JPH11125681A - 太陽電池付電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池付腕時計その他の種々の太陽電池付
電子機器において、表示部の外観を向上させるための技
術を提供する。 【解決手段】 内枠部１０ａの内周面には環状の太陽電
池２４が取り付けられ、その受光面２４ａは表示部内に
臨む周面形状となっている。文字板１２の表面上には植
込体１７が取り付けられ、この外側端部には傾斜角を備
えた光反射面１７ａが形成されている。また、文字板１
２の上方には指針１８が配置され、この先端部にも傾斜
角を有する光反射面１８ａが形成されている。更に、文
字板１２の表面上には装飾板１９が貼着され、この外縁
部にも傾斜角を有する光反射面１９ａが形成されてい
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電子機器
に係り、特に、腕時計のように表示部と太陽電池とを備
えた電子機器に好適な構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、太陽電池を内蔵することによ
って太陽電池の発電により動作するように構成された各
種の電子機器が用いられている。たとえば、太陽電池を
内蔵した太陽電池付腕時計がある。この腕時計は、太陽
電池の受光面積を充分に確保するために、従来文字板が
配置されていた表示部の表示面上に太陽電池の受光面を
配置したものが多い。

【０００３】図５には上記の太陽電池付腕時計の内部構
造の一部拡大断面図を示す。胴１０の内部には図示しな
いムーブメントが収容され、このムーブメントを支持固
定する中枠１１に円盤状の太陽電池１３が嵌合されてい
る。太陽電池１３の外縁部は胴１０に係合したダイヤル
リング１４により上方から押さえ付けられている。胴１
０の内縁部にはリング状のプラスチックなどからなるパ
ッキン１５を介してカバーガラス１６が圧入固定されて
いる。

【０００４】上記太陽電池１３は通常の腕時計の文字板
に相当するものであり、図示しない指針部とともに表示
部を構成する。太陽電池１３の表面は受光面１３ａとな
っており、透明なカバーガラス１６を透過した外光が受
光面１３ａに照射され、発電が行われる。太陽電池１３
にて発電された電力は図示しないコンデンサなどの２次
電池に蓄えられ、必要に応じてムーブメントなどに供給
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の太陽
電池付腕時計においては、太陽電池１３の受光面１３ａ
が表示部内の文字板に相当する部分に配置されているた
めに、受光面１３ａの暗色の表面が視認されてしまうと
ともに、受光面１３ａに形成された電極形状もまた視認
されるため、腕時計のデザインに大きな制約が生じてし
まうという問題点がある。

【０００６】上記のデザイン的な制約を緩和するため
に、太陽電池１３の受光面１３ａの上にセラミック板な
どの半透明板を配置する方法も案出されている。しか
し、この場合には、太陽電池１３の受光量を時計の駆動
電力として充分な程度に確保する必要があるため、半透
明板の外観と光透過率とをうまくバランスさせなければ
ならな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、上記の太陽電池付腕時計に限ら
ず、種々の太陽電池付電子機器において、表示部の外観
を向上させるための技術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、表示部と、受光面に外光を受
けて発電するように構成された太陽電池とを備えた太陽
電池付電子機器において、前記受光面を前記表示部内に
おける光学的に露出した側面位置に配置し、前記表示部
内に入射された外光を前記受光面に向けて側方に導く導
光手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】この手段によれば、太陽電池の受光面を表
示部内の光学的に露出した側面位置に配置するとともに
光を受光面に向けて側方へ導く導光手段を設けたので、
表示部の正面に太陽電池の受光面を配置する必要がなく
なり、表示部のデザインや表示を従来よりも自由に設定
することが可能になる。

【００１０】ここで、前記導光手段は、前記表示部内に
配置された表示部材の表面に設けられた光反射面である
ことが好ましい。

【００１１】この手段によれば、表示部材に光反射面を
形成して表示部内に入射した光を反射させることにより
側方へと導くので、比較的簡単な構造で導光手段を構成
することができる。

【００１２】この場合にはまた、前記表示部には前記表
示部材を被覆する透光性部材が設けられ、該透光性部材
には前記光反射面に対向するハーフミラー面が形成され
ていることが望ましい。

【００１３】この手段によれば、透光性部材には光反射
面に対向するハーフミラー面が形成されているので、光
反射面の反射角度を大きくとらなくてもハーフミラー面
において再び反射させることにより光を側方へと導くこ
とが可能になるため、光反射面の角度を小さくすること
ができるので、反射面積を大きくすることができるとと
もに、表示部材の光反射面の形状や角度の自由度を向上
させることができる。

【００１４】この場合にはさらに、前記ハーフミラー面
は前記透光性部材における前記表示部内に臨む内面に形
成されていることが望ましい。

【００１５】この手段によれば、ハーフミラー面を透光
性部材の内面に形成することにより、透光性部材自身で
ハーフミラー面の保護を行うことができるとともに、光
の反射効率を高めることができ、太陽電池の受光量を増
大させることができる。

【００１６】また、前記表示部には前記表示部内に配置
された表示部材を被覆する透光性部材が設けられ、前記
導光手段は、前記透光性部材に形成された表面凹凸構造
であることが好ましい。

【００１７】この手段によれば、表示部材を被覆する透
光性部材に形成された表面凹凸構造によって光を屈折さ
せて側方へと導くので、表示部内の表示部材を全く自由
にデザインすることが可能である。

【００１８】この場合には、前記表面凹凸構造は前記透
光性部材における前記表示部内に臨む内面に形成されて
いることが望ましい。

【００１９】この手段によれば、表面凹凸構造を透光性
部材の内面に形成することにより、欠けを防止できるな
ど、透光性部材自身で表面凹凸構造の保護を行うことが
できるとともに、導光効率を高めることができ、太陽電
池の受光量を増大させることができる。

【００２０】この場合にはさらに、前記表示部材の表面
に光を側方へと導く光反射面が形成されていることが望
ましい。

【００２１】この手段によれば、透光性部材に形成され
た表面凹凸構造によって側方へと導かれた光をさらに光
反射面によって側方へと反射することができるので、太
陽電池の受光量を増大させることができるとともに、表
面凹凸構造の屈折角度を大きくする必要がないので、透
光性部材を介した表示部の視認性を向上させることが可
能である。

【００２２】なお、上述の表示部材は、たとえば腕時計
においては文字板、植込体、指針、指針取付部、ダイヤ
ルリングその他のものに相当し、また、透光性部材は、
カバーガラスに相当する。

【００２３】

【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説明する。以下に示す各実施形
態は、いずれも腕時計の表示部内に太陽電池の受光面を
配置した場合の例を示すものであるが、本発明は腕時計
に限らず、懐中時計、携帯電話、各種表示装置、測定装
置、カード、電卓など、太陽電池を備えたものであれば
種々の電子機器に適用できるものである。ここで、電子
機器とは、太陽電池を電子構造部としたあらゆる物品を
包含する。

【００２４】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態の構造を示す拡大部分断面図である。胴１０の内
側に配置された中枠１１に文字板１２が嵌合されてお
り、文字板１２の外縁部は胴１０の内枠部１０ａの下面
によって押圧されている。内枠部１０ａの内周面には環
状の太陽電池２４が取り付けられ、その受光面２４ａは
表示部内に臨む周面形状となっている。内枠部１０ａの
上面にはパッキン１５を介してカバーガラス１６が圧入
固定されている。

【００２５】文字板１２の表面上には、時刻などを表す
数字、文字、記号その他の模様を表すための植込体１７
が取り付けられており、この植込体１７の外側端部には
約４５度の傾斜角を備えた光反射面１７ａが形成されて
いる。また、文字板１２の上方には、時針、分針、秒針
などの指針１８が配置されており、指針１８の先端部に
も約４５度の傾斜角を有する光反射面１８ａが形成され
ている。更に、文字板１２の表面上には、セラミック
ス、貴石、貝その他の材料を薄板化してなる装飾板１９
が貼着されており、この装飾板１９の外縁部にも傾斜角
４５度の光反射面１９ａが形成されている。

【００２６】この実施形態では、カバーガラス１６を透
過して表示部内に入射した外光は、文字板１２、植込体
１７、指針１８及び装飾板１９の表面に到達する。これ
らの光のうち光反射層１７ａ，１８ａ，１９ａに到達し
た光はほぼ水平に反射され、側方に配置された太陽電池
２４の受光面２４ａに入射する。また、カバーガラス１
６に対して斜めに入射した外光もまた、直接に太陽電池
の受光面２４ａに入射する。

【００２７】なお、図１には指針１８の先端部にのみ光
反射面を示しているが、各指針の側面にも同様の光反射
面を形成することができ、また、指針を取り付けるため
の筒車などを含む指針取付部（文字板中央の軸孔から突
出した部分）にも同様に光反射面を形成することができ
る。これらの光反射面はいずれも時計の表示部のデザイ
ンと一体化して設けることが可能である。

【００２８】この実施形態によれば、文字板１２の部分
に太陽電池の受光面を配置する必要がないので、表示部
のデザインをある程度自由に施すことができ、高級感や
斬新性を表出することが可能である。また、太陽電池２
４の受光面２４ａの受光面積は、薄型の高級腕時計でも
文字板１２の面積の２０〜３０％程度、多少厚型の腕時
計の場合には３０〜５０％程度とすることができ、腕時
計の携帯時における外光の入射方向を考慮するとカバー
ガラス１６に対して斜めに入射する外光が多いため、受
光面２４ａに直接に入射する光と、上記光反射面を経て
入射する光とを合わせると、太陽電池２４にて実用的な
発電量を得ることができる。

【００２９】なお、光反射面の傾斜角は上記のように４
５度である必要はない。すなわち、４５度よりも多少大
きくても小さくても或る程度の角度範囲内であれば、受
光面２４ａに直接に光を向けることができ、また、上記
角度範囲外であっても、側方へと光を反射させるように
なってさえいれば、たとえば、カバーガラス１６の内面
などにおいて反射して間接的に受光面２４ａに到達する
場合もある。また、光反射面も必ずしも１００％に近い
反射率を備えているものでなくてもよい。ただし、本実
施形態の場合には光反射面の面積を大きくとることが困
難であるため、太陽電池の受光量を確保するために光反
射面をなるべく鏡面に形成することが好ましい。

【００３０】（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、上記第１実施形態と同一部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。この実施形態では、文字
板２２の表面上に微細な輪帯状の傾斜角が約４５度の傾
斜面を多数形成してフレネルレンズ状の表面構造とし、
これらの傾斜面をそれぞれ光反射面２２ａとして構成し
ている。また、指針を取り付ける指針取付部２３の外周
面にも環状の光反射面２３ａを形成している。

【００３１】本実施形態では、文字板２２の表面に形成
された光反射面２２ａからの反射光が受光面２４ａに入
射するように構成されている。ここで、光反射面２２ａ
は文字板２２の表面上に分散形成されていてもよく、ま
た、図示のように集積して形成されていてもよい。各光
反射面２２ａの大きさは任意であるが、通常はなるべく
小さい方がデザインの制約が少なくなる。デザイン的に
は、各光反射面２２ａを外光の映り込みがない程度に小
さくし、且つ、光反射面２２ａを分散配置した方が好ま
しく、デザインの自由度も高まるものと考えられる。

【００３２】なお、この実施形態においても、光反射面
は厳密に４５度でなくても構わず、また、光反射面の反
射率も１００％に近いものでなくてもよい。

【００３３】上記実施形態では、図２に示すように輪帯
状の光反射面２２ａを文字板２２の傾斜した表面上に階
段状に形成して、表示部の中央側の光反射面２２ａが周
縁側の光反射面よりも高い位置に配置されるように構成
している。このため、反射光が効率的に側方の受光面２
４ａに照射される。しかし、文字板２２の表面を全体と
してほぼ平坦に形成し、輪帯状の傾斜面からなる光反射
面を全てほぼ同じ高さ位置に形成した構造によっても光
を表示部の側方に集めることができる。この場合には文
字板２２が厚くならないため、時計全体を薄くすること
が可能である。

【００３４】（第３実施形態）次に、図３を用いて本発
明に係る第３実施形態について説明する。この実施形態
においては、文字板３２の表面を中央部から外縁部に向
けて斜め下方に傾斜するように緩やかな円錐状若しくは
円錐台状に構成し、文字板３２の表面のほぼ全体を光反
射面３２ａとして構成したものである。光反射面３２ａ
は角錐状若しくは角錐台状に形成してもよい。この場
合、傾斜角度は図示のように極めて小さくてもよく、た
とえば１〜１０度程度でよいが、時計を薄くするために
は１〜５度程度であることが望ましい。

【００３５】一方、カバーガラス１６の内面上には、蒸
着、スパッタリングなどにより金属や合成樹脂からなる
薄膜を形成することによりハーフミラー層３３が形成さ
れている。このハーフミラー層３３は、傾斜した光反射
面３２ａにより反射された光を表示部の側面方向へと再
び一度若しくは複数回反射させることにより、最終的に
太陽電池２４の受光面２４ａに光を集光させる作用をな
す。ハーフミラー層３３の光透過率は、表示部内にある
指針や文字板３２状の数字、文字、記号、目盛りその他
の模様が視認できる範囲内に設定され、その範囲内でな
るべく反射率が高くなるように構成されている。

【００３６】この実施形態によれば、ハーフミラー層３
３によって表示部の全体の明るさは低下するが、ハーフ
ミラー層３３によって文字板３２による反射光が目に入
りにくくなるため、視認性をそれ程低下させずに光を受
光面２４ａに集めることが可能である。また、先の各実
施形態のように局部的な光反射面を構成する必要がない
ため、光反射面によってデザインに大きな影響を与える
ことが少なく、全体的に均一性のあるデザイン下地を構
成することが可能になる。

【００３７】（第４実施形態）最後に、図４を参照して
本発明に係る第４実施形態について説明する。この実施
形態においては、カバーガラス２６の内面上に突起部２
６ａを多数分散形成して、この突起部２６ａの外周側
（外側側面）に傾斜面２６ｂを設けている。突起部２６
ａの内周側（内側乃至は中心側側面）はカバーガラス２
６の板面とほぼ直交する面となっている。

【００３８】また、文字板３２の表面はほぼ全面的に第
３実施形態と同様に中心部から外縁部に向けて斜め下方
に傾斜した光反射面３２ａとなっている。

【００３９】この実施形態では、カバーガラス２６を透
過した外光の一部は、突起部２６ａの傾斜面２６ｂに到
達し、この傾斜面２６ｂにおいて屈折して外側側方に斜
めに入射し、太陽電池２４の受光面２４ａに直接に入射
したり、或いは、文字板３２の表面の光反射面３２ａに
反射された後に受光面２４ａに入射する。一方、突起部
２６ａの傾斜面２６ｂに入射した光以外はカバーガラス
２６を真っ直ぐに通過し、文字板３２の表面に到達し、
また、文字板３２の表面の光反射面３２ａから反射して
傾斜面２６ｂ以外の部分を通過する光も真っ直ぐにその
まま外部へと放出されるので、突起部２６ａを小さく形
成することにより表示部を充分に視認することができ
る。

【００４０】この実施形態では、突起部２６ａの側面の
うち外側の受光面に向いた側面のみを傾斜面２６ｂとし
ているが、全ての側面を傾斜面として構成してもよく、
突起部の形状としては、円錐状、角錐状、円錐台形状、
角錐台形状その他の種々の形状に形成することができ
る。

【００４１】また、傾斜面２６ｂを形成することなく、
突起部を円柱状や角柱状に形成するなど、突起部の側面
をカバーガラス２６の板面とほぼ直交するように構成し
ても効果がある。これは、カバーガラス２６の板面の法
線に対して多少でも傾斜して入射した外光は突起部の側
面において屈折されるため、充分に外光を側方へと導く
ことができるとともに、当該法線に平行な光は突起部に
影響されることなく入射し、放出されるので、表示部の
視認性を向上させることができるからである。この場合
には突起部を或る程度大きく形成しても視認性の低下が
少なくなる。

【００４２】さらに、上記突起部の代わりに、カバーガ
ラス２６の内面上に凹部を設けても良い。この凹部に
は、上述の突起部の形状に関する説明と同様に、カバー
ガラス２６の法線に対する傾斜面や板面に対する直交面
で形成される種々の内側面を設けることができる。

【００４３】そして、上記の各種の突起部及び凹部は、
カバーガラス２６の外面上に設けてもよい。ただし、こ
の場合にはカバーガラスの厚さ分だけ、太陽電池の受光
面へと導かれる光の割合は低下するとともに、視認性も
やや低下し、さらに、カバーガラスの外面に凹凸構造が
形成されていることとなるので、汚れが付着したり凹凸
構造が欠損したりする可能性がある。

【００４４】上記の第２、第３、第４実施形態において
は、いずれも文字板の厚さを変えることによって傾斜し
た光反射面を形成しているが、プレスなどの塑性加工や
射出成形その他の方法により文字板の形状を変えること
によって傾斜した光反射面を形成してもよい。

【００４５】なお、上記各実施形態においては、胴１０
の内枠部１０ａの内周面上に太陽電池２４を取り付けて
いるが、表示部内の側方位置でさえあれば、周回方向に
部分的に設けてもよく、また、例えば図５に示すダイヤ
ルリング１４の表面上など、種々の部材に対して取り付
けてもよい。さらに、リング状の太陽電池の下縁部を文
字板の表面に固定し、太陽電池の上縁部をカバーガラス
の裏面に当接若しくは対向するように配置させることに
よって、上記の内枠部１０ａの内面に太陽電池を固定す
ることを不要とし、太陽電池２４自体を表示部の内側面
板として構成することもできる。

【００４６】また、上記各実施形態においては、太陽電
池２４の受光面２４ａは文字板の表面に対してほぼ直交
する姿勢に配置されているが、受光面２４ａをカバーガ
ラスの方向（上方）に斜めに向いた傾斜面として構成し
てもよい。この場合にはカバーガラスを通して入射した
外光のうち直接に受光面２４ａに到達する割合が増大
し、さらに、傾斜角を低減して受光面の幅を拡大するこ
とにより太陽電池の発電量を増大させることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
示部内の側方位置に太陽電池の受光面を配置するととも
に、表示部内に入射される外光を表示部内の側方に導く
導光手段を設けたので、文字板面に太陽電池の受光面を
配置する必要がなくなり、表示部のデザインを比較的自
由に施すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の構造を示す拡大部
分断面図である。

【図２】本発明に係る第２実施形態の構造を示す拡大部
分断面図である。

【図３】本発明に係る第３実施形態の構造を示す拡大部
分断面図である。

【図４】本発明に係る第４実施形態の構造を示す拡大部
分断面図である。

【図５】従来の太陽電池付腕時計の表示部の構造を示す
拡大部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 胴 １１ 中枠 １２，２２，３２ 文字板 １３，１４ 太陽電池 １３ａ，１４ａ 受光面 １６，２６ カバーガラス １７ 植込体 １７ａ，１８ａ，１９ａ，２２ａ，２３ａ，３２ａ 光
反射面 １８ 指針 １９ 装飾板 ２３ 指針取付部 ３３ ハーフミラー層 ２６ａ 突起部 ２６ｂ 傾斜面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示部と、受光面に外光を受けて発電す
   るように構成された太陽電池とを備えた太陽電池付電子
   機器において、前記受光面を前記表示部内における光学
   的に露出した側面位置に配置し、前記表示部内に入射さ
   れた外光を前記受光面に向けて側方に導く導光手段を設
   けたことを特徴とする太陽電池付電子機器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記導光手段は、前
   記表示部内に配置された表示部材の表面に設けられた光
   反射面であることを特徴とする太陽電池付電子機器。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記表示部には前記
   表示部材を被覆する透光性部材が設けられ、該透光性部
   材には前記光反射面に対向するハーフミラー面が形成さ
   れていることを特徴とする太陽電池付電子機器。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記ハーフミラー面
   は前記透光性部材における前記表示部内に臨む内面に形
   成されていることを特徴とする太陽電池付電子機器。
5. 【請求項５】 請求項１において、前記表示部には前記
   表示部内に配置された表示部材を被覆する透光性部材が
   設けられ、前記導光手段は、前記透光性部材に形成され
   た表面凹凸構造であることを特徴とする太陽電池付電子
   機器。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記表面凹凸構造は
   前記透光性部材における前記表示部内に臨む内面に形成
   されていることを特徴とする太陽電池付電子機器。
7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６において、前記表
   示部材の表面に光を側方へと導く光反射面が形成されて
   いることを特徴とする太陽電池付電子機器。