(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、前記太陽電池の表面側に設置された透光性の文字板と、りゅうずとを備え、
前記太陽電池は、前記文字板の中心点を通る分割線で扇状に３分割され、かつ、直列接続された第１ソーラーセル、第２ソーラーセル、第３ソーラーセルを備え、
前記第１ソーラーセルおよび前記第２ソーラーセルは、前記文字板の１２時と６時を示す目盛を結ぶ線分で区画された左右２つの領域に跨って配置され、
前記第３ソーラーセルは、前記左右２つの領域のうち、前記りゅうずが設けられた側の領域のみに配置されることを特徴とする太陽電池付電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池付電子時計において、
前記太陽電池における、前記文字板の中心点を通る分割線同士のなす中心角のうち、前記第３ソーラーセルの中心角は、６０度以上１２０度以下である
ことを特徴とする太陽電池付電子時計。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池付電子時計において、
前記第３ソーラーセルの中心角は、９７．５度である
ことを特徴とする太陽電池付電子時計。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池付電子時計において、
前記太陽電池における、前記文字板の中心点を通る分割線同士のなす中心角は、前記３つのソーラーセル全てで等しい
ことを特徴とする太陽電池付電子時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池付電子時計において、
前記太陽電池の分割線は、前記文字板の目盛に沿って配置される
ことを特徴とする太陽電池付電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池付電子時計に関する
【背景技術】
【０００２】
近年、電池交換を不要にできる利便性から、ソーラーセルを有する太陽電池付の腕時計が広く利用されている。この太陽電池付電子時計１００としては、図８に示すように、発電電圧を高めるために、文字板の中心点を通り互いに直交する分割線１０１，１０２にて、太陽電池を４分割して形成される４つのソーラーセルを直列接続したものが一般的であった。
ところで、近年、低電圧ＩＣの開発により、時計の駆動に必要な電圧値が低下している。このため、３つのソーラーセルを直列接続することでも、時計の駆動に必要な電圧を確保できるようになった。また、発電電流量を高める点では、ソーラーセルの面積は大きい方が好ましい。
【０００３】
そこで、本願出願人は、太陽電池を３分割して形成される３つのソーラーセルを直列接続した太陽電池付電子時計を開発している（例えば、特許文献１の図６参照）。
この太陽電池付電子時計１１０は、図９に示すように、文字板の中心点と１２時を示す目盛とを結ぶ分割線１１１と、この分割線１１１に対して文字板の中心点回りに１２０度間隔で設けられた、他の２つの分割線１１２，１１３とで、太陽電池１２０を３分割して形成された３つのソーラーセル１２１，１２２，１２３を有している。すなわち、太陽電池１２０は、文字板の１２時から４時を示す目盛間の領域に設けられたソーラーセル１２１と、文字板の４時から８時を示す目盛間の領域に設けられたソーラーセル１２２と、文字板の８時から１２時を示す目盛間の領域に設けられたソーラーセル１２３とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記太陽電池付電子時計１１０を左腕の手首に装着した場合、文字板の左側半分に設けられたソーラーセル１２３が、長袖の服の袖で隠れてしまう場合がある。
そして、ソーラーセル１２３が袖で隠れて遮光された場合、そのソーラーセル１２３では発電が行われないために発電電流量が０になる。１つのソーラーセル１２３の発電電流量が０になると、直列接続された３つのソーラーセル１２１，１２２，１２３で構成される太陽電池１２０の発電電力（発電量）も０になってしまうという問題が発生する。
太陽電池付電子時計１１０を右腕の手首に装着した場合も、ソーラーセル１２１が袖等で遮光され、同様の問題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、文字板の一部が服の袖等で遮光された場合にも、太陽電池から電力を出力できる太陽電池付電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の太陽電池付電子時計は、太陽電池と、前記太陽電池の表面側に設置された透光性の文字板とを備え、前記太陽電池は、前記文字板の中心点を通る分割線で扇状に３分割された第１ソーラーセル、第２ソーラーセル、第３ソーラーセルを備え、前記第１ソーラーセルおよび前記第２ソーラーセルは、前記文字板の１２時と６時を示す目盛を結ぶ線分で区画された左右２つの領域に跨って配置され、前記第３ソーラーセルは、前記左右２つの領域の一方の領域のみに配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、第３ソーラーセルを左右いずれの領域に配置するのかは、利用者毎の太陽電池付電子時計の装着状態に応じて設定すればよい。たとえば、太陽電池付電子時計を左腕に装着する場合には、長袖の服の袖によって文字板つまり太陽電池の左半分が隠れる可能性が高い。従って、左腕用の太陽電池付電子時計の場合、第３ソーラーセルを文字板（太陽電池）の右半分の領域のみに配置すればよい。逆に、右腕用の太陽電池付電子時計の場合、第３ソーラーセルを文字板（太陽電池）の左半分の領域のみに配置すればよい。
そして、左腕用の太陽電池付電子時計を左腕の手首に装着した場合、第１ソーラーセルおよび第２ソーラーセルの一部分は文字板の右半分の領域に配置される。また、第３ソーラーセルの全体は、文字板の右半分の領域に配置される。このため、長袖の服着用時等で、文字板の左側半分が遮光された時にも、第１〜３のすべてのソーラーセルにおいて、少なくとも一部分は受光できる。このため、第１〜３のソーラーセルで発電電流量が０となるソーラーセルは存在せず、これらのソーラーセルを直列接続した太陽電池は受光面積に応じた発電電力を出力することができる。
同様に、右腕用つまり第３ソーラーセルが文字板の左半分の領域のみに配置された太陽電池付電子時計を右腕に装着し、文字板の右側半分が遮光された場合も、第１〜３のソーラーセルで発電電流量が０となるソーラーセルは存在せず、これらのソーラーセルを直列接続した太陽電池は受光面積に応じた発電電力を出力することができる。
従って、本発明によれば、文字板（太陽電池）の左右いずれかの領域のみに第３ソーラーセルが配置され、他の第１、２ソーラーセルは左右の領域に跨って配置されているので、文字板の左右いずれかの領域のうち、第３ソーラーセルが配置されていない領域が遮光されても、従来のように受光できずに発電が行われないソーラーセルが存在しないため、全てのソーラーセルにおいて発電が行われ、太陽電池は電力を出力できる。
【０００９】
本発明の太陽電池付電子時計では、前記太陽電池における、前記文字板の中心点を通る分割線同士のなす中心角のうち、前記第３ソーラーセルの中心角は、６０度以上１２０度以下であることが好ましい。
【００１０】
ソーラーセルを直列接続した太陽電池では、それぞれのソーラーセルにおいて光を受ける面積である受光面積が一番小さいソーラーセルによって、発電される電流量が決まるため、３つのソーラーセルにおける最小受光面積をできるだけ大きくすることが好ましい。
本発明において、第３ソーラーセルの中心角を１２０度とすれば、第１ソーラーセル、第２ソーラーセルの中心角も１２０度にできる。このため、太陽電池全てで受光した時に、３つのソーラーセルにおける受光面積が同一になり、３つのソーラーセルの中での最小受光面積を最大にすることができる。それにより、３つのソーラーセル全体で受光した場合の、最大発電量を得ることができる。一方、第３ソーラーセルの中心角を１２０度よりも大きくし、他の２つのソーラーセルの中心角を１２０度未満の同じ角度に小さくすると、他の２つのソーラーセルの面積が小さくなり、その小さくなったソーラーセルの面積が最小受光面積となるため、３つのソーラーセル全体で受光した場合の発電量が小さくなる。さらに、第１，２ソーラーセルが配置された領域の一部が遮光されただけでも、その分、最少受光面積が減少するため、太陽電池の発電量も大幅に減少してしまう。すなわち、第３ソーラーセルの中心角が１２０度よりも大きいと、３つのソーラーセル全体が受光されている場合の発電量が低くなり、かつ、ソーラーセルの一部が遮光された場合もより発電量が低下してしまう。したがって、第３ソーラーセルの中心角は１２０度以下であることが好ましい。
一方、第３ソーラーセルの中心角が６０度であれば、文字板の左右いずれかの領域において第３ソーラーセルが配置された領域における第１ソーラーセル、第２ソーラーセルの領域の中心角も６０度に設定できる。この場合、太陽電池の半分である第３ソーラーセルが配置されていない領域が遮光された際に、３つのソーラーセルの受光面積が同一になる。このため、３つのソーラーセルにおける最小受光面積を最大にすることができ、太陽電池の半分の領域が遮光された場合における発電量を最大にできる。すなわち、第１〜３ソーラーセル全体が受光している状態から、第３ソーラーセルが配置されていない太陽電池の半分の領域が遮光されるまでは、第３ソーラーセルの受光面積が最少受光面積となるため、太陽電池の発電電流量も一定に維持される。これに対し、第３ソーラーセルの中心角を６０度未満とした場合は、第３ソーラーセルの面積がより小さくなる。このため、第３ソーラーセルの中心角を６０度以上にした場合に比べて、太陽電池の全体で受光する場合から太陽電池の半分の領域が遮光される場合までの太陽電池の平均的な発電電流量も低くなってしまう。
従って、本発明によれば、第３ソーラーセルの中心角を６０度以上１２０度以下にすることで、第３ソーラーセルが配置されていない領域が遮光されている状態、つまり実際の使用時に発生する可能性が高い状態での発電量を向上できる。
【００１１】
本発明の太陽電池付電子時計では、前記第３ソーラーセルの中心角は、９７．５度であることが好ましい。
本発明によれば、文字板の１２時と６時の目盛を結ぶ線に平行な遮光ラインを、文字板の９時側から３時側に移動して遮光領域が０％から１００％となる状態が一定確率で発生すると仮定した場合の発電量をシミュレーションすると、第３ソーラーセルの中心角を９７．５度にしたときの発電量が最も大きい。
従って、第３ソーラーセルの中心角を９７．５度に設定すれば、時計の装着状態などで遮光範囲が異なる様々な状態でも、平均的な発電量を高くすることができる。
【００１２】
本発明の太陽電池付電子時計では、前記太陽電池における、前記文字板の中心点を通る分割線同士のなす中心角は、前記３つのソーラーセル全てで等しいことが好ましい。
本発明によれば、太陽電池全てで受光した際に、３つのソーラーセルにおける最小受光面積を最大にすることができ、太陽電池全てで受光した場合の、最大発電量を得ることができる。
従って、時計装着時に文字板が遮光されることがない状態で利用する可能性が高い場合に、最も高い発電量を得ることができる。
【００１３】
本発明の太陽電池付電子時計では、前記太陽電池の分割線は、前記文字板の目盛に沿って配置されることが好ましい。
本発明によれば、文字板目盛に太陽電池の分割線を合わせることで、透光性の文字板下に太陽電池が設置される場合においても、太陽電池の分割線を目立たなくでき、外観低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における太陽電池付電子時計の正面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽電池の平面図。
【図３】本発明の太陽電池における受光面積の算出方法を説明するための図。
【図４】本発明の太陽電池における隠れ位置と発電電流量比との関係を示すグラフ。
【図５】本発明の太陽電池における第３ソーラーセルの中心角に対する発電確率を示すグラフ。
【図６】本発明の第２実施形態における太陽電池付電子時計の正面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る太陽電池の平面図。
【図８】従来例である太陽電池が４分割された太陽電池付電子時計の正面図。
【図９】従来例である太陽電池が３分割された太陽電池付電子時計の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池付電子時計１の正面図である。また、図２は、図１における太陽電池２０の平面図である。
【００１６】
〔太陽電池付電子時計の概略構成〕
太陽電池付電子時計１は、ケース２とバンド１０とを備えて構成され、利用者が腕に装着する腕時計タイプとされている。
ケース２内には、図示しないムーブメントと、太陽電池２０が配置される。ムーブメントは、地板、回路基板、ステッピングモーター、駆動輪列等が組み込まれた一般的な構成であるため、説明を省略する。
ムーブメントの表面側には、時刻を示すための文字板３が設置され、文字板３の表面には目盛４が設けられている。また、文字板３の中心には、指針６（時針７、分針８、秒針９）が設けられ、ケース２側面にはりゅうず５が設けられている。
【００１７】
〔太陽電池の構成〕
太陽電池２０は、図２に示すように、３つのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａに分割され、それぞれのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａを直列接続することで発電電圧を向上させている。
すなわち、太陽電池２０は、図１及び図２に示すように、文字板３の中心点（指針６の回転軸）と９時を示す目盛とを結ぶ分割線５１Ａと、この分割線５１Ａに対して文字板３の中心点回りに中心角β、γがそれぞれ１３１．２５度の間隔で設けられた他の２つの分割線５２Ａ，５３Ａとで扇状に３分割されている。従って、扇状に３分割された太陽電池２０は、文字板３の１２時を示す目盛４を含む領域に設けられた第１ソーラーセル２１Ａと、文字板３の６時を示す目盛４を含む領域に設けられた第２ソーラーセル２２Ａと、文字板３の１２時と６時の目盛４を共に含まない領域に設けられた第３ソーラーセル２３Ａを有する。また、第１ソーラーセル２１Ａの中心角β、および、第２ソーラーセル２２Ａの中心角γは１３１．２５度、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αは９７．５度とされている。
そして、太陽電池２０は、文字板３を透過した太陽光がソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａに当たることで発電を行い、太陽電池２０で発電された電力は、図示しない導通バネを介して回路基板に設けられた二次電池に充電され、この二次電池の出力でステッピングモーター等が駆動される。
【００１８】
次に、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを６０度から１２０度まで１０度毎に変更し、かつ、遮光領域がｘ軸に沿って０％から１００％まで変化した場合の発電電流量の変化を求めるために行ったシミュレーションについて説明する。
まず、図３に示すように、文字板３の目盛４の９時から３時を結ぶ直線をｘ軸、文字板３の目盛４の６時から１２時を結ぶ直線をｙ軸として座標系を形成する。そして、太陽電池２０を半径１の円で表す。また、ｘ＝ｘθであるｙ軸に平行な直線Ａを用いて、遮光領域の端部（隠れ位置）を表す。また、本シミュレーションにおいては、第１ソーラーセルの中心角βと第２ソーラーセルの中心角γは等しい角度に設定した。
そして、シミュレーションでは、ｘθをｘ＝−１からｘ＝１へと移動し、その際の受光面積つまり発電面積を求めて発電電流量を算出し、すべてのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ全体が受光して発電している場合に対する発電電流量比を求めた。なお、直線Ａがｘ＝−１の位置からｘ＝１の位置まで移動することは、太陽電池２０の遮光領域が徐々に増加することを意味する。
【００１９】
この時、３分割された太陽電池２０の発電電流量は、それぞれのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中で受光面積が一番小さいソーラーセルが発電する電流量となる。そのため、太陽電池２０の発電量は、それぞれのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中での最小受光面積を考えることによって算出される。本実施形態においては、第１ソーラーセルの中心角βと第２ソーラーセルの中心角γは等しくされ、さらに、第１ソーラーセル２１Ａと第２ソーラーセル２２Ａは、ｘ軸を軸として線対称とされているので、ｘ軸に垂直な直線Ａで区画されるそれぞれの受光面積は等しくなる。
つまり、本シミュレーションにおいては、第１ソーラーセル２１Ａと第２ソーラーセル２２Ａの受光面積が同じことから、第１ソーラーセル２１Ａの受光面積を求めれば、第２ソーラーセル２２Ａの受光面積を算出する必要は無い。よって、本シミュレーションにおいては、第１ソーラーセル２１Ａと第３ソーラーセル２３Ａの受光面積を用いて考える。
【００２０】
まず、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積を求める。
遮光領域の端部を表す直線Ａがｘ≦０の範囲にあるとき、遮光領域は、第３ソーラーセル２３Ａに影響を及ぼさない。つまり、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積Ｓαは、第３ソーラーセル２３Ａ全体の面積となる。よって、Ｓαは、第３ソーラーセル２３Ａの中心角をαとし、半径をｒとすると、以下の式（１）に示すようになる。
【００２１】
【数１】
0005891737.tif 000002
【００２２】
また、図３に示すように、遮光領域の端部を表す直線Ａがｘ＞０の範囲にあるとき、遮光領域は、第３ソーラーセル２３Ａに影響を及ぼすため、遮光領域の面積を考慮する必要がある。つまり、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積Ｓ’αは、第３ソーラーセル２３Ａ全体の面積から、遮光領域の面積を除外した面積となる。よって、Ｓ’αは、第３ソーラーセル２３Ａの中心角をαとし、半径をｒとすると、以下の式（２）に示すようになる。
【００２３】
【数２】
0005891737.tif 000003
【００２４】
次に、第１ソーラーセル２１Ａの受光面積を求める。
この時、遮光領域の端部を表す直線Ａのｘ軸の位置であるｘθはｘ＝−１からｘ＝１へと変化することから、第１ソーラーセル２１Ａは、常に遮光領域の影響を受け、遮光領域の面積を考慮する必要がある。つまり、第１ソーラーセル２１Ａの受光面積Ｓθは、第１ソーラーセル２１Ａ全体の面積から、遮光領域の面積を除外した面積となる。
よって、図３に示すように、遮光領域の端部を表す直線Ａがｘ＞０の範囲にあるとき、Ｓθは、直線Ａと半径１の円の接点である点Ｂ（ｘθ,ｙθ）と原点Ｏを結ぶ直線をＣとし、直線Ｃとｘ軸のなす角度をθとし、Ｓ’αを用いると、以下の式（３）に示すようになる。
【００２５】
【数３】
0005891737.tif 000004
【００２６】
なお、図示を略すが、遮光領域の端部を表す直線Ａがｘ≦０の範囲にあるとき、第１ソーラーセル２１Ａの受光面積Ｓθは、直線Ａと半径１の円の接点である点Ｂ（ｘθ,ｙθ）と原点Ｏを結ぶ直線をＣとし、直線Ｃとｘ軸のなす角度をθとすると、以下式（４）に示すようになる。なお、点Ｂのｘθが０以下の範囲であるため、前記θはｘ軸のマイナス軸に対する鋭角の角度となる。
【００２７】
【数４】
0005891737.tif 000005
【００２８】
次に、図４では、第３ソーラーセル２３Ａの中心角α（3Ｈ側中心角）を１２０度、ｘθ＝−１とした時つまりソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａにおいて遮光される領域が無い場合に発電される電流量を基準とし、この基準電流量に対して、前記中心角αや遮光領域つまりｘθの位置を変更した場合の発電電流量比を示す。
つまり、図４は、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを６０度、７０度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度に設定した場合において、ｘθを−１から１まで０．０５間隔で移動させた時のそれぞれの発電電流量の前記基準電流量に対する比率を表したグラフである。
【００２９】
なお、太陽電池２０全体の発電電流量は、それぞれのソーラーセルの中で受光面積が一番小さいソーラーセルが発電する電流量となることから、発電電流量は、それぞれのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中での最小受光面積に比例する。この最小受光面積が最も大きいのは、３つのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中心角がすべて１２０度となり、全てのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａでの受光面積が等しい場合である。
従って、発電電流量比を算出する際には、前記中心角１２０度の場合の各ソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの面積を基準面積とし、図３にて算出した第３ソーラーセル２３Ａの受光面積Ｓα、Ｓα’と、第１ソーラーセル２１Ａの受光面積Ｓθを比較し、より小さい面積の前記基準面積に対する比率を求めることで、発電電流量比が算出される。
【００３０】
具体的には、以下の３つの場合に分けて最小受光面積Ｓを算出し、発電電流量比を求めている。
第１の場合は、下記の式（５）の場合である。この場合、遮光領域の端部である直線Ａが、分割線５２Ａ，５３Ａと半径１の円の交点から右側（ｘ＝１側）であるため、第１ソーラーセル２１Ａと第２ソーラーセル２２Ａが完全に遮光されてしまう。このため、ソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中での最小受光面積は、Ｓ＝０となり、太陽電池２０全体の発電量も０となる。従って、図４に示すように、発電電流量比も０となる。
【００３１】
【数５】
0005891737.tif 000006
【００３２】
第２の場合は、下記の式（６）、（７）の場合である。この場合、遮光領域の端部である直線Ａが、原点Ｏから分割線５２Ａ，５３Ａと半径１の円の交点の間に配置される。このため、遮光領域は、第１ソーラーセル２１Ａ、第２ソーラーセル２２Ａと、第３ソーラーセル２３Ａとに影響を及ぼす。よって、第１ソーラーセル２１Ａ（第２ソーラーセル２２Ａ）の受光面積Ｓθと、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積Ｓ’αを比較した場合、直線Ａの位置および中心角αの大きさによって、Ｓθ＜Ｓ’αの場合と、Ｓθ＞Ｓ’αの場合とがあるため、式（６）、（７）に示すように、面積の小さい方を最小受光面積Ｓに設定すればよい。
【００３３】
【数６】
0005891737.tif 000007
0005891737.tif 000008
【００３４】
第３の場合は、下記の式（８）、（９）の場合である。この場合、遮光領域の端部である直線Ａが、原点Ｏからｘ＝−１の範囲に配置される。このため、第３ソーラーセル２３Ａは遮光されず、第１ソーラーセル２１Ａ、第２ソーラーセル２２Ａの一部分が遮光される。
よって、第１ソーラーセル２１Ａ（第２ソーラーセル２２Ａ）の受光面積Ｓθと、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積Ｓαを比較した場合、直線Ａの位置および中心角αの大きさによって、Ｓθ＜Ｓαの場合と、Ｓθ＞Ｓαの場合とがあるため、下記の式（８）、（９）に示すように、面積の小さい方を最小受光面積Ｓに設定すればよい。
【００３５】
【数７】
0005891737.tif 000009
0005891737.tif 000010
【００３６】
以上の式（１）〜（９）を用いて、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを６０〜１２０度まで１０度単位で設定し、かつ、ｘθを−１から１まで０．０５間隔で移動させた時の最小受光面積Ｓを求め、中心角１２０度の扇形面積である基準面積に対する最小受光面積Ｓの割合を計算することで、図４のグラフを求めることができる。
【００３７】
図４のグラフに示すシミュレーション結果について説明する。
第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを１２０度とした場合、他の２つのソーラーセル２１Ａ、２２Ａの中心角も１２０度とされる。このため、ｘθ＝−１の場合、つまり遮光領域が無い場合、すべてのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの受光面積が同一となり、最小受光面積Ｓも各ソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａそれぞれの面積である中心角１２０度の扇形面積と同一となって最も大きな面積となる。この際の発電電流量を最大発電流量と設定する。
そして、遮光領域の端部である直線Ａつまりｘθの位置が−１から＋１まで移動すると遮光領域が徐々に増大する。このため、最小受光面積となる第１ソーラーセル２１Ａと第２ソーラーセル２２Ａの受光面積が小さくなる。そのため、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを１２０度とした場合、直線Ａの移動に応じて、太陽電池２０全体の発電電流量は徐々に小さくなる。
そして、ｘθ＝０、つまり太陽電池２０の左半分が遮光された場合、第１ソーラーセル２１Ａや第２ソーラーセル２２Ａの受光面積は中心角３０度の扇形の範囲となる。従って、前記最大発電電流量の場合と比較すると、受光面積が１／４となるため、発電電流量比も０．２５となる。
【００３８】
一方、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを１２０度より小さくすると、他の２つのソーラーセル２１Ａ，２２Ａの中心角は１２０度よりも大きくなる。このため、太陽電池２０全体で光を受けた場合は、太陽電池２０における最小受光面積Ｓは、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積となる。従って、ｘθ＝−１で遮光領域が無い場合の発電電流量は前記最大発電電流量よりも小さくなる。たとえば、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αが１００度の場合、受光面積は中心角αが１２０度の場合に比べて、１００／１２０＝約０．８３となり、発電電流量比も約０．８３となる。
【００３９】
また、太陽電池２０の左半分において遮光領域が拡大する時、最小受光面積である第３ソーラーセル２３Ａは、遮光領域の影響を受けないため、第１ソーラーセル２１Ａや第２ソーラーセル２２Ａの受光面積が、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積と等しくなるまでは、発電電流量を一定に保つことができる。そのため、ｘθ＝−０．７程度までの遮光領域が小さい場合には、中心角αが１００度の場合に比べて中心角αが１２０度のほうが発電電流量が大きいが、ｘθ＝−０．６５以上と、さらに遮光領域が大きくなると、中心角αが１２０度の場合に比べて中心角αが１００度のほうが発電電流量が大きくなる。
【００４０】
第３ソーラーセル２３Ａの中心角αが他の角度の場合も同様である。すなわち、中心角αが小さくなれば第３ソーラーセル２３Ａの面積も小さくなるため、遮光されていない状態での発電電流量は小さくなる。一方で、遮光領域が増加している場合に、第１ソーラーセル２１Ａや第２ソーラーセル２２Ａの受光面積が、第３ソーラーセル２３Ａの受光面積と等しくなるｘθの位置は、中心角αが小さいほど大きな値となる。
たとえば、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αが６０度であり、他のソーラーセル２１Ａ，２２Ａの中心角β、γが１５０度の場合、太陽電池２０の左半分が遮光されるまで（ｘθ＝０となるまで）は、最小受光面積Ｓは第３ソーラーセル２３Ａの面積であるため、発電電流量は最大電流の半分に維持される。一方、遮光領域が太陽電池２０の右半分の領域まで含まれる場合、太陽電池２０の右半分の領域では、各ソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの面積は中心角６０度で同一であるため、最小受光面積Ｓは中心角αを６０度よりも大きくした場合に比べて大きくなり、発電電流量比も高くなる。
【００４１】
図４に示すように、ソーラーセル２１Ａ，２２Ａの中心角β、γが同じ角度である場合の最小受光面積Ｓによって決定する発電電流量は、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αと、遮光位置（隠れ位置）ｘθとによって変化する。このため、すべての隠れ位置ｘθが同じ確率で発生すると仮定した場合の発電確率は図５のグラフに示すようになる。
ここで、発電確率とは、図４に示すそれぞれの第３ソーラーセル２３Ａの中心角αごとに、ｘθをｘ＝−１からｘ＝１へと０．０５間隔で移動させた時の、それぞれのｘθでの最小受光面積Ｓを合計した値である。
これは、３分割された太陽電池２０の発電電流量は、それぞれのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの中で受光面積が一番小さいソーラーセルの発電電流量となるためである。なお、最小受光面積Ｓは、前記式（５）〜（９）によって求められている。
【００４２】
図５において、発電確率をｙ、第３ソーラーセルの中心角αをｘとし、図４で求めた結果を、プロットする。そして、それぞれの点を結ぶ近似曲線を求めると、以下の式（１０）のように表される。ここで、式（１１）にて表される近似曲線の最大値は、−ｂ／２ａで表されることから、式（１０）における最大値はｘ＝９７．５となり、この時、最も発電確率が高くなる。小数点第２位以下は四捨五入とした。よって、具体的に表すと、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αが９７．５度である時、最も発電確率が高くなる。
そして、発電確率は、中心角αが、９７．５度の時を最大値とし、中心角αを９７．５度より大きくした場合も、小さくした場合も同程度減少していき、中心角αが６０度以上１２０度以下の間では、中心角αが６０度の時が、最小値となる。ただし、中心角αが６０度以上１２０度以下の間であれば、中心角αが９７．５度の時の最大発電確率に対して、約８５％の発電確率を保てることが分かる。
【００４３】
【数８】
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【００４４】
〔第１実施形態の効果〕
本実施形態によれば、第３ソーラーセル２３Ａを、文字板３つまり太陽電池２０の右半分の領域のみに配置し、第１ソーラーセル２１Ａおよび第２ソーラーセル２２Ａは、太陽電池２０の左半分の領域と、右半分の領域とに跨って配置している。このため、太陽電池付電子時計１をユーザーの左腕の手首に装着した際に、長袖の服の袖によって文字板３の左半分が隠れた場合でも、第１〜３のすべてのソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａにおいて、少なくとも一部分は受光できる。このため、第１〜３のソーラーセル２１Ａ，２２Ａ，２３Ａで発電電流量が０となるソーラーセルは存在せず、これらのソーラーセルを直列接続した太陽電池２０は受光面積に応じた発電電力を出力することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを９７．５度に設定しているので、図５のグラフに示されるように、発電確率を最も高くできる。このため、太陽電池付電子時計１の装着状態などで、太陽電池２０の遮光範囲が様々に変化した場合でも、平均的な発電量を高くすることができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図６は、本発明の第２実施形態における太陽電池付電子時計１Ｂの正面図である。また、図７は、図６における太陽電池２０Ｂの平面図である。
第１実施形態では、第３ソーラーセル２３Ａの中心角αを９７．５度に設定していたのに対し、本実施形態では、第３ソーラーセル２３Ｂの中心角αを１２０度に設定する。つまり、分割線５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂで３分割された太陽電池２０Ｂのそれぞれのソーラーセル２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂの中心角β、γ、αをそれぞれ１２０度とする。
【００４７】
これにより、３つのソーラーセル２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂが等分されていることから、太陽電池２０Ｂを３分割した場合の最小受光面積が最大になり、図４の中心角αが１２０度の場合のように、太陽電池２０Ｂ全体で受光した時には、最も発電量を得ることができる。また、第１実施形態と同様に、太陽電池２０Ｂの右半分の領域に全てのソーラーセル２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂが存在するように構成したことから、文字板３つまり太陽電池２０Ｂの左半分が遮光されても、発電量を確保できる。
【００４８】
このような第２実施形態によれば、第３ソーラーセル２３Ｂの中心角αを１２０度にすることで、太陽電池付電子時計１Ｂの装着時に太陽電池２０Ｂが遮光されることがない状態で利用する可能性が高い場合に、最も発電量を得ることができる。
このため、太陽電池付電子時計１Ｂは、熱帯地域などの半袖で過ごすことが多く、手首に装着した太陽電池付電子時計１Ｂの太陽電池２０Ｂが遮光される状況が少ない場合での利用に適している。
【００４９】
さらに、第２実施形態では、太陽電池２０Ｂの分割線５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂを、文字板３の目盛４位置に合わせて配置している。このため、分割線５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂが目立ちにくくなり、太陽電池付電子時計１Ｂの文字板部分の外観低下を防止できる。
【００５０】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、前述の実施形態では、太陽電池の右側半分に３つのソーラーセル全てが配置するように構成し、左腕用に適した太陽電池付電子時計としていたが、３つのソーラーセル全てを、少なくとも太陽電池の左側半分に存在する構成として、右腕装着用の太陽電池付電子時計としてもよい。この場合も、前記各実施形態と同じ効果を発揮することができる
さらに、前述の実施形態では、第１ソーラーセル２１Ａ，２１Ｂの中心角βと、第２ソーラーセル２２Ａ，２２Ｂの中心角γを等しいとしたが、これらの角度が異なるように設定してもよい。ただし、第１ソーラーセル２１Ａ，２１Ｂの中心角βと、第２ソーラーセル２２Ａ，２２Ｂの中心角γとを余り大きく異ならせると、一方のソーラーセルの面積が小さくなり、遮光された場合の発電量が低くなるため、前記実施形態のように、第１ソーラーセル２１Ａ，２１Ｂの中心角βと、第２ソーラーセル２２Ａ，２２Ｂの中心角γを等しい角度とすることが好ましい。
【００５１】
なお、前述の実施形態では、第３ソーラーセル２３Ａ，２３Ｂの中心角αを９７．５度、１２０度としたが、図５に示すように、中心角αは他の角度でもよい。この場合、特に、第３ソーラーセル２３Ａ，２３Ｂの中心角αが９７．５度である場合の最大発電量の約８５％程度の発電確率となることから、中心角αが６０度以上１２０度以下の範囲であることが好ましい。
さらに、使用条件などによっては、中心角αを６０度未満に設定したり、１２０度よりも大きく設定してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ｂ…太陽電池付電子時計、２…ケース、３…文字板、４…目盛、６…指針、２０、２０Ｂ…太陽電池、２１Ａ、２１Ｂ…第１ソーラーセル、２２Ａ、２２Ｂ…第２ソーラーセル、２３Ａ、２３Ｂ…第３ソーラーセル、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ…分割線、α…第３ソーラーセルの中心角、β…第１ソーラーセルの中心角、γ…第２ソーラーセルの中心角。
【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】
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【図８】
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【図９】
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