JP3627469B2

JP3627469B2 - Electronic equipment with solar cells

Info

Publication number: JP3627469B2
Application number: JP27629997A
Authority: JP
Inventors: 好広比田井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JPH11118955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池を備えた電子機器に係り、特に、電子腕時計として構成する場合に好適な機器構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、太陽電池の発電する電力により動作する太陽電池付の電子腕時計が市販されている。この種の電子腕時計は、一般に、太陽電池の受光面積を大きくするために、通常の腕時計において文字板が設置される表示面に円盤型の太陽電池の受光面を配置したものがほとんどである。太陽電池の受光面は暗色であり、一般に表示面には４つの領域に分割された電極形状が視認される。
【０００３】
上記の太陽電池付電子腕時計においては、比較的安価なグレードの腕時計についてはそれ程の問題はないが、高級なグレードの腕時計について太陽電池を設置しようとすると、表示面に現れる電極形状により高級感が損なわれ、時計デザインも制約されるという問題点がある。
【０００４】
そこで、太陽電池の受光面の表面上に透光性を有する白色などの色調を有する合成樹脂やセラミックス製の薄い表面板を配置し、当該表面板を通して太陽電池の電極形状が透視できないように構成したものがある。このような構造によれば通常の高級腕時計に比較的近い外観を呈するものを構成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の太陽電池付電子腕時計においては、上記表面板の光透過率により太陽電池の発電量と外観とが大きく影響を受けるので、太陽電池の発電量を十分に確保しつつ外観をなるべく通常の文字板に近い状態にするには表面板の材質や光学特性を厳密に選択、調整する必要があり、設計自由度の低下、製造コストの増大、品質維持管理の労力増大などが発生するという問題点がある。
【０００６】
また、表面板には十分な光透過率が必要であるため、高級感のある表示面の外観を得ることができず、たとえば、金属調の表面板を構成することはできないなど、表示面（従来の文字板面）のデザイン上の制約がなお大きいという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、上述の太陽電池付電子腕時計のように表示部を備えた種々の電子機器において、表示部の技術的、デザイン的な制約をもたらすことなく、太陽電池による発電を可能とする太陽電池を備えた電子機器の構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、外部から視認可能に構成された表示部と、機器内部に収容された太陽電池と、該太陽電池の発電した電力により少なくとも部分的に駆動されるように構成された被駆動部と、前記表示部以外の外表面に形成された外光を取り入れるための入射窓部と、該入射窓部から機器内部へと外光を導くための導光経路とを設け、前記導光経路を通じて外光が導かれる機器内部の位置に前記太陽電池の受光部を配置した太陽電池を備えた電子機器であって、前記太陽電池の受光面は、機器内部において所定距離を隔てて他の受光面若しくは反射面に対向するように配置され、前記受光面と前記他の受光面若しくは前記反射面との対向部の端部に前記導光経路の内部側端部が配置されていることを特徴とする太陽電池を備えた電子機器である。
【０００９】
この手段によれば、表示部以外の外表面に入射窓部を設け、この入射窓部から外光を取り入れて導光経路を通して機器内部に配置された太陽電池の受光部に照射するように構成されているので、表示部に太陽電池の受光面を配置した場合に較べると、表示部のデザインの自由度が向上し、高級感を出すことができる。また、表示部以外の外表面上やケース体内に太陽電池を配置した場合に較べると、太陽電池が損傷する危険性を低減することができるとともに、機器内部において太陽電池の比較的自由な配置が実現でき、しかも比較的自由に受光面積を設定できるため、受光効率や発電効率を高めることができる。
さらに、導光経路の内部側端部を受光面と他の受光面若しくは反射面との間の対向部の端部に配置することにより、導光経路からの光を受光面と他の受光面若しくは反射面との間に導入することができる。このように外光を受光面と他の受光面若しくは反射面との間に導入するように構成することにより、太陽電池の受光面積を大きくすることができるとともに、太陽電池への光の取り込み効率を高めることができるから、太陽電池の発電量を増やすことができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、外部から視認可能に構成された表示部と、機器内部に収容された太陽電池と、該太陽電池の発電した電力により少なくとも部分的に駆動されるように構成された被駆動部と、前記表示部以外の外表面に形成された外光を取り入れるための入射窓部と、該入射窓部から機器内部へと外光を導くための導光経路とを設け、前記導光経路を通じて外光が導かれる機器内部の位置に前記太陽電池の受光部を配置し、機器内部において延在し、前記導光経路を通して導入された外光を延在方向に導くように構成されているとともに、その延在部分の表面から放光するように構成された導光放出部材が配置され、前記太陽電池の受光面は前記導光放出部材の前記延在部分の表面に沿って対向配置された太陽電池を備えた電子機器であって、前記導光放出部材は、前記入射窓部から前記導光経路を構成した後に機器内部の前記延在部分にまで伸びるように一体に構成されていることを特徴とする太陽電池を備えた電子機器である。
【００１３】
この手段によれば、導光放出部材が導光経路を通して導入された外光を延在方向に導くとともに延在部分の表面から放光するように構成されているので、太陽電池の受光面を導光放出部材の延在部分と同様に延在させて受光面積を大きくすることができるため、太陽電池の受光効率を向上させることができ、太陽電池の発電量を増やすことができる。
さらに、入射窓部から延在部分までが一体の部材で構成されているため、導光方向に沿って進む際に生ずる光損失量を低減することができる。
【００１６】
上記各手段においてはさらに、前記表示部を正面部とする薄型形状を備え、前記入射窓部が薄型形状の側面部に設けられている場合がある。たとえば、腕時計、携帯電話、ポケットベル、電子カードなどである。
【００１７】
この場合に、前記導光経路は、外光を前記側面部から機器内部における薄型形状の背面部側にまで導くように構成されていることが好ましい。
【００１８】
この手段によれば、表示部及びこの表示部の背後に設けられる被駆動部に影響を与えずに太陽電池を配置することができるので、機器構成が容易になり、しかも太陽電池の受光面積を大きくとることが可能になる。
【００１９】
この場合にはさらに、前記入射窓部は、薄型形状の背面部にも形成されていることが望ましい。
【００２０】
この手段によれば、薄型形状の背面部にも外光を取り入れるための入射窓部が設けられていることにより、背面部には外光の大きな入射面積を確保することができるので、太陽電池の発電量を増大させることができる。
【００２１】
上記各手段においては、電子腕時計として構成する場合がある。この場合には特に薄型構造を保持しつつ表示部のデザインを自由に構成でき、高級感のある製品を作り出すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る電子機器の第１実施形態としての電子腕時計の時計本体の概略構造を示すものである。時計本体は、ステンレス、チタン合金などの金属や合成樹脂などで形成された胴１０の内側空間にムーブメント１１を収容し、ムーブメント１１に金属製の文字板１３を固定し、文字板１３の中心孔にムーブメントから突出する指針駆動部１４を挿通させ、この指針駆動部１４に指針を取り付けたものである。文字板１３及び指針の前面側にはガラス、サファイア、ガラスとサファイアとの合わせガラスなどにより構成された透明窓材１５が胴１０に対して図示しないプラスチックパッキンを介した圧入や接着剤などによる固着によって固定されている。胴１０の裏側にはステンレス、チタンなどの金属や合成樹脂で形成された裏蓋１６が取り付けられている。
【００２４】
胴１０の３時方向の側面部には、図５に示すように指針の回動方向に延長された形状の開口孔１０ａが穿設されており、この開口孔１０ａは、胴１０の外側とムーブメント１１を収容する内側空間とを連通するように構成されている。この開口孔１０ａの内部には、プラスチックパッキンを介した圧入や接着剤による固着により、透光性を有するガラスや合成樹脂からなる導光材２１が挿入固定されている。導光材２１の外部側端面２１ａは入射窓部を構成し、ここから取り入れられた外光は、導光材２１の内部を透過して胴１０の内側空間に臨む内部側端面２１ｂから放出される。ここで、導光材２１の周面２１ｃと開口孔１０ａの内面とのいずれか一方、若しくは両者の間には、光を反射するための反射層を形成することが好ましい。
【００２５】
胴１０の内側空間のうち上記導光材２１の内部側端面２１ｂに臨む位置には太陽電池２２が配置され、太陽電池２２の受光面２２ａは内部側端面２１ｂに対向している。このため、導光材２１を透過した外光は太陽電池２２の受光面２２ａに照射され、太陽電池２２が発電するようになっている。
【００２６】
太陽電池２２はムーブメント１１の内部に配置された図示しない２次電池に接続されており、発電電力はこの２次電池に蓄えられ、必要に応じてムーブメントの駆動モータや制御回路に供給される。
【００２７】
ここで、腕時計の携帯時の姿勢差を示す以下のデータによると、文字板位置が太陽光に正対する時間が３５％であるのに対し、腕時計の側面部が太陽光に正対する時間は６４％あり、残り１％が裏蓋表面である。
【００２８】
携帯時の腕時計の姿勢差
水平（上） … ３５％
水平（下） … １％
垂直 … ６４％
（日本時計学会誌Ｎｏ．５７１９７１Ｐ．８８）
したがって、側面部全体に入射窓部を設ければ従来の太陽電池付電子腕時計と遜色のない受光量を得ることができると考えられる。
【００２９】
本実施形態では、胴１０の側面部のうちの一部にのみ導光材２１の外部側端面２１ａである入射窓部を設けているが、それでも、従来の太陽電池付電子腕時計の表面板の光透過率が約５０％程度でも十分な発電量が得られていることと比較すると、実用可能な発電量が得られることが理解できよう。
【００３０】
本実施形態においては、表示部を構成する文字板のデザインや材質の制約がなくなり自由に設計することができるとともに、時計本体全体のデザインに対しても、側面部に入射窓部が形成されているだけであるのでデザイン性を損なうことが少なく、デザインの自由を大きく束縛することもない。特に、時計ケースの側面部は目立ちにくいとともに単に入射窓部を設けるだけであるので、外観を損ねることもほとんどない。
【００３１】
本実施形態では、導光材２１により外光を、胴である時計ケース内側（機器内部）に取り入れ、時計ケースの内側に収容された太陽電池により発電するように構成しているので、時計ケースの外面に受光面を設ける場合よりもデザイン的に自由に構成することができ、太陽電池に損傷などが発生する危険性も低減できる。また、時計ケース自体の内部（開口孔１０ａの内側）に太陽電池を取り付ける場合よりも太陽電池の設置場所や形状の自由度が大きくなり、ムーブメントの組立や時計ケースの気密性確保も容易になる。
【００３２】
太陽電池２２を胴１０の内側空間（機器内部）に置くことは、太陽電池を胴１０の外面や胴１０の内部に置く場合に較べて、取り込んだ外光を有効に太陽電池に照射できる構成が可能になるという利点がある。たとえば、胴１０の内側空間に取り込んだ外光は、受光面において一旦反射しても、反射面やレンズなどの各種導光部材を用いることにより最終的に再び受光面にて吸収させるなどの方策を採ることが可能になるので全体として太陽電池の発電量を高めることができる。さらに、機器内部に配置することにより、太陽電池の受光面積をある程度大きくすることができるという利点を生む。
【００３３】
また、太陽電池を胴１０の外面上に配置すると太陽電池が損傷する可能性があるのに対して本発明の場合にはそのようなことは起こらず、さらに太陽電池を胴１０の内部に配置すると太陽電池の形状や取付構造などが特殊なものになり製造コストが増大するのに対して、本発明の場合には胴１０の内側空間に配置するために、太陽電池の形状や取付構造にある程度の自由度が確保される。また、太陽電池を胴１０の外面上や内部に配置すると耐水性、耐薬品性などを確保するために特殊な手段を必要とするのに対し、本発明の場合には胴１０の内側空間に太陽電池を収容するので気密性を容易に確保することができる。
【００３４】
さらに、腕時計の正面部に配置された表示部に対して、側面部に入射窓部を設けたことにより、外光の入射方向に余り依存することなく平均的に外光を取り込むことができる。特に、腕時計の３時方向の側面部に入射窓部を形成したことにより、衣服の袖などにより時計ケースの多くの部分が遮光されてしまっても、３時方向に形成された入射窓部だけは袖に隠されずに光を受けることができる可能性があるため、受光時間を増大させることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、図２を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。この実施形態においては、胴１０の側面部に外側と内側空間とを連通する開口孔１０ｂを形成し、この開口孔１ｂ内に透明な導光材２３を挿入固定している。導光材２３の材質や胴１０との界面の反射層などは上記第１実施形態の場合と同様である。導光材２３の外部側端面２３ａは入射窓部を構成し、内部側端面２３ｂは胴１０の内側空間に臨むように配置されている。
【００３６】
一方、胴１０の内側空間に収容されたムーブメント１１には、導光材２３の側に空洞部１１ａが形成されている。この空洞部１１ａの上部及び下部には、導光材２３の内部側端面２３ｂに対向する光導入部１１ｂからほぼ全体に亘って、２つの薄板状の太陽電池２４と太陽電池２５とがその受光面を間隔を隔てて互いに対向させるようにして配置されている。
【００３７】
外光は導光材２３を透過して内部側端面２３ｂから胴１０の内側空間に導入される。内部側端面２３ｂから放出された光は光導入部１１ｂから空洞部１１ａ内に入り、空洞部１１ａの上面及び下面に配置された太陽電池２４，２５の受光面により吸収される。
【００３８】
この実施形態では、太陽電池２４，２５の受光面積を大きくとることができるため、太陽電池における光電変換の効率を向上させることができる。しかも、太陽電池２４，２５の一方の受光面にて反射された光は通常他方の受光面に再び照射されるので、全体として光の吸収率が向上し大きな電力を得ることができる。
【００３９】
なお、導光材２３を透過した光を効率的に利用するには、光導入部１１ｂ以外の空洞部１１ａの周縁部（太陽電池２４，２５の受光面にて覆われていない部分）を全て反射層にて覆うことが好ましい。このようにすると、導光材２３を透過した光をほとんど全て太陽電池の発電に利用することができる。
【００４０】
また、上記実施形態では空洞部１１ａの上下に２つの太陽電池２４，２５を配置しているが、いずれか一方のみを太陽電池とし、他方を反射層としてもよい。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、図３を参照して本発明に係る電子機器の第３実施形態について説明する。この実施形態では、胴１０の側面部に開口孔１０ｃを形成し、この開口孔１０ｃの内部に上述と同様の導光材２６を収容固定する。この場合、外部側端面２６ａは入射窓部を構成し、内部側端面２６ｂは胴１０の内側空間に臨むように配置されている。内部側端面２６ｂは胴１０内に収容されたムーブメント１１の下端部よりさらに下に配置されており、ムーブメント１１の底部には太陽電池２７が受光面を下に向けて固定されている。
【００４２】
この実施形態では、側面部に設けられた入射窓部から取り込まれた外光は、導光材２６により機器の背面部側にまで導かれるようになっている。このため、第１実施形態や第２実施形態のように表示部の背後に配置されたムーブメント１１自体を特殊な形状や構造にすることなく、太陽電池を機器内部の背面側に配置することができるので、太陽電池を内蔵する機器を容易に構成することができる。
【００４３】
胴１０の裏側には裏蓋の代わりにリング状の枠部材２８が取り付けられ、この枠部材２８の内側に透明窓材２９が図示しないプラスチックパッキンや接着材を介して取り付けられている。太陽電池２７と透明枠材２８との間には、導光放出板３０が固定されている。この導光放出板３０は、ガラスやアクリルなどの透明樹脂などにより形成されていて、端面の一部を光導入面３０ａとし、この光導入面３０ａが導光材２３の内部側端面２６ｂと向き合うように配置されている。導光放出板３０の上面には多数の微小突起３０ｂが形成されている。この微小突起３０ｂは、導光放出板３０の内部に侵入した光を図示上方へと放出するためのものである。微小突起は、円柱状、円錐状、角柱状、角錐状、半球状その他の凸曲面状などの種々の凸部形状に形成される。
【００４４】
なお、導光放出板３０には、上記微小突起の代わりに微小な凹部を設けてもよい。さらに、突起や凹部を導光放出板３０の下面に形成しても同様に作用させることができる。ここで、上記微小突起や微小凹部の分布を図示左側の光導入面３０ａに近い場所では疎に、遠い場所になるほど密に形成することにより、導光放出板３０の板面から上方へ放出される光量を均一化することができる。したがって、太陽電池の受光面に均一に光を導くことができるので、発電効率を向上させることができる。
【００４５】
この実施形態では、導光材２６の内部側端面２６ｂから導入した光を光導入部３０ａから導光放出板３０内へ導入し、導光放出板３０の板面に沿って伝搬させながら、微小突起３０ｂにより図示上方に放出させ、太陽電池２７にて吸収させるように構成してある。また、裏蓋の代わりに取り付けられた透明窓材２９を通しても光が導光放出板３０に導入されるようになっており、この場合、板面にほぼ直交する入射光は微小突起３０ｂにじゃまされることなく透過し、太陽電池２７の受光面に到達する。
【００４６】
したがって、通常は導光材２６と導光放出板３０を順次経て太陽電池２７の受光面に光が照射されることにより発電が行われ、また、腕時計を外して裏返して置いた場合には裏面の透明窓材２９から導光放出板３０を経て太陽電池２７の受光面に光が照射されることにより発電が行われる。
【００４７】
本実施形態では、端面部から光を導入して表面から光を放出する導光放出板３０を用いているので、太陽電池２７の受光面積を大きくとって受光効率を向上させることができるとともに、裏面側からも同時に光りを導入することができるので、非携帯時に効率的に充電を行うことができる。
【００４８】
（第４実施形態）
次に、図４を参照して本発明に係る電子機器の第４実施形態について説明する。この実施形態は、図３に示す第３実施形態とほぼ同様の構造を備えたものであるが、第３実施形態における導光材２６と導光放出板３０とを一体に構成したものとほぼ等しい導光体４０を設けたものである。このような構造は透明樹脂を射出成形するなどの方法で容易に成形することができる。この導光体４０では、胴１０の側面部に露出した外部側端面４０ａが入射窓部を構成し、そのまま胴１０の内側空間に伸びて、ムーブメント１１の底部に固定された太陽電池２７の受光面に対向する部分に微小突起４０ｂを分散形成してある。
【００４９】
この実施形態によれば、胴１０の側面部から導光体４０内に導入された外光を途中で散乱、反射、吸収などにより失うことはほとんどなく、太陽電池２７の受光面に対向する部分にまで効率的に導くことができるので、外光の取り込み効率を高めることができる。
【００５０】
以上説明した各実施形態では、図５に示すように胴１０の側面部のうちの一部にのみ入射窓部を設けているが、側面部の全周に亘って入射窓部を設けてもよいことは明らかである。あるいは、入射窓部を図５のように３時側に設ける他、３時側と９時側の双方に設けてもよく、この場合には、腕時計を右腕に装着した場合にも９時側の入射窓部により効率よく外光を取り込むことができ、左腕に装着する場合と右腕に装着する場合のどちらの場合においても対応することができるものとなる。
【００５１】
なお、図３及び図４に示す場合に、裏側に透明窓材２９を設けることなく通常の裏蓋を取り付けてもよい。また、上記各実施形態の電子腕時計に限らず、本発明は、携帯電話、電卓、ポケットベルその他の種々の電子機器に適用することができるものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示部以外の外表面に入射窓部を設け、この入射窓部から外光を取り入れて導光経路を通して機器内部に配置された太陽電池の受光部に照射するように構成されているので、表示部に太陽電池の受光面を配置した場合に較べると、表示部のデザインの自由度が向上し、高級感を出すことができる。また、表示部以外の外表面上やケース体内に太陽電池を配置した場合に較べると、太陽電池が損傷する危険性を低減することができるとともに、機器内部において太陽電池の比較的自由な配置が実現でき、しかも比較的自由に受光面積を設定できるため、受光効率や発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子機器の第１実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明に係る電子機器の第２実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明に係る電子機器の第３実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明に係る電子機器の第４実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図５】第１実施形態の概略構造を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１０胴
１１ムーブメント
１１ａ空洞部
１１ｂ光導入部
１３文字板
１４指針駆動部
１５，２９透明窓材
２１，２３，２６導光材
２１ａ，２３ａ，２６ａ，４０ａ外部側端面
２１ｂ，２３ｂ，２６ｂ内部側端面
２２，２４，２５，２７太陽電池
２８枠部材
３０導光放出板
３０ａ光導入面
３０ｂ，４０ｂ微小突起
４０導光体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device provided with a solar cell, and more particularly, to a device structure suitable for the case where an electronic wristwatch is configured.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic wristwatch with a solar cell that operates with electric power generated by the solar cell is commercially available. In general, most of this type of electronic wristwatch has a light receiving surface of a disk type solar cell disposed on a display surface on which a dial is placed in a normal wristwatch in order to increase the light receiving area of the solar cell. The light-receiving surface of the solar cell is dark, and generally the electrode shape divided into four regions is visually recognized on the display surface.
[0003]
In the above-mentioned electronic wristwatch with solar cell, there is not much problem with a relatively inexpensive grade watch, but when trying to install a solar cell on a high-grade wristwatch, the high-quality feeling is due to the electrode shape that appears on the display surface. There is a problem that it is damaged and the design of the watch is restricted.
[0004]
Therefore, a thin resin surface plate made of synthetic resin or ceramics having a color tone such as white that has translucency is arranged on the surface of the light receiving surface of the solar cell so that the electrode shape of the solar cell cannot be seen through the surface plate. There is what I did. According to such a structure, it is possible to configure a device that has an appearance that is relatively close to that of a normal luxury wristwatch.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electronic wristwatch with a solar cell, the power generation amount and the appearance of the solar cell are greatly influenced by the light transmittance of the surface plate, so that the appearance is as much as possible while ensuring the power generation amount of the solar cell sufficiently. To obtain a state close to that of a normal dial plate, it is necessary to strictly select and adjust the material and optical characteristics of the surface plate, resulting in a decrease in design freedom, an increase in manufacturing costs, and an increase in quality maintenance management efforts. There is a problem.
[0006]
In addition, since the surface plate must have sufficient light transmittance, it is impossible to obtain a high-quality appearance of the display surface. For example, it is not possible to form a metal-like surface plate. There is a problem that the restriction on the design of the conventional dial plate is still large.
[0007]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that in various electronic devices having a display unit such as the above-described electronic wristwatch with a solar cell, there are technical and design restrictions on the display unit. It is in providing the structure of the electronic device provided with the solar cell which enables the electric power generation by a solar cell, without bringing about.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the present invention to solve the above-mentioned problems is at least partially driven by a display unit configured to be visible from the outside, a solar cell housed inside the device, and power generated by the solar cell. A driven portion configured to be configured to be connected, an incident window portion for taking in external light formed on an outer surface other than the display portion, and a guide for guiding external light from the incident window portion to the inside of the device. An electronic device including a solar cell in which a light receiving portion of the solar cell is disposed at a position inside the device where external light is guided through the light guide path, and the light receiving surface of the solar cell is a device It is arranged so as to face another light receiving surface or reflecting surface with a predetermined distance inside, and at the end of the facing portion between the light receiving surface and the other light receiving surface or the reflecting surface, the inner side of the light guide path It is characterized in that the end portion is arranged It is an electronic device with a solar battery.
[0009]
According to this means, an incident window portion is provided on the outer surface other than the display portion, and external light is taken from the incident window portion and irradiated to the light receiving portion of the solar cell disposed inside the device through the light guide path. Therefore, as compared with the case where the light receiving surface of the solar cell is arranged on the display unit, the degree of freedom in design of the display unit is improved and a high-class feeling can be obtained. Further, compared to the case where solar cells are arranged on the outer surface other than the display unit or in the case body, the risk of damage to the solar cells can be reduced, and the solar cells can be relatively freely arranged inside the device. In addition, since the light receiving area can be set relatively freely, the light receiving efficiency and the power generation efficiency can be increased.
Further, by arranging the inner side end portion of the light guide path at the end portion of the facing portion between the light receiving surface and another light receiving surface or the reflecting surface, the light from the light guide path is received by the light receiving surface and the other light receiving surface. Or it can introduce | transduce between reflective surfaces. In this way, by introducing external light between the light receiving surface and another light receiving surface or reflecting surface, the light receiving area of the solar cell can be increased, and the efficiency of taking light into the solar cell can be increased. Therefore, the amount of power generated by the solar cell can be increased.
[0012]
Further, the means taken by the present invention in order to solve the above problems is at least partially based on a display unit configured to be visible from the outside, a solar cell housed inside the device, and electric power generated by the solar cell. A driven part configured to be driven by the light source, an incident window part for taking in external light formed on an outer surface other than the display part, and for guiding external light from the incident window part to the inside of the device A light-receiving path of the solar cell is disposed at a position inside the device where external light is guided through the light-guide path , and extends outside the device and is introduced through the light-guide path. And a light guide / emission member configured to emit light from the surface of the extended part, and a light receiving surface of the solar cell is disposed on the light guide / emission member. Opposed to the surface of the extended portion And an electronic apparatus including a solar cell, the light emitting members are configured integrally so as to extend from said entrance window to said extending portion of the interior equipment after forming the light guide paths This is an electronic device provided with a solar cell.
[0013]
According to this means, the light guide emitting member is configured to guide the external light introduced through the light guide path in the extending direction and to emit light from the surface of the extending portion. Since the light receiving area can be increased by extending in the same manner as the extending portion of the light guide / emission member, the light receiving efficiency of the solar cell can be improved, and the power generation amount of the solar cell can be increased.
Furthermore, since the portion from the incident window portion to the extending portion is constituted by an integral member, it is possible to reduce the amount of light loss that occurs when traveling along the light guide direction.
[0016]
Each of the above means may further include a thin shape having the display portion as a front portion, and the incident window portion may be provided on a thin side surface portion. For example, a wristwatch, a mobile phone, a pager, an electronic card, and the like.
[0017]
In this case, it is preferable that the light guide path is configured to guide external light from the side surface portion to the thin back surface portion side inside the device.
[0018]
According to this means, since the solar cell can be arranged without affecting the display unit and the driven unit provided behind the display unit, the device configuration is facilitated, and the light receiving area of the solar cell is reduced. It becomes possible to take large.
[0019]
In this case, it is further desirable that the incident window portion is also formed on a thin back surface portion.
[0020]
According to this means, since a thin-shaped back surface portion is provided with an incident window portion for taking in external light, a large incident area of external light can be secured on the back surface portion. The amount of power generation can be increased.
[0021]
Each of the above means may be configured as an electronic wristwatch. In this case, in particular, the design of the display unit can be freely configured while maintaining a thin structure, and a high-quality product can be created.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0023]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic structure of a watch body of an electronic wrist watch as a first embodiment of an electronic apparatus according to the present invention. The watch body accommodates a movement 11 in an inner space of a case 10 formed of a metal such as stainless steel or titanium alloy, or a synthetic resin, and a metal dial 13 is fixed to the movement 11. The pointer drive unit 14 protruding from the movement is inserted through the needle drive unit 14 and the pointer is attached to the pointer drive unit 14. A transparent window member 15 made of glass, sapphire, a laminated glass of glass and sapphire, or the like is fixed to the front face of the dial 13 and the pointer by press-fitting through an unillustrated plastic packing or an adhesive. It is fixed by. A back cover 16 formed of a metal such as stainless steel or titanium or a synthetic resin is attached to the back side of the body 10.
[0024]
As shown in FIG. 5, an opening hole 10 a having a shape extending in the rotating direction of the pointer is formed in the side surface portion of the trunk 10 in the 3 o'clock direction. The inner space that accommodates the movement 11 is configured to communicate with the inner space. A light guide 21 made of translucent glass or synthetic resin is inserted and fixed in the opening hole 10a by press-fitting through a plastic packing or fixing with an adhesive. The outer side end surface 21 a of the light guide material 21 forms an incident window portion, and external light taken from here is emitted from the inner side end surface 21 b that passes through the light guide material 21 and faces the inner space of the body 10. The Here, it is preferable to form a reflective layer for reflecting light between either one of the peripheral surface 21c of the light guide member 21 and the inner surface of the opening hole 10a, or between both.
[0025]
A solar cell 22 is disposed at a position facing the inner side end surface 21b of the light guide member 21 in the inner space of the body 10, and the light receiving surface 22a of the solar cell 22 faces the inner side end surface 21b. For this reason, the external light which permeate | transmitted the light guide material 21 is irradiated to the light-receiving surface 22a of the solar cell 22, and the solar cell 22 generates electric power.
[0026]
The solar cell 22 is connected to a secondary battery (not shown) disposed inside the movement 11, and the generated power is stored in the secondary battery and supplied to the drive motor and control circuit of the movement as necessary.
[0027]
Here, according to the following data showing the posture difference when the wristwatch is carried, the time for the dial position to face the sunlight is 35%, while the time for the side face of the wristwatch to face the sunlight is 64%. %, And the remaining 1% is the back cover surface.
[0028]
Horizontal position difference of watch when carrying (above)… 35%
Horizontal (bottom): 1%
Vertical… 64%
(Journal of the Watch Society of Japan No.57 1971 P.88)
Therefore, it is considered that if the incident window portion is provided on the entire side surface portion, it is possible to obtain a received light amount comparable to that of a conventional electronic wristwatch with a solar cell.
[0029]
In the present embodiment, the incident window portion which is the outer side end surface 21a of the light guide member 21 is provided only in a part of the side surface portion of the trunk 10, but the surface plate of the conventional electronic wristwatch with solar cell is still provided. It can be understood that a practical power generation amount can be obtained as compared with a sufficient power generation amount even when the light transmittance is about 50%.
[0030]
In the present embodiment, the design of the dial constituting the display unit and the restrictions on the material can be eliminated, and the design can be freely performed. As a result, there is little loss of design, and freedom of design is not greatly constrained. In particular, the side surface portion of the watch case is not conspicuous and is merely provided with the incident window portion, so that the appearance is hardly impaired.
[0031]
In this embodiment, the light guide member 21 is configured to take outside light into the inside of the watch case (inside the device), which is the body, and to generate power by the solar cell housed inside the watch case. It can be configured more freely in terms of design than when a light receiving surface is provided on the outer surface, and the risk of damage to the solar cell can be reduced. In addition, the solar cell installation location and the degree of freedom of the solar cell are greater than when the solar cell is mounted inside the watch case itself (inside the opening 10a), and it is easy to assemble the movement and ensure the tightness of the watch case. .
[0032]
Placing the solar cell 22 in the inner space (inside the device) of the barrel 10 is a configuration that can effectively irradiate the solar cell with the captured external light as compared with the case where the solar cell is placed on the outer surface of the barrel 10 or inside the barrel 10. There is an advantage that becomes possible. For example, even if external light taken into the space inside the barrel 10 is once reflected on the light receiving surface, it is finally absorbed again on the light receiving surface by using various light guide members such as a reflecting surface and a lens. Therefore, it is possible to increase the power generation amount of the solar cell as a whole. Furthermore, the arrangement within the device produces the advantage that the light receiving area of the solar cell can be increased to some extent.
[0033]
Further, when the solar cell is disposed on the outer surface of the barrel 10, the solar cell may be damaged, but in the case of the present invention, such a situation does not occur, and the solar cell is further disposed inside the barrel 10. Then, the shape and mounting structure of the solar cell become special and the manufacturing cost increases, whereas in the case of the present invention, the solar cell is shaped and mounted in the inner space of the body 10. A certain degree of freedom is secured. Further, when the solar cell is arranged on the outer surface or inside of the barrel 10, special means are required to secure water resistance, chemical resistance, etc. Since the solar cell is accommodated, airtightness can be easily ensured.
[0034]
Furthermore, by providing an incident window on the side surface of the display unit arranged on the front part of the wristwatch, it is possible to take in external light on average without depending on the incident direction of external light. In particular, by forming the entrance window on the side of the watch at 3 o'clock, only the entrance window formed at 3 o'clock is used, even if many parts of the watch case are shielded from light by clothes sleeves. Can receive light without being hidden by the sleeve, so that the light receiving time can be increased.
[0035]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, an opening hole 10b that connects the outer side and the inner space is formed in the side surface of the body 10, and a transparent light guide material 23 is inserted and fixed in the opening hole 1b. The material of the light guide 23 and the reflective layer at the interface with the body 10 are the same as in the first embodiment. The outer side end surface 23 a of the light guide member 23 constitutes an incident window portion, and the inner side end surface 23 b is disposed so as to face the inner space of the body 10.
[0036]
On the other hand, in the movement 11 accommodated in the inner space of the body 10, a hollow portion 11 a is formed on the light guide material 23 side. Two thin plate-like solar cells 24 and 25 receive light from the light introducing portion 11b facing the inner side end surface 23b of the light guide member 23 at the upper and lower portions of the hollow portion 11a. The surfaces are arranged so as to face each other with a gap.
[0037]
External light passes through the light guide member 23 and is introduced into the inner space of the body 10 from the inner side end face 23b. The light emitted from the inner side end face 23b enters the cavity part 11a from the light introducing part 11b, and is absorbed by the light receiving surfaces of the solar cells 24 and 25 disposed on the upper and lower surfaces of the cavity part 11a.
[0038]
In this embodiment, since the light receiving area of the solar cells 24 and 25 can be increased, the efficiency of photoelectric conversion in the solar cell can be improved. In addition, since the light reflected by one of the light receiving surfaces of the solar cells 24 and 25 is normally irradiated again on the other light receiving surface, the light absorption rate is improved as a whole and a large electric power can be obtained.
[0039]
In order to efficiently use the light transmitted through the light guide member 23, the entire peripheral edge portion of the cavity portion 11a other than the light introducing portion 11b (the portion not covered by the light receiving surfaces of the solar cells 24 and 25) is used. It is preferable to cover with a reflective layer. If it does in this way, almost all the light which permeate | transmitted the light guide material 23 can be utilized for the electric power generation of a solar cell.
[0040]
Moreover, in the said embodiment, although the two solar cells 24 and 25 are arrange | positioned at the upper and lower sides of the cavity part 11a, it is good also considering only one as a solar cell and the other as a reflection layer.
[0041]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the electronic apparatus according to the invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, an opening hole 10c is formed in the side surface portion of the body 10, and the light guide material 26 similar to the above is accommodated and fixed in the opening hole 10c. In this case, the outer side end surface 26 a constitutes an incident window portion, and the inner side end surface 26 b is disposed so as to face the inner space of the body 10. The inner side end face 26 b is arranged further below the lower end of the movement 11 accommodated in the body 10, and a solar cell 27 is fixed to the bottom of the movement 11 with the light receiving surface facing downward.
[0042]
In this embodiment, the external light taken in from the incident window provided on the side surface is guided to the back side of the device by the light guide material 26. For this reason, it is possible to arrange the solar cell on the back side inside the apparatus without making the movement 11 itself arranged behind the display unit a special shape or structure as in the first embodiment or the second embodiment. Since it can do, the apparatus which incorporates a solar cell can be comprised easily.
[0043]
A ring-shaped frame member 28 is attached to the back side of the body 10 instead of the back cover, and a transparent window member 29 is attached to the inside of the frame member 28 via a plastic packing or an adhesive (not shown). A light guide / emission plate 30 is fixed between the solar cell 27 and the transparent frame member 28. The light guide / emission plate 30 is formed of a transparent resin such as glass or acrylic, and a part of the end surface is a light introduction surface 30 a, and the light introduction surface 30 a faces the inner side end surface 26 b of the light guide material 23. Are arranged as follows. A large number of minute protrusions 30 b are formed on the upper surface of the light guide / emission plate 30. The minute projections 30b are for emitting light that has entered the light guide / emission plate 30 upward in the figure. The microprotrusions are formed in various convex shapes such as a cylindrical shape, a conical shape, a prism shape, a pyramid shape, a hemispherical shape, and other convex curved shapes.
[0044]
In addition, you may provide a micro recessed part in the light guide discharge | release plate 30 instead of the said microprotrusion. Furthermore, even if a protrusion or a recess is formed on the lower surface of the light guide / emission plate 30, the same effect can be obtained. Here, the distribution of the microprotrusions and microrecesses is formed sparsely at a location near the light introduction surface 30a on the left side of the figure, and denser toward a distant location, thereby being emitted upward from the plate surface of the light guide / emission plate 30. Can be made uniform. Therefore, since light can be uniformly guided to the light receiving surface of the solar cell, power generation efficiency can be improved.
[0045]
In this embodiment, the light introduced from the inner side end face 26 b of the light guide material 26 is introduced into the light guide / emission plate 30 from the light introduction part 30 a and propagated along the plate surface of the light guide / emission plate 30. The projection 30b emits upward in the figure and is absorbed by the solar cell 27. Further, light is introduced into the light guide / emission plate 30 through the transparent window member 29 attached instead of the back cover. In this case, incident light that is substantially orthogonal to the plate surface interferes with the microprojections 30b. The light passes through without being transmitted and reaches the light receiving surface of the solar cell 27.
[0046]
Therefore, power is usually generated by sequentially irradiating the light receiving surface of the solar cell 27 through the light guide member 26 and the light guide / emission plate 30 in sequence, and when the wristwatch is removed and turned upside down, Electric power is generated by irradiating light from the transparent window material 29 to the light receiving surface of the solar cell 27 through the light guide / emission plate 30.
[0047]
In this embodiment, since the light guide / emission plate 30 that introduces light from the end surface part and emits light from the surface is used, the light receiving area of the solar cell 27 can be increased to improve the light receiving efficiency, Since light can be introduced simultaneously from the back side, charging can be performed efficiently when not carried.
[0048]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the electronic apparatus according to the invention will be described with reference to FIG. This embodiment has substantially the same structure as that of the third embodiment shown in FIG. 3, but is almost the same as that in which the light guide member 26 and the light guide / emission plate 30 in the third embodiment are integrally formed. An equal light guide 40 is provided. Such a structure can be easily molded by a method such as injection molding of a transparent resin. In this light guide 40, the external side end face 40 a exposed on the side surface portion of the body 10 constitutes an incident window portion, extends into the inner space of the body 10 as it is, and receives light of the solar cell 27 fixed to the bottom of the movement 11. The minute protrusions 40b are formed in a distributed manner on the part facing the surface.
[0049]
According to this embodiment, the external light introduced into the light guide 40 from the side surface portion of the body 10 is hardly lost due to scattering, reflection, absorption or the like in the middle, and the portion facing the light receiving surface of the solar cell 27. Therefore, the efficiency of taking in external light can be increased.
[0050]
In each of the embodiments described above, the incident window portion is provided only in a part of the side surface portion of the body 10 as shown in FIG. 5, but the incident window portion may be provided over the entire circumference of the side surface portion. It is clear that it is good. Alternatively, the incident window portion may be provided at 3 o'clock side as shown in FIG. 5 and may be provided at both 3 o'clock side and 9 o'clock side. In this case, even when the wristwatch is mounted on the right arm, The incident window can efficiently capture external light, and can be applied to both the case of wearing on the left arm and the case of wearing on the right arm.
[0051]
In addition, in the case shown in FIG.3 and FIG.4, you may attach a normal back cover, without providing the transparent window material 29 on the back side. Further, the present invention is not limited to the electronic wristwatch of each of the embodiments described above, and the present invention can be applied to a mobile phone, a calculator, a pager, and other various electronic devices.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the incident window portion is provided on the outer surface other than the display portion, the outside light is taken in from the incident window portion, and the light receiving portion of the solar cell disposed inside the device through the light guide path. Since it is comprised so that it may irradiate, compared with the case where the light-receiving surface of a solar cell is arrange | positioned at a display part, the freedom degree of the design of a display part improves and it can give a high-class feeling. Further, compared to the case where solar cells are arranged on the outer surface other than the display unit or in the case body, the risk of damage to the solar cells can be reduced, and the solar cells can be relatively freely arranged inside the device. In addition, since the light receiving area can be set relatively freely, the light receiving efficiency and the power generation efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a first embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a second embodiment of the electronic apparatus according to the invention.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a third embodiment of the electronic apparatus according to the invention.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic structure of a fourth embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a schematic structure of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Body 11 Movement 11a Cavity part 11b Light introduction part 13 Dial 14 Pointer drive part 15, 29 Transparent window material 21,23,26 Light guide material 21a, 23a, 26a, 40a External side end surface 21b, 23b, 26b Internal side end surface 22, 24, 25, 27 Solar cell 28 Frame member 30 Light guide / emission plate 30a Light introduction surface 30b, 40b Micro protrusion 40 Light guide

Claims

A display unit configured to be visible from the outside, a solar cell housed inside the device, a driven unit configured to be driven at least partially by the power generated by the solar cell, and the display unit An incident window portion for taking in external light formed on the outer surface other than the above and a light guide path for guiding the external light from the incident window portion to the inside of the device are provided, and the external light is guided through the light guide path. An electronic device including a solar cell in which the light receiving unit of the solar cell is disposed at a position inside the device to be removed ,
The light receiving surface of the solar cell is disposed so as to face another light receiving surface or reflecting surface at a predetermined distance inside the device, and an end of a facing portion between the light receiving surface and the other light receiving surface or the reflecting surface. An electronic device provided with a solar cell , wherein an inner side end of the light guide path is disposed in a portion .

A display unit configured to be visible from the outside, a solar cell housed inside the device, a driven unit configured to be driven at least partially by the power generated by the solar cell, and the display unit An incident window portion for taking in external light formed on the outer surface other than the above and a light guide path for guiding the external light from the incident window portion to the inside of the device are provided, and the external light is guided through the light guide path. The light receiving portion of the solar cell is arranged at a position inside the device to be applied, and extends inside the device, and is configured to guide the external light introduced through the light guide path in the extending direction, and the extension A light guide / emission member configured to emit light from the surface of the portion is disposed, and a light receiving surface of the solar cell includes a solar cell disposed opposite to the surface of the extended portion of the light guide / emission member. Electronic equipment,
The light guide emitting member is integrally configured to extend from the incident window portion to the extension portion inside the device after the light guide path is configured, and the electronic device having a solar cell .

3. The electronic device including a solar cell according to claim 1 , wherein the electronic device has a thin shape with the display portion as a front portion, and the incident window portion is provided on a thin side portion.

4. The electronic device including a solar cell according to claim 3 , wherein the light guide path is configured to guide external light from the side surface portion to a thin back surface portion side inside the device.

5. The electronic apparatus having a solar cell according to claim 4 , wherein the incident window portion is also formed on a thin back surface portion.

6. The electronic device including a solar cell according to claim 3, wherein the electronic device is an electronic wristwatch.