CN108475042B - 具有太阳能指针的例如手表或测量仪器的便携式物体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便携式物体，其内容置有可充电的电能源(36)，该便携式物体包括至少第一显示指针(1)和第二显示指针(2)。所述第一显示指针(1)和所述第二显示指针(2)由至少一个太阳能电池形成，所述可充电的电能源(36)连接至所述显示指针(1,2)以被充电。

Description

具有太阳能指针的例如手表或测量仪器的便携式物体
技术领域
本发明涉及用于便携式物体的太阳能显示指针。本发明尤其涉及一组太阳能显示指针，其用于带有模拟显示机构的例如腕表的钟表或测量装置。
背景技术
在一种已知的方式中，钟表配备有由太阳能电池形成的表盘，太阳能电池包括基底、至少一个限定出至少一个n-i-p或p-i-n元件的多层叠加层以及形成暴露于光辐射中的第一电极的导电层，以给钟表——例如手表——的钟表计时电路或电气线路供电。
专利No.EP 0872783公开了一种用于钟表的由太阳能电池形成的表盘。该表盘的美学外观值得商榷，其电气性能也很一般。无疑，由太阳能电池形成的表盘必须是半透明的，以使电池更为隐蔽并且不能采用任何类型的表面处理或特别的颜色。
发明内容
本发明的目的之一是克服这些已知技术的诸多缺陷。
更具体地，本发明的目的之一是，提供一种由太阳能电池形成的显示指针，以消除对太阳能表盘的需求。
这些目的以及在下文会更清楚地展示的其它目的通过本发明的便携式物体来实现：其包括至少第一显示指针和第二显示指针，内部容纳有可充电的电能源。
根据本发明，所述第一显示指针和所述第二显示指针由至少一个太阳能电池形成，所述电能源连接至所述显示指针以进行充电。
根据本发明的一个优选实施例，太阳能电池是异质结电池。
根据本发明的有利的特征，第一和第二显示指针叠置，每一个均具有用于驱动轴通过的孔，第二显示指针的驱动轴同心地设置于第一显示指针的驱动轴内，在两个驱动轴之间插有绝缘层，第一和第二显示指针均包括第一电极和第二电极，第一显示指针的第一电极通过第一显示指针的驱动轴电连接至所述能源的第一端子，第一显示指针的第二电极通过接触件连接至第二显示指针的第一电极，该接触件确保第一和第二显示指针之间的电连续性，以及第二显示指针的第二电极通过第二显示指针的驱动轴连接至所述能源的第二端子。
根据另一优选的特征，接触件以驱动轴为中心。
有利地，第一和第二显示指针分别包括第一或第二环形元件，每一环形元件在中央具有用于相应的第一和第二显示指针的驱动轴通过的孔，第一和第二环形元件均具有朝向观看者的上表面部以及与上表面部反向的下表面部，第一和第二环形元件由导电材料制成，且分别承载第一和第二显示指针。
本发明还涉及包括根据本发明的至少一个指针的钟表。
附图说明
在参考附图阅读下面的通过说明性的且非限制性的示例给出的对本发明的具体实施例的描述后，本发明的其它特征和优点会更加清楚，其中：
-图1和2是根据本发明的包含太阳能电池的一组指针的顶部视图和底部视图。
-图3和4是根据本发明的包含太阳能电池的一组指针的爆炸图。
-图5是根据本发明的包含太阳能电池的一组指针的剖视图。
具体实施方式
下面通过参考图1和2来描述根据一个特别的实施例的控制元件。
本发明涉及用于通过显示指针1来提供指示的便携式设备的显示指针 1，该便携式设备内容纳有电能源36。
根据本发明，显示指针1由至少一个太阳能电池形成，电能源36连接至显示指针1以进行充电。
尽管本领域技术人员会认为，相对于表盘来说，一组太阳能指针1、2 无法提供足够的能源，但是本发明人证明了一组指针能提供足可媲美的能源。
假定在手表的表面的光亮度为L，则由太阳能表盘表产生的电能由下式给出：
PC＝L×SC×TC×EC×TG (1)
其中，SC是表盘的表面积，TC是透射率，EC是太阳能电池的效率，TG是表镜的透射率。
典型地，对式(1)研究了以下值：
SC＝8×10-4m2；TC＝0.35；EC＝0.04
将这些值代入式(1)可得：
PC＝L×TG×1.12×10-5W (2)
对于带有太阳能指针的例如为手表的便携式设备来说，产生的电能由下式给出：
PA＝L×SA×EA×TG (3)
其中，SA是两个指针的表面积，EA是指针的太阳能电池的效率。
对于一组时/分针，其表面积SA＝4.4×10-5m2。
根据本发明的一个优选实施例，形成显示指针1的太阳能电池是异质结电池。
异质结电池通过将不同能隙的材料接触放置而得到。例如，硅异质结由氢化非晶硅(a-Si:H)和晶体硅(c-Si)接触放置构成，因为a-Si:H的能隙远大于c-Si的能隙。由于a-Si:H的导电率远低于c-Si的导电率，因此必须在其整个表面上增加导电层，以采集电流。在电池受到照射的一面上，这一导电层一般由采集电流的透明导电氧化物(TCO)形成。该TCO还保证了与金属电极的令人满意的接触，同时用作抗反射层。
现今可用的异质结电池的效率是EA＝0.22。这种电池的厚度是150μm，与在诸如手表之类的便携式物体中常用的指针的厚度相当。
将前述值代入式(3)可得：
PA＝L×TG×0.97×10-5W (4)
由于光亮度和表镜的透射率在两种情况中相同，那么在式(2)、(4) 中获得的能量也极为接近。
因此，这种太阳能指针的解决方案的优点是克服了对表盘的装饰的限制，因为表盘可用所期望的材料、颜色和表面处理进行制作。
太阳能指针能通过申请人为Asulab SA的欧洲专利EP0948060中公开的已知方法制造。该专利公开了形成用于钟表——例如手表——的表盘的圆形光伏电池的制造。然而，在本专利中，本发明并不局限于表盘，而是能用于任意其它形式的光伏电池的制造，尤其是制造太阳能指针。
为了传输由太阳能指针采集的能量，必须提供特别的结构以使得：通过两个指针之间的电接触，一个太阳能指针的一个电极连接至另一太阳能指针的一个电极，这允许两个指针的驱动轴能用于将太阳能指针电连接至能源的端子。该结构在本申请人的专利申请No.EP14170094.8中有描述。在下文中，该专利申请的结构被适配于适合太阳能指针的使用。
在图1和图2中表示的示例中，根据本发明的一组指针包括第一和第二显示指针，分别为1和2。第一显示指针1由第一环形元件4形成，第一环形元件4延伸有部分6，该部分6能由至少一个太阳能电池形成，且以基本上直线的方式延伸。第一环形元件4在中央具有孔8以供第一显示指针1的驱动轴10通过。第一环形元件4有朝向观看者的上表面部12，以及与上表面部12反向的下表面部14。第一环形元件4的上表面部12和下表面部14通过侧面16在它们的整个周长上彼此连接。根据将在下文详述的本发明的一个特征，第一环形元件4在其上表面部12和下表面部14 涂有导电材料层，而在孔8内与驱动轴10接合。
以与第一显示指针1类似的方式，第二显示指针2形成为延伸有部分 20的第二环形元件18，该部分20能由至少一个太阳能电池形成，且以大致直线的方式延伸。第二显示指针2的第二环形元件18在中央具有孔22，以供同心地设置在第一显示指针1的驱动轴10内的驱动轴24通过。第二环形元件18有朝向观看者的上表面部26，以及与上表面部26反向的下表面部28。第二环形元件18的上表面部26和下表面部28通过侧面30在它们的整个周长上彼此连接。根据将在下文详述的本发明的一个特征，第二环形元件18在其上表面部26和下表面部28也涂有导电材料层，而在孔 22内与驱动轴24接合。
第一和第二指针1和2分别包括第一和第二电极32A、32B和34A、 34B，用于电连接至容置于安装有该组指针1、2的例如为腕表的框架内的电能源36。电能源36例如是可充电电池。
第一光源32的第一电极32A通过第一指针1的驱动轴10连接至能量供应源36，第一光源32的第二电极32B通过将在下文详述的方式连接至第二光源34的第一电极34A。第二光源34的第二电极34B经由第二显示指针2的驱动轴24连接至能量供应源36。为此，第一和第二显示指针1 和2的驱动轴10和24必须导电且必须通过插入绝缘层38而彼此电绝缘。
如上所述，第一和第二环形元件4和18在其上表面部和下表面部涂有导电材料层。更具体地，驱动轴24压入设置在第二环形元件18中的金属化的孔22中。因此，第二环形元件18的上表面部26与驱动轴24的电势相同。相反地(见图4)，布置在第二环形元件18的下表面部28中且通过局部去除导电材料来实现电绝缘的连续槽40围绕驱动轴24，以使下表面部28与驱动轴24电绝缘。同样，布置在第二环形元件18的上表面部 26中自身闭合的连续槽42通过与连续槽40相同的方式来实现绝缘，以产生与上表面部26的剩余部分电绝缘的岛状结构44。金属化的通孔46设置在第二环形元件18的厚度中，这使得布置在上表面部26中的岛状结构44 和下表面部28彼此电连接。
同样地，驱动轴10压入在第一环形元件4中的金属化的孔8。因此，第一环形元件4的下表面部14与驱动轴10电势相同。相反地，布置在第一环形元件4的上表面部12中并通过局部去除导电材料来实现电绝缘的连续槽48围绕驱动轴10，以使上表面部12与驱动轴10电绝缘。同样，布置在第一环形元件4的下表面部14中自身闭合的连续槽50通过与连续槽 48相同的方式来实现绝缘，以产生与下表面部14的剩余部分电绝缘的岛状结构52。金属化的通孔54设置在第一环形元件4的厚度中，这使得布置在下表面部14中的岛状结构52和上表面部12彼此电连接。
最终，第二环形元件18的下表面部28与第一环形元件4的上表面部 12通过置于第一和第二显示指针1和2之间并以驱动轴10为中心的导电弹性接触件56接触放置。因此，布置在上表面部26中的岛状结构44电连接至第一环形元件4的上表面部12，上表面部12然后电连接至布置在第一环形元件4的下表面部14中的岛状结构52。
根据本发明，第一电极32A通过第一显示指针1的驱动轴10电连接至能量供应源36的第一端子。为此，第一电极32A例如通过引线键合(wire bonding)技术连接至第一环形元件4的下表面部14。第二电极32B通过接触件56连接至第一电极34A，这保证了第一和第二显示指针1和2之间的电连续性。为了这一目的，第二电极32B连接至布置在第一环形元件4 的下表面部14中的岛状结构52。通过设置在第一环形元件4的厚度中的金属化通孔54，岛状结构52电连接至第一环形元件4的上表面部12，然后这一上表面部12通过接触件56连接至第二环形元件18的下表面部28。第二环形元件18的下表面部28又通过金属化的孔46连接至布置在第二环形元件18的上表面部26中的岛状结构44。最后，第一电极34A电连接至布置在第二环形元件18的上表面部26中的岛状结构44。第二电极34B通过驱动轴24连接至能源36的第二端子。为了这一目的，第二电极34B电连接至第二环形元件18的上表面部26。
当然，本发明并不限于所描述的示例，且包括所属领域技术人员容易得到的诸多变型例和修改例。
术语表
1.第一显示指针
2.第二显示指针
4.环形元件
6.基本上直线延伸的部分
8.孔
10.驱动轴
12.上表面部
14.下表面部
16.侧面
18.环形元件
20.基本上直线延伸的部分
22.孔
24.驱动轴
26.上表面部
28.下表面部
30.侧面
32A、32B.第一孔和第二孔
24A、34B.第一孔和第二孔
36.电能源
38.绝缘层
56.接触件。

Claims (7)

1.一种便携式物体，其内容置有可充电的电能源(36)，该便携式物体包括至少第一显示指针和第二显示指针，
其特征在于，所述第一显示指针和所述第二显示指针由至少一个太阳能电池形成，所述电能源(36)连接至所述第一显示指针和所述第二显示指针以进行充电。
2.根据权利要求1所述的便携式物体，其中，所述太阳能电池是异质结电池。
3.根据权利要求1所述的便携式物体，其中，第一显示指针(1)和第二显示指针(2)叠置且均设有孔以供驱动轴通过，第二显示指针(2)的驱动轴(24)同心地布置在第一显示指针(1)的驱动轴(10)内，在两个驱动轴之间插有绝缘层(38)，第一显示指针(1)和第二显示指针(2)均具有第一电极和第二电极，第一显示指针(1)的第一电极(32A)通过第一显示指针(1)的驱动轴(10)电连接至所述电能源(36)的第一端子，第一显示指针(1)的第二电极(32B)通过确保第一显示指针(1)和第二显示指针(2)之间的电连续性的接触件(56)连接至第二显示指针(2)的第一电极(34A)，第二显示指针(2)的第二电极(34B)通过第二显示指针(2)的驱动轴(24)连接至所述电能源(36)的第二端子。
4.根据权利要求3所述的便携式物体，其中，所述接触件(56)以所述第一显示指针(1)的所述驱动轴(10)为中心。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的便携式物体，其中，第一显示指针(1)包括第一环形元件(4)，第二显示指针(2)包括第二环形元件(18)，所述第一环形元件(4)和第二环形元件(18)均在其中央具有孔以供相应的第一显示指针(1)和第二显示指针(2)的驱动轴通过，第一环形元件(4)和第二环形元件(18)均具有朝向观察者的上表面部和与所述上表面部反向的下表面部，第一环形元件(4)和第二环形元件(18)由导电材料制成。
6.根据权利要求5所述的便携式物体，其中，第一环形元件(4)承载第一显示指针(1)，第二环形元件(18)承载第二显示指针(2)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的便携式物体，其中，所述便携式物体为钟表。
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