JP7078528B2 - 太陽電池付き発電装置、太陽電池付き時計 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池付き発電装置、及び太陽電池付き時計に関する。

従来、文字板を透過した光が入射されることにより発電する太陽電池を備える腕時計が知られている。また、色の特性として、淡色である白色は光を反射しやすく、濃色である黒色は光を吸収しやすいことが知られている。そのため、文字板は、白色等の淡色の領域においては光を反射しやすい一方で、黒色等の濃色の領域においては光を吸収しやすい。例えば、文字板に設けられる時字を黒色の物質で構成した場合、時字に入射された光の多くは吸収され、太陽電池に到達しない。特許文献１には、文字板上の時字部分に孔を設け、その孔を封止めするように、顔料等を含む光透過材料を設ける構成が開示されている。

特開２０００－１３１４６３号公報

特許文献１の構成においては、時字部分において光が透過するため、太陽電池に入射される光の光量を増加させることができ、発電量を向上できる。しかしながら、時字部分において、太陽電池が透けて見え、審美性が低下してしまうおそれがある。一方で、太陽電池が透けて見えないよう、光透過材料に含まれる顔料の割合を増加させると、審美性は向上するが、時字部分において反射される光の光量が増加し、太陽電池に入射される光の光量が減少してしまう。

また、特許文献１に示すような腕時計に用いる太陽電池においては、可視光のうち青色及び緑色の光成分を吸収しやすく、赤色の光成分を吸収しにくい性質を有することが知られている。そのため、文字板を透過して太陽電池に入射された赤色の光成分は、太陽電池の発電に寄与されることなく、太陽電池の表面で反射される。このように、赤色の光成分が太陽電池で反射されることにより、文字板の透過領域から赤味を帯びた色の光が漏れ出し、審美性が低下するおそれがある。

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、太陽電池の発電効率の向上を図ると共に、審美性が低下することを抑制することにある。

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）淡色部と、前記淡色部より光透過率の高い濃色部とを含む、ユーザが視認可能な１又は複数の視認部材と、前記視認部材を透過した光が入射することにより発電する太陽電池と、を有し、前記太陽電池は、可視光のうち第１の波長帯域の第１の光成分の入射による発電よりも、可視光のうち前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域の第２の光成分の入射による発電の発電量が大きく、前記視認部材は、前記濃色部において、少なくとも前記第２の光成分に対する光吸収率よりも高い光吸収率で前記第１の光成分を吸収する吸収層を含む、太陽電池付き発電装置。

（２）（１）において、前記吸収層は、カラーフィルタを含む、太陽電池付き発電装置。

（３）（１）又は（２）において、前記吸収層のヘイズ値は０以上であって３以下の値である、太陽電池付き発電装置。

（４）淡色部と、前記淡色部より光透過率の高い濃色部とを含む、ユーザが視認可能な１又は複数の視認部材と、前記視認部材を透過した光が入射することにより発電する太陽電池と、を有し、前記太陽電池は、可視光のうち第１の波長帯域の第１の光成分の入射による発電よりも、可視光のうち前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域の第２の光成分の入射による発電の発電量が大きく、前記視認部材は、前記濃色部において、特定方向に偏光した光成分のみを透過する偏光板と、該偏光板の視認面の反対側の面に設けられており入射された光成分に対してπ／２の位相差を与える位相差板とを含む、太陽電池付き発電装置。

（５）（１）～（４）のいずれかにおいて、前記第１の波長帯域は、赤色波長帯域であり、前記第２の波長帯域は、青色波長帯域又は緑色波長帯域を少なくとも含む、太陽電池付き発電装置。

（６）（１）～（５）のいずれかにおいて、前記視認部材のうち少なくとも前記濃色部のうち視認面に反射防止膜が設けられる、太陽電池付き発電装置。

（７）（１）～（６）のいずれかにおいて、前記視認部材のうち少なくとも前記濃色部のうち視認面の反対側の面に反射防止膜が設けられる、太陽電池付き発電装置。

（８）（１）～（７）のいずれかに記載の太陽電池付き発電装置を内蔵する太陽電池付き時計であって、前記視認部材は、文字板、又は該文字板上で運針する指針のうちいずれか一方又は両方である、太陽電池付き時計。

（９）（８）において、前記濃色部は、少なくとも前記文字板上に設けられる時字を含む、太陽電池付き時計。

（１０）（９）において、前記太陽電池は、光が入射されることにより発電が行われる発電領域と、発電が行われない非発電領域とを含み、前記太陽電池は、平面視において、前記非発電領域が前記時字に重ならないように設けられる、太陽電池付き時計。

上記本発明の（１）～（１０）の側面によれば、太陽電池の発電効率の向上を図ると共に、審美性が低下することができる。

第１の実施形態に係る腕時計の文字板を視認面側から見た平面図である。 第１の実施形態に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 カラーフィルタのヘイズ値と、そのカラーフィルタを備える吸収層を第１の実施形態に係る腕時計に採用できるか否かの評価を示す図である。 第１の実施形態の吸収層が備えるカラーフィルタにおける波長毎の光透過率を示す図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 第１の実施形態の第３の変形例に係る腕時計の文字板を視認面側から見た平面図である。 第１の実施形態の第３の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 第２の実施形態に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 第２の実施形態の第１の変形例に係る腕時計を模式的に示す平面図である。 第２の実施形態の第１の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。 第２の実施形態の第２の変形例に係る腕時計を模式的に示す平面図である。 第２の実施形態の第２の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の各実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態に係る腕時計の文字板を視認面側から見た平面図である。なお、視認面側とは、ユーザが腕時計１の使用時に視認する側である。また、以下の説明において、視認面側の反対側を裏面側と呼ぶこととする。また、腕時計１が備える各基板、各層等における視認面側の面を視認面又は上面、その反対側の面を裏面又は下面と呼ぶこととする。

腕時計１は、視認部材である文字板１０と、太陽電池３０とを含む。図１の二点鎖線は、文字板１０の裏面側に配置される太陽電池３０の外形及び分割線Ｄを示している。図１においては図示を省略するが、文字板１０上には指針が運針するように配置されるとよい。

文字板１０の視認面側には、時刻を示す時字５０や、ブランド名、製品名等を示すロゴマーク、その他の模様等を表示する表示部６０が設けられている。図１においては、時字５０としてローマ字のＩ～ＸＩＩが示されており、表示部６０として、ブランド名を示す「ＡＢＣＤＥＦＧ」と、黒抜きの三角形と四角形からなるマークが表示されている。

以下の説明において、文字板１０のうちユーザが白色として認識する領域を淡色部Ｗ、ユーザが黒色として認識する領域を濃色部ＢＫと呼ぶ。図１に示す腕時計１においては、文字板１０の視認面のうち時字５０、表示部６０等が設けられる領域が濃色部ＢＫであり、濃色部ＢＫ以外の領域が淡色部Ｗである。図１においては、視認面のうち約８６パーセントが淡色部Ｗであり、約１４パーセントが濃色部ＢＫである文字板１０の例を示している。

なお、図１に示す文字板１０の形状やデザインは一例であり、これに限られるものではなく、少なくとも淡色部Ｗと濃色部ＢＫを含むものであればよい。

図２は、第１の実施形態に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。なお、図２において、各矢印は、可視光のうち、青色の光成分Ｂ（第２の波長帯域の第２の光成分）、緑色の光成分Ｇ（第２の波長帯域の第２の光成分）、赤色の光成分Ｒ（第１の波長帯域の第１の光成分）を示しており、矢印の向く方向は光の進行方向を示している。また、各光の光量を矢印の長さに対応させて模式的に示している。すなわち、矢印の長さの長いものほど光の光量が多いとする。図２においては、視認面側から文字板１０に入射された光の一部は、文字板１０において反射又は吸収されるため、文字板１０を透過した光の光量は、文字板１０に入射された光の光量よりも少なくなることを示している。後述する図５、図６等においても同様とする。

図２に示すように、腕時計１は、文字板１０の裏面側に太陽電池３０を有する。

太陽電池３０は、文字板１０を透過した光が入射されることにより発電する。具体的には、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の少なくとも一方に配置される電極層とを含み、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。

文字板１０は、吸収層１１と、吸収層１１の視認面に設けられる淡色層１２と、を含む。図２に示すように、第１の実施形態においては、淡色層１２が設けられる領域が淡色部Ｗに対応し、淡色層１２が設けられない領域が濃色部ＢＫに対応する。すなわち、ユーザは、文字板１０のうち淡色層１２が設けられる領域を白色として認識し、文字板１０のうち淡色層１２が設けられず、吸収層１１が露出する領域を黒色として認識することとなる。ユーザがこのように色を認識することなる理由の詳細について以下説明する。

淡色層１２は、例えば、透明樹脂に白色の顔料が含まれてなる層であるとよい。淡色層１２に入射された光の一部は、透明樹脂と顔料との界面で散乱を生じ、この散乱された光により、ユーザは、文字板１０の視認面のうち淡色層１２が設けられる淡色部Ｗを白色として認識することとなる。なお、淡色層１２に入射された光の他の一部は、淡色層１２を透過し、吸収層１１へと入射されることとなる。

淡色層１２に含まれる顔料の割合が高いほど、光反射率が上がり、ユーザは文字板１０の色としてより濃い白色を認識することなる一方で、太陽電池３０へと入射される光の光量が減少することとなる。淡色層１２に含まれる顔料の割合が少ないほど、光反射率が下がり、太陽電池３０へと入射される光の光量が増加し、発電量が向上する一方で、ユーザは文字板１０の色として淡い白色を認識することとなる。

文字板１０においては、デザイン性の観点から、視認面がより濃い白色で表されることの要請がある一方で、太陽電池３０の発電量を維持することも要求される。そこで、第１の実施形態においては、文字板１０のうち、時字５０や表示部６０等が設けられる濃色部ＢＫに入射された光を透過させる構成を採用することにより、太陽電池３０の発電に寄与させることとした。すなわち、文字板１０のうち濃色部ＢＫを構成する吸収層１１として、光透過性を有する基板を採用した。

第１の実施形態においては、時字５０等が設けられる濃色部ＢＫに入射された光を、太陽電池３０の発電に寄与させることができ、淡色部Ｗを濃い白色にした場合であっても、太陽電池３０における発電量を維持することができる。

なお、第１の実施形態の文字板１０においては、濃色部ＢＫの方が、淡色部Ｗよりも光透過率が高い。濃色部ＢＫは吸収層１１で構成されるのに対して、淡色部Ｗは吸収層１１及び淡色層１２の積層構造となっているため、淡色部Ｗの方が光を透過しにくいためである。

ここで、第１の実施形態においては、可視光のうち、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇを吸収しやすく、赤色の光成分Ｇを吸収しにくい性質を有する太陽電池３０を用いた。すなわち、太陽電池３０においては、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇが発電に寄与しやすく、赤色の光成分Ｒは発電に寄与しにくい。具体的には、太陽電池３０として、アモルファスシリコン等の半導体層を含むものを用いた。

太陽電池３０に吸収されなかった赤色の光成分Ｒは、太陽電池３０の上面で反射されることとなる。太陽電池３０の上面で赤色の光成分Ｒが反射すると、光透過性を有する濃色部ＢＫにおいて赤味を帯びた色の光が漏れ出し、文字板１０の審美性が低下してしまうおそれがある。

そこで、第１の実施形態においては、吸収層１１として、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｒを透過しやすく、赤色の光成分Ｒを吸収しやすい性質を有する基板を採用した。具体的には、第１の実施形態においては、吸収層１１として、透明基板１１１と、透明基板１１１上に貼り付けられるカラーフィルタ１１２とを備える基板を採用した。

カラーフィルタ１１２は、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇに対する光吸収率より高い光吸収率で、赤色の光成分Ｒを吸収する。すなわち、カラーフィルタ１１２は、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇを透過しやすく、赤色の光成分Ｒを吸収しやすい性質を有するものである。また、透明基板１１１は、例えば、透明な樹脂からなる基板であるとよい。

図２に示すように、吸収層１１に入射された光のうち、青色の光成分Ｂと緑色の光成分Ｇは吸収層１１を透過しやすく、赤色の光成分Ｒはカラーフィルタ１１２に吸収されやすい。このように、文字板１０のうち濃色部ＢＫに入射された光のうち、太陽電池３０で吸収されやすい青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは太陽電池３０に到達しやすく、太陽電池３０で反射されやすい赤色の光成分Ｒは太陽電池３０に到達しにくいため、太陽電池３０の上面において反射する光の光量は少ない。

太陽電池３０の表面において光が反射されると、ユーザはその反射光の色又は太陽電池３０自体の色を視認することとなるが、第１の実施形態の構成によると、太陽電池３０の上面で反射される光は少ない、又は無い。そのため、ユーザは、濃色部ＢＫを黒色として認識することとなる。

ここで、図３、図４を参照して、第１の実施形態の吸収層１１の一例について説明する。図３は、カラーフィルタのヘイズ値と、そのカラーフィルタを備える吸収層を第１の実施形態に係る腕時計に採用できるか否かの評価を示す図である。図４は、第１の実施形態の吸収層が備えるカラーフィルタにおける波長毎の光透過率を示す図である。

第１の実施形態においては、吸収層１１としてヘイズ値が小さいカラーフィルタ１１２を備える基板を採用した。ヘイズ値とは、可視光を照射したときの透過光に対する拡散光（反射光）の割合である。すなわち、ヘイズ値が大きいほど光を透過しにくく、ヘイズ値が小さいほど光を透過しやすい。また、ヘイズ値が大きい場合、光を透過しにくいことより、カラーフィルタ１１２自体の色が視認されやすくなってしまう。一方、ヘイズ値が小さい場合、光を透過しやすいことより、カラーフィルタ１１２自体の色が視認されにくくなる。第１の実施形態の構成においては、ヘイズ値が大きい場合、カラーフィルタ１１２が設けられる領域が青緑色として視認されることとなり、ヘイズ値が小さい場合、カラーフィルタ１１２が設けられる領域が黒色として視認されることとなる。また、ヘイズ値が小さいほど、カラーフィルタ１１２を透過する光量が多くなり、太陽電池３０の発電量が増加することとなる。以上述べたように、第１の実施形態において、吸収層１１に含まれるカラーフィルタ１１２としては、ヘイズ値が小さいものを用いることが好ましいといえる。

図３においては、第１の実施形態に採用可能なカラーフィルタ１１２のヘイズ値を「○」で示し、採用不可のカラーフィルタ１１２のヘイズ値を「×」で示している。具体的には、図３に示すように、第１の実施形態においては、ヘイズ値が０以上であって３以下の値であれば採用可能とし、それよりもヘイズ値が高いものは不採用とした。なお、ヘイズ値の測定は、表面反射アナライザーＲＡ－５３２Ｈ（キヤノン社製）を用いて行った。

図４においては、第１の実施形態において採用したカラーフィルタ１１２における可視光領域の光に対する光透過率特性の一例を示している。具体的には、第１の実施形態においては、カラーフィルタ１１２として、ＬＥＥ Ｆｉｌｔｅｒｓ １７２番 ＬＡＧＯＯＮ ＢＬＵＥ（ＬＥＥ Ｆｉｌｔｅｒｓ社製）を採用した。また、光透過率の測定は、紫外可視分光光度計 ＵＶ－１７００（島津サイエンス社製）を用いて行った。

図４に示すように、第１の実施形態で採用したカラーフィルタ１１２においては、青色の光成分Ｂ（波長：約４３５．８ｎｍ）の光透過率Ｔｂは約４９．５パーセントであり、緑色の光成分Ｇ（波長：約５４６．１ｎｍ）の光透過率Ｔｇは約２４パーセントであり、赤色の光成分Ｒ（波長：約７００ｎｍ）の光透過率Ｔｒは約２．６パーセントであった。このように、カラーフィルタ１１２は、赤色の光成分Ｒの光透過率が低い。すなわち、赤色の光成分Ｒの光吸収率が高い。

ただし、上記特性のカラーフィルタに限られるものではなく、各色の光成分に対する光透過率が、例えば、（Ｔｂ＋Ｔｇ）／２＞Ｔｒを満たすものであるとよい。すなわち、青色の光成分Ｂの光透過率Ｔｂと緑色の光成分Ｇの光透過率Ｔｇの平均値が、赤色の光成分Ｒの光透過率Ｔｒよりも大きければよい。このように、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇを透過しやすく、赤色の光成分Ｒを透過しにくく吸収しやすいカラーフィルタ１１２を備える吸収層１１を用いることで、太陽電池３０の発電量を維持しつつ、濃色部ＢＫにおいて黒色を表現することが可能となる。

第１の実施形態においては、吸収層１１としてカラーフィルタ１１２を備えるものを示したが、これは一例であり、吸収層１１は、ヘイズ値が小さく、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇに対する光吸収率よりも高い光吸収率で赤色の光成分Ｒを吸収するものであればよい。例えば、透明樹脂に顔料や染料等を混ぜることにより構成されるものであってもよい。

また、上記においては、カラーフィルタ１１２のヘイズ値が０～３であり、カラーフィルタ１１２の光透過率が、（Ｔｂ＋Ｔｇ）／２＞Ｔｒである例について示したが、吸収層１１のヘイズ値が０～３であり、吸収層１１の光透過率が、（Ｔｂ＋Ｔｇ）／２＞Ｔｒを満たすものであってもよい。

以上説明した第１の実施形態においては、文字板１０のうち濃色部ＢＫにおいて光を透過させる構成を採用したため、太陽電池３０の発電効率を向上することができる。このように、濃色部ＢＫに入射された光を発電に寄与させることができることより、淡色部Ｗにおける光透過率を下げた場合であっても、太陽電池３０の発電量を維持することができる。すなわち、淡色部Ｗの白色をより濃くすることができ、デザイン性を向上することができる。

また、第１の実施形態においては、濃色部ＢＫにおいて黒色を認識させることができると共に、赤味を帯びた光が濃色部ＢＫから漏れ出すことを抑制することができる。すなわち、文字板１０の審美性が低下すること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、図１に示すように、平面視において、太陽電池３０の分割線Ｄが、濃色部ＢＫと重なる領域が少なくなるように太陽電池３０を配置した。なお、分割線Ｄとは、複数のセルで構成される太陽電池３０を平面視した場合における、複数のセルの境界であり、光が入射されても発電が行われない領域である。これにより、太陽電池３０のち発電に寄与する発電領域の多くの部分が、光を透過しやすい濃色部ＢＫと重なることとなる。そのため、より効率的に発電を行うことができる。図１においては、平面視において、太陽電池３０の分割線Ｄが、濃色部ＢＫである時字５０と重ならない例について示す。ただし、これに限られるものではなく、平面視において、太陽電池３０のうち分割線Ｄ等の非発電領域がいずれの濃色部ＢＫとも重ならないように、太陽電池３０を配置してもよい。この場合、さらに効率的に発電を行うことが可能となる。

なお、図１で示した太陽電池３０は、平面形状が円形であり、それを４分割するように分割線が設けられる例について示したが、これに限られるものではない。すなわち、例えば、太陽電池３０は、平面形状が角形であってもよいし、非発電領域としての開口や切り欠き等が形成されるものであってもよい。

図５を参照して、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。図５は、第１の実施形態の第１の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。

第１の変形例においては、文字板１０の視認面のうち濃色部ＢＫに、反射防止膜４０を設けた。このように、文字板１０の視認面のうち濃色部ＢＫに反射防止膜４０を設けることにより、文字板１０の視認面側における光の反射を抑制し、文字板１０の光沢を抑えることができる。すなわち、文字板１０の外観をマット調にすることができる。特に、濃色部ＢＫの黒色をマット調にすることにより高級感を演出することができる。また、文字板１０の裏面側にも反射防止膜４０を設けた。カラーフィルタ１１２及び透明基板１１１を通過して、太陽電池３０に入射された光の一部は太陽電池３０の表面で反射され、透明基板１１１の裏面側に入射される。このように裏面側から入射された光が透明基板１１１の裏面で反射すると、カラーフィルタ１１２自体の色が視認されることとなってしまう。そこで、図５に示すように、文字板１０裏面側に反射防止膜４０を設けることにより、透明基板１１１の裏面における光の反射を抑制し、カラーフィルタ１１２自体の色である青緑色が視認されることを抑制できる。その結果、濃色部ＢＫをより濃い黒色としてユーザに視認させることができる。

なお、図５に示す反射防止膜４０の配置は一例であり、これに限られるものではない。例えば、反射防止膜４０は、文字板１０の視認面側及び裏面側のいずれか一方のみに設けられることとしてもよい。また、反射防止膜４０は、淡色層１２上に設けられていてもよい。

次に、図６を参照して、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。図６は、第１の実施形態の第２の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。なお、第２の変形例においては、図２で示した構成と同じ材料からなる構成については同じ符号を用いることとした。

本例の文字板１０は、透明基板１１１と、透明基板１１１上に設けられるカラーフィルタ１１２と、透明基板１１１上に設けられる淡色層１２とを含む。文字板１０のうち、カラーフィルタ１１２が設けられる領域が濃色部ＢＫに対応し、淡色層１２が設けられる領域が淡色部Ｗに対応する。

本例においては、カラーフィルタ１１２を濃色部ＢＫのみに設けており、淡色部Ｗに設けていないことより、図２で示した構成と比較して、淡色部Ｗに入射された光が透過しやすい。そのため、太陽電池３０の発電をより効率的に行うことができる。また、カラーフィルタ１１２を濃色部ＢＫのみに設けており、淡色部Ｗに設けていないことより、図２で示した構成と比較して、材料コストを削減することが可能となる。また、図２で示した構成と比較して、文字板１０の視認面側における濃色部ＢＫと淡色部Ｗ間の凹凸を少なくすることができ、より審美性を向上することができる。

図７、図８を参照して、第１の実施形態の第３の変形例について説明する。図７は、第１の実施形態の第３の変形例に係る腕時計の文字板を視認面側から見た平面図である。図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図であり、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。

図２においては、視認部材として文字板１０を備える腕時計１について説明したが、本例においては、視認部材としての文字板１０に加えて、視認部材としての時針２２をさらに備える腕時計１について説明する。

図７に示すように、第３の変形例においては、腕時計１は、文字板１０上で運針する指針である秒針２１、時針２２、分針２３を有する。

図８においては、第３の変形例に係る腕時計１において、時針２２を含む切断線で切り取った断面を示している。なお、図８に示す文字板１０は、図２で示した文字板１０と同様の構成である。すなわち、指針を介さず文字板１０に直接入射される光による太陽電池３０の発電は、図２で示した構成と同様に行われることとなる。また、図８に示す時針２２において、文字板１０が備える構成と同様の構成については同じ符号を用いることとした。

図８に示すように、時針２２は、カラーフィルタ等を含む吸収層１１と、吸収層１１上に設けられる淡色層１２とを含む。時針２２のうち、淡色層１２が設けられる領域は淡色部Ｗに対応し、淡色層１２が設けられておらず吸収層１１が視認面側に露出する領域は濃色部ＢＫに対応する。また、図８に示す時針２２においては、淡色部Ｗを囲むように濃色部ＢＫが時針２２の縁に設けられるデザインとなっている。

時針２２においては、文字板１０と同様に、淡色部Ｗに入射された光は反射されやすく、濃色部ＢＫに入射された光は透過されやすい。また、赤色の光成分Ｒは濃色部ＢＫにおいて吸収されやすい。

図７、図８においては、平面視において、時針２２が、時針２２の濃色部ＢＫの一部が文字板１０の濃色部ＢＫと重なる方向を向いた状態を示している。具体的には、時針２２の濃色部ＢＫの一部が、文字板１０上に設けられるブランド名を示す文字「ＡＢＣＤＥＦＧ」の「Ｂ」と重なった状態を示している。

以下、図８を参照して、時針２２の各領域に入射された光による太陽電池３０の発電についてそれぞれ説明する。

まず、時針２２の濃色部ＢＫのうち文字板１０の淡色部Ｗと重なる領域に入射された光による太陽電池３０の発電について説明する。時針２２の濃色部ＢＫに入射された光のうち青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、時針２２を透過しやすい。一方、時針２２の濃色部ＢＫに入射された光のうち赤色の光成分Ｒは、時針２２の吸収層１１において吸収されやすく、透過しにくい。時針２２の濃色部ＢＫを透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、文字板１０の淡色部Ｗに入射され、一部が反射し、他の一部は文字板１０を透過する。そして、文字板１０を透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、太陽電池３０に入射され、発電に寄与することとなる。

次に、時針２２の淡色部Ｗのうち文字板１０の淡色部Ｗと重なる領域に入射された光による太陽電池３０の発電ついて説明する。時針２２の淡色部Ｗに入射された光は反射されやすい。また、時針２２の淡色部Ｗに入射された光の一部は、淡色層１２を透過するが、時針２２の吸収層１１に入射されることにより、赤色の光成分Ｒは吸収される。青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇの一部は、時針２２を透過する。時針２２を透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、文字板１０の淡色部Ｗに入射される。その一部は、文字板１０をさらに透過することにより、太陽電池３０に入射され、僅かではあるが発電に寄与することとなる。

次に、時針２２の濃色部ＢＫのうち文字板１０の濃色部ＢＫと重なる領域に入射された光よる太陽電池３０の発電について説明する。時針２２の濃色部ＢＫに入射された光のうち青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、時針２２を透過しやすい。一方、時針２２の濃色部ＢＫに入射された光のうち赤色の光成分Ｒは、吸収層１１において吸収されやすく、透過しにくい。時針２２を透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、文字板１０の濃色部ＢＫに入射される。文字板１０の濃色部ＢＫに入射された青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは透過しやすいため、文字板１０を透過して太陽電池３０に入射される。そして、文字板１０と透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、太陽電池３０に入射され、発電に寄与することとなる。

以上のように、時針２２のうち濃色部ＢＫに入射された光は、濃色部ＢＫ又は太陽電池３０のいずれかに吸収されるため、反射して時針２２に戻ってくることはない。そのため、ユーザは、時針２２の濃色部ＢＫを黒色として認識することとなる。

なお、時針２２を透過した青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇの一部は文字板１０の淡色層１２で反射されるため、その反射光により、文字板１０の視認面において青緑色を帯びた色が生じることとなる。このような青緑色の反射光の発生の対策として、淡色層１２の白色の濃さを薄くするとよい。すなわち、淡色層１２に含まれる顔料等の割合を減らし、淡色層１２の光反射率を低くするとよい。これにより、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、文字板１０の淡色層１２を透過しやすくなり、青緑色の反射光が目立ちにくくなる。ただし、デザイン性の観点から、敢えて青緑色の反射光が目立つよう、文字板１０の光反射率を高くしても構わない。

なお、時針２２に図８で示した構成を採用した上で、時針２２の裏面に、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇを吸収しやすい部材を設けてもよい。具体的には、太陽電池３０と同様の材料からなる部材を設けるとよい。それにより、時針２２の濃色部ＢＫを、文字板１０の濃色部ＢＫと同様の原理で、ユーザに黒色として認識させることができると共に、文字板１０において青緑色の反射光が生じることを抑制することができる。なお、この場合、時針２２に入射された光は、文字板１０の裏面側に配置される太陽電池３０には到達しないため、発電効率の観点においては、図８で示した構成の方が有利である。

以上説明した第３の変形例においては、時針２２に入射された光を透過させることにより、太陽電池３０の発電に寄与させる構成を採用した。これにより、黒色で表される指針として光を吸収するような黒色の物質を用いた場合と比較して、太陽電池３０における発電効率をより向上することができる。

なお、図８に示す例においては、太陽電池３０に入射される前に、赤色の光成分Ｒは時針２２の吸収層１１及び文字板１０の吸収層１１により吸収されるため、赤色の光成分Ｒのほとんどは太陽電池３０に入射されない。そのため、太陽電池３０が赤色の光成分Ｒを反射することによる審美性の低下は生じない。

なお、第３の変形例においては、指針のうち時針２２のみについて説明したが、秒針２１や分針２３にも同様の構成を採用してもよい。また、時針２２等の指針の全体を濃色部ＢＫで構成しても構わない。すなわち、指針の全体を、ユーザが黒色と認識するものとしても構わない。これにより、指針を透過する光の光量が増加し、太陽電池３０の発電効率をより向上することができる。

また、第１の実施形態においては文字板１０が淡色部Ｗ及び濃色部ＢＫを有し、第３の変形例においては文字板１０と指針の両方が淡色部Ｗ及び濃色部ＢＫを有する例について示したが、これに限られるものではなく、指針のみに淡色部Ｗ及び濃色部ＢＫを有する構成を適用しても構わない。この場合、少なくとも、文字板１０が光を透過するものであり、文字板１０の裏面側に太陽電池３０が配置される構成であるとよい。

次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図である。第２の実施形態の文字板２１０においては、第１の実施形態で示した吸収層１１の代わりに位相差板付き偏光板２１１を採用した。

位相差板付き偏光板２１１は、偏光板２１１ａと、偏光板２１１ａの裏面に貼り付けられる位相差板２１１ｂとを含む。偏光板とは、入射光のうち特定方向に偏光した光だけを透過させる板である。位相差板とは、入射光に位相差を与える機能を有する板である。第２の実施形態においては、位相差板２１１ｂとして、π／２（λ／４）の位相差を与える機能を備え基板を採用した。

図９に示すように、文字板２１０は、位相差板付き偏光板２１１と、位相差板付き偏光板２１１の視認面側に設けられる淡色層１２を有する。文字板２１０のうち、淡色層１２が設けられる領域が淡色部Ｗに対応し、淡色層１２が設けられず、位相差板付き偏光板２１１が露出する領域が濃色部ＢＫに対応する。

図９に示すように、位相差板付き偏光板２１１に入射された入射光のうち、右回り円偏光のみが透過することとなる。これは、上述のように、偏光板２１１ａが入射光の直線偏光の光成分のうち特定方向に偏光した光だけを透過させると共に、位相差板２１１ｂが偏光板２１１ａを透過した直線偏光の光成分にπ／２（λ／４）の位相差を与えて、右回りの円偏光にしたためである。なお、直線偏光の光成分のうち特定方向に対して垂直な方向に偏光した光成分は、偏光板２１１ａにおいて吸収される。

第１の実施形態と同様に、位相差板付き偏光板２１１を透過した右回り円偏光のうち、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは太陽電池３０に吸収されやすく、太陽電池３０の発電に寄与することとなる。一方で、位相差板付き偏光板２１１を透過した右回り円偏光のうち、赤色の光成分Ｒは、太陽電池３０において吸収されにくく、太陽電池３０の上面で反射される。

太陽電池３０に入射された右回り円偏光は、太陽電池３０の上面で反射することにより、左回り円偏光となる。そして、左回り円偏光となった赤色の光成分Ｒは、位相差板２１１ｂの裏面に入射される。位相差板２１１ｂは、入射光にπ／２の位相差を与えるため、入射された左回り円偏光の赤色の光成分Ｒは特定方向に対して垂直な方向に偏光した直線偏光となる。偏光板２１１ａは、上述のように直線偏光の光成分のうち特定方向に偏光した光成分のみを透過するため、特定方向に対して垂直な方向に偏光した直線偏光である赤色の光成分Ｒを透過しない。すなわち、偏光板２１１ａの裏面側から入射された赤色の光成分Ｒは、偏光板２１１ａにおいて吸収される。このように、太陽電池３０で反射された光は文字板２１０の外部へ漏れ出さないため、ユーザは、濃色部ＢＫを黒色として認識することとなる。

以上説明したように、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に、太陽電池３０の発電効率を向上すると共に、審美性が低下することを抑制することができる。

なお、第２の実施形態においては、位相差板付き偏光板２１１として、いずれの波長帯域の光成分も同程度吸収し、同程度透過するものを例に挙げて説明したが、赤色の光成分Ｒの光吸収率が高くなるように位相差を与える構成であるとより好ましい。

なお、第２の実施形態においては、位相差板付き偏光板２１１を濃色部ＢＫ及び淡色部Ｗの両方に設けた例について示したが、これに限られるものではなく、位相差板付き偏光板２１１を濃色部ＢＫのみに設けてもよい。この場合、透明基板上に、位相差板付き偏光板２１１及び淡色層１２を設ける構成を採用するとよい。

図１０、図１１を参照して、第２の実施形態の第１の変形例に係る腕時計２０１について説明する。図１０は、第２の実施形態の第１の変形例に係る腕時計を模式的に示す平面図である。図１１は、第２の実施形態の第１の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図であり、図１０のＸＩ－ＸＩ切断線における断面図である。

腕時計２０１は、図１０、図１１に示すように、少なくとも、文字板２１０と、文字板２１０上で運針する指針としての分針２２３と、文字板２１０の裏面側に設けられる太陽電池３０とを有する。なお、図１１においては、分針２２３の積層構造を省略して図示しているが、分針２２３のうち濃色部ＢＫは、図９で示した位相差板付き偏光板２１１を少なくとも含んでおり、分針２２３のうち淡色部Ｗは、図９で示した淡色層１２を少なくとも含んでいるとよい。また、文字板２１０についても同様に積層構造を省略して図示しているが、文字板２１０のうち濃色部ＢＫは、図９で示した位相差板付き偏光板２１１を少なくとも含んでおり、文字板２１０のうち淡色部Ｗは、図９で示した淡色層１２を少なくとも含んでいるとよい。

また、本例においては、平面視において、分針２２３の淡色部Ｗの回転軌跡と、文字板２１０の濃色部ＢＫとが重なる構成とした。また、平面視において、分針２２３の濃色部ＢＫの回転軌跡と、文字板２１０の淡色部Ｗとが重なる構成とした。すなわち、平面視において、分針２２３の回転軌跡上、又は文字板２１０上のいずれかに、位相差板付き偏光板２１１を含む濃色部ＢＫが設けられる構成とした。

具体的には、分針２２３の回転中心側を濃色部ＢＫとし、分針２２３の先端側を淡色部Ｗとした。また、文字板２１０の中心部を平面形状が円形の淡色部Ｗとし、淡色部Ｗの周辺をリング状の濃色部ＢＫとした。なお、図１０で示す濃色部ＢＫは、その全域が濃色部ＢＫである必要はなく、黒色として認識される時字等が部分的に設けられる領域であるとよい。

このような構成とすることにより、図１１に示すように、分針２２３に入射された光のうち、右回り円偏光である青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、太陽電池３０に吸収されて、発電に寄与することとなる。また、右回り円偏光である赤色の光成分Ｒは、太陽電池３０で反射されて、左回り円偏光となり、文字板２１０の濃色部ＢＫ又は分針２２３の濃色部ＢＫで吸収されることとなる。これにより、ユーザは、分針２２３の濃色部ＢＫを黒色として認識することとなる。また、図９で説明したように、ユーザは文字板２１０の濃色部ＢＫも黒色として認識することになる。

なお、本例においては、文字板２１０の淡色部Ｗの光透過率が高い方が好ましい。すなわち、文字板２１０の淡色部Ｗのヘイズ値は小さい方が好ましい。分針２２３の濃色部ＢＫを透過した光が、文字板２１０の淡色部Ｗで散乱してしまうと、ユーザは分針２２３の濃色部ＢＫを黒色として認識できなくなってしまうためである。

なお、図１０、図１１に示す例においては、文字板２１０と指針の両方が淡色部、及び位相差板付き偏光板２１１を含む濃色部ＢＫを有する例について示したが、これに限られるものではなく、指針のみが淡色部Ｗ、及び位相差板付き偏光板２１１を含む濃色部ＢＫを有する構成を適用しても構わない。この場合、少なくとも、文字板２１０が光を透過するものであり、文字板２１０の裏面側に太陽電池３０が配置される構成であるとよい。

なお、本例の構成は、特に、指針のうち比較的長さの長い分針２２３に適している。

図１２、図１３を参照して、第２の実施形態の第２の変形例に係る腕時計２０１について説明する。図１２は、第２の実施形態の第２の変形例に係る腕時計を模式的に示す平面図である。図１３は、第２の実施形態の第２の変形例に係る腕時計の断面の一部を模式的に示す模式断面図であり、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ切断線における断面図である。

第２の実施形態の第２の変形例は、第２の実施形態の第１の変形例で説明した指針よりも長さの短い指針、すなわち、例えば、時針２２２に関するものである。本例においては、図１２、図１３に示すように、時針２２２の回転軌跡が、文字板２１０の濃色部ＢＫと重ならないように、時針２２２を配置した。また、時針２２２の全体を濃色部ＢＫとした。他の構成については、図１０、図１１で示したものと同様である。

本例においても、図１３に示すように、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇは、太陽電池３０で吸収されて発電に寄与し、赤色の光成分Ｒは、太陽電池３０の上面で反射されて、濃色部ＢＫに設けられる位相差板付き偏光板２１１で吸収される。そのため、太陽電池３０の発電効率を向上できると共に、時針２２２の濃色部ＢＫを黒色としてユーザに認識させることができる。

なお、上記各実施形態及び各変形例においては、太陽電池付き腕時計１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、少なくとも、視認部材としての化粧板等と、太陽電池３０とを含む発電装置であればよい。例えば、センサや照明機器用の太陽電池付き発電装置などであっても構わない。

上記各実施形態及び各変形例においては、青色の光成分Ｂ及び緑色の光成分Ｇを吸収しやすい性質を有する太陽電池を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、特定の波長帯域の光成分を吸収しやすく、他の波長帯域の光成分を反射しやすい性質のものであればよい。この場合、濃色部ＢＫにおいて、他の波長帯域の光成分に対する光吸収率の高いカラーフィルタなどを設けるとよい。具体的には、例えば、太陽電池３０として、赤色の光成分を積極的に吸収する色素増感型太陽電池を用いてもよい。

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。

１，２０１ 腕時計、１０，２１０ 文字板、１１ 吸収層、１１１ 透明基板、１１２ カラーフィルタ、１２ 淡色層、２１ 秒針、２２，２２２ 時針、２３，２２３ 分針、３０ 太陽電池、４０ 反射防止膜、５０ 時字、６０ 表示部、２１１ 位相差板付き偏光板、２１１ａ 偏光板、２１１ｂ 位相差板。

Claims (10)

1. 淡色部と、前記淡色部より光透過率の高い濃色部とを含む、ユーザが視認可能な１又は複数の視認部材と、
   前記視認部材を透過した光が入射することにより発電する太陽電池と、
   を有し、
   前記太陽電池は、
   可視光のうち第１の波長帯域の第１の光成分の入射による発電よりも、可視光のうち前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域の第２の光成分の入射による発電の発電量が大きく、
   前記視認部材は、
   前記濃色部において、少なくとも前記第２の光成分に対する光吸収率よりも高い光吸収率で前記第１の光成分を吸収する吸収層を含む、
   太陽電池付き発電装置。
2. 前記吸収層は、カラーフィルタを含む、
   請求項１に記載の太陽電池付き発電装置。
3. 前記吸収層のヘイズ値は０以上であって３以下の値である、
   請求項１又は２に記載の太陽電池付き発電装置。
4. 淡色部と、前記淡色部より光透過率の高い濃色部とを含む、ユーザが視認可能な１又は複数の視認部材と、
   前記視認部材を透過した光が入射することにより発電する太陽電池と、
   を有し、
   前記太陽電池は、
   可視光のうち第１の波長帯域の第１の光成分の入射による発電よりも、可視光のうち前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域の第２の光成分の入射による発電の発電量が大きく、
   前記視認部材は、
   前記濃色部において、特定方向に偏光した光成分のみを透過する偏光板と、該偏光板の視認面の反対側の面に設けられており入射された光成分に対してπ／２の位相差を与える位相差板とを含む、
   太陽電池付き発電装置。
5. 前記第１の波長帯域は、赤色波長帯域であり、
   前記第２の波長帯域は、青色波長帯域又は緑色波長帯域を少なくとも含む、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽電池付き発電装置。
6. 前記視認部材のうち少なくとも前記濃色部のうち視認面に反射防止膜が設けられる、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池付き発電装置。
7. 前記視認部材のうち少なくとも前記濃色部のうち視認面の反対側の面に反射防止膜が設けられる、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の太陽電池付き発電装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽電池付き発電装置を内蔵する太陽電池付き時計であって、
   前記視認部材は、文字板、又は該文字板上で運針する指針のうちいずれか一方又は両方である、
   太陽電池付き時計。
9. 前記濃色部は、少なくとも前記文字板上に設けられる時字を含む、
   請求項８に記載の太陽電池付き時計。
10. 前記太陽電池は、光が入射されることにより発電が行われる発電領域と、発電が行われない非発電領域とを含み、
    前記太陽電池は、平面視において、前記非発電領域が前記時字に重ならないように設けられる、
    請求項９に記載の太陽電池付き時計。

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