(57)【要約】      （修正有）【課題】美的外観を向上させるとともに、実用的に太陽電池の発電量を向上させた太陽電池を備えた電子時計を提供する。【解決手段】時計ケース７と、風防ガラス１と、太陽電池４と、を備えた時計であって、風防ガラス１と太陽電池４との間に、特定の波長域以外の光を特定の波長域に変換する波長変換部材を混入した波長変換樹脂部材を有し、波長変換樹脂部材は、文字板３０であるか又は光透過性を有する文字板３０の裏面に配置した波長変換樹脂シートである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時計ケースと、風防ガラスと、太陽電池と、を備えた時計であって、前記風防ガラスと前記太陽電池との間に、特定の波長域以外の光を前記特定の波長域の光に変換する波長変換部材を混入した波長変換樹脂部材を有し、前記波長変換樹脂部材は、文字板であるか又は光透過性を有する文字板の裏面に配置した波長変換樹脂シートであることを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記波長変換部材の濃度が部分的に異なる領域を有することを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項３】
前記濃度が部分的に異なる領域は、時刻を表示する表示領域の中央領域、外周領域又は前記太陽電池の分割されたセルに対応する領域であることを特徴とする請求項２に記載の電子時計。
【請求項４】
前記波長変換部材の濃度は、傾斜的又は段階的に異なることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子時計。
【請求項５】
前記波長変換部材の濃度は、時刻を表示する表示領域の中央から前記時計ケースの内側面の方向に対して変化していることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項６】
前記波長変換部材の濃度を一定とし、特定の領域の厚みを前記特定の領域以外の領域の厚みと異ならせることを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項７】
前記特定の領域は、時刻を表示する表示領域の中央領域、外周領域又は前記太陽電池の分割されたセルに対応する領域であることを特徴とする請求項６に記載の電子時計。
【請求項８】
前記文字板の直下に半透過反射部材が配置されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項９】
時計ケースと、風防ガラスと、太陽電池と、を備えた時計であって、前記太陽電池は、文字板の外周部にリング状に配置され、前記風防ガラスと前記太陽電池との間に、特定の波長域以外の光を前記特定の波長域の光に変換する波長変換部材を混入した波長変換樹脂部材を有し、前記波長変換樹脂部材は、前記太陽電池の発電面側に配置された見返しリングであるか、又は見返しリングと前記太陽電池との間に配置した波長変換樹脂シートであることを特徴とする電子時計。
【請求項１０】
前記波長変換部材の濃度は、部分的に異なることを特徴とする請求項９に記載の電子時計。
【請求項１１】
前記波長変換部材の濃度は、傾斜的又は段階的に異なることを特徴とする請求項１０に記載の電子時計。
【請求項１２】
前記波長変換樹脂部材が、前記波長変換樹脂シートである場合において、前記波長変換樹脂シートは、部位に応じて厚さが異なることを特徴とする請求項１０に記載の電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を備えた電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンな再生可能エネルギーとして、太陽光が注目されている。特に太陽電池は、時計などのウェアラブル端末の携帯可能なエネルギー源として活用されている。
【０００３】
しかし、時計用の太陽電池として多く使用されているアモルファスシリコン系の太陽電池の発電可能な波長帯域は、可視光に限定されており、太陽光に含まれるその他の紫外光などの短波長の光では発電効率が著しく低いため、太陽光エネルギーを有効に活用することが出来なかった。
【０００４】
そこで、紫外光を可視光に変換することで、変換効率を上昇させ、発電量を増加させる波長変換技術が検討されている。その波長変換技術の一つとして、太陽電池の上面に短波長の光を長波長の光に変換する光波長変換層を設ける技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２１２８２号公報（第７頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような波長変換層を設ける場合、より多くの短波長の光を波長変換するために添加する波長変換部材の濃度を高めると、光透過性が悪化し太陽電池に届く光が減少するため、発電効率が低下する問題がある。また、風防ガラスに光の反射を抑制する反射防止剤によるコーティングを施した場合には、反射防止剤により透過光の波長特性が変化するため、波長変換部材の変換波長と重ならない可能性が高く、波長変換による発電量向上の効果を得られない。また、太陽電池を備えた電子時計において、文字板の下に太陽電池が設置される時、太陽電池の色味が文字板に透けてしまい、美的外観が劣る場合があった。
【０００７】
従って、本発明では、太陽電池を備えた電子時計の美的外観を向上させるとともに、実用的に太陽電池の発電量を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による電子時計は、時計ケースと、風防ガラスと、太陽電池と、を備えた時計であって、風防ガラスと太陽電池との間に、特定の波長域以外の光を特定の波長域の光に変換する波長変換部材を混入した波長変換樹脂部材を有し、波長変換樹脂部材は、文字板であるか又は光透過性を有する文字板の裏面に配置した波長変換樹脂シートであることを特徴とする。
【０００９】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度が部分的に異なる領域を有していてもよい。
【００１０】
また、上記電子時計において、部分的に異なる領域は、時刻を表示する表示領域の中央領域、外周領域又は太陽電池の分割されたセルに対応する領域であってもよい。
【００１１】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度は、傾斜的又は段階的に異なってもよい。
【００１２】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度は、時刻を表示する表示領域の中央から時計ケースの内側面の方向に対して変化してもよい。
【００１３】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度を一定とし、特定の領域の厚みをそれ以外の領域の厚みと異ならせてもよい。
【００１４】
また、上記電子時計において、特定の領域は、時刻を表示する表示領域の中央領域、外周領域又は太陽電池の分割されたセルに対応する領域であってもよい。
【００１５】
また、上記電子時計において、文字板の直下に半透過反射部材を配置してもよい。
【００１６】
本発明の電子時計において、時計ケースと、風防ガラスと、太陽電池と、を備えた時計であって、太陽電池は、文字板の外周部にリング状に配置され、風防ガラスと太陽電池との間に、特定の波長域以外の光を特定の波長域の光に変換する波長変換部材を混入した波長変換樹脂部材を有し、波長変換樹脂部材は、太陽電池の発電面側に配置された見返しリングであるか、又は見返しリングと太陽電池との間に配置した波長変換樹脂シートであってもよい。
【００１７】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度が部分的に異なってもよい。
【００１８】
また、上記電子時計において、波長変換部材の濃度は、傾斜的又は段階的に異なってもよい。
【００１９】
また、上記電子時計において、波長変換樹脂部材が、波長変換樹脂シートである場合において、波長変換樹脂シートは、部位に応じて厚さが異なってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、太陽電池を備えた電子時計の美的外観を向上させ、また実用的に発電量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】太陽電池付き時計の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る太陽電池付き時計の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る波長変換樹脂部材による文字板の一例を示す図である。
【図４】図３における波長変換樹脂部材による文字板３１の断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る厚みを変化させた波長変換樹脂部材による文字板の断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る波長変換樹脂部材による文字板の外周部の波長変換部材の濃度を高めた例を示す図である。
【図７】図６における文字板の断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る波長変換樹脂部材による文字板の外周部の厚みを厚くした例を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る波長変換樹脂部材による文字板の内周部の波長変換部材の濃度を高めた例を示す図である。
【図１０】図９の文字板の断面図である。
【図１１】第１の実施形態に係る文字板の外周部の波長変換部材の厚みを厚くした例を示す図である。
【図１２】第１の実施形態に係る波長変換部材による文字板の一例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る太陽電池付き時計の断面図である。
【図１４】第４の実施形態に係る太陽電池付き時計の断面図である。
【図１５】第６の実施形態に係るリング形状の太陽電池部品の斜視図である。
【図１６】太陽電池と見返しリングの断面図である。
【図１７】第６の実施形態に係るリング形状の太陽電池と見返しリングとの間に波長変換樹脂シートを配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、一般的な太陽電池付き腕時計の断面図であり、風防ガラス１、指針２、文字板３、太陽電池４、ムーブメント５、裏蓋６、時計ケース７から少なくとも構成される。
【００２３】
太陽電池付き時計には、文字板３を覆うように、ガラスなどの透明材料により形成された風防ガラス１が取り付けられており、時計ケース７には、文字板３、太陽電池４、ムーブメント５が順に配置されている。以降、太陽電池付き時計の風防ガラス１が配置される側を表側、裏蓋６が配置される側を裏側と呼ぶこととする。また、文字板の中心で指針２を保持している指針軸の位置を時刻を表示する表示領域の中央と称する。
【００２４】
風防ガラス１の表側の面または裏側の面には、風防ガラス１の下に配置された指針２や文字板３を見やすくすることを目的に、風防ガラス１の上面における可視光の反射を抑える反射防止（ＡＲ：Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コートが施されている。
【００２５】
文字板３は、光透過性の樹脂で構成され、文字板３の表面から入射した光の一部は、文字板３を透過し太陽電池４で電気エネルギーに変換される。
【００２６】
太陽電池４は薄板状で、文字板３の下方に配置される。太陽電池４は、入射光の波長に対する光電変換特性を有しており、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光電変換率は高いが、４００ｎｍ以下と７００ｎｍ以上では光電変換効率が著しく低下するため、時計に入射する全ての波長の光を効率よく電気エネルギーに変換できない。
【００２７】
ムーブメント５には電池が設置されており、太陽電池４で発電した電気エネルギーを電池に蓄電し、計時回路の駆動用電源として使用される。計時回路は、時刻を計測する回路に加えて指針を駆動するモータ、アラーム機能などの付加機能を有しており、それぞれ電力を消費している。したがって、使用者が不便を感じないように、出来るだけ長い時間時計を動作させるため、太陽電池４での発電量を向上させ、より多くの電力を蓄電する必要がある。
【００２８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態について説明する。
【００２９】
図２は、第１の実施形態による時計の断面図である。図１との違いは、文字板３が特定の波長域以外の光を特定の波長域に変換する波長変換部材を含有している文字板３０であり、その他は同じであるため説明は省略する。
【００３０】
波長変換部材は、主に波長が４００ｎｍ以下の光を４００ｎｍ以上の波長に変換する部材であり、無機蛍光体、有機蛍光体、有機金属錯体のいずれかを含有している。文字板３０には波長変換部材が混入されており、これにより文字板３０は、表面側から入射した波長が４００ｎｍ以下の光を４００ｎｍ以上の光に変換すると共に、４００ｎｍ以上の波長
域の入射光は透過している。これにより、波長変換された光と文字板３０を透過した光は、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光であり、太陽電池４に照射されるため、太陽電池４は最適な波長域で発電することができ、高い電力を発生することができる。
【００３１】
波長変換部材は、波長変換を担う蛍光体が４００ｎｍ以下の波長の光を吸収し、４００ｎｍ以上の波長を放出する。つまり、波長変換材を混入した文字板３０において、蛍光体の量が多くなると入射光の多くが吸収・散乱され、太陽電池４以外の方向に拡散される光の量が多くなり、そのまま透過する光の量が少なくなってしまうため、太陽電池４における発電量が低下する。
【００３２】
そこで、文字板３０に混入させる波長変換部材の濃度を部分的に異ならせることで、文字板３０を透過する光の量が減少することを抑制する。以下、詳細に説明する。
【００３３】
本発明においては、文字板３０に混入させる波長変換部材の濃度を、文字板３０の平面方向、つまり時計の表示領域の中央から時計ケースの内側面の方向に対して変化させる。これにより、波長変換樹脂部材である文字板３０に含まれる波長変換部材の濃度の高い部分は透過光の光量に対して波長変換される光量が多くなり、濃度の低い部分は波長変換される光量に対して透過光の光量が多くなる。従って、文字板の波長変換部材の濃度の低い部分を透過し太陽電池４に入射した光で十分に発電するとともに、波長変換部材の濃度の高い部分にて波長変換した光と透過した光で発電でき、これらの発電電力を合わせて蓄電できるため、発電効率を向上させることが可能になる。波長変換樹脂部材における波長変換部材の濃度の高い領域と低い領域の面積は、濃度の低い領域の面積が多いほうが望ましい。
【００３４】
文字板３０の平面方向における波長変換部材の濃度の変化として、波長変換部材の濃度の濃淡で説明したが、波長変換部材が混入されていない領域と波長変換部材が混入されている領域との変化も含めて濃度の変化としても良い。すなわち、波長変換部材の濃度の高い部位と波長変換材が混入されていない部位を、文字板３０に設けてもよい。これにより、波長変換部材の濃度の濃い部位以外では、文字板３０における色味の変化が全く無く、文字板の美観に悪影響を与えることがない。
【００３５】
波長変換部材は色を持っているため、波長変換材の濃度の高い領域は、波長変換部材の色味が文字板の表面に現れやすい。従って、文字板の表面形状、デザイン、配色に合わせて、波長変換部材の濃度の高い領域と低い領域を配分することが望ましい。以下で、具体的に説明する。
【００３６】
文字板３０において波長変換材の濃度を高くする領域としては、目付け模様などの表面の形状変化に合わせて領域を定めても良いし、小レジスター領域、文字板外周のインデックス領域、外光を集め易い文字板内周の領域、であってもよい。これらに合わせて、波長変換部材の濃度変化の境界を配置することで、文字板の美観に悪影響を与えることがなくなる。
【００３７】
図３は、小レジスター８の領域に対して波長変換部材の濃度を高くした文字板３１の平面図である。小レジスター８とは、クロノグラフによる計測時間、電池残量、付帯機能の選択状況等を、小針により指し示す小型のレジスターのことであり、デザインのアクセントとして小レジスター８の表示領域を、暗色にすることが多い。従って、文字板３１の小レジスター８の領域における波長変換部材の濃度を高くし、それ以外の領域は波長変換部材の濃度を低くするか、もしくは、波長変換部材を混入しないことで、小レジスター８の領域における波長変換部材の色味が見えにくくでき、波長変換部材の色味が外観的に見えてしまうことを最小限に留めることができ、美的外観を損ねることがない。また、太陽電
池４に対して十分な透過光と波長変換した光を入射することができ、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００３８】
文字板３の平面方向における波長変換部材の濃度の変化は、濃から淡に急激に濃度を変えるだけでなく、傾斜的、もしくは段階的に濃度を変えても良い。文字板３において波長変換部材の濃度の多い部位は、波長変換部材の色味が多く現れるため、傾斜的、もしくは段階的に波長変換部材の濃度を変える事で、濃度が変化する境界が視認し難くなり、文字板の美観に悪影響を与えることがなくなる。
【００３９】
図４は、図３における文字板３１のＡ−Ａの断面図である。文字板における小レジスター８の領域の色味が暗いため、波長変換部材の色味が外観的に見えてしまうことを最小限に留めることができる。
【００４０】
前述のように文字板の特定の領域、例えば小レジスター領域における波長変換部材の濃度を、小レジスター以外の領域の濃度よりも高くすることが望ましいが、文字板全体に対して波長変換部材の濃度を一定になるよう混入し、特定の領域の文字板の厚みをそれ以外の領域よりも厚くしても良い。これにより、文字板の特定の領域における波長変換効果が向上し、発電量の増量に寄与する。
【００４１】
図５は、文字板全体に一定の濃度で波長変換部材を混入し、小レジスターの領域における厚みを厚くした文字板３１のＡ−Ａにおける断面図である。文字板全体における波長変換部材の濃度を薄く一定量で混入し、小レジスター８の領域における文字板の厚みを厚くすることで、時計表面からの入射光に対して小レジスター８の領域で波長変換される光の割合を増すことができる。この場合、波長変換材の濃度が薄いため文字板の色味に影響しにくく、文字板厚が厚い領域であっても波長変換材の色味は他の領域と殆ど変わらないため、文字板の美観に与える影響は極めて少ない。従って、文字板厚の変化している領域が小レジスター８の領域に対して一致していなくても、時計表面側から認識しにくいため、文字板厚が変化している領域を小レジスター８の領域に精密に合わせる必要は無く、小レジスター８の配置位置が異なるモデルに対しても、文字板を共通に使用することが可能になる。具体的には、図６のように文字板厚を厚くする領域は、小レジスター８と同領域でなく文字板の中心と同心円で示す中央領域９とし、小レジスター８の領域の一部と重なるようにしても良い。
【００４２】
これまで、文字板に混入する波長変換部材の濃度を小レジスター８の領域で変化させる、あるいは文字板の厚みを小レジスター８の領域において変化させる例について説明してきたが、小レジスター８を有しない時計についても、同様に適用することが可能であり、文字板の中央領域９における波長変換部材の濃度を高くすると良い。文字板３における中央領域９は、時字などのインデックスにおける文字板中心側の先端から文字板中心までを半径とした領域であり、この領域における波長変換部材の濃度を高くすることで、文字板でも特に光の集まりやすい部位での波長変換量を増加させることができる。
【００４３】
図７は、図６の文字板を線Ｂ−Ｂで切断した際の断面図である。
【００４４】
波長変換部材の濃度に応じて、中央領域９の半径を図７のように短くしても良い。文字板における波長変換部材の濃度を高くした領域では、風防ガラスから入射した光の殆どが蛍光体で反射、吸収、拡散してしまうため、太陽電池に到達する透過光の割合が少なくなり、総合的に太陽電池で発電する電力量が低下する。従って、図６のように、文字板の中央領域のみ波長変換部材の濃度を高くした文字板３２を構成し、中央領域９における透過光と蛍光体による波長変換光の量の割合に応じて、中央領域９の半径を調整しても良い。
【００４５】
図８は、波長変換部材の濃度を薄く一定量で混入し、中央領域９の厚みを厚くした文字板の断面図である。このように中央領域９の厚みを厚くすることで、風防ガラスから入射した光が波長変換部材の蛍光体で波長変換される割合が高くなり、文字板でも特に光の集まりやすい中央領域９で波長変換量を増加させることができ、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００４６】
文字板の中央領域９に対して波長変換部材の濃度を高くできない場合は、時字等のインデックスが配置されている時刻を表示する表示領域の外周領域のおける波長変換材の混入濃度を高くしても良い。表示領域における外周領域とは、文字板３の平面方向において、時字などのインデックスにおける文字板中心側の先端から外側の領域である。
【００４７】
図９は、文字板３３の外周領域に、インデックス１０の幅で波長変換部材を高濃度で混入させた構造を示したものである。図１０は、図９の文字板３３における線Ｃ−Ｃの断面図である。文字板３３において、時字等のインデックスが配置されるケース寄りの外周領域１１と内周領域とでは、表面の形状を異ならせることが多い。例えば、文字板の内周領域では、ストライプや旭日といった模様を美観の向上のため形成するが、文字板の外周領域に模様を形成することは少ない。これは、時字等のインデックスを文字板に接着する上で、文字板表面が平坦である方が少量の接着剤であっても、強固に時字等のインデックスを接着できることが、理由の一つである。従って、時字などのインデックス１０における文字板中心側の先端を境界に、内周領域と外周領域１１とでは文字板の表面形状や光沢が変わるため、外周領域１１が高濃度の波長変換部材により若干の色味が加わり変化しても、違和感は少ない。また、文字板３３と指針が同色の場合は、指針位置を視認し難いため、文字板３３の外周領域１１に波長変換部材を高濃度に混入して色味を変えることにより、秒針、分針の位置を視認し易くできる利点もある。
【００４８】
また、上記のような指針の視認性を改善するため、外周領域１１と内周領域とで表示色を変えている文字板も存在するが、夜光塗料を塗布した白色の指針が多いため、外周領域１１を暗色系に着色することが多い。従って、外周領域に高濃度の波長変換部材を混入しても、暗色系の色味の変化は殆ど生じず、美観に影響を与えることが無い。
【００４９】
図１１は、文字板全体に一定の濃度で波長変換部材を混入し、外周領域１１の厚みを厚くした文字板３３の断面図である。文字板３３全体に波長変換部材を低濃度で混入し、外周領域１１における厚みを厚くすることで、時計表面からの入射光に対して外周領域で波長変換される光の割合を増すことができる。
【００５０】
また、図１２に示すような任意の図形及び模様の領域に合わせて、波長変換部材の濃度を変化させるか又は濃度を一定にして波長変換樹脂部材である文字板自体の厚みを変化させてもよい。例えば領域１２のようなデザイン領域に対して、その他の領域１３と波長変換部材の濃度を変化させるか又は、濃度を一定にして文字板の厚みを変えることで、波長変換部材による色味の変化をデザインとして活用することができる。
【００５１】
文字板３に波長変換部材を混入する際に、太陽電池の分割されたセルの発電特性に合わせて、選択したセルの位置に対応する文字板３の領域における波長変換部材の混入濃度を、その他の領域に対して濃度を変化させるか又は、波長変換部材の混入濃度を一定にして文字板の厚みを変えても良い。例えば、カレンダーを表示する日窓用に開口部を設けたセルは、発電面積が小さいため発電量が少ない。分割型の太陽電池の場合に全体の発電量は、最も発電量の少ないセルに依存するため、上記の開口部を設けた太陽電池のセルに対応する文字板３の領域に、波長変換部材の濃度を高く混入すると、太陽電池に直接届く光量が減り発電量が低下するため、太陽電池全体の発電量も低減する。したがって、開口部を設けたセル以外の領域に対応する文字板の領域に対して、波長変換部材の濃度を高く混入
することで、発電量を低下させることなく、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態について説明する。
【００５３】
図１３は、波長変換部材をＥＶＡなどの基材に混入させシート状に形成した波長変換樹脂部材である波長変換樹脂シート１４を、波長変換部材を混入しない通常の文字板３と太陽電池４の間に配置した時計の断面図である。
【００５４】
波長変換樹脂シート１４は、波長変換部材の濃度を部分的に変化させてもよいし、シート全体の波長変換部材の混入濃度を均一にして、波長変換樹脂シート１４の平面方向における領域に応じて厚みを変えても良く、例えば、波長変換樹脂シート１４における表示領域の中央領域での波長変換部材の濃度を高くしても良い。波長変換樹脂シート１４における中央領域は、文字板中央から時字などのインデックスの文字板３の中央側の先端位置までを半径とする領域としても良いが、蛍光体の量や大きさ等により、文字板３を透過した光が波長変換樹脂シート１４の蛍光体によって吸収、散乱され、太陽電池に到達する光量の低下が懸念されるときには、図６と同様な半径まで中央領域を狭めて、波長変換樹脂シート１４の濃度を高めても良い。波長変換樹脂シート１４の中央領域は、特に光の集まりやすい部位であるため発電量を増加させることができる利点もある。これにより、太陽電池４に対して十分な透過光と波長変換した光を入射することができ、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００５５】
波長変換樹脂シート１４の外周領域における波長変換部材の濃度を高くしてもよい。ここで、波長変換樹脂シートにおける外周領域とは、表示領域の外周領域であり、かつ時字などのインデックス１０における中央側先端をそれぞれ繋いだ円と上面視で同じ位置から、外側の領域のことである。また、波長変換樹脂シート１４における外周領域の幅は、例えばインデックス１０の幅に合わせてもよい。これらによる利点は、先に述べた文字板外周領域に波長変換部材を高濃度で混入した場合と同じであるので、説明を省略する。
【００５６】
波長変換樹脂シート１４は、太陽電池４と相対する位置に固定するために、薄板形状であることが望ましい。波長変換樹脂シート１４を太陽電池４の発電面の上部に配置し、太陽電池４と共にムーブメント５に固定する。具体的には、太陽電池４と同等の大きさで０．１ｍｍ厚程度の波長変換樹脂シート１４に、太陽電池４と同位置に穴を開け、波長変換樹脂シートと太陽電池とをムーブメントに共締めする。この時、指針や日窓を取り付ける部分にも太陽電池４と同じ大きさの穴をパンチング等の方法で開けておく。
【００５７】
波長変換樹脂シート１４を太陽電池４の上方に配置する際に、太陽電池の分割されたセルの発電特性に合わせて、選択したセルの位置に対応する波長変換樹脂シート１４の領域における波長変換部材の混入濃度を、その他の領域に対して濃度を変化させるか又は、波長変換部材の混入濃度を一定にして波長変換樹脂シート１４の厚みを変えても良い。これにより、発電量を低下させることなく、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００５８】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。
【００５９】
透過性の樹脂溶液に波長変換部材を混入し、太陽電池４の発電面に塗布した後に樹脂溶液を硬化させることで、文字板を透過した４００ｎｍより短い波長の光を、太陽電池４の発電効率の良い４００ｎｍ以上の光に変換でき。太陽電池４における発電量を向上させる
ことができる。波長変換部材を混入する樹脂溶液は、２液混合硬化性もしくは紫外線硬化性の樹脂溶液を選択すれば良く、０．１ｍｍ厚以下になるように太陽電池４の発電面に塗布した後に、透過性を維持しながら硬化させる。また、揮発性の溶液に波長変換部材を混入して太陽電池４の表面に塗布し、時間の経過と共に溶液が揮発して波長変換部材のみが太陽電池の表面に残るようにしてもよい。このように形成された波長変換部材は、図１３で図示した断面図と同じ構成となり、波長変換樹脂シート１４と同様に太陽電池４の表側に配置される。
【００６０】
樹脂溶液に混入する波長変換部材の濃度は、混入する波長変換部材ごとに、太陽電池４の発電量が最も多くなるような濃度に設定する。例えば、無機系の波長変換部材においては、含有されている蛍光体の粒子径が大きい場合には波長変換部材の濃度を下げ、粒子径が小さい場合には濃度を上げる調整を行うことで、太陽電池に直接届く光量の調整が可能になる。また、有機系の波長変換部材を使用する場合にも、混合する波長変換部材によって光の吸収係数が異なるため、光の吸収係数が高い場合には波長変換部材の混合割合を下げ、光の吸収係数が低い場合は波長変換部材の混合割合を上げることで、太陽電池に直接届く光量の調整が可能になる。
【００６１】
また、樹脂溶液を太陽電池４の発電面に塗布する際に、太陽電池の分割されたセルの発電特性に合わせて、溶液を塗布するセルを選択することで、太陽電池４に発電効率を高く維持することが可能になる。例えば、カレンダーを表示する日窓用に開口部を設けたセルは、発電面積が小さいため発電量が少ない。分割型の太陽電池の場合に全体の発電量は、最も発電量の少ないセルに依存するため、上記の開口部を設けたセルに波長変換部材の混入濃度の高い樹脂溶液を塗布すると、太陽電池に直接届く光量が減り発電量が低下するため、太陽電池全体の発電量も低減する。したがって、開口部を設けたセル以外の領域に、波長変換部材の混入濃度の高い樹脂溶液を塗布することで、発電量を低下させることなく、太陽電池４の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００６２】
波長変換部材を混入した樹脂溶液を太陽電池４の発電面に塗布するにあたり、樹脂溶液における波長変換部材の濃度を、塗布する太陽電池の分割されたセルの領域に応じて変えることで、波長変換部材で散乱されずに直接太陽電池に届く光量と、波長変換部材により波長変換され太陽電池に届く光量を、バランス良く調整することが可能となる。具体的には、波長変換部材の濃度を高い樹脂溶液を塗布する領域は、第１、第２の実施形態における波長変換部材の混入濃度の高い領域と同じ領域にすることができる。ここでは詳しい説明を割愛する。
【００６３】
波長変換部材が混入された溶液を塗布する代わりに、波長変換部材を分散させた溶液を太陽電池４の表側の面に吹き付けてもよい。具体的には、光透過性のある溶媒に波長変換部材を均一に分散させた溶液を、０．１ｍｍ厚以下になるように太陽電池４の表側の面にスプレーなどを用いて吹き付ける。これにより簡易で均一に、太陽電池４の表側の面に溶液を分散させることができる。太陽電池４の発電面に吹き付けた溶液は、時間の経過と共に透過性を維持しながら硬化する。
【００６４】
このとき溶液の濃度は、混入する波長変換部材に応じて、太陽電池４の発電量が最も多くなる濃度に設定する。例えば、波長変換部材に含有されている蛍光体の粒子径が大きい場合、あるいは混合する波長変換部材の光の吸収係数が高い場合には、混入する波長変換部材の濃度を下げ、粒子径が小さい場合、あるいは混合する波長変換部材の光の吸収係数が低い場合には、波長変換部材の濃度を上げるなどの調整を行うことで、太陽電池に照射される光量の調整が可能になる。
【００６５】
波長変換部材を混入した溶液を太陽電池４に吹き付けると太陽電池の表面が凹凸になり
、文字板を太陽電池に密着させても適度な隙間を生じるため、干渉縞の発生を防止しつつ波長変換効果を得ることができる。また、樹脂溶液を塗布する場合と同じように、任意のセルに対して部位を選択し、波長変換部材を含む溶液を吹き付けることができるので、同等の利点を得ることができる。
【００６６】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について説明する。
【００６７】
図１４は、本発明の第４の実施形態による時計の断面図である。時計ケースにおいて風防ガラス１の下方に、文字板３、半透過反射部材１５、波長変換樹脂シート１４、太陽電池４が順番に配置されている。
【００６８】
文字板３と太陽電池４の間には、波長変換樹脂シート１４と文字板３の輝度を向上させるため半透過反射部材１５を配置している。光透過反射板１５は、光の反射率が３０〜７０％で金属様の光沢を持つ。具体的には、光の反射率が約５０％である反射型偏向板、あるいは、光透過基板の表側もしくはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の多層積層により干渉反射を生じさせるフィルムなど、上記の特性を持つ材質であれば、光透過反射板１５を形成する材質としてどのようなものを用いてもよい。光透過反射板１５は、裏側に配置された太陽電池４に光を透過させつつ、文字板３側に光を反射することができるため、文字板３の美観を向上することが可能であり、一方で、太陽電池４の分割線や赤褐色の色味が文字板側から見えてしまうことを防止できる。ここでは、文字板３と太陽電池４の間に波長変換樹脂シート１４と半透過反射部材１５を配置する例で説明したが、波長変換部材を混入した文字板３と太陽電池４の間に、半透過反射部材１５を配置してもよく、同様の効果を得ることができる。つまり、文字板３と太陽電池４の間に波長変換樹脂シート１４を配置した場合、文字板３に波長変換部材を混入した場合のいずれにおいても、半透過反射部材１５を文字板３の直下に配置することにより、上記で述べた効果を得ることができる。
【００６９】
第１〜４の実施形態は、それぞれ単独で実施しても良いし、併用して実施してもよい。例えば、太陽電池の日窓などの穴の開いたセルには波長変換樹脂シートを設置し、その他のセルには波長変換部材を含む溶液を吹き付けても良い。また、第３の実施形態は、太陽電池に塗布あるいは吹き付ける例をあげて説明したが、光透過反射板の表側と裏側の面のいずれかあるいは両方の面、文字板の太陽電池側の面、などに波長変換部材を含む溶液を塗布あるいは吹き付けても良い。
【００７０】
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態について説明する。
【００７１】
風防ガラス１の表側の面には、反射防止（ＡＲ）コートによる光反射防止層が設けられるのが一般的だが、このＡＲコートの特性として４００ｎｍ以下の波長の光（ＵＶ）の反射率が高いため、風防ガラスを透過する４００ｎｍ以下の光量が少なくなる。従って、文字板等に波長変換部材を混入しても、波長変換される４００ｎｍ以下の光量が少なく、発電電力の向上に寄与しない。
【００７２】
そこで、紫外光から可視光までの光透過率の高いＵＶ-ＶＩＳ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  ｌｉｇｈｔ  -  ＶＩＳｉｂｌｅ  ｌｉｇｈｔ）コート材を風防ガラスの光反射防止層に使用することで、風防ガラスにおける波長４００ｎｍ以下の反射光量を減らすことができ、透過光量を増大させることが可能になる。これにより、風防ガラスの下方に設置した波長変換部材に波長４００ｎｍ以下の光が大量に照射されるため、波長変換により可視光域の光量を増大でき、太陽電池における発電量を向上させることができる。
【００７３】
波長変換部材の混入については、先に説明した第１〜第４の実施形態と組み合わせて実施すれば良いため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
［第６の実施形態］
第６の実施形態について説明する。
【００７５】
図１５は、太陽電池をリング状に構成したリングソーラ１６の斜視図である。
リングソーラ１６は、発電面を時計中心側に向けて文字板３の外周部に配置され、風防ガラスとリングソーラ１６との間であって、そのリングソーラ１６の発電面側に光透過性を有する見返しリング１７が、図１６、図１７のように配置される。リングソーラ１６と見返しリング１７の上部には時計のベゼル１９が位置するため、リングソーラ１６に届く光は、見返しリング１７を介して入射した光のみである。具体的には、時計の表方向から入射した光は、一部が見返しリング１７を透過しリングソーラ１６に到達し、それ以外の光は文字板３表面で反射拡散され、見返しリング１７を透過しリングソーラ１６に到達した光が、電力に変換される。従って、文字板３に透過性材料を用いる必要が無く、金属材料で文字板３を製作することが可能になる。
【００７６】
見返しリング１７は、時計中心側の表面に秒表示のためのインデックスなどが印刷されると共に、時計上面からリングソーラ１６が見えないようにする役割を担っており、文字板３上に配置されるため違和感が無いように文字板３の色と同色に着色される。
【００７７】
図１６は、リングソーラ１６と波長変換部材を混入した見返しリング１７の断面図であり、見返しリング１７の表示領域の中心側からリングソーラ１６の方向に波長変換部材の濃度を高く変化させている。
【００７８】
見返しリング１７の形成時に見返しリング１７に波長変換部材を混入させ、見返しリング１７の文字板３の中心側からリングソーラ１６方向に波長変換部材の混入濃度を徐々に高くすることにより、見返しリング１７に入射した４００ｎｍ以下の光は可視光に波長変換されリングソーラ１６で電力に変換される一方で、見返しリング１７に混入した波長変換部材の色味を、時計表面側から見えにくくできる。
【００７９】
具合的には、見返しリング１７に混入させる波長変換部材は、見返しリング１７の文字板３の中心側からリングソーラ１６方向に濃度を変えることにより、見返しリング１７の文字板３の中心側の領域は、文字板と同色で、リングソーラ１６近くの領域は波長変換部材の色味が強くなる。これにより、使用者から視認される見返しリング１７の領域は文字板と同色で違和感が無く、視認されないリングソーラ１６近くの領域では入射光の波長変換を行うことができる。
【００８０】
また、見返しリング１７に混入する波長変換部材の濃度を、部分的に変える際には、リングソーラ１６による発電量が多くなるような濃度に設定する必要がある。例えば、波長変換部材に含有されている蛍光体の粒子径が大きい場合、あるいは混合する波長変換部材の光の吸収係数が高い場合には、混入する波長変換部材の濃度を下げ、粒子径が小さい場合、あるいは混合する波長変換部材の光の吸収係数が低い場合には、波長変換部材の濃度を上げるなどの調整を行うことで、太陽電池に照射される光量の調整が可能になる。
更に、見返しリング１７の透過光量と波長変換される光量の割合は、波長変換部材の混入濃度と、文字板３の中心側からリングソーラ１６方向への波長変換部材の濃度変化量とで調整が可能である。
【００８１】
［第７の実施形態］
第７の実施形態について説明する。
【００８２】
図１７は、リングソーラ１６と見返しリング１８との間に、リング状の波長変換樹脂シート１２０を配置した斜視図である。リングソーラ１６は、フレキシブルな構造の太陽電池であるため、波長変換樹脂シート自体もフレキシブルとなるように軟材料の樹脂基材により構成される。その材料としては、例えばＥＶＡやポリエステルなどが挙げられるが、このほかにも透過性を持つ軟材料の樹脂基材であれば、これに限定されない。またリングソーラ１６は構造上、反りが生じる場合があり、波長変換樹脂シート１２０を太陽電池の前面に設置することで、波長変換効果が得られるだけではなく、リングソーラ１６の形状変形も防止できる。例えば、トノー型の時計形状の場合は、リングソーラ１６をトノー状に文字板の外周近辺に配置する必要があるが、規制部材が無いと形状が円形に戻りやすい。従って、リングソーラ１６の前面にトノー形状の波長変換樹脂シート１２０を配置することで、リングソーラ１６が円形に変形することを抑制できる。
【００８３】
上記の構造にすることにより、波長変換樹脂シート１２０の色味が見返しリング１８を介して時計表側から見えなくなり、美観上の問題を生じることなく波長変換部材による入射光の波長変換を行うことができる。さらに、波長変換樹脂シート１２０を薄く形成することで、リングソーラ１６の受光面に沿って波長変換樹脂シート１２０を密着して設置することができるので、見返しリング１８で散乱した光が波長変換シート１２０を介さずに太陽電池であるリングソーラ１６に入射することを防止できる。
【００８４】
さらに、波長変換樹脂シート１２０をリングソーラ１６に接触配置させることで、波長変換樹脂シート１２０が衝撃を吸収し、リングソーラ１６の割れや傷を防止することができる。また、リングソーラ１６の形状に合わせて厚みの薄い波長変換樹脂シート１２０を型抜きし、リングソーラ１６と合わせて固定すれば良いので、液状の波長変換部材を塗布する場合に比べ、工数が少なくなるといった利点が生まれ、時計の組み立て性が向上する。
【００８５】
波長変換樹脂シート１２０は、その部位によって混入する波長変換部材の濃度を変えても良い。例えば、リングソーラ１６における文字板３側の下部には、時計表面側からの直接光と文字板表面で反射された光が入射するが、リングソーラ１６の時計表側の上部には文字板表面で反射された光のみが入射するため、リングソーラ１６の下部は上部に比べて受光量が多い。従って、波長変換樹脂シート１２０における波長変換部材の濃度を部分的に異ならせる、具体的には、傾斜的、もしくは段階的に時計表面側の上部を下部に比べて高くすることで、入射光量の多いリングソーラ１６の下部は波長変換部材の蛍光体で光が散乱されないようにでき、入射光量の少ないリングソーラ１６の上部では波長変換部材により波長変換された光がリングソーラ１６に入射するため、太陽電池であるリングソーラ１６の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００８６】
また、波長変換樹脂シート１２０の厚みも部位に応じて任意に変えることができる。例えば、先に述べたように、リングソーラ１６の下部は上部に比べて受光量が多いため、波長変換部材の濃度が一定な波長変換樹脂シート１２０において、時計表面側となる上部を下部に比べて厚くすることで、入射光量の多いリングソーラ１６の下部は波長変換部材の蛍光体で光が散乱されないようにでき、入射光量の少ないリングソーラ１６の上部では波長変換部材により多くの光が波長変換されリングソーラ１６に入射するため、太陽電池であるリングソーラ１６の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【００８７】
［第８の実施形態］
第８の実施形態について説明する。
【００８８】
第８の実施形態では、図１７で図示した第７の実施形態における波長変換樹脂シート１２０に変えて、リングソーラ１６の受光面に波長変換部材を塗布してもよい。塗布方法は先に述べた第３の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００８９】
リングソーラ１６の受光面の全体に、一定の濃度で波長変換部材を混入した溶液を塗布し乾燥整形させるが、先に述べたように、リングソーラ１６の下部は上部に比べて受光量が多いため、時計表面側の上部に塗布する波長変換部材を混入した溶液の濃度を、下部に比べて高くすることで、入射光量の多いリングソーラの下部は波長変換部材の蛍光体で光が散乱されないようにでき、入射光量の少ないリングソーラの上部では波長変換部材により多くの光が波長変換されリングソーラ１６に入射するため、太陽電池であるリングソーラ１６の最適な波長域で高い電力を発電することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  風防ガラス、２  指針、３  文字板、４  太陽電池、５  ムーブメント、
６  裏蓋、７  時計ケース、８  小レジスター、９  中央領域、
１０  インデックス、１１  外周領域、１４、１２０  波長変換樹脂シート、
１２、１３  領域、１５  光透過反射板、１６  リングソーラ、
１７、１８  見返しリング、１９  ベゼル、３０〜３３  文字板、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020041884.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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