JP2000111674A

JP2000111674A - 時計

Info

Publication number: JP2000111674A
Application number: JP10285017A
Authority: JP
Inventors: Kanetaka Sekiguchi; 関口　　金孝
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】時計に照射する紫外線量を紫外線検出部によ
り計測し、時計の周囲の環境の紫外線量の瞬間値、積算
値等を表示することにより、時計を利用して紫外線量の
監視を行うこと。【解決手段】時計に照射する紫外線を光起電力素子と
紫外線カット層を利用して、紫外線を含む光量と紫外線
を除去する光量ととを比較して紫外線量を測定する。さ
らに、時刻表示と紫外線量の表示を制御する演算処理部
と表示内容制御部により、時刻表示と紫外線量の表示を
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、紫外線量を検出
して、紫外線量を表示する機能を有する時計に関するも
のである。さらに、紫外線検出部を光起電力素子より構
成し、光起電力素子上の一部に、紫外線を吸収するフィ
ルター層、または波長変換素子を設け、他の部分との差
分により紫外線量を検出するものである。さらに光起電
力素子は、紫外線検出部と時計のエネルギーの発電素子
とする時計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の時計には、時計の駆動用のエネル
ギー源として光起電力素子を利用する方法、または光起
電力素子の発電状況を示す表示部を有する時計は提案さ
れている。

【０００３】しかしながら、オゾン層破壊による紫外線
照射量の増加、または日焼け防止のために紫外線量を管
理する、または紫外線量の時間管理等のために、紫外線
量を検出（計測）して表示を行うことが重要となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、時計に組み込
む場合には、薄型かつ低消費電力型の紫外線検出部であ
る必要がある。

【０００５】さらに、表示部に液晶表示パネルを利用す
る場合には、液晶への紫外線照射を防止する構成が必要
となる。

【０００６】また、紫外線検出部用の光起電力素子を単
独に設ける場合には、紫外線検出部用の光起電力素子の
実装する部分が必要となる。

【０００７】さらに、時計の時刻表示を時針、分針等の
時刻表示用指針により表示する場合には、紫外線検出部
用の光起電力素子上に時刻表示用針がある場合とない場
合とでは、紫外線の検出量に差が発生してしまう。

【０００８】また、紫外線検出部用の光起電力素子と時
計のエネルギー源の光起電力素子を同様な光起電力素子
により構成する場合には、紫外線を単独に検出すること
ができない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の時計においては、下記記載の構成を採用
する。

【００１０】本発明の時計は、時計に照射する紫外線を
検出する検出部と検出部の信号により、紫外線量に応じ
て信号を発生する信号処理部と、信号処理部の信号によ
り紫外線量を表示する機能を有する。

【００１１】本発明の時計は、時計に照射する紫外線を
検出する検出部と検出部の信号により、紫外線量に応じ
て信号を発生する信号処理部と、信号処理部の信号によ
り紫外線量の時間変化、時間平均、または時間積分等の
演算を行う演算処理部と、演算処理部の信号に基づき紫
外線量を表示する機能を有する。

【００１２】本発明の時計は、紫外線量に応じて信号を
発生する信号処理部の信号により、ブザー、または光源
に信号を発生するブザー発信制御部、または光源点灯制
御部を有することを特徴とする。

【００１３】本発明の時計は、紫外線量を表示する表示
部がアナログ表示であることを特徴とする。

【００１４】本発明の時計は、紫外線量を表示する表示
部がデジタル表示であることを特徴とする。

【００１５】本発明の時計は、紫外線量を表示する表示
部がアナログ表示とデジタル表の両方であることを特徴
とする。

【００１６】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
は、時計に複数個有することを特徴とする。

【００１７】本発明の時計は、時計に照射する紫外線を
検出する検出部と検出部の信号により、紫外線量に応じ
て信号を発生する信号処理部と、信号処理部の信号によ
り紫外線量を表示する機能を有し、前記時計には、アナ
ログ表示を行う時針、分針等の時刻表示用針を有する時
計には、前記検出部が時刻表示用針の移動範囲外に配置
していることを特徴とする。

【００１８】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
は、光起電力素子からなることを特徴とする。

【００１９】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
は、光起電力素子からなり、さらに時計を駆動するため
のエネルギーを発電する発電部が光起電力素子からなる
ことを特徴とする。

【００２０】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
用の光起電力素子と前記発電部用の光起電力素子が同一
種類の光起電力素子からなることを特徴とする。

【００２１】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
用の光起電力素子は、光起電力素子上に紫外線を透過す
る部分と紫外線を吸収する部分とを有し、前記紫外線を
透過する部分と紫外線を吸収する部分との差分により紫
外線量を検出することを特徴とする。

【００２２】本発明の時計は、紫外線を検出する検出部
用の光起電力素子は、紫外線を吸収し、波長の短い光に
変換する波長変換素子を有する部分と波長変換素子を設
けていない部分とを有することを特徴とする。

【００２３】本発明の時計は、紫外線検出部を有する時
計は、前記検出部上にデジタル表示部を有し、デジタル
表示部は、液晶表示パネルからなり、前記検出部上の液
晶表示パネルには、液晶を設けていないことを特徴とす
る。

【００２４】本発明の時計では、紫外線を検出する検出
部用の光起電力素子は、時計装置の風防ガラスを介する
ことなく、紫外線が照射する位置に配置することを特徴
とする。

【００２５】＜作用＞本発明の時計には、紫外線を検出
する検出部と検出部の信号により紫外線量に応じて信号
を発生する信号処理部と、信号処理部の信号により紫外
線量を表示することにより、時計を使用する環境の紫外
線照射量を表示することができる。そのため、時計の使
用者の必要に応じて、時計を利用し紫外線量を測定し、
表示を行うことが可能となる。

【００２６】また、紫外線検出部の信号に応じて信号を
発生する信号処理部と信号処理部の信号を演算処理を行
う演算処理部を設けることにより、時計の使用環境の紫
外線量の表示が可能であるが、紫外線照射量の時間変
化、時間積分、時間平均の表示が可能となる。

【００２７】また、信号処理部の信号、または演算処理
部の信号と時計の使用者の設定により、表示部の表示、
光源、またはブザーにより紫外線量を使用者に呈示する
ことができる。

【００２８】また、時計の紫外線量の表示には、デジタ
ル表示、またはアナログ表示、またはデジタルとアナロ
グ表示により表示を行うことができる。また、時計に
は、複数の紫外線検出部を設けることにより、時計の一
部が影になる状態においても精度良く紫外線量の検出を
することができる。

【００２９】また、紫外線検出部が時針、または分針等
の時刻表示用針の裏蓋側に位置する場合においては、複
数個の紫外線検出部を設ける。または紫外線検出部を時
刻表示用針の外周側に設けることのより、紫外線検出部
上に時刻表示用針が重なることが防止できるため、紫外
線検出部の精度を向上することができる。

【００３０】また、紫外線検出部は、光起電力素子より
構成することにより低消費電力により紫外線量を検出す
ることが可能となる。また、光起電力素子上に２５０ナ
ノメートルから４００ナノメートルの光を透過するフィ
ルター層を設けることにより効率良く紫外線量の検出を
することができる。

【００３１】また、時計のエネルギーを発生する光発電
素子として光起電力素子を利用し、前記光起電力素子の
一部を紫外線検出部に利用することにより、時計のエネ
ルギー源の確保と紫外線検出部の実装部を減少すること
が同時に達成できる。また、前記時計の光発電素子部に
は、紫外線吸収層を設け、紫外線検出部には、前記紫外
線吸収層を設けない構成とすることにより、光発電素子
部の光量と紫外線検出部との差分を利用し紫外線量を簡
単に検出することができる。

【００３２】また表示部に液晶表示パネルを利用する構
成において、紫外線検出部上の液晶表示パネルには、液
晶を設けていない空隙部を設けることにより液晶の紫外
線の照射による劣化を発生すること、および紫外線の吸
収により紫外線検出部へ到達する紫外線量を減少するこ
となく液晶表示パネルを透過することが可能となる。

【００３３】また、紫外線検出部は、紫外線の照射によ
り色調を変化する有機化合物、または無機化合物により
構成し、カラー表示により紫外線量を表示する。また、
前記紫外線検出部を文字板として使用することにより、
紫外線量の検出部と同時に時計の文字板を可変すること
により時計のデザイン性を向上することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施するための最
良の形態における紫外線量の検出部を有する時計につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の紫外
線量の検出部を有する時計の実施形態を説明するための
平面模式図である。図２は、第１の実施形態に使用する
紫外線検出部を示す平面模式図である。図３は図１のＡ
−Ａ線断面模式図である。図４は紫外線量を検出する機
構を説明するブロックダイヤグラムである。以下に図
１、図２、図３と図４とを交互に用いて第１の実施形態
を説明する。

【００３５】＜第１の実施形態＞時計ケース２１には、
風防ガラス２２と裏蓋２３があり、風防ガラス２２側よ
り、紫外線カット層６、透明基板からなる上基板１、液
晶層４、透明基板からなる下基板２と、上基板１と下基
板２とは一定の間隙を設け、かつ液晶層を封止するため
のシール部５と下基板２の裏面に設ける光発電素子のパ
ターンと色調を遮蔽するためのフィルター層６１とから
なる液晶表示パネルを有する。

【００３６】前記液晶表示パネルには、上基板１上と下
基板２上とに透明導電膜からなるセグメント電極（図示
せず）を有し、セグメント電極に所定の電圧を印加する
ことにより、液晶層４に電圧を印加し、液晶層４の光学
変化により所定のデジタル表示を行う。本第１の実施形
態においては、光発電素子への光の照射量を大きくする
ことにより、発電量を大きくすることはもちろんである
が、紫外線量の検出感度を向上するために、偏光板を使
用せず、透過率が大きい透明固形物と液晶からなる散乱
型の混合液晶層を使用している。

【００３７】また液晶表示パネルの中央部には、アナロ
グ式時計用の指針軸２５が貫通するための指針軸用孔２
８を有し、指針軸２５には、時針２６と分針２７を有す
る。指針軸孔２８の周囲には、シール部５を有し、液晶
層４を封止している。さらに液晶表示パネルの裏蓋２３
側には、光起電力素子基板１５を有する。光起電力素子
基板１５の中央にも液晶表示パネルと同様に指針軸用孔
２８を有する。

【００３８】さらに、光起電力素子１５の裏蓋２３側に
は、指針軸を駆動するアナログ時計用回路基板１７を有
し、アナログ時計用回路基板１７の裏側には、電源回
路、発信回路とデジタル時計用回路等を有する回路基板
１８を有する。回路基板１８には、光起電力素子１５に
より発電された電力を蓄積するための二次電池１９が接
続している。

【００３９】また、回路基板１８と液晶表示パネルの端
子は導電層と絶縁層とが交互に積層されたゼブラゴム１
６により行っている。上基板１上には、紫外線カット層
４２を有し、紫外線カット層４２上には、時刻文字１１
と指針軸孔見切り１０を有する。また、上基板１の側壁
部に設けるゼブラゴム１８の遮蔽を行うため、見切り板
１２を設ける。紫外線カット層４２の外周部と見切り板
１２との間にも光起電力素子１５を設ける。この部分の
光起電力素子１５は、紫外線の照射が可能となる。

【００４０】また光起電力素子１５の平面構造は、図２
に示すように基板上には時計を駆動するための光発電素
子部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを中央部に配置す
る。光発電素子部３６ａから３６ｄの周囲には、４分割
された紫外線検出部３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを
設ける。すなわち光発電素子部３６ａと紫外線検出部３
７ａ、同様に光発電素子部３６ｂと紫外線検出部２７ｂ
の４個の紫外線カット層とデジタル表示が可能な液晶表
示パネルを有する光発電素子部と紫外線カット層を設け
ていない紫外線検出部がお互いに近接してお互いに電極
間ギャップ３８を介して分離する組み合わせを作成して
いる。以上の構成を採用することによって、液晶表示パ
ネルの表示内容による光発電素子部への入射光の差、ま
たは時計と入射光の角度による紫外線の検出感度の差を
補正することができる。

【００４１】また、光発電素子部３６は、回路基板１８
へ接続するために、光発電素子用電極３９に接続し、紫
外線検出部３７は、紫外線検出部用電極４０に接続す
る。各電極３９と４０と回路基板１８との接続は、回路
基板１８と液晶表示パネルの接続に使用するゼブラゴム
１６と同様にゼブラゴムを利用する方法、あるはばねを
利用する方法、電極３９と４０上にメッキ層を設け、回
路基板１８と電極３９と４０との圧着により接続する方
法がある。

【００４２】また時計は、図１に示すように、平面的に
は、時計ケース２１の内部に外周部より紫外線検出部２
９、光発電素子部３６、指針軸孔見切り１０、指針軸孔
２８と指針軸２５を設ける。指針軸２５には、時針２６
と分針２７とが取り付けられている。液晶表示パネル自
体が文字板として機能しており、液晶表示パネル上に
は、液晶層４への紫外線の進入を防止するとともに、光
発電素子部３６への紫外線の照射を防止するために、紫
外線カット層４２が設けてある。また時刻文字１１と指
針軸孔見切り１０とは、紫外線カット層４２と接着する
ための粘着層（図示せず）とニッケル層とニッケル層上
に金を極薄くメッキするものを使用する。

【００４３】さらに、時計には、時刻合わせ等の調整を
行うために使用する調整ボタン３０と液晶表示を切り替
えるために使用するモードボタン３１とアラーム等の設
定を行うためのセットボタン３２を有する。図１に示す
平面図では、液晶表示部６２では、紫外線照射量が１．
０ｍＷであることを表示している。

【００４４】つぎに、第１の実施形態を達成するための
システムを図４により説明する。図４は、第１の実施形
態におけるシステムブロック図である。

【００４５】まず、光起電力素子４１ａと紫外線カット
層４２により外部光源、例えば太陽光の紫外線を除いた
光を検出する光発電素子部４３を構成する。光発電素子
４３により発生される電気エネルギーは、電池１９によ
り蓄積され、時計の駆動に利用する。また、光発電素子
部４３の電気信号の一部は、信号処理部４６へ供給され
る。

【００４６】また紫外線カット層を設けていない部分の
光起電力素子４１ｂにより紫外線検出部４５を構成す
る。紫外線検出部４５は、紫外線カット層を介さず外部
光源、例えば太陽光が照射するため、紫外線を含む光が
照射される。紫外線検出部４５により発生される電気エ
ネルギーは、電池１９により蓄積され、時計の駆動に利
用する。また、紫外線検出部４５の電気信号の一部は、
信号処理部４６へ供給される。

【００４７】以上の光発電素子部４３と紫外線検出部４
５の信号を信号処理部４６により比較し、さらに信号処
理部４６には光発電素子部４３の透過率と紫外線検出部
４５の透過率の換算係数、および液晶表示パネルの表示
内容による光発電素子部４３の透過率の対照表がメモリ
ーされているため、液晶表示パネルの表示内容に依存す
ることなく、光発電素子部４３と紫外線検出部４５の差
分により時計に照射する紫外線量を算出することができ
る。

【００４８】前記信号処理部４６の信号と時計の観察者
からの設定を行うセット端子４８の信号により演算処理
部４７では表示用の信号に変換され表示内容制御部５５
へ転送される。表示内容制御部５５では、デジタル時刻
等を表示するか、紫外線量を表示するかを選択し、液晶
表示パネル駆動回路５６へ所定の信号を印加し、さら
に、液晶表示パネル駆動回路５６より液晶表示パネル５
７へ所定の信号が印加される。

【００４９】また、基準信号発信回路（ＯＳＣ）４９の
基準周波数信号に基づいて、時間信号発生手段５０によ
り時間制御用の周波数信号に変換され、アナログ時計の
指針５３を駆動するためのパルスモーター駆動手段５１
とパルスモーター５２により指針５３により時針と分針
とが回転して所定の時刻を表示する。

【００５０】前記時間信号発生手段５０の信号に基づい
て、デジタル時計の時間制御用の周波数信号に変換され
ためデジタル時刻表示信号発生回路５４へ至る。デジタ
ル時刻表示信号発生回路５４以降は、前記する表示内容
制御回路５５により表示内容が選択され液晶表示パネル
へ所定の表示内容の信号が印加される。

【００５１】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態に使用する光起電力素子１５の構成を図面に基づいて
説明する。図５は第２の実施形態に使用する光起電力素
子を示す平面図である。第２の実施形態の特徴は、光起
電力素子１５の内、液晶表示パネルの表示部と重なる部
分（表示部）には２個の光発電素子３６ａと３６ｂとを
設ける。光起電力素子３６ａと３６ｂとは、半円形をし
ている。また光起電力素子３６ａ、３７ｂの周囲には、
所定のギャプ３８を介して可視光検出部６５ａ、６５
ｂ、６５ｃと６５ｄを４個設ける。

【００５２】さらに各可視光検出部６５の近傍には、紫
外線検出部３７ａ、３７ｂ、３７ｃと３７ｄとを設け
る。紫外線カット層（図示せず）は、光発電素子３６と
可視光検出部６５に重なる形状に設ける。以上の紫外線
カット層を有する領域の光起電力素子には、紫外線が照
射しないため、紫外線カット層の周囲に設ける紫外線検
出部３７との差により紫外線量を測定することが可能と
なる。

【００５３】また、光起電力素子１５の中央部に位置す
る光発電素子部３６は、時計を駆動するための電気エネ
ルギーを発電する部分であり、光起電力素子１５上に配
置する液晶表示パネルの液晶封入部（図示せず）と紫外
線カット層を観察者側に配置している。光発電素子部３
６の外周側には、２重の円弧状に配置する光起電力素子
を有し、光発電素子部３６側が可視光検出部６５であ
り、外周側が紫外線検出部３７である。可視光検出部６
５上には紫外線カット層を設けており、紫外線検出部３
７上には紫外線カット層は設けていない。そのため紫外
線カット層は、時計の光起電力素子１５の中央部に設け
る指針軸孔２８を中心に可視光検出部６５の外周までの
大きさで設ければよく、可視光検出部６５を島状に設け
る場合に比較して紫外線カット層の加工が容易になる。

【００５４】また、液晶表示パネルに使用する液晶層
は、紫外線の照射により特性変化を発生するため、紫外
線カット層をできるだけ大きな面積で覆い、液晶層に紫
外線が入射することを防止する必要がある。そのため、
光発電素子部３６上の液晶表示パネルの液晶層を封入し
ている部分（液晶封入部）の周囲に可視光検出部６５を
設けることは、液晶層への紫外線の入射を防止する点で
も有効である。

【００５５】さらに、可視光検出部６５と紫外線検出部
３７との差を紫外線カット層の有無とする構成のため、
紫外線量の演算が簡単となる。また、本実施形態に使用
する光起電力素子１５には、観察者側より、ガラス基
板、透明導電膜（電極）、アモルファスシリコン（ＰＩ
Ｎ接合型）、反射電極と保護用絶縁膜の順に形成する太
陽電池を利用している。光起電力素子１５と回路基板
（図示せず）との接続を行うために、光発電素子部３６
には光発電素子用電極３９が、可視光検出部６５には紫
外線検出部用電極６６が、可視光検出部３７には紫外線
検出部用電極４０が接続し、光起電力素子１５の外周部
まで引き出されている。

【００５６】また、紫外線カット層の加工断面を遮蔽す
るために、紫外線カット層の加工断面部とその周囲に
は、印刷層（図示せず）を設ける。印刷層により、紫外
線カット層の加工断面の見栄えに対する悪影響を防止す
ることができる。さらに、紫外線カット層と同様の厚さ
を有する紫外線透過フィルムを紫外線検出部３７上、す
なわち紫外線カット層の周囲に僅かなギャップを設けて
接着し、紫外線カット層と紫外線透過フィルムとのギャ
ップとその周囲を被服する印刷層を設けることにより光
起電力素子１５上の反射特性が均一となるため時計の品
位を向上できる。

【００５７】＜第３の実施形態＞つぎに本発明の第３の
実施形態の時計について図面を参照しながら説明する。
図６は本発明の紫外線量の検出部を有する時計の実施形
態を説明するための断面模式図である。図７は紫外線量
を検出する機構を説明するブロックダイヤグラムであ
る。第３の実施形態の特徴は、時計表示部は、デジタル
表示部のみの構成を有し、さらに、紫外線検出部は、デ
ジタル表示部の裏蓋側に配置せずに、時計ケース部に配
置する点である。以下に図６と図７とを交互に用いて第
３の実施形態を説明する。

【００５８】時計ケース２１には風防ガラス２２と裏蓋
２３があり、風防ガラス２２側より見切り板１２、紫外
線カット材を含む上偏光板層６７、位相差板（図示せ
ず）、透明基板からなる上基板１、液晶層４、透明基板
からなる下基板２、上基板１と下基板２とを一定の間隙
を設け、かつ液晶層を封止するためのシール部５と、下
基板２の裏面に設ける下偏光板６８と光発電素子のパタ
ーンと色調を遮蔽するためのフィルター層６１とからな
る液晶表示パネルを有する。液晶表示パネルには上基板
１上と下基板２上とに透明導電膜からなるセグメント電
極（図示せず）を有し、セグメント電極に所定の電圧を
印加することにより液晶層４に電圧を印加し、液晶層４
の光学変化と偏光板６７、６８により所定のデジタル表
示を行う。さらに、上偏光板６７には、紫外線吸収材を
含むフィルム（ＴＡＣ製）の間に偏光層を挟む構造を利
用しているため、上偏光板６７に面する光発電素子部３
６へは紫外線（ほぼ波長が３８０ナノメートル（ｎｍ）
より短波長の光）は照射されない。

【００５９】本第３の実施形態においては、デジタル表
示のみのため、表示容量を大きくするためにスーパーツ
イストネマティック（ＳＴＮ）液晶を使用している。ま
た、偏光板６７，６８を使用するため、液晶表示パネル
の裏面への透過率が低下するため、紫外線検出部２９
は、時計ケース２１に設けている。すなわち、光発電素
子部３６の面積は、液晶表示パネルの裏面に大きく設
け、光量を大きくし、紫外線検出部２９は、時計ケース
２１に設けることにより、小さい面積でも安定して紫外
線量を検出することができる。さらに、光発電素子部３
６は、発電に効率のより発電層、例えばアモルファスシ
リコン（Ｓｉ）を使用し、紫外線検出部２９には、紫外
線の検出感度の良好な光電気変換層、例えばアモルファ
スシリコンカーバード（ＳｉＣ）を使用することが可能
となる。

【００６０】また、液晶表示パネルを構成する下偏光板
には、一方の偏光軸は透過し、ほぼ直交する偏光軸は反
射する反射型偏向板を使用する。さらに反射型偏向板と
下基板２との間には、拡散層（図示せず）を設けてい
る。以上の構成を採用することにより、拡散層で大きな
光を光発電素子部３６側へ取り込むことが可能となり、
反射型偏向板とフィルター層６１との反射により反射型
偏向板を透過する光を増強し、さらに、フィルター層の
透過率を大きくしても反射型偏向板と拡散層の白さとの
コントラスト差により明るく、コントラストのある表示
が可能となる。すなわち、光発電素子部３６に大きな光
を入射可能となる。

【００６１】さらに光発電素子３６の裏蓋２３側には、
電源回路（図示せず）、発信回路、デジタル時計用回路
（図示せず）などを有する回路基板１８を有する。回路
基板１８には、光発電素子３６により発電された電力を
蓄積するための二次電池１９が接続している。

【００６２】また、回路基板１８と液晶表示パネルの端
子は導電層と絶縁層とが交互に積層されたゼブラゴム１
６により行っている。また、図６に示すように、時計ケ
ース２１に設置する紫外線検出部２９は、フラットケー
ブル７０により回路基板１８に接続する。

【００６３】以上の構造を採用することにより、液晶表
示パネルを構成する上偏光板６７の紫外線カット性と光
発電素子部３６により可視光の検出が可能となり、さら
に、紫外線検出部３７による紫外線と可視光の検出が可
能となり、光発電素子部３６と紫外線検出部３７との演
算処理により紫外線量の定量化が可能となる。

【００６４】つぎに、第３の実施形態を達成するための
システムを図７により説明する。図７は、第３の実施形
態におけるシステムブロック図である。

【００６５】まず、光起電力素子４１ａと上偏光板６７
により、外部光源、例えば太陽光の紫外線を除いた光を
検出する光発電素子部４３を構成する。光発電素子４３
により発生される電気エネルギーは、二次電池１９によ
り蓄積され、時計の駆動に利用する。また、光発電素子
部４３の電気信号の一部は、信号処理部４６へ供給され
る。

【００６６】また、時計ケース２１に設ける光起電力素
子４１ｂ上に、紫外線カット層を設けずに、紫外線検出
部４５を構成する。紫外線検出部４５は、紫外線カット
層を介さず外部光源、例えば太陽光が照射するため、紫
外線を含む光が照射される。紫外線検出部４５により発
生される電気エネルギーは、電池１９により蓄積され時
計の駆動に利用する。また、紫外線検出部４５の電気信
号の一部は、信号処理部４６へ供給される。

【００６７】以上の光発電素子部４３と紫外線検出部４
５の信号を信号処理部４６により比較し、さらに、信号
処理部４６には、光発電素子部４３の透過率と紫外線検
出部４５の透過率の換算係数、および、液晶表示パネル
の表示内容による光発電素子部４３の透過率の対照表が
メモリーされているため、液晶表示パネルの表示内容に
依存することなく、光発電素子部４３と紫外線検出部４
５の差分により時計に照射する紫外線量を算出すること
ができる。

【００６８】信号処理部４６の信号と時計の観察者から
の設定を行うセット端子４８の信号の内容を演算処理部
４７が判断して、目的の表示用の信号に変換され表示内
容制御部５５へ転送される。表示内容制御部５５ではデ
ジタル時刻等を表示するか、紫外線量を表示するかを選
択し、液晶表示パネル駆動回路５６へ所定の信号を印加
し、さらに、液晶表示パネル５７へ所定の信号を印加す
る。

【００６９】また基準信号発信回路（ＯＳＣ）４９の基
準周波数信号に基づいて、時間信号発生手段５０により
デジタル時計の時間制御用の周波数信号に変換されデジ
タル時刻表示信号発生回路５４へ至る。デジタル時刻表
示信号発生回路５４以降は、前記した表示内容制御回路
５５により表示内容が選択され液晶表示パネルへ所定の
表示内容の信号が印加される。

【００７０】＜第４の実施形態＞以下に本発明の第４の
実施形態における紫外線量の検出部を有する時計につい
て図面を参照しながら説明する。第４の実施形態の特徴
は、アナログ式時計のみを有し、光起電力素子と紫外線
カット層の有無により、時計に照射する紫外線量を検出
するものである。図８は、本発明の紫外線量の検出部を
有する時計の実施形態を説明するための断面模式図であ
る。図９は紫外線量を検出する機構を説明するブロック
ダイヤグラムである。以下に図８と図９とを交互に用い
て第４の実施形態を説明する。

【００７１】時計ケース２１には、風防ガラス２２と裏
蓋２３があり、風防ガラス２２側より、分針２７、時針
２６、見切り板１２、文字板を兼用する散乱板３３と、
散乱板３３の外周部より所定の長さが短い紫外線カット
層４２と、スペーサー３４と光起電力素子１５とを設け
る。以上の散乱板３３と紫外線カット層４２と光起電力
素子１５には指針軸が貫通するための指針軸孔２８を有
する。

【００７２】第４の実施形態に利用する光起電力素子１
５に設ける光発電素子部と紫外線検出部と可視光検出部
６５の配置は、指針軸孔２８の中心より、光発電素子
部、可視光検出部、紫外線検出部の順に外周方向に設け
る。紫外線カット層４２は、指針軸孔２８の周囲より、
可視光検出部と紫外線検出部との間まで設けている。

【００７３】また光起電力素子１５に設けるパターン形
状は、散乱板３３により均一化と遮蔽が行われている
が、遮蔽性が不十分な場合には、散乱板３３の裏面（裏
蓋側）にフィルター層を設けても良い。

【００７４】さらに、光起電力素子基板１５の裏蓋２３
側には、指針軸を駆動するアナログ時計用回路基板１７
を有し、アナログ時計用回路基板１７の裏側には、電源
回路（図示せず）、発信回路（図示せず）等を有する回
路基板１８を有する。回路基板１８には、光起電力素子
１５により発電された電力を蓄積するための二次電池１
９が接続している。

【００７５】以上に示すように、光起電力素子１５上に
文字板を兼用する散乱板３３を設けることにより、外部
光源から風防ガラス２２側へ入射する光は、散乱板３３
により散乱され、光起電力素子１５へ入射する光は面的
に均一化が促進する。そのため、紫外線の検出に関して
精度が向上できる。

【００７６】つぎに、第４の実施形態を達成するための
システムを図８により説明する。図８は、第４の実施形
態におけるシステムブロック図である。

【００７７】まず、光起電力素子４１ａと紫外線カット
層４２により、外部光源、たとえば太陽光の紫外線を除
いた光を検出する光発電素子部４３を構成する。光発電
素子４３により発生される電気エネルギーは、電池１９
により蓄積され、時計の駆動に利用する。また、光発電
素子部４３の電気信号の一部は、信号処理部４６へ供給
される。

【００７８】また、光起電力素子４１ｂ上には、紫外線
カット層を設けていないため、紫外線検出部４５として
作用する。紫外線検出部４５は、紫外線カット層を介さ
ず外部光源、例えば太陽光が照射するため、紫外線を含
む光が照射される。紫外線検出部４５により発生される
電気エネルギーは、二次電池１９により蓄積され、時計
の駆動に利用する。また、紫外線検出部４５の電気信号
の一部は、信号処理部４６へ供給される。

【００７９】以上の光発電素子部４３と紫外線検出部４
５の信号を信号処理部４６によって比較し、さらに信号
処理部４６には、光発電素子部４３の透過率と紫外線検
出部４５の透過率の換算係数がメモリーされているた
め、光発電素子部４３と紫外線検出部４５の差分により
時計に照射する紫外線量を算出することができる。

【００８０】信号処理部４６の信号と時計の観察者から
の設定を行うセット端子４８の信号は演算処理部４７に
より表示用の信号に変換され、さらに表示内容制御部５
５へ転送される。表示内容制御部５５では、パルスモー
ター駆動手段５１への信号を時刻表示用か紫外線量表示
用かの信号を制御している。また、表示制御部５５で
は、紫外線量を表示している時間を計測して、時刻表示
に復帰する際の時刻を計算してパルスモーター駆動手段
５１へ信号を供給する。

【００８１】また、基準信号発信回路（ＯＳＣ）４９の
基準周波数信号に基づいて、時間信号発生手段５０によ
り時間制御用の周波数信号に変換され、アナログ時計の
指針５３を駆動するためのパルスモーター駆動手段５１
とパルスモーター５２により指針５３が回転し、時針と
分針とにより時刻を表示する。

【００８２】第４の実施形態においては、時刻を表示す
る指針５３を利用して紫外線量を表示する例を示した
が、指針を複数設け、その指針の一部を紫外線量表示用
とすることにより、紫外線量の常時モニターまたは紫外
線量の積算等が表示可能なになる。さらに、時刻用と紫
外線量の表示用に指針５３を制御する必要がなくなるた
め、消費電力の低下と歩度の改善ができる。

【００８３】＜第５の実施形態＞つぎに本発明の第５の
実施形態の時計について図面を参照しながら説明する。
図１０は、本発明の紫外線量の検出部を有する時計の実
施形態を説明するための断面模式図である。図１１は紫
外線量を検出する機構を説明するブロックダイヤグラム
である。第５の実施形態の特徴は、時計表示部がデジタ
ル表示部のみの構成を有し、さらに、紫外線検出部と可
視光検出部とは、液晶表示パネルの液晶を透過すること
なく外部光を照射する構造としている点である。以下に
図１０と図１１とを交互に用いて第５の実施形態を説明
する。

【００８４】時計ケース２１には風防ガラス２２と裏蓋
２３があり、その風防ガラス２２側より、風防ガラスの
周囲に設ける補助光源２０、見切り板１２、検出部用見
切り板３５と紫外線カット層４２、透明基板からなる上
基板１、液晶層４、透明基板からなる下基板２の順に配
置し、上基板１と下基板２の周囲と検出部の周囲とに
は、液晶層を封止するためのシール部５を有し、さら
に、下基板２の裏面には反射板７１を設け液晶表示パネ
ルである。前記液晶表示パネルには、上基板１上と下基
板２上とに透明導電膜からなるセグメント電極（図示せ
ず）を有し、セグメント電極に所定の電圧を印加するこ
とにより、液晶層４に電圧を印加し、液晶層４に含む透
明固形物との屈折率の差により散乱性と透過性を制御す
る散乱性液晶層を採用する。

【００８５】また、液晶層４の表示品質を向上するため
に、０．２から０．３ミリメートル（ｍｍ）厚のアルミ
ニウム（Ａｌ）板上に酸化膜と銀（Ａｇ）またはアルミ
ニウム（Ａｌ）膜を蒸着法にて形成し、さらに酸化膜に
て被覆し、金色の透明インキ層を設ける反射板７１を設
ける。

【００８６】さらに、上基板１と下基板２とシール部５
により密閉する空間に液晶層４を封入していない部分の
下基板２の裏面には、光起電力素子１５を設ける。下基
板２と光起電力素子１５との間で、かつ前記光起電力素
子１５上の一部と重なる部分に紫外線カット層４２を設
ける。紫外線カット層４２を設ける部分が可視光検出部
６５となり、紫外線カット層４２を設けていない部分が
紫外線検出部３６となる。可視光検出部６５と紫外線検
出部３７とにより検出部を構成する。他の構成として
は、紫外線カット層４２を光起電力素子１５上に設けい
ない部分に紫外線を吸収し、波長の長い光を発光するダ
ウンコンバージョンフィルターを利用して可視光へ波長
変換を行い、光起電力素子１５へ光を照射する方法を採
用することにより、光起電力素子１５へ利用する光起電
力層、例えばアモルファスシリコン層の紫外線による劣
化を防止ができるため、強い紫外線量を計測する場合に
は有効となる。

【００８７】また、反射板７１の裏面には電源回路、発
信回路、デジタル時計用回路等を有する回路基板１８を
有する。回路基板１８には、時計を駆動するための電池
１９が接続している。

【００８８】また、回路基板１８と液晶表示パネルの接
続は、導電層と絶縁層とが交互に積層されたゼブラゴム
１６により行っている。また、図１０に示すように、風
防ガラス２２の周囲に設ける補助光源２０と回路基板１
８の接続は、光源用ゼブラゴム２４により接続する。さ
らに、回路基板１８上には、圧電素子１３を設ける。圧
電素子１３をバネ１４にて裏蓋２３と接触することによ
り圧電素子１３の振動が裏蓋２３に伝達されブザーとし
て機能する。

【００８９】以上の構造を採用することにより、従来の
時計と大きく異なるデザインとすることなく時計に照射
する紫外線量を検出できる。また、液晶層４を介するこ
となく、かつ、可視光検出部６５と紫外線検出部３７と
を近接して設けることが可能なため、精度良く紫外線量
を検出できる。

【００９０】つぎに、第５の実施形態を達成するための
システムを図１１により説明する。図１１は、第５の実
施形態におけるシステムブロック図である。

【００９１】まず、光起電力素子４１ａと紫外線カット
層４２により、外部光源、たとえば太陽光の紫外線を除
いた光を検出する可視光検出部６５を構成する。可視光
検出部６５の電気信号は、信号処理部４６へ供給され
る。

【００９２】また、光起電力素子４１ｂ上には、紫外線
カット層を設けていないため、紫外線検出部４５として
採用する。紫外線検出部４５は、紫外線カット層を介さ
ず外部光源、例えば太陽光が照射するため、紫外線を含
む光が照射される。紫外線検出部４５の電気信号は、信
号処理部４６へ供給される。

【００９３】以上の可視光検出部６５と紫外線検出部４
５の信号を信号処理部４６により比較し、時計に照射す
る紫外線量を算出することができる。

【００９４】信号処理部４６の信号と時計の観察者から
の設定を行うセット端子４８の信号が演算処理部４７に
伝達されることによって、表示用の信号に変換され表示
内容制御部５５へ転送される。表示内容制御部５５で
は、デジタル時刻等を表示するか、紫外線量を表示する
かを選択し、液晶表示パネル駆動回路５６へ所定の信号
を印加し、さらに、液晶表示パネル５７へ所定の信号を
印加する。また演算処理部４７の信号は、ブザー発信制
御部５８と光源点灯制御部５９とに信号を送り、紫外線
量に従い、ブザーを鳴らす、または補助光源を点灯し
て、時計の使用者へ状況と知らせることができる。

【００９５】また基準信号発信回路（ＯＳＣ）４９の基
準周波数信号に基づいて、時間信号発生手段５０により
デジタル時計の時間制御用の周波数信号に変換されデジ
タル時刻表示信号発生回路５４へ至る。デジタル時刻表
示信号発生回路５４以降は、前記した表示内容制御回路
５５により表示内容が選択され液晶表示パネルへ所定の
表示内容の信号が印加される。

【００９６】＜第６の実施形態＞以下に本発明の第６の
実施形態における紫外線量の検出部を有する時計につい
て図面を参照しながら説明する。第６の実施形態の特徴
は、アナログ式時計のみを有し、有機紫外線吸収層の紫
外線による発光色の強度を利用して紫外線量を表示する
点である。以下に図１２を用いて第６の実施形態を説明
する。

【００９７】時計ケース２１には、風防ガラス２２と裏
蓋２３があり、風防ガラス２２側より、秒針６３、分針
２７、時針２６、見切り板１２、有機紫外線吸収層６０
と散乱板３３、光起電力素子１５を有する。また、散乱
板３３と光起電力素子１５との間には、一定の間隙を設
けるためにスペーサー３４を有する。また、有機紫外線
吸収層６０と散乱板３３と光起電力素子１５には、指針
軸の貫通するための指針軸孔を有する。

【００９８】第６の実施形態に利用する有機紫外線吸収
層６０には、紫外線を吸収し、高分子の発色基近傍の電
子配置が変化して色彩が変化する材料を使用する。例と
しては商品名”カメレオン”として化粧品に利用されて
いる材料を使用する。たとえば、紫外線を照射すること
により、紫外線を吸収し基底状態の薄いピンクから励起
状態の赤に変化する。逆に紫外線の照射が停止すると、
高分子のエネルギー状態が励起状態から基底状態へ変化
するため、また元の薄いピンクに戻る。このように、紫
外線の照射量により変化する膜を散乱板３３（文字板を
兼用）の上に設けることにより、紫外線の量を呈示する
ことはもちろんであるが、光起電力素子１５への過剰な
紫外線の照射による光起電力層（たとえばアモルファス
シリコン層）の劣化を防止し、かつ文字板のデザインを
紫外線量により可変にすることができる。複数の色の膜
を設けることにより、デザイン性がさらに向上できる。

【００９９】光起電力素子基板１５の裏蓋２３側には、
指針軸を駆動するアナログ時計用回路基板１７を有し、
アナログ時計用回路基板１７の裏側には、電源回路、発
信回路等を有する回路基板１８を有する。回路基板１８
には、光起電力素子１５により発電された電力を蓄積す
るための二次電池１９が接続している。

【０１００】以上に示すように、光起電力素子１５上に
は、文字板を兼用する散乱板３３と散乱板３３上に設け
る有機紫外線吸収層６０を利用する。有機紫外線吸収層
６０により、時計に照射する紫外線量、すなわち使用者
の腕等に照射される紫外線量を色により呈示することが
できる。

【０１０１】さらに有機紫外線吸収層６０を利用するこ
とにより、従来の時計に有機紫外線吸収層６０を設ける
ことにより、紫外線量を測定することが可能となる。ま
た有機紫外線吸収層６０の裏面に散乱板３３を設け、散
乱板３３の後方散乱性を利用することにより、有機紫外
線吸収層６０へ照射される紫外線量を均一化することが
できる。さらに有機紫外線吸収層６０上に透過性の散乱
板をさらに設けることにより、均一性は更に向上し、有
機紫外線吸収層６０の色変化は均一化できる。

【０１０２】本第６の実施形態においては、文字板とし
て利用する散乱板３３上に有機紫外線吸収層６０を設け
る例を示したが、時計ケース２１、または風防ガラス２
２の裏面、または時計バンド（図示せず）に設けること
も有効である。

【０１０３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の構成すなわち、紫外線を検出する検出部と検出部の信
号により紫外線量に応じて信号を発生する信号処理部
と、信号処理部の信号により紫外線量を表示することに
より、時計を使用する環境の紫外線照射量を表示するこ
とができる。そのため、時計の使用者の必要に応じて、
時計を利用し紫外線量を表示することが可能となる。

【０１０４】また、紫外線検出部の信号に応じて信号を
発生する信号処理部と信号処理部の信号を演算処理を行
う演算処理部を設けることにより、時計の使用環境の紫
外線量の表示が可能であるが、紫外線照射量の時間変
化、時間積分、時間平均の表示が可能となる。

【０１０５】また、信号処理部の信号、または演算処理
部の信号と時計の使用者の設定により、表示部の表示、
光源、またはブザーにより紫外線量を使用者に呈示する
ことができる。

【０１０６】また、時計の紫外線量の表示には、デジタ
ル表示、またはアナログ表示、またはデジタルとアナロ
グ表示により表示を行うことができる。また、時計に
は、複数の紫外線検出部を設けることにより、時計の一
部が影になる状態においても精度良く紫外線量の検出を
することができる。

【０１０７】また、紫外線検出部が時針、または分針等
の時刻表示用針の裏蓋側に位置する場合においては、複
数個の紫外線検出部を設ける。または紫外線検出部を時
刻表示用針の外周側に設けることのより、紫外線検出部
上に時刻表示用針が重なることが防止できるため、紫外
線検出部の精度を向上することができる。

【０１０８】また、紫外線検出部は、光起電力素子より
構成することにより低消費電力により紫外線量を検出す
ることが可能となる。また、光起電力素子上に２５０ナ
ノメートルから４００ナノメートルの光を透過するフィ
ルター層を設けることにより効率良く紫外線量の検出を
することができる。

【０１０９】また、時計のエネルギーを発生する光発電
素子として光起電力素子を利用し、前記光起電力素子の
一部を紫外線検出部に利用することにより、時計のエネ
ルギー源の確保と紫外線検出部の実装部を減少すること
が同時に達成できる。また前記時計の光発電素子部に
は、紫外線吸収層を設け、紫外線検出部には、前記紫外
線吸収層を設けない構成とすることにより、光発電素子
部の光量と紫外線検出部との差分を利用し紫外線量を簡
単に検出することができる。

【０１１０】また表示部に液晶表示パネルを利用する構
成において、紫外線検出部上の液晶表示パネルには、液
晶を設けていない空隙部を設けることにより液晶の紫外
線の照射による劣化を発生すること、および紫外線の吸
収により紫外線検出部へ到達する紫外線量を減少するこ
となく液晶表示パネルを透過することが可能となる。

【０１１１】また、紫外線検出部は、紫外線の照射によ
り色調を変化する有機化合物、または無機化合物により
構成し、カラー表示により紫外線量を表示する。また、
前記紫外線検出部を文字板として使用することにより、
紫外線量の検出部と同時に時計の文字板を可変すること
により時計のデザイン性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１に実施形態における時計の平面模
式図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における光起電力素子
の構造を示す平面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態における時計の断面模
式図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に利用する回路構成を
示すブロック図である。

【図５】本発明の第２実施形態における光起電力素子の
構造を示す平面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態における時計の断面模
式図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に利用する回路構成を
示すブロック図である。

【図８】本発明の第４の実施形態における時計の断面模
式図である。

【図９】本発明の第４の実施形態に利用する回路構成を
示すブロック図である。

【図１０】本発明の第５の実施形態における時計の断面
模式図である。

【図１１】本発明の第５の実施形態に利用する回路構成
を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第６の実施形態における時計の断面
模式図である。

【符号の説明】

１：上基板２：下基板４：液晶層
５：シール部８：ブザー１０：指針軸孔見切り１１：
時刻文字１２：見切り板１３：圧電素子１４：バ
ネ１５、４１：光起電力素子１６：ゼブラゴム
１８：回路基板１９：電池２０：補助光源２１：時計
ケース２２：風防ガラス２３：裏蓋２５：指針
軸２６：時針２７：分針３６：光発電素
子部３７、４５：紫外線検出部６５：可視光検出部
７１：反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時計に照射する紫外線を検出する検出部
と検出部の信号により、紫外線量に応じて信号を発生す
る信号処理部と、信号処理部の信号により紫外線量を表
示する機能を有する時計。
【請求項２】時計に照射する紫外線を検出する検出部
と検出部の信号により、紫外線量に応じて信号を発生す
る信号処理部と、信号処理部の信号により紫外線量の時
間変化、時間平均、または時間積分等の演算を行う演算
処理部と、演算処理部の信号に基づき紫外線量を表示す
る機能を有する時計。
【請求項３】前記紫外線量に応じて信号を発生する信
号処理部の信号により、ブザー、または光源に信号を発
生するブザー発信制御部、または光源点灯制御部を有す
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載する
時計。
【請求項４】前記紫外線量を表示する表示部が、アナ
ログ表示であることを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれかに記載する時計。
【請求項５】前記紫外線量を表示する表示部が、デジ
タル表示であることを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれかに記載する時計。
【請求項６】前記紫外線量を表示する表示部が、アナ
ログ表示とデジタル表の両方であることを特徴とする請
求項１から請求項３のいずれかに記載する時計。
【請求項７】前記紫外線を検出する検出部は、時計に
複数個有することを特徴とする請求項１から請求項６の
いずれかに記載する時計。
【請求項８】時計に照射する紫外線を検出する検出部
と検出部の信号により、紫外線量に応じて信号を発生す
る信号処理部と、信号処理部の信号により紫外線量を表
示する機能を有し、前記時計には、アナログ表示を行う
時針、分針等の時刻表示用針を有する時計には、前記検
出部が時刻表示用針の移動範囲外に配置していることを
特徴とする時計。
【請求項９】前記紫外線を検出する検出部は、光起電
力素子からなることを特徴とする請求項１から請求項８
のいずれかに記載する時計。
【請求項１０】前記紫外線を検出する検出部は、光起
電力素子からなり、さらに時計を駆動するためのエネル
ギーを発電する発電部が光起電力素子からなることを特
徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載する時
計。
【請求項１１】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子と前記発電部用の光起電力素子が同一種類の光
起電力素子からなることを特徴とする請求項１から請求
項１０のいずれかに記載する時計。
【請求項１２】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子は、光起電力素子上に紫外線を透過する部分と
紫外線を吸収する部分とを有し、前記紫外線を透過する
部分と紫外線を吸収する部分との差分により紫外線量を
検出することを特徴とする請求項１から請求項１１のい
ずれかに記載する時計。
【請求項１３】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子は、紫外線を吸収し、波長の短い光に変換する
波長変換素子を有する部分と波長変換素子を設けていな
い部分とを有することを特徴とする請求項１から請求項
１１のいずれかに記載する時計。
【請求項１４】前記検出部を有する時計は、検出部上
にデジタル表示部を有し、デジタル表示部は、液晶表示
パネルからなり、前記検出部上の液晶表示パネルには、
液晶を設けていないことを特徴とする時計。
【請求項１５】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子は、時計装置の風防ガラスを介することなく、
紫外線が照射する位置に配置することを特徴とする時
計。
【請求項１６】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子の上には、２５０ナノメートルから４００ナノ
メートルの範囲の光を透過するフィルター層を有するこ
とを特徴とする時計。
【請求項１７】前記紫外線を検出する検出部用の光起
電力素子上には、光を光起電力素子に導光することを特
徴とする時計。