JP2008209368A - 太陽電池付時計 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の発電効率を向上でき、利用できる文字板や表示パネルの制約がなく、意匠性も向上できる太陽電池付時計を提供すること。
【解決手段】太陽電池付時計１は、外装ケース１１と、外装ケース１１内に配置された表示パネル２０と、表示パネル２０の裏面側に配置された太陽電池３０と、導光手段４０とを備える。導光手段４０は、表示パネル２０を介さずに光を取り入れる光取り入れ部４１１と、光取り入れ部４１１に連続して構成されて取り入れられた光を表示パネル２０の裏面側に導いて太陽電池３０の発電面に照射する導光部４１２とを備える。表示パネル２０は透光性が不要なために利用できる種類に制約がない。また、表示パネル２０で太陽電池３０を完全に隠すことができて意匠性を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池付時計に関する。

近年、電池交換が不要な太陽電池付時計が利用されるようになった。この太陽電池付時計は、透光性の文字板の下（背面）にソーラーパネル（太陽電池、ソーラーセル）を配置している。
この際、文字板が透明でソーラーパネルが視認できると、金属製の文字板を用いた通常の時計に比べて意匠性が低下するため、ソーラーパネルが視認できないように文字板を構成したものが知られている（特許文献１参照）。

この特許文献１では、光が透過可能な樹脂基板と、この樹脂基板の少なくとも片面にドライメッキ処理にて形成された金属薄膜層とで構成された時計用表示板を備えている。この時計用表示板は、時計用表示板を介してのソーラーセルの外部からの視認を妨げるとともに、表示板下方に内蔵されたソーラーセルの発電によって電力収支を確保できる光透過率を有することで、ソーラーセルが外部から視認されることを防止している。

国際公開第９８／５３３７３号パンフレット

しかしながら、前記特許文献１の時計では、金属薄膜層を介して光をソーラーセルに到達させているため、表示板の透過率が低下し、ソーラーセルに到達する光の量が小さくなって発電効率も低下するという問題があった。

また、表示板は金属薄膜層が積層されているが、光を透過させることができる程度の薄さに形成されているため、従来の光が透過しない金属製の文字板などに比べると高級感が十分ではなかった。そして、従来のような金属製の文字板を利用することができないために、時計のデザインに制約があるという問題があった。特に、文字板は、時計のデザイン上、大きな影響を及ぼすため、その利用に制限があると、特にデザイン性に優れた時計の製作に影響が生じるという問題があった。

さらに、デジタル時計や、コンビネーション時計では、文字板として、時刻、カレンダー、センサ出力値などを表示するための表示パネルを設ける必要がある。このような表示パネルを設ける場合、時計の文字板部分の全面に表示パネルを設けることができれば、情報表示領域が広くなって商品の差別化に有効である。
しかしながら、表示パネルは通常光を透過しないため、太陽電池を組み込む場合には、文字板領域の一部に太陽電池（ソーラーセル）を配置し、その他の部分に表示パネルを配置しなければならず、文字板領域の全面に表示パネルを設けることができないという問題があった。

本発明の目的は、太陽電池の面積を大きくできて発電能力を向上でき、かつ、意匠性も向上できる太陽電池付時計を提供することにある。

本発明は、外装ケースと、前記外装ケース内に配置された表面パネルと、前記表面パネルの裏面側に配置された太陽電池と、導光手段とを備え、前記導光手段は、前記表面パネルを介さずに光を取り入れる光取り入れ部と、前記光取り入れ部に連続して構成されて取り入れられた光を表面パネルの裏面側に導いて前記太陽電池の発電面に照射する導光部と、を備えることを特徴とする。

本発明においては、表面パネルの裏面側に配置された太陽電池に光を当てる導光手段を、表面パネルを介さずに光を取り入れる光取り入れ部と、取り入れた光を太陽電池の発電面に照射する導光部とを備えて構成したので、従来のように、光を表面パネルを透過させて太陽電池に照射する必要がない。このため、表面パネルは光を透過しない構成とすることもでき、太陽電池が表面パネルを介して外部に露出しないように設計することができ、意匠性を向上できて時計に高級感を与えることができる。
また、光の透過と意匠性向上とを両立させるために表面パネルに金属薄膜層などを設けた場合には、光の透過量が低下し、発電効率も低下するが、本発明では、表面パネル以外から光を導入する導光手段を設けたので、光の透過量も十分に確保でき、発電効率も向上させることができる。
その上、本発明は、表面パネルの裏面側に太陽電池を配置しているので、太陽電池の面積を表面パネルと同じ程度に大きくすることもできる。従って、太陽電池の発電能力を向上できるため、様々な機能を有する高機能の時計においても電力収支を安定向上することができる。このため、例えば、ステッピングモータなどで駆動される指針と、液晶パネル等の表示パネルとを有するために消費電力が増加するコンビネーション時計においても、太陽電池の発電電力でその消費をまかなうことができ、高機能でかつ電池交換が不要な時計を提供できる。
さらに、表面パネルは、光を透過させる必要がないため、金属製文字板や、液晶パネル・電子泳動ディスプレイなどの光を透過させることができない各種パネルを利用することができる。従って、利用できる表面パネルの制約がなく、時計のデザイン性や機能に考慮して表面パネルを選択できるので、高級感のある太陽電池付時計を提供できる。
その上、表面パネルは、時計の文字板が配置される領域の全面に設けることができるため、情報表示面積を大きくできる。特に、表示パネルをアクティブマトリックス型にして高精細な情報表示を可能にすれば、文字や画像なども表示可能となって情報量が増え、非常に高機能な時計を提供することができる。

本発明において、前記表面パネルは、金属製の文字板または情報を表示する表示パネルであることが好ましい。
表面パネルとして金属製の文字板を用いれば、指針式のアナログ時計において、最もデザイン性に影響する文字板を高級感のあるものにできる。また、表面パネルとして表示パネルを用いれば、デジタル時計や、コンビネーション時計において、表示パネルを利用した情報提供を行うことができる。
すなわち、太陽電池を組み込んだ時計でありながら、一般的なボタン電池を組み込んだ各種時計と同様のデザイン性を得ることができ、意匠性を向上できる。

本発明において、前記表面パネルは、情報を表示するメモリー性の表示パネルであることが好ましい。
ここで、メモリー性の表示パネルとは、電子ペーパーと呼ばれる電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ＝Electrophoretic Display)や、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ=Electrochromic Display）、強誘電液晶、コレステリック液晶等であり、表示の書換時のみ電力を消費するために、省電力化を実現できる表示パネルを意味する。
表面パネルとして、メモリー性の表示パネルを用いれば、消費電力を低減でき、太陽電池で充電される二次電池の持続時間、つまり充電が必要となるまでの時計の駆動時間も長くできる。このため、頻繁に充電する必要が無く、使い勝手の良い太陽電池付時計とすることができる。

本発明において、前記光取り入れ部は、外装ケース内部において、表面パネルの外周に沿って配置された表面パネル受け部に設けられていることが好ましい。
ここで、表面パネル受け部は、表面パネルの外周に沿って設けられるものであればよく、例えば、文字板リングなどで構成される。
文字板や表示パネル等の表面パネルの周囲には、例えば、表面パネルの外周縁を被覆して押さえる見切り部などとしても機能する表面パネル受け部が設けられる。この表面パネル受け部には、通常、時計の風防ガラスから入った光が当たるため、表面パネル受け部を光取り入れ部とすれば、その表面パネル受け部から光を取り込むことができる。
このように表面パネル受け部に光取り入れ部を形成すれば、従来から用いられている時計部品である文字板リング等を透光性の材料で構成することなどで表面パネル受け部とすることもでき、光取り入れ部を容易に構成できる。このため、外装ケースなどの構造は従来と同じものを利用でき、組立性やコスト面で有利である。

本発明において、前記光取り入れ部は、外装ケースの外面に形成された孔に設けられていてもよい。
すなわち、外装ケースの表面、側面、裏面の少なくともいずれかの面に孔を形成し、その孔から光を取り入れるように構成すればよい。この場合、時計の利用態様に応じて光取り入れ部の形成位置を設定できる。
すなわち、通常は、外装ケースの表面に光が当たる場合が多いため、光取り入れ部も外装ケースの表面に形成することが好ましい。この場合、外装ケースにおいて、光取り入れ部をデザイン上のアクセントとして利用することもできる。
一方、外装ケースの側面に光取り入れ部を設けた場合、例えば腕に装着した時計表面が洋服で隠れていても、側面側から光を取り入れて発電させることができる。また、外装ケース表面に光取り入れ部が露出しないため、時計表面をシンプルな形状とすることもできる。
また、時計を外している場合に発電させるように設定した場合などには、外装ケースの裏面に光取り入れ部を設けてもよい。この場合、時計の表面や側面には光取り入れ部が露出しないように設計することもできるため、特にデザイン面で光取り入れ部を目立ちにくくしたい場合に適している。なお、光取り入れ部は、外装ケースの表面、側面、裏面のいずれか２つの面あるいは各面全部に設けてもよい。
このように外装ケースに光取り入れ部を形成すれば、表面パネルの外周部から光を取り入れる必要がないため、デザイン上、表面パネルの外周部に文字板リング等の光取り入れ部を配置できない時計においても、太陽電池部分に光を取り入れて発電させることができる。

本発明において、前記導光手段の光取り入れ部および導光部は、ガラス、光ファイバー、透明アクリル板、空気層のいずれかで構成されていることが好ましい。
光取り入れ部および導光部は、光を透過させる材料であれば利用できる。特に、ガラス、光ファイバー、透明アクリル板のいずれかで構成されていれば、透過率が高く、光を十分に透過させることができる。
また、例えば、表面パネルと外装ケースとの間に空隙を設け、その空隙部分つまり空気層を光取り入れ部とし、表面パネルと太陽電池との間に空隙を設け、その空隙部分つまり空気層を導光部としてもよい。なお、この空気層を通る光の向きを変える場合には、ミラーを設ければよい。このような空気層で導光手段を構成すれば、光の劣化が無く、光を効率よく太陽電池に導くことができる。なお、表面パネルの周囲および裏面側に空気層を設けた場合には、表面パネルを支持する枠体などを配置し、その枠体に空隙を設けて導光手段とすればよい。

本発明において、前記導光部は、光取り入れ部から取り入れた光を拡散させて太陽電池の発電面側に照射する拡散部が設けられていることが好ましい。
ここで、拡散部としては、Ｖ溝やプリズムを平面に並べたものや、反射ドットを印刷して乱反射させる一般的な拡散構造を採用してもよいし、光を反射させるミラーを蒸着などで構成した拡散構造を採用してもよい。
さらに、拡散部としては、導光板などで構成される導光部内に組み込んでもよいし、導光部の表面に拡散シートやプリズムシートなどを積層して構成してもよい。この際、拡散シートおよびプリズムシートは別体で構成されたものでもよいし、一体化されたものでもよい。
このような拡散部を備えていれば、導光部に導かれた光を、ある程度の範囲に拡散して出すことができるので、太陽電池の発電面（ソーラーセル）の全面に対して光を当てることができ、発電面の一部のみに局所的に光を当てる場合に比べて発電効率を向上させることができる。

本発明において、前記表面パネルは、前記導光部で支持されていることが好ましい。
導光板などで構成される導光部によって表面パネルを支持すれば、表面パネルの支持材を別途容易にする必要が無く、部品点数を削減でき、時計の小型化が図られ、コストも低減できる。

本発明において、前記太陽電池は、前記表面パネルと導光部の間に配置され、その発電面は裏面側に向かって設けられ、前記導光部から表面パネル側に向かう光が照射されることが好ましい。
このような構成によれば、導光部から表面側（表面パネル側）に光を照射して太陽電池の発電面（ソーラーセル）で発電させているので、導光部の裏面側（裏蓋側）に光が漏れることを押さえることができる。このため、導光部と裏蓋との間にムーブメント（モジュール）の時計回路基板を配置した場合、その基板上のＩＣに導光部からの光が当たることを防止できる。ＩＣに光が当たると、光による励起が生じ、消費電流が増加するが、本発明ではＩＣに光が当たることを防止できるので、消費電流の増加も防止できる。

本発明において、前記導光部の裏面側には、導光部に導かれた光を裏面側に透過させない遮光板が設けられ、前記遮光板の裏面側には、時刻表示を制御するムーブメントが配置されていることが好ましい。
なお、本発明においてムーブメントとは、時計において時刻表示を制御するものであり、水晶振動子やＩＣ等の制御回路の他、アナログ時計においては、指針を駆動するモータおよび輪列が含まれ、デジタル時計においては、表示パネルを制御する表示制御回路が含まれる。従って、デジタル時計においてモジュールと呼ばれる表示制御回路も本発明におけるムーブメントに含まれる。
このような構成によれば、遮光板で光が遮られるので、遮光板の裏面つまり遮光板と外装ケースの裏蓋との間に配置されたムーブメントに光が当たることを防止できる。従って、ムーブメント内のＩＣの消費電流増加を防止できるとともに、導光部に導入された光が遮光板側から漏れることを防止でき、導入した光を効果的に発電面に照射することができるので、発電効率も向上できる。

本発明において、前記表面パネルを貫通した回転軸に軸支されて時刻を指示する指針を備えることが好ましい。
指針を設ければ、時刻をアナログ表示でき、視認性を向上できる。なお、表面パネルとして通常の文字板を用いれば、アナログ式の太陽電池付時計を構成でき、液晶パネルや電気泳動ディスプレイ等の表示パネルを用いれば、アナログ表示およびデジタル表示を行うことができるコンビネーション式の太陽電池付時計を構成できる。

本発明において、前記太陽電池は、太陽電池基板と、この太陽電池基板の裏面側に配置されたソーラーセルとを備え、前記表面パネルは情報を表示する表示パネルであり、前記太陽電池基板の表面側に配置されて前記太陽電池基板に電気的に接続されていることが好ましい。
このような構成によれば、太陽電池基板が太陽電池の支持基板としてだけでなく、例えば、表示パネルの配線を接続するアウターリードボンディング基板（ＯＬＢ基板）としても利用されるため、これらの各基板を別々に配置する場合に比べて部品点数を削減できる。

本発明において、前記太陽電池は、複数の領域に分割されたソーラーセルを備え、前記導光部は、前記ソーラーセルが設けられた領域のみに光を照射可能に構成されていることが好ましい。
太陽電池は、通常、ソーラーセルを複数領域に分割し、各領域の出力を直列接続して充電電圧を確保している。このため、導光部が、ソーラーセルが設けられていない分割部分には光を照射せず、ソーラーセルが設けられている領域に合わせて光を照射するように構成されていれば、導入した光を効果的に発電に利用でき、発電効率をより向上できる。

本発明において、前記太陽電池は、表面パネルの裏面側において、表面パネルの外周に沿った領域に配置され、前記導光部は、前記太陽電池が設けられた領域のみに光を照射可能に構成されているものでもよい。
このような構成によれば、太陽電池は、表面パネルの裏面側において、表面パネルの中心領域には配置されず、表面パネルの外周に沿った領域のみに配置される。例えば、太陽電池は、表面パネルが平面矩形状であれば、矩形枠状に配置され、平面円形状であれば円環（リング）状に配置される。
導光手段が、表面パネルの外周側から光を導入する場合、表面パネルの中心部は光取り入れ部から最も離れた位置になり、導光部を設けた場合でも最も光を届けにくい。従って、光を届けやすい表面パネルの外周に沿って太陽電池を設ければ、太陽電池の配置面積に対する発電効率を向上できる。

前述のように本発明の太陽電池付時計によれば、太陽電池の面積を大きくできて発電能力を向上でき、かつ、意匠性も向上できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明にあたって、前述した実施形態と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明に係る太陽電池付時計１を正面から見た図である。
太陽電池付時計１は、時計本体１０と、バンド１５とを備えて構成され、利用者が腕に装着して使用する腕時計タイプとされている。

時計本体１０は、図２にも示すように、略角筒状に形成された外装ケース（胴）１１と、外装ケース１１の表面側に装着されたカバーガラス（風防）１２と、外装ケース１１の裏面側に着脱可能に取り付けられた裏蓋１３とを備えている。
なお、外装ケース１１は、略角筒状（平面矩形状）に形成されたものに限らず、略円筒状（平面円形状や楕円形状）などに形成されたものでもよく、その形状は図示したものに限定されない。

外装ケース１１の両端部には、一対のバンド取付部１１Ａが形成され、バンド取付部１１Ａ間にはバネ棒が着脱可能に設けられる。そして、前記バンド１５は、バネ棒を利用してバンド取付部１１Ａ間に取り付けられる。

外装ケース１１内には、表示パネル（表示装置）２０、太陽電池３０、導光手段４０と、時計回路基板５０が設けられている。

表示パネル２０は、カバーガラス１２の下方（裏蓋１３側）に設けられ、かつ、外装ケース１１に応じた形状、サイズで製造された液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）で構成されている。
本実施形態では、外装ケース１１が角筒状に形成されているため、図３にも示すように、表示パネル２０も矩形板状に形成されている。
なお、表示パネル２０としては、液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイの他、他のメモリー性表示装置、例えば、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）、強誘電液晶、コレステリック液晶等の各種のメモリー性を有する表示装置が利用できるし、有機ＥＬディスプレイなども利用できる。そして、本実施形態では、表示パネル２０によって時計の表面パネル（文字板）が構成されている。

〔太陽電池の構成〕
太陽電池３０は、表示パネル２０の裏面側（裏蓋１３側）に設けられたソーラー基板（太陽電池基板）３１と、ソーラーセル３２とを備えている。
ソーラー基板３１は、表示パネル２０と同様に矩形板状に形成されている。本実施形態では、ソーラー基板３１は、表示パネル２０の配線に導通させるアウターリードボンディング基板（ＯＬＢ基板）を兼用している。すなわち、ソーラー基板３１には、表示パネル２０を駆動制御するための配線が設けられ、この配線は、表示パネル２０の側面側に立ち上げられた接続部３１Ａを介して表示パネル２０に電気的に接続されている。
また、ソーラー基板３１の接続部３１Ａが形成された側面と、反対側の側面には前記配線を時計回路基板５０に接続するための接続部３１Ｂが設けられている。

ソーラーセル３２は、ソーラー基板３１の裏面（裏蓋１３）側に形成されている。このソーラーセル３２は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどからなる一般的なソーラーセルで構成されている。従って、太陽電池３０は、ソーラー基板３１の裏面側（裏蓋１３側）からの光がソーラーセル３２つまり太陽電池３０の発電面に当たることで発電を行うように構成されている。

ソーラーセル３２で発電された電力は、ソーラー基板３１を介して時計回路基板５０に設けられた二次電池に充電され、この二次電池の出力で時計回路基板５０や表示パネル２０が駆動される。二次電池に充電する場合、通常、二次電池の電源電圧以上の発電電圧を確保する必要がある。このため、ソーラーセル３２は、複数の領域に分割され、各領域の出力を直列接続することで発電電圧を向上させている。

〔導光手段の構成〕
導光手段４０は、表示パネル２０の裏面側に配置された前記太陽電池３０に対し、外装ケース１１の外部からの光を導入して照射させるものである。
具体的には、導光手段４０は、導光板４１と、拡散部４２と、反射板４４と、遮光板４５とを備えている。

導光板４１は、表示パネル２０の周囲に配置された光取り入れ部４１１と、前記太陽電池３０の裏面側（裏蓋１３側）に配置された導光部４１２とを備えている。なお、導光板４１は、ガラス、光ファイバー、透明アクリル板、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）などの透明材料で構成され、光取り入れ部４１１および導光部４１２は一体に成形されている。
光取り入れ部４１１は、表示パネル２０の周囲に配置されて表示パネル２０の端縁を保持する表面パネル受け部（文字板リング）としても機能している。そして、図２に示すように、光取り入れ部４１１の上面は、外装ケース１１のカバーガラス１２を保持する保持部から表示パネル２０に向かって下向きに傾斜されており、カバーガラス１２を通して外装ケース１１内に入った光を取り入れることができるように構成されている。
光取り入れ部４１１は、外装ケース１１の内周面に沿って裏蓋１３側に延長され、導光部４１２に連続されている。
なお、導光板４１の外周面には段部が形成されている。導光板４１は、導光板４１の段部が外装ケース１１の内周面に形成された段部に当接することで、外装ケース１１に支持されている。

導光部４１２は、光取り入れ部４１１の下端に連続して矩形板状に形成され、前記太陽電池３０の裏面側に配置されている。
なお、前記光取り入れ部４１１の下面は、外装ケース１１の軸方向（カバーガラス１２側から裏蓋１３側に向かう方向）に対して４５度に傾斜されており、その傾斜面に反射板（ミラー）４４が設けられている。
このため、前記光取り入れ部４１１で取り入れられた光は、反射板４４で反射され、進行方向が９０度変化して前記導光部４１２を進むようにされている。
なお、反射板４４は、導光板４１に金属製の反射膜を蒸着することなどで形成すればよい。

前記導光部４１２には、導光部４１２に導入された光をソーラーセル３２に照射させるための拡散部４２が設けられている。本実施形態では、拡散部４２は、導光部４１２の上面（表示パネル２０側の面）に積層された拡散シート（拡散板）４２１およびプリズムシート４２２で構成されている。
拡散シート４２１は、光を散乱・拡散させるシートである。プリズムシート４２２は、Ｖ溝やプリズムを平面に並べて構成され、シート正面への集光効果を高めるシートである。従って、拡散部４２は、これらの各シート４２１，４２２を備えることで、導光部４１２から出た光をある程度の範囲に拡散させてソーラーセル３２に向かって照射させることができる。すなわち、導光部４１２の上面から出た光は、拡散シート４２１によって拡散され、かつプリズムシート４２２によってソーラーセル３２に対してほぼ垂直方向に当たるように方向が調整される。

なお、拡散部４２としては、別体の拡散シート４２１およびプリズムシート４２２を積層したものに限らず、これらの機能を一体化させた拡散プリズムシートを用いてもよい。また、白色アクリル板を導光部４１２に沿って重ねた構造で拡散させてもよい。
また、導光部４１２内に反射ドットやプリズムなどを組み込んで、拡散部４２を導光板４１内に形成してもよい。
さらに、拡散部４２としては、導光部４１２に蒸着などによって形成されたミラーで構成してもよい。このようなミラーを設ければ、導光部４１２を伝わる光を全反射させてソーラーセル３２に照射でき、導入された光を最も効率的に発電に利用できる。

また、ソーラーセル３２は、直列接続するために分割されているので、拡散部４２は、ソーラーセル３２の分割位置を考慮して光を拡散・集光させることが好ましい。すなわち、ソーラーセル３２が配置されていない分割位置に光を照射させても発電に寄与せず、発電効率が低下する。従って、ソーラーセル３２が配置されている領域のみに光が当たるように拡散部４２を配置しておけばよい。すなわち、拡散部４２は、ソーラーセル３２の分割位置に対応する部分では光を拡散させずに通過させ、ソーラーセル３２の配置位置に対応する部分で光を拡散させてソーラーセル３２に照射するように構成すればよい。

遮光板４５は、導光板４１に導入された光が裏蓋１３側に出てしまうことを防止するために、導光部４１２の裏面側に配置されたものである。
この遮光板４５が設けられていることで、導光板４１内の光は、裏蓋１３側に出てしまうことがなく、表示パネル２０側に出てソーラーセル３２に照射される。従って、導光板４１に導入した光を効率的に発電に利用できる。

表示パネル２０は、ＯＬＢ基板を兼用したソーラー基板３１や拡散部４２を介して導光板４１で支持されている。

時計回路基板５０は、ムーブメント（モジュール）７０内に組み込まれている。ムーブメント７０は、遮光板４５の裏面側つまり遮光板４５と裏蓋１３との間に配置されている。
時計回路基板５０は、水晶振動子やＩＣ、二次電池等の表示パネル２０の駆動を制御し、時刻を表示させるための各種回路などが設けられた一般的なデジタルクオーツ時計の回路基板と同様の構成である。すなわち、時計回路基板５０には、表示パネル２０の駆動を制御する表示パネル駆動回路が設けられ、この表示パネル駆動回路によって表示パネル２０の駆動を制御し、所定の情報を表示している。図１では、現在の「時分秒」である時刻情報を表示している。この情報表示内容は、例えば、外装ケース１１に設けられたボタン１６を操作することで、他の情報に切り替えられるようにされている。例えば、ボタン操作などによって、表示パネル２０に表示される情報を、日付表示、曜日表示、他の都市（タイムゾーン）の都市名および現地時刻からなるワールドタイム情報などの各種時刻情報を切り替えて表示できるようにされている。さらに、太陽電池付時計１が、ＰＤＡ(personal digital assistant)機能を有する場合には、表示パネル２０に、スケジュール情報、Ｔｏｄｏ（作業リスト）情報、アドレス情報などの各種情報を表示してもよい。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）表示パネル２０の周囲の表面パネル受け部（文字板リング）に設けられた光取り入れ部４１１から光を取り入れて、導光部４１２および拡散部４２を介して表示パネル２０の裏面に配置された太陽電池３０に対して光を送っているので、表示パネル２０として、光が透過しない液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイなどの各種表示パネルを用いる場合でも、その表示パネル２０を表面パネル受け部の内側、つまり文字板が配置される領域の全面に設けることができる。このため、表示エリアを大きくでき、表示視認性も向上できる。さらに、アクティブマトリックス型の表示パネル２０を用いれば、数字だけでなく、文字や画像なども表現でき、表示表現が多用になり、表示情報量も多くできる。

（２）太陽電池３０を表示パネル２０の裏面に配置しているので、太陽電池３０の面積を表示パネル２０の面積と同程度まで大きくすることができる。このため、表面パネル受け部に設けられた光取り入れ部４１１からの光を、太陽電池３０に当てることで発電能力を向上できる。
また、時計表面には表示パネル２０は露出するが、太陽電池３０は表示パネル２０で完全に隠すことができ、太陽電池３０が外部に露出することがない。
従って、意匠性を向上できるとともに、発電能力も向上でき、高機能でかつ高級感のある時計１を提供できる。

（３）太陽電池３０の発電能力が高いため、セグメント駆動タイプに比べて消費電力が大きなアクティブマトリックス駆動タイプの表示パネル２０を用いても、電力収支を安定化できる。
なお、本実施形態では、表示パネル２０がアクティブマトリックス型の液晶ディスプレイであっても十分に駆動可能な発電能力を確保できるが、表示パネル２０が電気泳動ディスプレイ等のメモリー性を有するものであり、かつ、例えば、通常は時分のみを表示するなど、表示更新頻度が比較的少なくなるように制御すれば、表示パネル２０における消費電力を大幅に低減でき、１回の充電による時計１の持続時間も長くすることができる。

（４）表示パネル２０周囲の表面パネル受け部（文字板リング）に光取り入れ部４１１を設けて光を取り入れているので、従来から用いられている時計部品である文字板リングで光取り入れ部４１１を構成でき、外装ケース１１の構造は従来と同じものを利用できる。このため、太陽電池付時計１の組立性が低下することもなく、部品の流用も可能なためコスト面でも有利である。

（５）導光板４１の導光部４１２に拡散部４２を設けたので、導光部４１２に導入された光をソーラーセル３２の全面に効果的に当てることができ、発電効率を向上させることができる。
その上、拡散部４２は、充電電圧を確保するために分割されたソーラーセル３２に対し、そのソーラーセル３２が配置された領域のみに光が当たるように設定されているので、導光部４１２に導入した光を効率的に発電に利用できる。

（６）表示パネル２０を導光板４１の導光部４１２で支持しているので、表示パネル２０の支持材を別途容易にする必要が無く、部品点数を削減でき、時計１の小型化が図られ、コストも低減できる。
さらに、表示パネル２０のＯＬＢ基板をソーラー基板３１で兼用しているので、部品点数をより削減でき、時計１の小型化およびコスト低減を実現できる。

（７）遮光板４５を設けるとともに、太陽電池３０を導光部４１２よりも表面側に配置し、導光部４１２からの光を、拡散部４２を介して表示パネル２０側に向かって照射するように構成したので、ムーブメント７０側に光が漏れることを確実に防止できる。このため、導入した光を確実に発電に利用でき、かつ、ＩＣに光があたって消費電力が増大することも防止できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図４〜５を参照して説明する。
本実施形態の太陽電池付時計１Ｂは、導光板４１の光取り入れ部４１１を表示パネル２０の周囲の表面パネル受け部ではなく、外装ケース１１の上面に形成した点が相違するが、他の構成は前記第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態の構成と同一または同様の構成部分には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。

太陽電池付時計１Ｂの外装ケース１１は、その表面に複数の孔１１１が設けられ、この孔１１１部分に導光板４１の光取り入れ部４１１が配置されている。そして、各孔１１１に設けられた光取り入れ部４１１から取り入られた光は、反射板４４で反射されて導光部４１２に導かれ、拡散部４２を介してソーラーセル３２に照射される。

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、光取り入れ部４１１を外装ケース１１の表面に設けたので、外装ケース１１の内周側に光取り入れ部４１１を設ける場合に比べて、外装ケース１１内での表示パネル２０の配置領域を広くでき、表示パネル２０の表示領域を大きくできる。
さらに、外装ケース１１の表面に孔１１１が形成されて光取り入れ部４１１が設けられるため、光取り入れ部４１１を時計１Ｂのデザインの一部として利用することができ、従来にない新たなデザインの太陽電池付時計１Ｂを提供できる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図６〜７を参照して説明する。
本実施形態の太陽電池付時計１Ｃは、表示パネル２０の他に指針を備えるコンビネーション時計である。
太陽電池付時計１Ｃの外装ケース１１は、平面略円形に形成されており、このため、表示パネル２０も平面円形に形成されている。
外装ケース１１内には、表示パネル２０、太陽電池３０、導光手段４０、時計回路基板５０を備えたムーブメント７０のほか、指針６０が設けられている。

表示パネル２０は、前記実施形態と同様に電気泳動ディスプレイで構成されて指針６０の背面に設けられている。そして、外装ケース１１に応じた形状(平面円形）、サイズで構成されている。表示パネル２０は、その平面領域が、指針６０の回動軌跡領域以上となるように形成され、指針６０の文字板も兼用している。すなわち、本実施形態では、表示パネル２０に指針６０用の目盛も表示しており、表示パネル２０は文字板としても機能している。なお、表示パネル２０は、前記実施形態と同様に、時刻や日付等の各種情報も表示可能に構成されている。

指針６０は、カバーガラス１２と表示パネル２０との間の空間に配置され、カバーガラス１２から視認可能に設けられている。本実施形態では、指針６０として、時針６１、分針６２および秒針６３が設けられている。各時針６１、分針６２、秒針６３の回転軸は、ムーブメント７０から表示パネル２０等を貫通して設けられて前記空間に突出されている。

ムーブメント７０は、指針６０（時針６１、分針６２、秒針６３）の駆動を制御するとともに、その内部に設けられた時計回路基板５０によって表示パネル２０の駆動制御も行うように構成されている。なお、ムーブメント７０は、ステッピングモータや輪列を有する一般的なものであるため、説明を省略する。
また、外装ケース１１の側面には、一般的な時計と同様に、ボタン１６やりゅうず１７が設けられている。

本実施形態の導光板４１は、表示パネル２０の周囲にリング状（円環状）に配置された光取り入れ部４１１と、表示パネル２０の裏面側に配置されて前記光取り入れ部４１１に連続する円板状の導光部４１２とを備えている。
前記光取り入れ部４１１の底面部分には、反射板４４が蒸着によって形成されている。光取り入れ部４１１がリング状に形成されているため、反射板４４は円錐状に形成されることになる。
また、前記実施形態と同様に、導光部４１２の上面には拡散部４２の拡散シート４２１、プリズムシート４２２が積層され、導光部４１２の下面には遮光板４５が配置されている。

このような太陽電池付時計１Ｃにおいても、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
すなわち、指針６０および表示パネル２０を備えるコンビネーション時計においても、太陽電池３０を表示パネル２０の裏面側に配置しているので、表示パネル２０の表示エリアを大きくでき、表示パネル２０の上に指針６０が配置されていても、表示パネル２０に様々な情報を表示することができる。その上、指針６０が移動する領域全面を表示パネル２０とすることができるので、表示パネル２０に指針６０の目盛を表示させることもでき、指針６０の視認性も向上させることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、光取り入れ部４１１は、前記第１，３実施形態のように、外装ケース１１内で表示パネル２０の周囲の表面パネル受け部に設ける場合や、前記第２実施形態のように、外装ケース１１の表面に形成する場合に限らない。例えば、図８に示すように、外装ケース１１の側面に開口させて側面から光を取り込むように構成してもよいし、外装ケース１１の裏面から光を取り込むように構成してもよい。
さらに、外装ケース１１に孔１１１を形成し、その孔１１１に光取り入れ部４１１を配置する構成に限らず、外装ケース１１の一部あるいは全体を、光を透過可能な材料で構成し、外装ケース１１自体を光取り入れ部として利用してもよい。

また、表示パネル２０としては、液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイに限らず、他のメモリー性の表示パネルを用いてもよいし、有機ＥＬディスプレイ等の非メモリー性の表示パネルを用いてもよい。
さらに、表面パネルとしては、情報を表示可能な表示パネル２０に限らず、金属製等の文字板を設けてもよい。この場合、指針６０を設けることで、通常のアナログ時計を構成できる。

また、前記実施形態では導光部４１２の裏面側に遮光板４５を設けていたが、遮光板４５を設けなくてもよい。すなわち、太陽電池３０を導光部４１２の表面パネル側に配置し、導光部４１２および拡散部４２によって導光部４１２から表面側に光を照射して発電するように設定しておけば、導光部４１２の裏面側（ムーブメント７０側）に光が漏れることは殆どないためである。但し、遮光板４５を設ければ、ムーブメント７０側への光漏れを確実に防止できる利点がある。

さらに、前記実施形態では、表面パネルの裏面側に太陽電池３０、導光部４１２の順序で配置していたが、表面パネルの裏面側に、導光部４１２、太陽電池３０の順に配置し、導光部４１２から裏蓋１３側に光を出してソーラーセル３２に照射するように構成してもよい。

また、前記実施形態では、表面パネルの裏面全体に太陽電池３０を配置していたが、表面パネルの外周部分のみに太陽電池３０を配置してもよい。この場合、導光部４１２および拡散部４２は、太陽電池３０の配置部分のみに光を照射するように構成すればよい。

導光部４１２としては、拡散部４２などに蓄光材を設けてもよい。蓄光材を設ければ、光を蓄積でき、光取り入れ部４１１からの入光が終わっても発電を継続することができ、発電効率を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池付時計を示す正面図。 前記実施形態の太陽電池付時計の断面図。 前記実施形態の表示パネル、ソーラー基板、時計回路基板を示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池付時計を示す正面図。 第２実施形態の太陽電池付時計の断面図。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池付時計を示す正面図。 第３実施形態の太陽電池付時計の断面図。 本発明の変形例に係る太陽電池付時計を示す断面図。

符号の説明

１，１Ｂ，１Ｃ…太陽電池付時計、１０…時計本体、１１…外装ケース、１２…カバーガラス、１３…裏蓋、２０…表示パネル、３０…太陽電池、３１…ソーラー基板、３２…ソーラーセル、４０…導光手段、４１…導光板、４２…拡散部、４２１…拡散シート、４２２…プリズムシート、４４…反射板、４５…遮光板、５０…時計回路基板、６０…指針、６１…時針、６２…分針、６３…秒針、７０…ムーブメント、１１１…孔、４１１…光取り入れ部、４１２…導光部。

Claims (14)

1. 外装ケースと、
   前記外装ケース内に配置された表面パネルと、
   前記表面パネルの裏面側に配置された太陽電池と、
   導光手段と、を備え、
   前記導光手段は、
   前記表面パネルを介さずに光を取り入れる光取り入れ部と、
   前記光取り入れ部に連続して構成されて取り入れられた光を表面パネルの裏面側に導いて前記太陽電池の発電面に照射する導光部と、
   を備えることを特徴とする太陽電池付時計。
2. 請求項１に記載の太陽電池付時計において、
   前記表面パネルは、金属製の文字板または情報を表示する表示パネルであることを特徴とする太陽電池付時計。
3. 請求項１に記載の太陽電池付時計において、
   前記表面パネルは、情報を表示するメモリー性の表示パネルであることを特徴とする太陽電池付時計。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記光取り入れ部は、外装ケース内部において、表面パネルの外周に沿って配置された表面パネル受け部に設けられていることを特徴とする太陽電池付時計。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記光取り入れ部は、外装ケースの外面に形成された孔に設けられていることを特徴とする太陽電池付時計。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記導光手段の光取り入れ部および導光部は、ガラス、光ファイバー、透明アクリル板、空気層のいずれかで構成されていることを特徴とする太陽電池付時計。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記導光部は、光取り入れ部から取り入れた光を拡散させて太陽電池の発電面側に照射する拡散部が設けられている太陽電池付時計。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記表面パネルは、前記導光部で支持されていることを特徴とする太陽電池付時計。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
   前記太陽電池は、前記表面パネルと導光部の間に配置され、その発電面は裏面側に向かって設けられ、前記導光部から表面パネル側に向かう光が照射されることを特徴とする太陽電池付時計。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
    前記導光部の裏面側には、導光部に導かれた光を裏面側に透過させない遮光板が設けられ、
    前記遮光板の裏面側には、時刻表示を制御するムーブメントが配置されていることを特徴とする太陽電池付時計。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
    前記表面パネルを貫通した回転軸に軸支されて時刻を指示する指針を備えることを特徴とする太陽電池付時計。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
    前記太陽電池は、太陽電池基板と、この太陽電池基板の裏面側に配置されたソーラーセルとを備え、
    前記表面パネルは情報を表示する表示パネルであり、前記太陽電池基板の表面側に配置されて前記太陽電池基板に電気的に接続されていることを特徴とする太陽電池付時計。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
    前記太陽電池は、複数の領域に分割されたソーラーセルを備え、
    前記導光部は、前記ソーラーセルが設けられた領域のみに光を照射可能に構成されていることを特徴とする太陽電池付時計。
14. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の太陽電池付時計において、
    前記太陽電池は、表面パネルの裏面側において、表面パネルの外周に沿った領域に配置され、
    前記導光部は、前記太陽電池が設けられた領域のみに光を照射可能に構成されていることを特徴とする太陽電池付時計。

Images