JP2020071036A - 太陽電池付き時計 - Google Patents

Abstract

【課題】発電効率のさらなる向上を図る太陽電池付き時計１を提供する。【解決手段】太陽電池付き時計１は、上面１４１と下面１４２とを有する、光透過性の文字板１４と、文字板１４を透過した光が入射することにより発電する太陽電池３０と、を有し、文字板１４は、平面視において、太陽電池３０と重なる重畳領域Ｄと、太陽電池３０と重ならない非重畳領域Ｅとを含み、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ２を上面１４１に投影した領域の面積の占める割合が、重畳領域Ｄにおいて、第１の傾斜面１４２ａ１を上面１４１に投影した領域の面積の占める割合よりも高い。【選択図】図７

Description

本発明は、太陽電池付き時計に関する。

特許文献１には、太陽電池（ソーラセル）に光を入射させるため、光透過性を有する文字板が用いられる時計が開示されている。

特開２０１４−２４０８４５号公報

ここで、特許文献１においては、アンテナの受信性能への影響を考慮して、アンテナと重畳する領域に、太陽電池の発電領域である導電性部材が配置されない構成としている。そのため、文字板は、平面視において、太陽電池の発電領域と重畳する領域と、重畳しない領域とを有する。このような時計においては、文字板のうち太陽電池の発電領域と重畳する領域に入射された光は発電に寄与することとなるが、文字板のうち太陽電池の発電領域と重畳しない領域に入射された光は発電に寄与しない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発電効率のさらなる向上を図る太陽電池付き時計を提供することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。

（１）上面と下面のうち、一方の面は平面であり、他方の面は前記平面に対して傾斜する傾斜面を含む、光透過性の文字板と、前記文字板を透過した光が入射することにより発電する発電領域を含む太陽電池と、を有し、前記文字板は、平面視において、前記発電領域と重なる重畳領域と、前記発電領域と重ならない非重畳領域とを含み、前記傾斜面は、前記非重畳領域側から前記重畳領域側に向かう一の方向に向かうに従い、前記上面側から前記下面側に前記平面に対して傾斜する複数の第１の傾斜面と、前記一の方向に向かうに従い、前記下面側から前記上面側に前記平面に対して傾斜する複数の第２の傾斜面と、を含み、前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、太陽電池付き時計。

（２）（１）において、前記非重畳領域における前記第１の傾斜面の前記平面に対する第１の傾斜角は、前記重畳領域における前記第１の傾斜面の前記平面に対する第２の傾斜角よりも小さい、太陽電池付き時計。

（３）（１）又は（２）において、前記非重畳領域において、前記下面は、前記複数の第１の傾斜面にそれぞれ隣り合っており、前記平面に対して垂直方向に延びる複数の垂直面を含む、太陽電池付き時計。

（４）（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記重畳領域のうち少なくとも前記非重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域のうち前記非重畳領域に隣接する一部の領域の他の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、太陽電池付き時計。

（５）（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記非重畳領域のうち前記重畳領域と離間する領域であって前記重畳領域に隣接する一部の領域以外の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合と同じである、太陽電池付き時計。

（６）（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が５０％より高い、太陽電池付き時計。

（７）（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域における前記第１の傾斜面の表面積は、前記重畳領域における前記第１の傾斜面の表面積よりも大きい、太陽電池付き時計。

（８）（１）〜（７）のいずれかにおいて、指針軸を中心として前記文字板上で回転する指針を含み、前記発電領域の平面形状は円形であり、前記発電領域は、平面視において、その中心が前記指針軸と重なるように配置される、太陽電池付き時計。

（９）（１）〜（７）のいずれかにおいて、前記発電領域の平面形状はリング状であり、前記非重畳領域のうち少なくとも前記発電領域の内側の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、太陽電池付き時計。

（１０）（９）において、前記非重畳領域のうち少なくとも前記発電領域の外側の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、太陽電池付き時計。

（１１）（１）〜（１０）のいずれかにおいて、電波を受信するアンテナを含み、前記アンテナは、平面視において、前記発電領域と重畳しない領域に配置される、太陽電池付き時計。

上記本発明の（１）〜（１１）の側面によれば、発電効率のさらなる向上を図る太陽電池付き時計を提供することができる。

第１の実施形態に係る太陽電池付き時計を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ切断線における断面図である。 第１の実施形態の文字板を下面側から見た平面図である。 第１の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。 図４のＶ−Ｖ切断線における断面図である。 第１の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 第１の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 文字板の下面における光の反射について説明する断面図である。 第２の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 第２の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。 第３の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 第４の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 第５の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。 第６の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。 第７の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。 第８の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

以下、本発明の各実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

図１は、第１の実施形態に係る太陽電池付き時計を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ切断線における断面図である。なお、図２においては、後述の竜頭１３の図示は省略しており、また、指針の配置を分かりやすくするため、分針１６が９時の方向を向いており、時針１５及び秒針１７が３時の方向を向いている状態を示している。

図１には、太陽電池付き時計１の外装（時計ケース）である胴１０、胴１０内に配置された文字板１４、時刻を示す指針である時針１５、分針１６、秒針１７が示されている。また、文字板１４には所定の位置に時字４９が設けられている。また、胴１０の１２時側及び６時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部１１が伸びている。また、胴１０の３時側の側面にはユーザが種々の操作を行うためのボタン１２、竜頭１３が配置されている。

なお、図１に示した時計のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴１０を丸型でなく角型にしてもよいし、ボタン１２や竜頭１３の有無、数、配置は任意である。また、図１においては、指針を時針１５、分針１６、秒針１７の３本としているが、これに限定されず、秒針１７を省略してもよいし、あるいは、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電波の受信状態や電池の残量、各種の表示を行う指針や、日付表示等を追加したりしてもよい。

なお、本明細書では、太陽電池付き時計１として、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星などの日付や時刻に関する情報を含む衛星信号を送信する衛星から当該衛星信号を受信し、それに含まれる日付や時刻に関する情報に基づき、時計内部に保持される内部時刻を修正する機能を有している衛星電波腕時計を示す。ただし、これに限られるものではなく、一般的な標準電波を受信して内部時刻を修正する電波時計であってもよいし、こうした時刻修正機能を備えない時計であってもよい。

図２に示すように、太陽電池付き時計１は、文字板１４を覆うようにガラス等の透明材料により形成された風防３２を有し、風防３２は胴１０に取り付けられている。また、風防３２の反対側においては裏蓋３６が胴１０に取り付けられている。本明細書では、以降、時計の風防３２が配置される側（図１における紙面手前側）を上側、裏蓋３６が配置される側（図１における紙面奥側）を下側と呼ぶ。また、文字板１４のうち上側の面を上面と呼び、文字板１４のうち下側の面を下面と呼ぶ。

文字板１４は光透過性を有する。文字板１４の下側には、太陽電池３０が配置されている。太陽電池３０は、文字板１４を透過した光が入射されることにより発電する。文字板１４は、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂からなるとよい。また、それらに限らず、光を透過する材料からなれば良く、例えば、フッ化樹脂やエチレン系樹脂等を使用しても良い。

太陽電池３０は、シリコン等からなる半導体層と、その半導体層の上面及び下面に配置される電極層とを含み、外光が入射されることにより半導体層で発生した電荷を、電極層で回収し、電極層から蓄電池へ電力を供給する。

第１の実施形態においては、図１の破線で示すように、太陽電池３０は、平面形状が円形であり、その中心が文字板１４の中心Ｃに位置するように設けられる。そして、文字板１４の下側において、太陽電池３０が存在しない領域に衛星信号を受信するためのパッチアンテナ２０が配置されている。このように、パッチアンテナ２０を、平面視において太陽電池３０と重ならないように配置することにより、太陽電池３０に含まれる電極によるパッチアンテナ２０の受信感度への影響を抑制することができる。なお、第１の実施形態においては、アンテナとして、衛星信号を受信する平面アンテナであるパッチアンテナ２０を例に挙げるが、これに限られるものではなく、時刻情報等を含む電波を受信するものであれば他の種類のアンテナを用いても構わない。

図２に示すように、太陽電池付き時計１は、さらに、文字板１４と太陽電池３０の間に設けられる半透過性反射板４７、太陽電池３０の下側に設けられるムーブメント３８を有する。ムーブメント３８は、指針を駆動するための輪列とモータ、時刻を計時する水晶振動子を含む時計回路、太陽電池付き時計１全体を制御するコントローラ等を地板と呼ばれる枠に一体に組み付けたものである。ムーブメント３８は、ムーブメント３８に取り付けられた蓄電池から電力を得て動作する。蓄電池は、ムーブメント３８に電力を供給すると同時に、太陽電池３０により発電された電力を蓄積するものであり、例えば、ボタン型のリチウム二次電池である。

第１の実施形態においては、太陽電池３０は、ムーブメント３８に一体的に設けられている。また、ムーブメント３８には指針軸が文字板１４の上面から突出するように設けられており、その先端に秒針１７、分針１６、時針１５が取り付けられている。そして、それらを覆うようにして風防３２が胴１０に固定されている。

次に、図３〜６を参照して、第１の実施形態の文字板の構成の概要について説明する。図３は、第１の実施形態の文字板を下面側から見た平面図である。図４は、第１の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。図５は、図４のＶ−Ｖ切断線における断面図である。図６は、第１の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。なお、図６で示す断面図においては、図が煩雑になることを避けるためハッチングを省略する。後述の図７、図８等においても同様とする。

なお、文字板１４と太陽電池３０との間には、図２で示したように、入射光を適度に透過、反射させるために半透過性反射板４７が設けられるとよいが、必須の構成ではないため、図５、図６等においては、半透過性反射板４７の図示は省略する。また、第１の実施形態においては、文字板１４の下面と太陽電池３０との間の空間は空気層となっている。なお、文字板１４の下面１４２には、透過率を調整するための塗料等が塗布されていてもよい。

第１の実施形態においては、文字板１４の下面１４２には、上側に窪んだ複数の谷条部と、谷条部に隣接して下側に突出した複数の山条部とからなる凹凸が形成されている。このように文字板１４の下面１４２に凹凸を形成する理由は、文字板１４の下面１４２と空気層との界面において光を反射させることにより外部から見て太陽電池３０等の文字板１４の下側に設けられる内部構造を目立たないようにするためである。凹凸の高さやピッチは数十μｍ〜百数十μｍ程度であるとよい。

凹凸は、文字板１４の下面１４２に、図３（ａ）に示すように同心円状に形成されてもよいし、図３（ｂ）に示すように渦巻き状に形成されてもよい。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）においては、実線が山条部を示しており、実線の間の部分が谷条部を示している。ただし、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す凹凸の形状は一例であり、例えばストライプ状や放射状に形成されてもよいし、また、一様な模様に限られるものでもなく、装飾的な模様が形成されるものであってもよい。

文字板１４は、図４、図５等に示すように、平面視において太陽電池３０と重なる重畳領域Ｄと、平面視において太陽電池３０と重ならない非重畳領域Ｅとを含む。図４においては、太陽電池３０を破線で示している。また、図４、図５で示す矢印は、文字板１４の非重畳領域Ｅに入射されて、文字板１４の重畳領域Ｄの下側に配置される太陽電池３０へと入射される光Ｌを模式的に示すものである。このように、非重畳領域Ｅに入射された光が太陽電池３０に入射される理由については後述することとする。

第１の実施形態においては、図５等に示すように、非重畳領域Ｅ側から重畳領域Ｄ側に向かう方向を方向Ｓとする。第１の実施形態においては、方向Ｓは、文字板１４上の所定の位置から文字板１４の中心Ｃに向かう方向である。

また、第１の実施形態においては、図６の拡大断面図に示すように、文字板１４の上面１４１を平面とした。ただし、上面１４１の全体が平面であるものに限らず、一部に凹凸等が設けられていても構わない。

また、上述のように、文字板１４は、その下面１４２に、山条部と谷条部とからなる凹凸を有している。その凹凸により、下面１４２には傾斜面が形成されている。具体的には、文字板１４は、その下面１４２に、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４２ａと、方向Ｓに向かうに従い下面１４２側から上面１４１側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第２の傾斜面１４２ｂとを含む。

第１の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおける下面１４２の傾斜面と、重畳領域Ｄにおける下面１４２の傾斜面とを異なる構成とした。以下、図７を参照して、その詳細について説明する。図７は、第１の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

図７に示すように、下面１４２は、重畳領域Ｄにおいて、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４２ａ１と、方向Ｓに向かうに従い下面１４２側から上面１４１側に上面１４１に対して傾斜する複数の第２の傾斜面１４２ｂ１と、を含む。これら第１の傾斜面１４２ａ１と第２の傾斜面１４２ｂ１は、互いに隣り合って交互に配置されている。

一方、図７に示すように、下面１４２は、非重畳領域Ｅにおいて、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４２ａ２を含む。また、下面１４２は、非重畳領域Ｅにおいて、上面１４１に対して垂直な方向に延びる複数の垂直面１４２ｃを含む。これら第１の傾斜面１４２ａ２と垂直面１４２ｃは、互いに隣り合って交互に配置されている。

ここで、図７において、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ２を上面１４１に投影した領域を領域Ｅ１１として示す。また、重畳領域Ｄにおいて、第１の傾斜面１４２ａ１を上面１４１に投影した領域を領域Ｄ１１として示し、第２の傾斜面１４２ｂ１を上面１４１に投影した領域を領域Ｄ２１として示す。

第１の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１１の面積が占める割合を、重畳領域Ｄにおいて領域Ｄ１１の面積が占める割合よりも高くした。具体的には、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１１の面積が占める割合を１００％とし、重畳領域Ｄにおいて領域Ｄ１１の面積が占める割合を５０％とした。

上記構成を採用することにより、重畳領域Ｄに入射した光に限らず、非重畳領域Ｅに入射した光を、太陽電池３０へと導き、太陽電池３０の発電量の向上を図ることができる。図８を参照して、その理由を説明する。

図８は、文字板の下面における光の反射について説明する断面図である。図８においては、第１の傾斜面１４２ａ１、第２の傾斜面１４２ｂ１、第１の傾斜面１４２ａ２に入射された光Ｌの光路を模式的に示している。なお、光Ｌの一部は各傾斜面を透過し、他の一部は各傾斜面で反射されるが、図８においては、反射された光のみを示している。また、実際には、文字板１４に入射される光は無数であり、その無数の光が反射や透過を繰り返し、複雑な光路を辿ることとなるが、説明の単純化のため、上面１４１に対して垂直に入射された１本の光線が各傾斜面に入射された場合を例に挙げて説明する。

また、図８に示す破線Ｆは、平面である上面１４１に平行な線を示す。そのため、破線Ｆに対する傾斜角が上面１４１に対する傾斜角に対応する。

第１の実施形態においては、第１の傾斜面１４２ａ１の上面１４１に対する傾斜角を傾斜角θ１とし、第２の傾斜面１４２ｂ１の上面１４１に対する傾斜角を傾斜角θ２とした。具体的には、傾斜角θ１及び傾斜角θ２を約４５度とした。

一方、第１の実施形態においては、第１の傾斜面１４２ａ２の上面１４１に対する傾斜角を傾斜角θ３とした。そして、傾斜角θ３（第１の傾斜角）を、傾斜角θ１（第２の傾斜角）よりも小さくした。具体的には、傾斜角θ３を約４０度とした。

第１の傾斜面１４２ａ１に入射された光Ｌは、第１の傾斜面１４２ａ１に垂直な中心線Ｏ１を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。この反射された光を反射光Ｌ１１として示す。図８に示すように、反射光Ｌ１１は、方向Ｓに反射される。

第２の傾斜面１４２ｂ１に入射された光Ｌは、第２の傾斜面１４２ｂ１に垂直な中心線Ｏ２を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。この反射された光を反射光Ｌ１２として示す。図８に示すように、反射光Ｌ１２は、方向Ｓの反対方向に反射される。

このように、下面１４２のうち第１の傾斜面１４２ａ１と第２の傾斜面１４２ｂ１とからなる重畳領域Ｄにおいては、下面１４２において反射された光の一部は方向Ｓ側に進み、他の一部は方向Ｓの反対方向側に進むこととなる。

一方、第１の傾斜面１４２ａ２に入射された光Ｌは、第１の傾斜面１４２ａ２に垂直な中心線Ｏ３を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。この反射された光を反射光Ｌ１３として示す。図８に示すように、反射光Ｌ１３は、方向Ｓ側に反射される。

このように、下面１４２のうち第１の傾斜面１４２ａ２からなる非重畳領域Ｅにおいては、下面１４２において反射された全ての光は方向Ｓ側に進むこととなる。

すなわち、下面１４２のうち、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する第１の傾斜面１４１ａの占める割合が高いほど、方向Ｓ側に進む光の量が多くなる。そのため、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ２を上面１４１に投影した領域の面積が占める割合を高くすることにより、重畳領域Ｄ側に進む光の量を多くすることができる。

さらに、第１の実施形態においては、第１の傾斜面１４２ａ１の上面１４１に対する傾斜角θ１よりも、第１の傾斜面１４２ａ２の上面１４１に対する傾斜角θ３の傾斜角を小さくした。図８に示すように、第１の傾斜面１４２ａ１に入射された光の反射光Ｌ１１は、隣接する第２の傾斜面１４２ｂ１に入射される。第２の傾斜面１４２ｂ１に入射された反射光Ｌ１は、第２の傾斜面１４２ｂ１において反射される。一方、第１の傾斜面１４２ａ２に入射された光の反射光Ｌ１３は、斜め上方向に進むため、隣接する垂直面１４２ｃに入射されることなく、方向Ｓ側へ進むこととなる。そのため、第１の傾斜面１４２ａ２で反射された反射光Ｌ１３は、第１の傾斜面１４２ａ１で反射された反射光Ｌ１１よりも、より多くが方向Ｓ側、すなわち重畳領域Ｄ側へ進むこととなる。なお、当然に、第１の傾斜面１４２ａ２に入射された光の反射光Ｌ１３の全てが重畳領域Ｄ側へ進むわけではなく、ここでの説明は、あくまで第１の傾斜面１４２ａ１に入射された光の反射光Ｌ１３と比較して、より多くの光が重畳領域Ｄ側へ進むことを意味する。

以上説明したように、第１の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ２を上面１４１に投影した領域の面積の占める割合を、重畳領域Ｄにおいて、第１の傾斜面１４２ａ１を上面１４１に投影した領域の面積の占める割合よりも高くした。そのため、非重畳領域Ｅに入射された光を、太陽電池３０へ入射させることができる。その結果、太陽電池３０の発電効率の向上を図ることができる。さらに、第１の実施形態においては、非重畳領域Ｅの第１の傾斜面１４２ａ２の上面１４１に対する傾斜角θ３を、重畳領域Ｄの第１の傾斜面１４２ａ１の上面１４１に対する傾斜角θ１よりも小さくした。このような構成により、第１の傾斜面１４２ａ２で反射された光を、より重畳領域Ｄ側に進ませることができる。その結果、太陽電池３０に入射される光量を向上し、太陽電池３０の発電効率の向上を図ることができる。

なお、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１１の面積が占める割合は、少なくとも５０％よりも大きいとよい。そのような構成とすることにより、少なくとも、方向Ｓの反対方向側よりも方向Ｓ側に多くの光を導くことができる。また、非重畳領域Ｅの第１の傾斜面１４２ａ２の表面積は、重畳領域Ｄの第１の傾斜面１４２ａ１の表面積よりも大きいとよい。上面１４１に対する傾斜角の小さい傾斜面の表面積を大きくすることにより、方向Ｓ側により多くの光を導くことができるためである。

図９及び図１０を参照して、第２の実施形態の文字板２１４について説明する。図９は、第２の実施形態の文字板を示す拡大断面図であって、図１０のＩＸ−ＩＸ切断線における断面図である。図１０は、第２の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。なお、第１の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いて、その詳細な説明は省略する。

図４、図７等を参照して説明した第１の実施形態においては、文字板１４の下面１４２の形状を、重畳領域Ｄと非重畳領域Ｅとで異ならせ、重畳領域Ｄ内においては一律に同様の形状を採用し、非重畳領域Ｅ内においても一律に同様の形状を採用する構成を示した。しかしながら、非重畳領域Ｅに入射された光のうち、下面１４２の形状によって重畳領域Ｄへと導くことができる光は、重畳領域Ｅ付近に入射された光のみである。すなわち、非重畳領域Ｅのうち、重畳領域Ｅと離間した領域においては、方向Ｓに光が進んだとしても、重畳領域Ｅまで辿りつかず、太陽電池３０の発電には寄与しない。

そこで、第２の実施形態においては、非重畳領域Ｅのうち重畳領域Ｄに隣接する領域Ｅ１において、第１の傾斜面１４２ａ２と垂直面１４２ｃとからなる下面１４２を形成し、領域Ｅ１よりも重畳領域Ｄから離間した領域においては、第１の実施形態で示した重畳領域Ｄにおいて形成した下面１４２と同様の構成とした。すなわち、領域Ｅ１よりも重畳領域Ｄから離間した領域においては、下面１４２に、第１の傾斜面１４２ａと第２の傾斜面１４２ｂとを含む凹凸を形成した。このように、重畳領域Ｄにおける下面１４２と同形状の領域を多くすることにより、発電効率を維持しつつ、第１の実施形態と比較して、文字板１４の下面１４２に凹凸を形成する際の製造工程を簡易にすることができる。

また、第２の実施形態においては、重畳領域Ｄのうち非重畳領域Ｅと隣接する領域Ｄ１において、第１の傾斜面１４２ａ２と垂直面１４２ｃとからなる下面１４２を形成した。すなわち、領域Ｄ１においては、方向Ｓと反対方向に光を反射する傾向にある第２の傾斜面１４２ｂ１が形成されないこととした。これにより、重畳領域Ｄのうち領域Ｄ１の上面１４１に入射された光が、文字板２１４を透過して、太陽電池３０の無い領域に漏れ出してしまうことを抑制することができる。その結果、第１の実施形態の構成よりもさらなる発電効率の向上を図ることができる。

図１１を参照して、第３の実施形態の文字板３１４について説明する。図１１は、第３の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

第３の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおける傾斜面１４２ａの上面１４１に対する傾斜角を、重畳領域Ｄにおける傾斜面１４２ａの上面１４１に対する傾斜角と同じにした。すなわち、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ１を含む下面１４２を形成した。その上で、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１２の面積が占める割合を、重畳領域Ｄにおいて領域Ｄ１１の面積が占める割合よりも高くした。なお、図１１に示す領域Ｅ１２は、非重畳領域において第１の傾斜面１４２ａ１を上面１４１に投影した領域である。図１１に示すように、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１２の面積が占める割合は、図７を参照して示した第１の実施形態と同様に、１００％である。一方、領域Ｄ１１の面積が占める割合は、第１の実施形態と同様に、５０％である。

図１２を参照して、第４の実施形態の文字板４１４について説明する。図１２は、第４の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

第４の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおいて、下面１４２に、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４２ａ１と、方向Ｓに向かうに従い下面１４２側から上面１４１側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第２の傾斜面１４２ｂ２と、を形成した。また、図１２に示す領域Ｅ１２は、非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４２ａ１を上面１４１に投影した領域であり、領域Ｅ２３は第２の傾斜面１４２ｂ２を上面１４１に投影した領域である。第４の実施形態においては、非重畳領域Ｅにおける領域Ｅ１２と領域２３との面積の割合を約３対１とした。すなわち、非重畳領域Ｅにおいて領域Ｅ１２の面積が占める割合を、約７５％とした。一方、重畳領域Ｄにおける領域Ｄ１１の面積が占める割合は、第１の実施形態等と同様に５０％とした。このように、第４の実施形態においても、非重畳領域Ｅにおける領域Ｅ１２の面積が占める割合が、重畳領域Ｄにおける領域Ｄ１１の面積が占める割合よりも高いため、非重畳領域Ｅに入射された光を、重畳領域Ｄ側に導き、太陽電池３０の発電効率を向上することができる。

図１３を参照して、第５の実施形態の文字板について説明する。図１３は、第５の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。

第５の実施形態においては、平面形状が、中央部が切り欠かれたリング状の太陽電池５３０を採用した例について説明する。図１３に示すように、太陽電池５３０は、その中心が文字板５１４の中心Ｃと一致するように配置される。

太陽電池１３０はリング状であるため、文字板５１４は、太陽電池１３０の内側の領域及び外側の領域に、平面視において太陽電池５３０と重ならない非重畳領域Ｅを有する。第５の実施形態においては、文字板５１４のうち内側及び外側の非重畳領域Ｅに入射された光の双方を、重畳領域Ｄ側に反射させるように、下面１４２に凹凸を形成する構成とするとよい。すなわち、文字板５１４のうち外側の非重畳領域Ｅにおいては、第１の実施形態で示した第１の傾斜面１４２ａ２及び垂直面１４２ｃからなる下面１４２を形成し、文字板５１４のうち内側の非重畳領域Ｅにおいては、第１の実施形態で示した第１の傾斜面１４２ａ２と傾斜方向が反対となる傾斜面及び垂直面１４２ｃからなる下面１４２を形成するとよい。このような構成にすることにより、太陽電池５３０の発電効率をより向上させることができる。

図１４を参照して、第６の実施形態の文字板６１４について説明する。図１４は、第６の実施形態における太陽電池に入射される光の光路を模式的に示す図である。

第６の実施形態においては、平面形状が、円形に扇形の切り欠きが形成された形状の太陽電池６３０を採用した例について説明する。第６の実施形態においても、文字板６１４の非重畳領域Ｅのうち重畳領域Ｄに隣接する領域に入射された光が、重畳領域Ｄ側に進むように、下面１４２に凹凸を形成するとよい。具体的には、文字板６１４の径方向における切断線で切り取った断面形状、例えば、図１４に示すＢ１−Ｂ１切断線やＢ２−Ｂ２切断線で切り取った断面形状が、図７等で示した形状となるように、下面１４２を構成するとよい。これにより、非発電領域Ｅに入射された光を、太陽電池６３０へと導くことができ、発電効率の向上を図ることができる。

なお、太陽電池の形状は、第１の実施形態〜第６の実施形態で示したものに限られるものではなく、例えば、リング形状の一部が切り欠かれたＣ字形状であってよいし、角形の外形を有するものであっても構わない。

図１５を参照して、第７の実施形態の文字板７１４について説明する。図１５は、第７の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

第７の実施形態においては、下面１４２は、非重畳領域Ｅにおいて、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、上面１４１に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４２ａ２を含む。また、下面１４２は、非重畳領域Ｅにおいて、上面１４１に対して垂直な方向に延びる複数の垂直面１４２ｃを含む。これら第１の傾斜面１４２ａ２と垂直面１４２ｃは、互いに隣り合って交互に配置されている。なお、第７の実施形態において、重畳領域Ｄにおける下面１４２の構成は、第１の実施形態と同様とした。

そして、第７の実施形態においては、重畳領域Ｄよりも非重畳領域Ｅにおいて、下面１４２に形成される凹凸を深くした。すなわち、第１の実施形態等で示した構成と比較して、第１の傾斜面１４２ａ２及び垂直面１４２ｃの断面視における長さを長くした。このような構成により、第１の傾斜面１４２ａ２の表面積が大きくなる。そのため、第１の傾斜面１４２ａ２で反射する光の量、すなわち、方向Ｓ側に進む光の量を多くすることができる。その結果、太陽電池３０における発電効率を向上することができる。

また、第７の実施形態においては、図１５に示すように、上面１４１（図１５中の破線Ｆ）に対する第１の傾斜面１４２ａ２の傾斜角θ３を、上面１４１に対する第１の傾斜面１４２ａ１の傾斜角θ１よりも大きくした。具体的には、傾斜角θ１を約４５度とし、傾斜角θ３を約６０度とした。このように、第１の実施形態で示したように、傾斜角θ３は、傾斜角θ１よりも小さいものに限られるわけではない。傾斜角θ３は、文字板１４の材料、すなわち、文字板１４の透過性や反射性に応じて、より方向Ｓ側に進む光が多くなるような角度に設定されるとよい。

図１６を参照して、第８の実施形態の文字板８１４について説明する。図１６は、第８の実施形態の文字板を示す拡大断面図である。

第８の実施形態においては、図１６に示すように、下面１４２を平面とし、上面１４１に傾斜面を含む凹凸を形成した例について示す。第８の実施形態の構成は、下面１４２を平面とし、上面１４１に傾斜面を含む凹凸を形成したこと以外については、第１の実施形態で示した構成と同様とした。

具体的には、重畳領域Ｄにおいて、上面１４１は、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、下面１４２に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４１ａ１と、方向Ｓに向かうに従い下面１４２側から上面１４１側に、下面１４２に対して傾斜する複数の第２の傾斜面１４１ｂ１と、を含む。そして、第１の傾斜面１４１ａ１と、第２の傾斜面１４１ｂ１とを交互に配置し、第１の傾斜面１４１ａ１を下面１４２に投影した領域Ｄ１１の面積の占める割合を５０パーセントとした。

また、非重畳領域Ｅにおいて、上面１４１は、方向Ｓに向かうに従い上面１４１側から下面１４２側に、下面１４２に対して傾斜する複数の第１の傾斜面１４１ａ２と、下面１４２に対して垂直な方向に延びる複数の垂直面１４１ｃと、を含む。そして、第１の傾斜面１４２ａ２と、垂直面１４１ｃとを交互に配置し、第１の傾斜面１４２ａ２を下面１４２に投影した領域Ｄ１１の面積の占める割合を１００パーセントとした。

第８の実施形態においても、上面１４１側から入射された光が、文字板８１４を透過し、下面１４２から取り出されるが、文字板８１４に入射される光の一部は、上面１４１において反射される。

重畳領域Ｄにおいて、第１の傾斜面１４１ａ１に入射された光の一部は、第１の傾斜面１４１ａ１に垂直な中心線を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。第１の傾斜面１４１ａにおいて反射された反射光は、方向Ｓ側に進む。一方、第２の傾斜面１４１ｂ１に入射された光の一部は、第２の傾斜面１４１ｂ１に垂直な中心線を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。第２の傾斜面１４２ｂ１において反射された反射光は、方向Ｓの反対方向側に進む。

非重畳領域Ｅにおいて、第１の傾斜面１４１ａ２に入射された光の一部は、第１の傾斜面１４１ａ２に垂直な中心線を基準として、入射角と等しい角度の反射角で反射される。第１の傾斜面１４２ａ２において反射された反射光は、方向Ｓ側に進む。

以上説明した第８の実施形態の構成においても、非重畳領域Ｅにおいて、より多くの光を方向Ｓ側に進めることができ、太陽電池３０の発電効率が向上する。なお、第２の実施形態〜第７の実施形態で示した構成を第８の実施形態に適用してもよい。すなわち、下面１４２を平面とし、上面１４１の構成を第２の実施形態等で示した下面１４２の形状としてもよい。

なお、上記各実施形態においては、太陽電池３０のうち何れの領域に光が入射された場合であっても発電が行われる例について示したが、これに限られるものではなく、太陽電池３０は、光が入射されることにより発電する発電領域と、光が入射された場合であっても発電しない非発電領域を含むものであってもよい。そのような太陽電池３０を用いる場合、文字板１４のうち発電領域と重畳する領域を重畳領域Ｄとし、文字板１４のうち発電領域と重畳しない領域を非重畳領域Ｅとして、上記各実施形態で説明した構成を文字板１４の下面１４２に採用するとよい。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

１ 太陽電池付き時計、１０ 胴、１１ バンド固定部、１２ ボタン、１３ 竜頭、１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４，８１４ 文字板、１４１ 上面、１４２ 下面、１４２ａ，１４２ａ１，１４２ａ２ 第１の傾斜面、１４２ｂ，１４２ｂ１，１４２ｂ２ 第２の傾斜面、１４２ｃ 垂直面、１５ 時針、１６ 分針、１７ 秒針、２０ パッチアンテナ、３０，５３０，６３０ 太陽電池、３２ 風防、３６ 裏蓋、３８ ムーブメント、４７ 半透過性反射板、４９ 時字。

Claims (11)

1. 上面と下面のうち、一方の面は平面であり、他方の面は前記平面に対して傾斜する傾斜面を含む、光透過性の文字板と、
   前記文字板を透過した光が入射することにより発電する発電領域を含む太陽電池と、
   を有し、
   前記文字板は、平面視において、前記発電領域と重なる重畳領域と、前記発電領域と重ならない非重畳領域とを含み、
   前記傾斜面は、前記非重畳領域側から前記重畳領域側に向かう一の方向に向かうに従い、前記上面側から前記下面側に前記平面に対して傾斜する複数の第１の傾斜面と、前記一の方向に向かうに従い、前記下面側から前記上面側に前記平面に対して傾斜する複数の第２の傾斜面と、を含み、
   前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、
   太陽電池付き時計。
2. 前記非重畳領域における前記第１の傾斜面の前記平面に対する第１の傾斜角は、前記重畳領域における前記第１の傾斜面の前記平面に対する第２の傾斜角よりも小さい、
   請求項１に記載の太陽電池付き時計。
3. 前記非重畳領域において、前記下面は、前記複数の第１の傾斜面にそれぞれ隣り合っており、前記平面に対して垂直方向に延びる複数の垂直面を含む、
   請求項１又は２に記載の太陽電池付き時計。
4. 前記重畳領域のうち少なくとも前記非重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域のうち前記非重畳領域に隣接する一部の領域の他の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
5. 前記非重畳領域のうち前記重畳領域と離間する領域であって前記重畳領域に隣接する一部の領域以外の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合と同じである、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
6. 前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が５０％より高い、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
7. 前記非重畳領域のうち少なくとも前記重畳領域に隣接する一部の領域における前記第１の傾斜面の表面積は、前記重畳領域における前記第１の傾斜面の表面積よりも大きい、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
8. 指針軸を中心として前記文字板上で回転する指針を含み、
   前記発電領域の平面形状は円形であり、
   前記発電領域は、平面視において、その中心が前記指針軸と重なるように配置される、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
9. 前記発電領域の平面形状はリング状であり、
   前記非重畳領域のうち少なくとも前記発電領域の内側の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。
10. 前記非重畳領域のうち少なくとも前記発電領域の外側の領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合が、前記重畳領域において、前記第１の傾斜面を前記平面に投影した領域の面積の占める割合よりも高い、
    請求項９に記載の太陽電池付き時計。
11. 電波を受信するアンテナを含み、
    前記アンテナは、平面視において、前記発電領域と重畳しない領域に配置される、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池付き時計。

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