(57)【要約】  簡単な構成で、光源および外部光を有効利用することによって電力消費を補えるようにし、二次電池を用いた電子機器においては連続使用時間を延長できるようにすること。  携帯電話の筐体２０１背面には光源２０４、複数の操作キー２０６を有する導光性のキーシート２０３及び太陽電池２０２が積層配設され、各操作キー２０６は、太陽電池２０２の貫通孔２０８及び筐体２０１の貫通孔２０７を介して外部に露出している。キーシート２０３は、光源２０４からの光及び筐体２０１外部からの光を太陽電池２０２に導くと共に光源２０４からの光を操作キー２０６に導く。太陽電池２０２は、キーシート２０３を介して光源２０４及び筐体２０１外部からの光を受光して電気エネルギに変換し、二次電池に充電する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光を受光して電気エネルギに変換する光電変換素子と、複数の操作キーを有し前記光源からの光及び外部光を前記光電変換素子に導光すると共に前記光源からの光を前記操作キーに導光するキーシートと、前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する二次電池とを備えて成ることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
その表面側に前記複数の操作キーを露出させるための複数の第１貫通孔を有する筐体を有し、
前記光電変換素子は、前記第１貫通孔に対応する複数の第２貫通孔を有すると共に前記筐体の背面に配設され、
前記キーシートは、導光性材料によって構成されると共に前記光電変換素子の背面に配設され、前記複数の操作キーは前記第１、第２貫通孔を介して前記筐体外部に突出し、
前記光源は、前記キーシートの背面に配設されて成り、
前記キーシートは、前記光源からの光及び前記筐体外部からの外部光を前記光電変換素子に導くことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記筐体外部に突出した前記操作キーの外部表面の面積は、前記第１貫通孔及び第２貫通孔よりも大きく形成されて成ることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記光源は、前記操作キーのバックライトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電子機器。
【請求項５】
前記光源は透光性を有すると共に前記光電変換素子上に積層配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の電子機器。
【請求項６】
前記光電変換素子は前記二次電池上に積層配設されて成ることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
透光性の光源と、前記光源の下層に積層配設され前記光源からの光及び外部光を電気エネルギに変換する光電変換素子と、前記光電変換素子の下層に配設され前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する二次電池とを有する複数の光充電素子を備え、
前記各光充電素子の光源を画素として使用して成ることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
前記各光充電素子は周囲に凸部及び凹部を有し、各光充電素子の凸部と凹部は各々隣接する光充電素子の凹部と凸部に係合して成ることを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項９】
前記各光充電素子は、独立して取り外し可能なように他の光充電素子から独立した構成となっていることを特徴とする請求項７又は８記載の電子機器。
【請求項１０】
前記各光充電素子の光源を、画素の代わりに画素のバックライトとして使用して成ることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（携帯情報端末：Personal Digital Assistant）等の携帯型電子機器、表示装置等の電子機器に関し、特に、発電機能を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の電池を電源として動作する携帯型電子機器が開発されている。
従来の携帯型電子機器、例えば携帯電話機などは電池を電源としているため、電池が消耗した場合には適宜電池を交換したり、二次電池を使用している場合には充電を行う必要がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
しかしながら、電池の交換にはコストがともない、また交換や充電には手間がかかるという問題がある。【０００３】
これを解決する方法として、特許文献１記載の発明のように、バックライト用光源及び外部光を利用して太陽電池によって二次電池を充電するようにした発明がある。しかしながら、特許文献１記載の発明では、光源を表示部のバックライトとして使用しているにすぎずない。電子機器が操作キーを有する場合に、前記光源を用いて操作キーを照明するために光ファイバ等によって導光して照明すると構成が極めて複雑になるという問題がある。
また、表示部を透過した太陽光によって太陽電池を充電するように構成しているため、表示部の透光性が悪い場合には太陽電池は十分な発電を行えない。【０００４】
したがって、携帯型等の電子機器において、簡単な構成で、良好な充電が行えるようにして、電池駆動可能時間の延長や長寿命化が望まれている。
また、電子機器が表示素子の場合には発光素子を画素として使用したり、画素が非発光型の場合にはバックライトを用いる等、発光させるために電力消費を生じるため、供給電力の低減化が大きな課題となっている。
【特許文献１】特開２００２−７７３４３号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２２１４号公報
【特許文献３】特開２００２−５５６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、簡単な構成で、光源および外部光を有効利用することによって電力消費を補えるようにし、二次電池を用いた電子機器においては連続使用時間を延長できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、光源と、光を受光して電気エネルギに変換する光電変換素子と、複数の操作ーを有し前記光源からの光及び外部光を前記光電変換素子に導光すると共に前記光源からの光を前記操作キーに導光するキーシートと、前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する二次電池とを備えて成ることを特徴とする電子機器が提供される。
キーシートは、複数の操作キーを有し光源からの光及び外部光を光電変換素子に導光すると共に前記光源からの光を前記操作キーに導光する。光電変換素子は、前記キーシートからの光を受光して電気エネルギに変換する。二次電池は、前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する。【０００７】
ここで、その表面側に前記複数の操作キーを露出させるための複数の第１貫通孔を有する筐体を有し、前記光電変換素子は、前記第１貫通孔に対応する複数の第２貫通孔を有すると共に前記筐体の背面に配設され、前記キーシートは、導光性材料によって構成されると共に前記光電変換素子の背面に配設され、前記複数の操作キーは前記第１、第２貫通孔を介して前記筐体外部に突出し、前記光源は、前記キーシートの背面に配設されて成り、前記キーシートは、前記光源からの光及び前記筐体外部からの外部光を前記光電変換素子に導くように構成してもよい。【０００８】
また、前記筐体外部に突出した前記操作キーの外部表面の面積は、前記第１貫通孔及び第２貫通孔よりも大きく形成されて成るように構成してもよい。
また、前記光源は、前記操作キーのバックライトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電子機器。
また、前記光源は透光性を有すると共に前記光電変換素子上に積層配設されて成るように構成してもよい。
また、前記光電変換素子は前記二次電池上に積層配設されて成るように構成してもよい。【０００９】
また、本発明によれば、透光性の光源と、前記光源の下層に積層配設され前記光源からの光及び外部光を電気エネルギに変換する光電変換素子と、前記光電変換素子の下層に配設され前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する二次電池とを有する複数の光充電素子を備え、前記各光充電素子の光源を画素として使用して成ることを特徴とする電子機器が提供される。
光電変換素子は、透光性光源の下層に積層配設され前記光源からの光及び外部光を電気エネルギに変換する。二次電池は、前記光電変換素子の下層に配設され前記光電変換素子からの電気エネルギを蓄電する。各光充電素子の光源は画素として使用される。【００１０】
ここで、前記各光充電素子は周囲に凸部及び凹部を有し、各光充電素子の凸部と凹部は各々隣接する光充電素子の凹部と凸部に係合して成るように構成してもよい。
また、前記各光充電素子は、独立して取り外し可能なように他の光充電素子から独立した構成であってもよい。
また、前記各光充電素子の光源を、画素の代わりに画素のバックライトとして使用して成るように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成で、光源および外部光を有効利用することにより、電源の電力消費を補うことが可能になる。
また、携帯電話等の二次電池を用いた電子機器においては、キーシートを介して光源及び外部光によって充電できるので、連続使用時間を延長することが可能になる。
また、表示装置の場合、光源を画素あるいはバックライトとして利用することができ、簡単な構成で、電源から供給する電力を補うことが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き電子機器の構成を示すブロック図で、太陽電電池付き携帯電話機の例を示している。
図１において、携帯電話機１０１は、アンテナ１０２、無線送信／受信を行う通信部１０３、ＣＰＵ等を有し各部の制御や信号処理を行う制御部１０４、着信音や警告音などを出力するスピーカ１０５、音声を入力するマイクロホン１０６、テンキー及び各種ファンクションキー等の操作キーからなり電話番号や各種操作のための入力を行う操作部１０７、液晶表示パネルからなり装置の動作状態など各種情報を表示する表示部１０８、音楽データなど各種情報をフラッシュメモリ等のメモリに記憶する記憶部１０９、ＤＳＰ等を有し音楽再生に関する各種処理を行う音楽再生処理部１１０、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池部１１１、充電制御および各部の電源制御処理を行う充電電源制御部１１２、二次電池である充電式電池１１３、着信ＬＥＤ（発光ダイオード）及び各種ファンクションイルミネーション等の光発光する光源部１１４を有している。【００１３】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き携帯電話機１０１の機構部分の構成を示す分解斜視図である。
図２において、筐体２０１の背面に配設された光電変換素子である太陽電池２０２と、太陽電池２０２の背面に配設され光を導き反射させ光を通すキートシート２０３と、キーシート２０３の背面に配設された複数のＬＥＤを有する光源２０４とを有している。【００１４】
筐体２０１は、キーシート２０３に一体形成された複数の操作キー２０６を筐体２０１の表面側に露出させるための複数の第１貫通孔２０７を有している。シート状の太陽電池２０２は、第１貫通孔２０７に対応する複数の第２貫通孔２０８を有すると共に筐体２０１の背面に配設されている。キーシート２０３は、導光性材料によって構成されると共に太陽電池２０２の背面に配設されている。複数の操作キー２０６はキーシート２０３と一体に形成されており、各々、対応する第１、第２貫通孔２０７、２０８を介して筐体２０１の前面側から外部に突出している。【００１５】
光源２０４から放出された光をキーシート２０３へ照射する。光源２０４から放出された光の一部は、キーシート２０３によって、キーシート２０３に一体形成されている操作キー２０６へ導光されて、操作キー２０６を照射する。また、光源２０４から放出された光の一部は、キーシート２０３によって導光されて、太陽電池２０２に照射される。また、外部光２０５からの光はキーシート２０３を通り太陽電池２０２に照射される。【００１６】
このように、キーシート２０３は、筐体２０１外部からの光と光源２０４からの光を太陽電池２０２に導く。太陽電池２０２には、光源２０４から放出された光と、外部光２０５からの光がキーシート２０３を通り、太陽電池２０２に照射され、太陽電池２０２は受光した光エネルギを電気エネルギに変換して発電する。
太陽電池２０２で発電した電気エネルギを充電電源制御部１１２にて、充電式電池１１３に充電し、携帯電話機１０１の各部の電源に使用することにより、電池１１３の電流消費を補い、連続使用時間を延長することができる。【００１７】
図３及び図４は、本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き携帯電話機１０１の機構部分の側断面図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。
図３及び図４に示すように、筐体２０１の背面側には、太陽電池２０２、キートシート２０３、シート上に設けられた複数の光源２０４が積層配設されている。
キーシート２０３に形成されている複数の操作キー２０６は、各々、筐体２０１に形成された第１貫通孔２０７及び太陽電池２０２のシートに形成された第２貫通孔２０８を介して、筐体２０１の前面側に突出している。【００１８】
図１〜図４において、光源２０４から放出された光と、外部光（例えば太陽や蛍光灯等の外部照明機器からの光）２０５からの光は、キーシート２０３を通り、太陽電池２０２に照射され、太陽電池２０２は受光した光エネルギを電気エネルギに変換して発電する。
太陽電池２０２で変換された電気エネルギを充電電源制御部１１２にて、二次電池である充電式電池１１３に充電し、携帯電話機１０１の各部の電源に使用することにより、電池１１３の電流消費を補い、連続使用時間が延長される。【００１９】
図５は、太陽電池２０２で変換された電気エネルギを充電式電池１１３に充電し、携帯電話機１０１の各部の電源する際の動作を示すブロック図であり、図１〜図４と同一部分には同一符号を付している。
図５において、光源２０４から放出された光と、外部光２０５からの光が太陽電池２０２に照射された場合、太陽電池２０２は受光した光エネルギを電気エネルギに変換する。太陽電池２０２で変換された電気エネルギを充電電源制御部１１２にて、充電式電池１１３の充電状態、携帯電話機１０１の各部の電源状態の情報を制御し、充電式電池１１３に充電し、携帯電話機１０１の各部の電源に使用する。光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換を行うことで光エネルギを再利用する。【００２０】
以上説明したように本第１の実施の形態に係る電子機器によれば、簡単な構成で、キーバックライト照明ユニットからの光及び外部光２０５を有効に光エネルギとして吸収し、光電変換により電気エネルギに変換して利用することができる。キーシート２０３を介して光源２０４及び外部光２０５によって充電できるので、太陽電池２０２により使用電流の消費を補い、携帯電話機１０１の連続使用時間を延長することができる。また、本来ならば無用な光として消失してしまうキーバックライト照明ユニットからの光を有効に活用することができる。したがって、煩わしい電池１１３の充電の回数を減らすことができ、長期の外出の際にも充電器を携帯しなくてもよい等の効果を奏する。【００２１】
本発明の第２の実施の形態として、その基本的構成は上記の通りであるが、外部光を有効に太陽電池に照射するためにさらに工夫した例を説明する。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の側断面図であり、前記第１の実施の形態と同様に発電機能付き携帯電話機の例を示している。尚、図６において、図３及び図４と同一部分には同一符号を付している。【００２２】
図６において、キーシート２０３ａに設けられている操作キー２０６ａの外部表面の面積を貫通孔２０７、２０８よりも大きくするようにしている。即ち、操作キー２０６ａの頭部を基部よりも太く形成している。これにより、操作キー２０６ａは外部光２０５をより多く受光して、太陽電池２０２へ導光することが可能になる。
このように、キーシート２０３ａの形状をより効率よく光を導くように形状変更することによって、太陽電池２０２により多くの光を簡単に照射可能にて、電力の効率化をはかることができる。【００２３】
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る電子機器に使用する構成要素である光源太陽電池５０５の側断面図であり、図１〜図６と同一部分には同一符号を付している。
本第３の実施の形態では、光源５０４の光及び外部光２０５をさらに有効に太陽電池２０２に照射するためにさらに工夫している。図７において、ＬＥＤや有機ＥＬ等によって構成される光源５０４と光電変換素子である太陽電池２０２を一体化することによって光源太陽電池５０５を構成し、光源５０４からの光を太陽電池２０２に直接照射可能にする。かかる構成により、スペースをとらずコンパクトにまとまり携帯電話機の小型化を図ることができる。【００２４】
光源５０４は透光性の材料によって構成されているため透光性を有しており、外部光２０５は光源５０４を介して太陽電池２０２に照射される。
このように、光源太陽電池５０５は光源５０４と太陽電池２０２を積層配設して一体化した構成となっており、光源太陽電池５０５は直接プリント基板等に搭載できることから、組み立て工程の削減を行うことができ、製造効率化をはかることができる。【００２５】
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る電子機器に使用する構成要素である光源充電太陽電池６０１の側断面図であり、図１〜図７と同一部分には同一符号を付している。
図８において、光源充電太陽電池６０１は、ＬＥＤや有機ＥＬ等によって構成される光源５０４と光電変換素子である太陽電池２０２と充電式電池１１３を積層配設して一体化した構成となっており、光充電素子を構成している。【００２６】
光源５０４は透光性材料によって構成されているため透光性を有しており、外部光２０５は光源５０４を介して太陽電池２０２に照射される。また、光源５０４からの光は直接太陽電池２０２に照射される。
したがって、光源５０４の光及び外部光２０５からの光を太陽電池２０２で受光し、光電変換した電気を充電式電池（二次電池）１１３に充電することで、単体にて光源５０４から光を長時間連続して光を発光することが出来る。光源５０４と太陽電池２０２と充電式電池１１３を一体化した光源充電太陽電池６０１のみで光を発光できる。【００２７】
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る電子機器を示す図で、図８に示した光源充電太陽電池６０１を複数組み合わせることによって構成したライト７０１の斜視図を示している。
図９において、ライト７０１は、複数の光源充電太陽電池６０１を支持台９０１上に並べた構成となっている。
このように、複数の光源充電太陽電池６０１を組み合わせることによって構成したライト７０１は、電気のない場所や暗い場所でも使用できる。【００２８】
本実施の形態に係るライト７０１によれば、光源５０４からの光及び外部光２０５を太陽電池２０２で受光し、光電変換した電気を電池１１３に充電することで、適宜電池１１３の交換や充電を行う必要がなくなる。これにより、コンパクトで持ち運びが便利な携帯型電子機器にすることができる。ライト７０１は、携帯型電子機に使用されている光源に適用することも可能である、例えば、着信ＬＥＤについても適用可能である。【００２９】
図１０は、本発明の第６の実施の形態に係る電子機器を示す図で、図８に示した光源充電太陽電池６０１を複数組み合わせることによって構成した表示装置１００１の正面図、及び、光源充電太陽電池６０１の拡大正面図を示している。
本実施の形態では、光源充電太陽電池６０１を表示用の素子として複数使用している。即ち、光源５０４、光源５０４からの光及び外部光２０５を光電変換する太陽電池２０２、太陽電池２０２からの電気エネルギを蓄電する充電式電池１１３を備えた素子としての光源充電太陽電池６０１を複数使用し、各光源充電太陽電池６０１の光源５０４を画素として使用している。【００３０】
各光源充電太陽電池６０１は、周囲に凸部１００２及び凹部１００３を有し、各光源充電太陽電池６０１の凸部１００２と凹部１００３は各々隣接する光源充電太陽電池６０１の凹部１００３と凸部１００２に係合している。
各光源充電太陽電池６０１は、独立して取り外し可能なように他の光源充電太陽電池６０１から独立した構成となっている。
尚、各光源充電太陽電池の光源５０４を、画素の代わりに画素のバックライトとして使用することも可能である。【００３１】
このように、表示素子を有する場合には、光源を画素あるいはバックライトとして利用することができ、簡単な構成で、電源から供給する電力を補うことが可能になる。
また、複数の光源充電太陽電池を組み合わせることによって、野外で使用する巨大スクリーンやスコアボード等の巨大な表示装置１００１を構成することが可能になる。
また、光源５０４からの光及び外部光２０５を太陽電池２０２で受光し、光電変換した電気を二次電池１１３に充電することで、消費電力を抑え、電気料金の節約を行うことができる。【００３２】
また、各光源充電太陽電池６０１は相互に独立して取り外し可能な構成となっているため、製品寿命や修理のために交換や取り外しが必要な際には、必要な光源充電太陽電池６０１を図１０の紙面に垂直な方向にスライドさせることにより、交換や修理が必要な光源充電太陽電池６０１のみを取り外して交換、修理を容易に行うことが可能である。このように、１個の光源充電太陽電池６０１のみを取り外して簡単に交換等が行えるため、交換コストを安くすることができる。【００３３】
また、隣接する光源充電太陽電池６０１同士は、接続部である凸部１００２及び凹部１００３によって連結されると共に、図１０の紙面に垂直な方向には個別にスライド可能なように構成されているため、平らな面に形成するだけでなく、凸凹のあるように形成することが可能である。
また、複数の光源充電太陽電池６０１を多様な形状に組み合わせることにより、丸型、三角型、台形型等、多様な形状の表示装置を構成することが可能になる。
例えば、複数の光源充電太陽電池６０１を円形に組み合わせることにより、図１１に示す第７の実施の形態のように、楕円形状の表示装置１１０１を構成することができる。【００３４】
この出願は、２００６年１１月２日に出願された日本出願特願２００６−２９９１６８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Data Assistance,Personal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）、電子辞書、携帯型パーソナルコンピュータをはじめとして、二次電池を電源として動作する携帯型電子機等に適用することが可能である。また、大小各種の光源や表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き携帯電話機の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き携帯電話機の側断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き携帯電話機の側断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る発電機能付き電子機器の動作を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の側断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る電子機器に使用する光源太陽電池の側断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る電子機器に使用する光源充電太陽電池側断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０１    電子機器である携帯電話機
１０２    アンテナ
１０３    通信部
１０４    制御部
１０５    スピーカ
１０６    マイクロホン
１０７    操作部
１０８    表示部
１０９    記憶部
１１０    音楽再生処理部
１１１    太陽電池部
１１２    充電電源制御部
１１３    二次電池としての充電式電池
１１４    光源部
２０１    筐体
２０２    光電変換素子としての太陽電池
２０３、２０３ａ    キートシート
２０４、５０４    光源
２０５    外部光
２０６、２０６ａ    操作キー
２０７    第１貫通孔
２０８    第２貫通孔
５０５    光源太陽電池
６０１    光充電素子としての光源充電太陽電池
７０１    ライト
９０１    支持台
１００１、１１０１    表示装置
１００２    凸部
１００３    凹部
【図１】
2008053809.tif 000003
【図２】
2008053809.tif 000004
【図３】
2008053809.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008053809.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008053809.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008053809.tif 000011
【図１０】
2008053809.tif 000012
【図１１】
2008053809.tif 000013
【国際調査報告】
2008053809.tif 000014
2008053809.tif 000015
2008053809.tif 000016
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2008053809.tif 000019
2008053809.tif 000020
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