功能，用以在使用者觸摸後，比如以手指觸摸，可進行電量偵測處理，其中電量偵測處理是包含偵測電池10的電壓，並依據電池10的電壓而判斷電池的剩餘電量，藉以產生、輸出代表剩餘電量的電量顯示信號。
要注意的是，電量偵測單元20的電容式觸控功能是一般常用的技術，下文中僅作簡單說明。
此外，電量顯示單元30是電氣連接至電池10，並接收電力而運作，且包含至少一顯示裝置31，比如顯示裝置31可包含發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，是電氣連接至電量偵測單元20，用以接收電量顯示信號，並依據電量顯示信號而驅動該至少一顯示裝置31以顯示剩餘電量，供使用者參考，並據以判斷是否需要更換電池10或對電池10進行充電。舉例而言，該至少一顯示裝置31是在電量顯示信號的驅動下進行特定的點亮方式而發射輸出光，當作指示用的燈號。
進一步參考第二圖，本發明實施例電量顯示的電源裝置中的內部電氣連接示意圖。如第二圖所示，電量偵測單元20包含觸控片21、觸控偵測器22以及電量計量器23，其中觸控片21具導電性，且位於電池10的表面，比如包含頂部表面、底部表面或側部表面，用以供使用者觸摸，而觸控偵測器22是電氣連接至觸控片21，用以偵測觸控片21的電容值或電阻值，並在電容值或電阻值是發生在預設的變化範圍內時，產生、傳送量測觸發信號TR。此外，電量計量器23是電氣連接至觸控偵測器22，用以接收量測觸發信號TR，並依據電池10的電壓而產生、傳送所需的電量顯示信號。
為更加清楚說明本發明的特點，可同時參考第三圖，本發明實施例電量顯示的電源裝置的另一示意圖，而要注意的是，第三圖只顯示本發明的部分而件而已，尤其是相對的配置關係，不過並非用以限定本發明的範圍，是當作示範性實例。
在第三圖中，電池10的頂部表面是由具電氣絕緣性及透光性的上蓋部11覆蓋，而該至少一顯示裝置31是配置在頂部表面，比如靠近頂部表面的外緣，並且也被上蓋部11覆蓋，其中該至少一顯示裝置31的輸出光L是穿過上蓋部31而射出。此外，電池10的正極端P是在頂部表面，而負極端N是在底部表面，當然，本發明並未受此限制，換言之，正極端P、負極端N可在任意表面，只要不會阻擋輸出光L的射出即可。
例如，上蓋部31可包含玻璃、聚碳酸酯或環氧樹脂。
再者，觸控片21是位於電池10的底部表面，當然，本發明並未受此限制，換言之，觸控片21可位於電池10的其他表面，只要不會阻擋輸出光L的射出，同時不會妨礙正極端P、負極端N的電力輸出即可。
雖然第三圖中只顯示觸控片21而未顯示觸控偵測器22以及電量計量器23，不過觸控偵測器22以及電量計量器23實質上可位於電池10的任何位置，只要觸控片21、觸控偵測器22以及電量計量器23之間具有正確的電氣連接即可。例如，觸控片21、觸控偵測器22以及電量計量器23可堆疊、結合成一體，且觸控片21是位於外部，亦即觸控片21是曝露於外以供觸摸，或者，觸控片21、觸控偵測器22以及電量計量器23可設置在電路板(圖中未顯示)，且觸控偵測器22以及電量計量器23可藉塗佈綠漆(絕緣漆)而保護，不過觸控片21未被綠漆覆蓋而是曝露於外。換言之，觸控片21、觸控偵測器22以及電量計量器23的實際配置方式可具有不同的變化，但都應涵蓋於本發明的範圍。
更加具體而言，上述的點亮方式包含；連續閃三次以表示電池10的剩餘電量為第一剩餘電量；連閃二次以表示剩餘電量為第二剩餘電量；以及只閃一次以表示剩餘電量為第三剩餘電量，其中第二剩餘電量是小於第一剩餘電量，且第三剩餘電量是小於第二剩餘電量。
舉例而言，第一剩餘電量為全滿電量至全滿電量的60%之間，而第二剩餘電量是全滿電量的60%至30%之間，且第三剩餘電量是等於或低於全滿電量的30%。或者，第一剩餘電量為全滿電量至全滿電量的50%之間，而第二剩餘電量是全滿電量的50%至10%之間，且第三剩餘電量是等於或低於全滿電量的10%。要注意的是，上述說明只是示範性實例而已，實質上可依據實際的應用環境而個別設定第一剩餘電量、第二剩餘電量、第三剩餘電量。
當然，點亮方式也可包含；持續點亮以表示剩餘電量充足，可正常使用；閃爍點亮以表示剩餘電量不足，需要更換電池或充電。換言之，點亮方式可為簡單的點亮方式或複雜的點亮方式，依實際需要而決定，所以都屬於本發明範圍。
此外，觸控偵測器22以及電量計量器23也可整合成單一的積體電路(Integrated Circuit，IC)，而且觸控片21是配置在積體電路的外表面，以供觸摸。
尤其，本發明還可進一步包含調整電容，圖中未顯示，是電氣連接至電量偵測單元20，其中調整電容的電容值是不大於50皮法拉(pico Faraday，pF)，用以調整對觸控片的電容值的偵測敏感度。
為說明電量計量器23依據電池10的電壓產生電量顯示信號的操作，請參考第四圖以及第五圖，主要是利用鋰電池當作示範性實例，其中第四圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置中電池的電壓的示意圖，而第五圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置中電池的電壓以及剩餘電量之間關係的示意圖。
如第四圖以及第五圖所示，電池的電壓會隨著放電時間而下降，比如在電池的電壓為4.2V時，可持續而穩定的供應電力，此時的電力相當充足，並能維持一段時間，所以可簡單的視為100%的剩餘電量，之後，電池的電壓會逐漸下降，當下降到3.5V時，可視為只有10%的剩餘電量，而當電池的電壓進一步下降到3.0V時，電池10的剩餘電量一般是當作0%。
因此，可簡單的依據第四圖以及第五圖而設定所需的第一剩餘電量、第二剩餘電量、第三剩餘電量，進而利用電量顯示單元30的點亮方式以供使用者參考。要注意的是，其他種類的電池也具有類似於第四圖以及第五圖中電池的電壓的特性，可據以適當設定最佳的第一剩餘電量、第二剩餘電量、第三剩餘電量，達成最佳功效。
整體而言，使用者可藉手指以單點觸摸方式簡單觸摸電量偵測單元20的觸控片21後，由電量顯示單元30的點亮方式而獲知電池10的剩餘電量，並依據當時的需要而直接更換電池10，或是找尋充電的電源以便對電池10進行充電，或先備好行動電源以供後續充電用，可避免使用電池10的電子裝置的功能因電量不足而受到影響。
特別的是，本發明是利用電量偵測單元20中的觸控片21以及觸控偵測器22提供電氣開關功能，所以不設置任何機械式開關，可避免磨損而失效或誤動作，耐用性佳，尤其，一般人不需任何學習即可正確操作，使用上相當便利。
此外，為確保觸控偵測器22能正確操作，避免因觸控片21受到外部環境干擾而引起誤動作，觸控偵測器22可在所偵測的電容值大於變化範圍時，先進行計時，並在達到預先設定的延遲時間後才產生、傳送量測觸發信號。此外，可依據人體工學而合理設定所需的延遲時間。例如，當預先設定的延遲時間為0.5秒時，如果觸控片21被短暫而快速觸摸，但是觸模的時間並未達到或未超過0.5秒，則觸控偵測器22不會產生量測觸發信號，亦即，電量計量器23不會量測電量而電量顯示單元30也不會點亮，只有在觸模的時間達到或超過0.5秒，觸控偵測器22才產生量測觸發信號，之後，電量計量器23才量測電量，而電量顯示單元30才進行點亮方式。
再者，上述的發光二極體可使用單色的發光二極體以完成上述的點亮方式，比如紅光、綠光或藍光的發光二極體，或者，也可使用具多色光的發光二極體，或是混合不同的單色的發光二極體，藉以顯示不同色光，此時，點亮方式可配合不同色光的發光二極體而變化。例如，紅光的發光二極體點亮一次表示電量不足，需要立刻更換電池或充電，且綠光的發光二極體點亮一次表示電量充足，而藍光的發光二極體點亮一次表示電量中等，暫時不需更換電池或充電。要注意的是，點亮方式可依據實際需要而變化，因而利用發光二極體以顯示剩餘電量的任何點亮方式，都應被視為仍屬於本發明的範圍。
綜上所述，本發明實施例的特點在於利用電量偵測單元中的觸控片以及觸控偵測器提供電氣開關功能，亦即當作觸控開關，所以不設置任何機械式開關，能保持電池的外觀平滑而沒有額外凸起，並且相當耐用，不會影響到原有的電池放電功能，只要使用者觸摸到觸控片，觸控偵測器便會啟動電量計量器以輸出電量顯示信號而驅動電量顯示單元進行點亮方式，使用者可依據發光二極體所發射的輸出光而獲知電池目前的剩餘電量，所以如果剩餘電量不足，便可找尋充電電源進行充電，或是更換新的電池。
另外，本發明的操作簡單，只需觸摸觸控片，所以一般人不需任何學習即可正確操作，使用上相當便利，尤其還具有防止誤動作的設計，更加提升本發明的操作可靠度。
以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。
10:電池
11:上蓋部
20:電量偵測單元
21:觸控片
22:觸控偵測器
23:電量計量器
30:電量顯示單元
31:顯示裝置
L:輸出光
N:負極端
P:正極端
TR:量測觸發信號
第一圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置的示意圖。
第二圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置中的內部電氣連接示意圖。
第三圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置的另一示意圖。
第四圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置中電池的電壓的示意圖。
第五圖顯示依據本發明實施例電量顯示的電源裝置中電池的電壓以及剩餘電量之間關係的示意圖。
10:電池
20:電量偵測單元
30:電量顯示單元
L:輸出光
N:負極端
P:正極端
Claims (10)
- 一種電量顯示的電源裝置，包括：一電池，包含一次電池或二次電池，係產生並輸出一電壓，用以提供一電力；一電量偵測單元，是電氣連接至該電池，並接收該電力而運作，且具一電容式或電阻式觸控功能，係用以在一使用者觸摸後，進行一電量偵測處理，該電量偵測處理是包含偵測該電池的電壓，並依據該電池的電壓而判斷該電池的一剩餘電量，藉以產生、輸出代表該剩餘電量的一電量顯示信號；以及一電量顯示單元，是電氣連接至該電池，並接收該電力而運作，且包含至少一顯示裝置，係電氣連接至該電量偵測單元，用以接收該電量顯示信號，並依據該電量顯示信號而驅動該至少一顯示裝置以顯示該剩餘電量，其中該電量偵測單元包含：一觸控片，具導電性，係位於該電池的一表面，並保持該電池的外觀平滑而沒有額外凸起，用以供該使用者觸摸，該表面包含一頂部表面、一底部表面、或一側部表面；一觸控偵測器，係電氣連接至該觸控片，用以偵測該觸控片的電容值或電阻值，並在該電容值或該電阻值是發生在預設的一變化範圍內時，產生、傳送一量測觸發信號；以及一電量計量器，係電氣連接至該觸控偵測器，用以接收該量測觸發信號，並依據該電池的電壓，產生、傳送該電量顯示信號；其中，該觸控偵測器可在所偵測的該電容值大於該變化範圍時，先進行計時，並在達到預先設定的延遲時間後才產生、傳送該量測觸發信號。
- 如請求項1所述之電量顯示的電源裝置，其中該電池的頂部表面是由具電氣絕緣性及透光性的一上蓋部覆蓋，而該至少一顯示裝置是配置在 該頂部表面且被該上蓋部覆蓋，且該至少一顯示裝置是在該電量顯示信號的驅動下進行一點亮方式而發射輸出光，該輸出光是穿過該上蓋部而射出。
- 如請求項2所述之電量顯示的電源裝置，其中該上蓋部包含玻璃、聚碳酸酯或環氧樹脂。
- 如請求項1所述之電量顯示的電源裝置，其中該觸控片是位於該電池的底部表面。
- 如請求項2所述之電量顯示的電源裝置，其中該點亮方式包含：連續閃三次以表示該剩餘電量為一第一剩餘電量；連閃二次以表示該剩餘電量為一第二剩餘電量，且該第二剩餘電量是小於該第一剩餘電量；以及只閃一次以表示該剩餘電量為一第三剩餘電量，且該第三剩餘電量是小於該第二剩餘電量。
- 如請求項5所述之電量顯示的電源裝置，其中該第一剩餘電量為一全滿電量至該全滿電量的60%之間；該第二剩餘電量是該全滿電量的60%至30%之間，且該第三剩餘電量是等於或低於該全滿電量的30%。
- 如請求項5所述之電量顯示的電源裝置，其中該第一剩餘電量為一全滿電量至該全滿電量的50%之間；該第二剩餘電量是該全滿電量的50%至10%之間，且該第三剩餘電量是等於或低於該全滿電量的10%。
- 如請求項1所述之電量顯示的電源裝置，其中該觸控偵測器以及該電量計量器是整合至一積體電路(Integrated Circuit，IC)而實現，且該觸控片是配置在該積體電路的一外表面。
- 如請求項1所述之電量顯示的電源裝置，進一步包含一調整電容，該調整電容是電氣連接至該電量偵測單元，該調整電容的電容值是不大於50皮法拉(pico Faraday，pF)，用以調整偵測該觸控片的電容值的敏感度。
- 如請求項1所述之電量顯示的電源裝置，其中該顯示裝置包含一發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，而該發光二極體係包含單色的發光二極體或多色的發光二極體。
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| TW (1) | TWI810542B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200634478A (en) * | 2005-03-18 | 2006-10-01 | Asustek Comp Inc | Notebook with power indication |
| TW200847008A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-01 | Giga Byte Comm Inc | Display apparatus |
| TW201011519A (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-16 | Pegatron Corp | Electronic apparatus with power indicator |
| US20100112421A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-06 | Davis Stuart M | Battery |
-
2021
- 2021-03-31 TW TW110111916A patent/TWI810542B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202240189A (zh) | 2022-10-16 |
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