JPH1039056A - 太陽電池付き電子機器及びその制御方法 - Google Patents

太陽電池付き電子機器及びその制御方法

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JPH1039056A
JPH1039056A JP8199294A JP19929496A JPH1039056A JP H1039056 A JPH1039056 A JP H1039056A JP 8199294 A JP8199294 A JP 8199294A JP 19929496 A JP19929496 A JP 19929496A JP H1039056 A JPH1039056 A JP H1039056A
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JP
Japan
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solar cell
liquid crystal
voltage
crystal shutter
reference voltage
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Pending
Application number
JP8199294A
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English (en)
Inventor
Masayuki Daito
雅之 大東
Masayoshi Maehane
昌佳 前羽
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1039056A publication Critical patent/JPH1039056A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13324Circuits comprising solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器の表示部に太陽電池を配置しても、
デザイン的に優れ、効率良く充電できる電子機器を特徴
とする。 【構成】 太陽電池1と、この出力により充電される電
力貯蓄手段と、前記太陽電池1の光入射側に配置され、
前記太陽電池1のほぼ全面を被う液晶シャッター2とを
有する太陽電池付き電子機器であって、充電が必要な状
態においては、液晶シャッター2を透明状態にする制御
手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池付き電子
機器及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、太陽電池付き電子機器の一例とし
て、時計の表示部に太陽電池を用いた腕時計が、実公平
6−43758に開示されている。この腕時計の場合、
太陽電池が文字版として、時計の表示部全体に配置され
ているため十分な受光面積を得ることができる。また、
太陽電池において、所望の出力電圧を得るために、ガラ
ス基板上に、透明電極層、アモルファスシリコン層及び
裏面電極層の積層体からなる太陽電池素子を複数個直列
接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の太陽
電池付き腕時計においては、時計の表示部において、太
陽電池素子間がストライプ状に見えることより、表示部
のデザインの障害であった。また、アモルファスシリコ
ン層を用いた太陽電池は、茶色系あるいは濃青色系の暗
い色調になるのでデザイン性を要求される時計の表示部
としては、不適であった。
【0004】また、この問題を解決するために太陽電池
の光入射側に白色系の半透明フィルターを配置する構造
が知られているが、この構造においてはフィルターによ
り太陽電池への入射光が常に低減されるので、十分な発
電量を得ることができなかった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点を解決
するために成されたものであり、腕時計等の表示部に太
陽電池を配置しても、デザイン的に優れ、効率良く充電
できる腕時計を提供することを特徴とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の主要な構成は、
太陽電池と、この出力により充電される電力貯蓄手段
と、前記太陽電池の光入射側に配置され、前記太陽電池
のほぼ全面を被う液晶シャッターとを有する太陽電池付
き電子機器であって、充電が必要な状態においては、液
晶シャッターを透明状態にする制御手段を有することを
特徴とする。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の一実施例である太陽電池付
き腕時計について、図1〜5を用いて、詳細に説明す
る。
【0008】図1は、本実施例の主要部品を示す図で、
1は円形板状のアモルファス太陽電池、2は太陽電池1
の光入射側に配置されたこれとほぼ同形状の液晶シャッ
タ−、3a、3bは太陽電池1及び液晶シャッター2を
貫通する軸4により駆動される時計の長針、短針であ
る。ここでアモルファス太陽電池1は、絶縁表面を有す
る基板上に、裏面電極層、アモルファスシリコン半導体
層及び透明導電層の積層体からなる太陽電池素子1a〜
1dを直列接続して配置したものであり、透明導電層側
から光が入射される。また、液晶シャッター2は、電圧
を印加しない通常の状態においては、おおむね透明で光
を透過でき、所定の電圧を印加したときは、乳白色のお
おむね不透明になり光を遮断するものである。そして、
光入射側の液晶シャッター2上には、必要に応じて時刻
目盛り等の指標が印刷法等により配置される。
【0009】次に、図2は、本実施例の動作概要を説明
する図であり、図2(a)に示すように、後述する2次
電池(図示せず)を充電する必要があるとき、液晶シャ
ッター2に電圧が印加されず、透明状態であり、太陽電
池1に光が入射し電力を発生する。
【0010】また、図2(b)に示すように、2次電池
を充電する必要がないときは、液晶シャッター2に所定
電圧が印加され白色系の不透明状態となり、わずかに光
が透過するだけとなるので、太陽電池2の発電量が減
る。また、必要なら、液晶シャッター2の不透明状態
で、ほぼ光を遮断できるようにしてもよい。
【0011】図3は、本実施例の回路構成を示すブロッ
ク図であり、6は逆流防止ダイオード5を通過した太陽
電池1からの出力により充電される2次電池、7は2次
電池6の出力により駆動される時計駆動IC、8は同じ
く2次電池6の出力により駆動する液晶駆動制御部であ
り、この液晶駆動制御部8からの供給電力のON・OF
Fにより液晶シャッター2が動作する。また、9は2次
電池6の両端電圧を検出する電圧検出部で、検出した電
圧の信号を液晶駆動制御部8に出力し、液晶駆動制御部
8にてこの検出電圧の信号に基づいて、液晶シャッタ−
2をON・OFF制御する。ここで、時計駆動IC7
は、長針3a及び短針3bの軸4を駆動させるステッピ
ングモーター等を制御、駆動させるものである。また、
2次電池6としては、充電量が増加するに従って、端子
電圧が徐々に増加する充電特性を示すリチウム系2次電
池等が適している。
【0012】図4は、本実施例における2次電池の両端
電圧の変化に伴う液晶シャッターのON・OFF動作を
説明する図であり、本実施例の腕時計が光が入射しない
暗所に長期間保管され、2次電池6が完全放電された状
態から、腕時計を明所において充電を開始した場合を示
したものである。
【0013】充電開始後、2次電池6の両端電圧が所定
の第1基準電圧Vlowより低い場合は、液晶シャッター
2をOFF(=透明)状態とし、太陽電池1に光が入射
し2次電池6を充電する。そして、2次電池6の両端電
圧が、第1基準電圧Vlow を超え、ほぼ2次電池6の満
充電状態であることを示す所定の第2基準電圧Vhighに
到達するまで、液晶シャッター2をOFF状態とし、充
電を継続する。
【0014】そして、2次電池6の両端電圧が、第2基
準電圧Vhighに到達したとき、液晶シャッター2をON
(=不透明)状態にして、太陽電池1への光入射が低減
され、充電電流が低下する。
【0015】その後、液晶シャッター2がON状態であ
り、太陽電池1に光が十分に入射せず2次電池6がわず
かしか充電されないので、2次電池6の出力が、時計駆
動IC7、液晶駆動制御部8及び液晶シャッター2等の
部品、2次電池6の自己放電により消費され、その両端
電圧は徐々に低下する。これは、充電量以上に、これら
部品の電力消費量、2次電池6の自己放電量が多いから
である。そして、両端電圧が第1基準電圧Vlowに到達
したとき、再び液晶シャッター2をOFF状態にして、
太陽電池1に光を入射させ、充電を再開し、両端電圧が
第2基準電圧Vhighに達するまで充電する。
【0016】更に、第2基準電圧Vhighに、両端電圧が
達すると液晶シャッター2をON状態にして、太陽電池
1への光入射を低減させる。以上の如く、本実施例の腕
時計が明所にある場合は、第1基準電圧Vlowと第2基
準電圧Vhighの間で、液晶シャッターのON・OFFを
繰り返すことになる。また、一方、本実施例の腕時計が
暗所に長期的に保管された場合は、両端電圧が第1基準
電圧Vlow未満になり、液晶シャッター2がOFFとな
っても、入射光がないので充電されず、徐々に両端端子
電圧が低下することになる。
【0017】ここで、第1基準電圧Vlowは、ほぼ満充
電状態を示す第2基準電圧Vhighに対して、60〜80
%に設定することが望ましい。また、本実施例において
は、電力貯蓄手段として、2次電池を用いているが、高
性能キャパシタ−を用いることも可能である。また、第
2基準電圧Vhigh以上においては、液晶シャッター2が
不透明状態なり、太陽電池1からの充電量が低減される
ので、2次電池6が過充電されることが防止される。
【0018】そして、本実施例においては、2次電池6
の両端電圧が第2基準電圧Vhighに到達して液晶シャッ
タ−2をON(=不透明)にしてから、両端電圧が第1
基準電圧Vlowに低下して液晶シャッターを再びOFF
(=透明)にするまでの時間が、約1ケ月以上になるよ
うに、2次電池6の容量と、第1基準電圧Vlow値と、
第2基準電圧Vhigh値と、時計駆動IC7、液晶駆動制
御部8及び液晶シャッター2等の部品の電力消費量と
が、設定及び調整されている。また、本実施例の腕時計
が、通常、室内で使用される場合において、第1基準電
圧Vlowにて液晶シャッター2をOFFの状態にして充
電を行い、第2基準電圧Vhighに達して液晶シャッター
2をONとするまでの時間が、数日になるように、太陽
電池1の出力、2次電池6の容量、第1基準電圧Vlow
値、第2基準電圧Vhigh値等が、調整及び設定される。
従って、本実施例の腕時計を、通常、室内で使用する場
合、ほとんどの時間、液晶シャッタ−が、ON状態とな
るので、使用者から太陽電池1が見えないので、デザイ
ン性が良好である。
【0019】次に、図5は、本実施例における制御方法
を説明するフロ−チャ−トである。まず、ステップS1
にて、2次電池6の両端電圧を、電圧検出部9にて、検
出する。そして、ステップS2において、検出した電圧
Vのデーターを液晶駆動制御部8に送り、この液晶駆動
制御部8にて、検出電圧Vと第1基準電圧Vlowとを比
較する。
【0020】検出電圧Vが第1基準電圧Vlow以上であ
るとき、ステップS3にて、液晶駆動制御部8は、液晶
シャッター2をONして、太陽電池1への光入射を低減
し、充電電流が低下する。その後、ステップS1にもど
る。
【0021】また、検出電圧Vが、第1基準電圧Vlow
未満であるときは、ステップS4に進んで、液晶駆動制
御部8が液晶シャッター2をOFFにして太陽電池1へ
光を入射させ充電を行う。
【0022】次に、ステップS5において、2次電池6
の両端電圧を、電圧検出部9にて、検出する。そして、
ステップS6にて、検出した電圧Vのデーターを液晶駆
動制御部8に送り、この液晶駆動制御部8にて、検出電
圧Vと第2基準電圧Vhighとを比較する。
【0023】ここで、検出電圧Vが第2基準電圧Vhigh
上であるとき、ステップS1に戻って、ステップS2を
経て、ステップS3にて、液晶シャッター2がONさ
れ、太陽電池1への光入射が低減され充電電流が低下す
る。一方、検出電圧Vが、第2基準電圧Vhigh未満であ
るときは、ステップ4に戻って、ステップ5〜6を繰り
返し、第2基準電圧Vhigh以上になるまで充電する。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上の構成であり、充電が必要
な状態において、液晶シャッターが透明状態になるの
で、使用者がこの電子機器に充電が必要なことを認識で
きるので、この電子機器を明るい場所に置くことを意識
させることができる。
【0025】また、充電が不必要なとき又は満充電状態
のときは、液晶シャッターが不透明状態になるので、電
力貯蓄手段が過充電されることを防止できると共に、太
陽電池が光劣化することを防止できる。更には、液晶シ
ャッターが不透明状態においては、この下に位置する太
陽電池が使用者から見えず、従って、デザイン的に良好
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の主要部品を示す図で、
(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図2】本発明の一実施例の動作概要を説明する図であ
り、(a)は液晶シャッタ−が透明状態のとき、(b)
は液晶シャッターが不透明状態であることきを示す。
【図3】本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
である。
【図4】本発明の一実施例における2次電池の両端電圧
の変化に伴う液晶シャッターのON・OFF動作を説明
する図である。
【図5】本発明の一実施例における制御方法を説明する
フロ−チャ−トである。
【符号の説明】
1 太陽電池 2 液晶シャッター 6 2次電池
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/04 H01L 31/04 P

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池と、この出力により充電される
    電力貯蓄手段と、前記太陽電池の光入射側に配置され、
    前記太陽電池のほぼ全面を被う液晶シャッターとを有す
    る太陽電池付き電子機器であって、 充電が必要な状態において、液晶シャッターを透明状態
    にする制御手段を有することを特徴とする太陽電池付き
    電子機器。
  2. 【請求項2】 太陽電池と、この出力により充電される
    電力貯蓄手段と、前記太陽電池の光入射側に配置され、
    前記太陽電池のほぼ全面を被う液晶シャッターとを有す
    る太陽電池付き電子機器であって、 前記電力貯蓄手段が、満充電状態にあるときは、前記液
    晶シャッターを不透明状態にする制御手段を有すること
    を特徴とする太陽電池付き電子機器。
  3. 【請求項3】 太陽電池と、この出力により充電される
    電力貯蓄手段と、前記太陽電池の光入射側に配置される
    液晶シャッターとを有する太陽電池付き電子機器の制御
    方法であって、 電力貯蓄手段の両端電圧を検出し、検出した電圧を第1
    基準電圧と比較し、 A)検出した電圧が、第1基準電圧以上のとき、前記液
    晶シャッターを不透明状態にする工程と、 B)検出した電圧が、第1基準電圧未満のとき、前記液
    晶シャッターを透明状態とさせる工程と、 B−1)このステップの後、前記電力貯蓄手段の両端電
    圧を検出し、前記第1基準電圧より高い第2基準電圧と
    比較し、 検出した電圧が前記第2基準電圧未満のとき、液晶シ
    ャッターを透明状態とする工程と、 検出した電圧が前記第2基準電圧以上のとき、液晶シ
    ャッターを不透明状態にする工程と、を備えることを特
    徴とする太陽電池付き電子機器の制御方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000038020A1 (fr) * 1998-12-22 2000-06-29 Citizen Watch Co., Ltd. Appareil d'horlogerie
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JP2022140327A (ja) * 2021-03-12 2022-09-26 ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド シャッタ機器を備えるソーラーウオッチ

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