(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型半導体層及びＮ型半導体層を備え、発電及び発光を行うことが可能な第１素子と、
前記第１素子からの光を表示部に照射し、外光を前記第１素子に導く第１導光板と、
蓄電池と、
第１モードにおいて、前記第１素子が発生した電荷を前記蓄電池に供給し、第２モードにおいて、前記蓄電池の電荷を前記第１素子に供給する制御回路と、
を具備することを特徴とする太陽電池付き電子機器。
【請求項２】
Ｐ型半導体層及びＮ型半導体層を備え、発電及び発光を行うことが可能な第２素子と、
前記第２素子からの光を前記表示部に照射し、外光を前記第２素子に導く第２導光板と、
前記第１モードにおいて、前記第１及び第２素子を直列接続し、前記第２モードにおいて、前記第１及び第２素子を並列接続するスイッチング部と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項３】
前記制御回路は、前記蓄電池の電荷を用いて負荷を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項４】
前記第１素子は、ＬＥＤ（light-emitting diode）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項５】
前記第１導光板は、複数のプリズムを有し、
前記複数のプリズムの平面形状は、前記第１素子を中心とした円弧であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項６】
前記第１導光板の底面に設けられた反射板をさらに具備し、
前記第１素子は、前記第１導光板の側面に配置され、
前記第１導光板は、前記表示部の下方に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項７】
前記第１素子は、前記第１導光板の側面に配置され、
前記第１導光板は、前記表示部の上方に配置され、
前記表示部は、反射部材を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項８】
前記蓄電池は、電界コンデンサ、電気二重層コンデンサ、又は二次電池であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【請求項９】
モータと、
前記モータに軸を介して接続された指針と、
をさらに具備し、
前記制御回路は、前記蓄電池の電荷を前記モータに供給することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池付き電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池付き電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
腕時計などの電子機器に太陽電池を組み込む技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率良く発電及び発光を行うことが可能な太陽電池付き電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る太陽電池付き電子機器は、Ｐ型半導体層及びＮ型半導体層を備え、発電及び発光を行うことが可能な第１素子と、前記第１素子からの光を表示部に照射し、外光を前記第１素子に導く第１導光板と、蓄電池と、第１モードにおいて、前記第１素子が発生した電荷を前記蓄電池に供給し、第２モードにおいて、前記蓄電池の電荷を前記第１素子に供給する制御回路とを具備する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、効率良く発電及び発光を行うことが可能な太陽電池付き電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電子腕時計の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ´線に沿った電子腕時計の断面図。
【図３】図２に示したモジュールケースの構成の一例を示す斜視図。
【図４】ＬＥＤの断面図。
【図５】導光板の部分的な断面図。
【図６】駆動回路の回路図。
【図７】ＬＥＤの動作を説明する模式図。
【図８】放電モード及び充電モードにおける光の様子を説明する図。
【図９】充電モードにおける駆動回路の動作を示す回路図。
【図１０】第２実施形態に係る電子腕時計の平面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ´線に沿った電子腕時計の断面図。
【図１２】導光板の部分的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０００９】
本実施形態は、太陽電池を備える電子機器に関するものである。以下では、太陽電池付き電子機器として電子腕時計を例に挙げて説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
［１］電子腕時計１０の全体構成
図１は、第１実施形態に係る電子腕時計１０の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ´線に沿った電子腕時計１０の断面図である。
【００１１】
モジュールケース２０は、電子腕時計１０を構成する複数の部品を収容して時計用モジュールを構成する。モジュールケース２０は、例えば、樹脂から構成される。モジュールケース２０には、モータ２１、駆動基板（駆動回路基板）２２、及び蓄電池２３が設けられる。
【００１２】
モータ２１は、時計用の指針を駆動する。モータ２１は、例えばステッピングモータから構成される。モータ２１には、指針軸２４が接続される。指針軸２４には、時針２５、及び分針２６が接続される。指針軸２４は、モータ２１によって回転する。実際には、指針軸２４に歯車機構（図示せず）が設けられ、この歯車機構によって時針２５、及び分針２６の回転速度が制御される。
【００１３】
駆動基板２２は、時計の駆動に必要な回路、例えば、モータドライバ、メモリ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、発振回路、及び分周回路などを備える。
【００１４】
蓄電池２３は、電荷（電力、又は電気エネルギー）を蓄積する。蓄電池２３は、極性を有する。蓄電池２３としては、電界コンデンサ、電気二重層コンデンサ、又は二次電池などが用いられる。
【００１５】
駆動基板２２及び蓄電池２３の上方には、４つの導光板２７−１〜２７−４が設けられる。各導光板２７は、後述するＬＥＤに光を導く機能を有する。各導光板２７は、指針軸２４を中心にした扇型を有する。扇型の導光板２７−１〜２７−４の中心角はそれぞれ、例えば同じであり、９０度である。導光板２７−１〜２７−４は、円を構成する。導光板２７−１〜２７−４は、円形として一体で形成されていても良い。導光板２７−１〜２７−４は、任意の方法でモジュールケース２０に固定される。なお、本明細書では、枝番号付きの参照符号（例えば２７−１〜２７−４）を区別する必要がない場合は、枝番号を省略して記載し、この枝番号を省略した参照符号は、枝番号付きの参照符号の各々の説明に援用される。他の枝番号付の参照符号についても同様に扱われる。
【００１６】
導光板２７−１〜２７−４の円弧の中央にはそれぞれ、ＬＥＤ（light-emitting diode）２８−１〜２８−４が設けられる。ＬＥＤ２８−１〜２８−４はそれぞれ、導光板２７−１〜２７−４に固定される。ＬＥＤ２８−１〜２８−４は、モジュールケース２０の内側に設けられた配線（図示せず）によって駆動基板２２に接続される。ＬＥＤの数、及び導光板の数は、４個に限定されず、１個であっても良いし、４個以外の複数個であっても良い。
【００１７】
導光板２７−１〜２７−４の上方には、文字盤（表示部）２９が設けられる。文字盤２９は、光透過性を有する部材（透明部材）から構成され、例えば透明樹脂が用いられる。文字盤２９には、時刻を表す数字などが表示される。なお、平面図における文字盤２９の図示（時刻を表す数字）は省略している。文字盤２９は、モジュールケース２０に固定される。
【００１８】
図３は、モジュールケース２０の構成の一例を示す斜視図である。モジュールケース２０の内側には、その内周に沿うようにして保持部３４、３５が設けられる。保持部３４は、導光板２７−１〜２７−４を保持する。保持部３５は、文字盤２９を保持する。保持部３４、３５は、例えば樹脂から構成される。
【００１９】
本体ケース３０は、モジュールケース２０を収容する。本体ケース３０は、例えば、ステンレス等の金属、又はプラスチックなどの樹脂材から構成される。本体ケース３０の内側には、その内周に沿うようにして保持部３６が設けられる。保持部３６は、モジュールケース２０を保持する。保持部３６は、例えば樹脂から構成される。
【００２０】
本体ケース３０の上部には、透明なカバー３１が設けられる。カバー３１は、例えばガラスから構成される。本体ケース３０の下部には、裏蓋３２が設けられる。裏蓋３２は、例えばステンレス等の金属から構成される。カバー３１及び裏蓋３２によって、本体ケース３０の内部が密封される。
【００２１】
本体ケース３０の側面には、バンド３３が取り付けられる。バンド３３は、使用者の腕に電子腕時計１０を固定する機能を有する。
【００２２】
［１−１］  ＬＥＤ２８の構成
次に、ＬＥＤ２８の構成の一例について説明する。図４は、ＬＥＤ２８の断面図である。ＬＥＤ２８は、例えば白色を発光する白色ＬＥＤである。
【００２３】
基板４０上には、Ｎ型半導体層４１、及びＰ型半導体層４２が順に積層される。Ｎ型半導体層４１上には、これとオーミック接触する電極（カソード電極）４３が設けられる。Ｐ型半導体層４２上には、これとオーミック接触する電極（アノード電極）４４が設けられる。なお、Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層間に、発光層としてＩ型半導体層（真性半導体層）を挿入しても良い。
【００２４】
Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層としては、窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）、ガリウムリン（ＧａＰ）、及びガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などを用いることができる。また、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、及びＡｌＧａＩｎＰなどを用いることもできる。基板４０は、例えばサファイア基板が用いられる。
【００２５】
ＬＥＤによって白色光を発光する手法は、周知の技術を用いることができる。例えば、青色ＬＥＤ、及び黄色蛍光体を用い、青色ＬＥＤからの青色光を黄色蛍光体によって白色光に変換しても良い。また、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを用い、赤色光、緑色光、及び青色光によって白色光を生成しても良い。
【００２６】
［１−２］  導光板２７の構成
次に、導光板２７の構成の一例について説明する。図５は、導光板２７−２の部分的な断面図である。
【００２７】
導光板２７−２には、ＬＥＤ２８−２が固定される。例えば、導光板２７−２は、その端部に設けられた突起３７、３８を有する。突起３７、３８は、ＬＥＤ２８−２と同じ平面形状を有する。ＬＥＤ２８−２は、導光板２７−２の突起３７、３８によって固定される。
【００２８】
導光板２７−２は、ＬＥＤ２８−２からの光を導光板２７−２の上方（文字盤２９側）に導くとともに、電子腕時計１０の上面から入射した外光をＬＥＤ２８−２に導く機能を有する。導光板２７−２は、その底面に複数の溝２７Ａ、及び複数のプリズム２７Ｂを有する。複数のプリズム２７Ｂの各々は、その断面形状が三角形である。導光板２７−２は、例えばアクリル樹脂などから構成される。
【００２９】
図１の平面図には、導光板２７−１〜２７−４にそれぞれ設けられた複数の溝２７Ａを破線で示している。図１には、図面が煩雑になるのを避けるために、溝２７Ａの間隔（プリズム２７Ｂの幅に対応する）を大きく図示しているが、実際には、溝２７Ａの間隔は、図１に示した間隔より小さく設定される。
【００３０】
複数のプリズム２７Ｂは、ＬＥＤ２８−２を中心とする円弧になるように構成される。円弧状の複数のプリズム２７Ｂを有する導光板２７−２は、電子腕時計１０の上面から入射した外光を効率良くＬＥＤ２８−２に導くことができる。
【００３１】
導光板２７−２の下には、反射板５０が設けられる。反射板５０は、外光、及びＬＥＤ２８−２の光を反射する。反射板５０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）から構成される。
【００３２】
導光板２７−２上には、拡散シート５１が設けられる。拡散シート５１は、導光板２７−２からの光を拡散するとともに、外光を拡散する。図２の断面図では、反射板及び拡散シートの図示を省略しているが、反射板及び拡散シートは、導光板２７−１〜２７−４の各々に設けられる。
【００３３】
導光板２７−１、２７−３、２７−４の構成は、導光板２７−２と同じである。
【００３４】
［１−３］  駆動系の回路構成
次に、駆動系の回路構成について説明する。図６は、駆動基板２２の回路図である。
【００３５】
駆動基板２２は、スイッチング部６０、スイッチング素子６１、抵抗素子６２、及び電源制御回路６３を備える。スイッチング部６０は、ＬＥＤ２８−１〜２８−４を並列接続するか、直列接続するかを切り替える機能を有する。スイッチング部６０は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ７を備える。図６において、ＬＥＤ２８に図示された“Ｐ”がＰ型半導体層４２側の端子（アノード電極）をであり、ＬＥＤ２８に図示された“Ｎ”がＮ型半導体層４１側の端子（カソード電極）である。
【００３６】
ＬＥＤ２８−１のカソード電極は、配線ＬＮ１に接続され、そのアノード電極は、配線ＬＰ１に接続される。ＬＥＤ２８−２のカソード電極は、配線ＬＮ２に接続され、そのアノード電極は、配線ＬＰ２に接続される。ＬＥＤ２８−３のカソード電極は、配線ＬＮ３に接続され、そのアノード電極は、配線ＬＰ３に接続される。ＬＥＤ２８−４のカソード電極は、配線ＬＮ４に接続され、そのアノード電極は、配線ＬＰ４に接続される。
【００３７】
配線ＬＮ１は、ノードＮＤ１を介して配線ＬＣ２に接続される。スイッチング素子ＳＷ１は、配線ＬＰ１を、配線ＬＮ２及び配線ＬＣ１のいずれかに接続する。スイッチング素子ＳＷ２は、配線ＬＰ２を、配線ＬＮ３及び配線ＬＣ１のいずれかに接続する。スイッチング素子ＳＷ３は、配線ＬＰ３を、配線ＬＮ４及び配線ＬＣ１のいずれかに接続する。配線ＬＰ４は、ノードＮＤ２を介して配線ＬＣ１に接続される。
【００３８】
スイッチング素子ＳＷ４は、配線ＬＮ２を配線ＬＣ２に接続するか否かを切り替える。スイッチング素子ＳＷ５は、配線ＬＮ３を配線ＬＣ２に接続するか否かを切り替える。スイッチング素子ＳＷ６は、配線ＬＮ４を配線ＬＣ２に接続するか否かを切り替える。スイッチング素子ＳＷ７は、配線ＬＣ１を、配線ＬＣ３及び配線ＬＣ４のいずれかに接続する。
【００３９】
電源制御回路６３は、電子腕時計１０が動作するために使用される電源を統括的に制御する。電源制御回路６３は、正側端子６３Ａ及び負側端子６３Ｂのペアと、正側端子６３Ｃ及び負側端子６３Ｄのペアと、正側端子６３Ｅ及び負側端子６３Ｆのペアとを備える。
【００４０】
抵抗素子６２の一端は、配線ＬＣ４に接続される。抵抗素子６２の他端は、配線ＬＣ５を介して、負荷６４及び電源制御回路６３の正側端子６３Ａに接続される。スイッチング素子６１は、配線ＬＣ２を、配線ＬＣ６と電源制御回路６３の負側端子６３Ｄとのいずれかに接続する。配線ＬＣ６は、負荷６４及び電源制御回路６３の負側端子６３Ｂに接続される。
【００４１】
図６に示した負荷６４は、電子腕時計１０が動作する際の負荷を表しており、本実施形態ではモータ２１を含む。蓄電池２３の正側端子は、電源制御回路６３の正側端子６３Ｅに接続され、蓄電池２３の負側端子は、電源制御回路６３の負側端子６３Ｆに接続される。
【００４２】
電源制御回路６３は、充電モードにおいて、ＬＥＤ２８−１〜２８−４によって発生された電荷を蓄電池２３に充電する。また、電源制御回路６３は、放電モードにおいて、蓄電池２３に蓄積された電荷（電力）を用いて、ＬＥＤ２８−１〜２８−４を発光させるとともに、負荷６４を駆動する。電源制御回路６３は、充電モード及び放電モードを実行するために、スイッチング部６０及びスイッチング素子６１の動作を制御する。
【００４３】
［２］  動作
上記のように構成された電子腕時計１０の動作について説明する。  
［２−１］  ＬＥＤ２８の動作
まず、ＬＥＤ２８の動作について説明する。図７は、ＬＥＤ２８の動作を説明する模式図である。図７（ａ）が充電モードの動作、図７（ｂ）が放電モードの動作である。前述したように、ＬＥＤ２８は、Ｐ型半導体層４２及びＮ型半導体層４１からなるＰＮ接合を備える。
【００４４】
図７（ａ）に示す充電モードでは、ＬＥＤ２８に外光が照射される。外光とは、電子腕時計１０の外から電子腕時計１０に入射する光であり、屋外では太陽光を含み、屋内では照明機器からの照明光を含む。
【００４５】
ＰＮ接合の界面領域（具体的には、ＰＮ接合の界面に形成される空乏層）に外光が入射すると、光励起により電子と正孔とが生成される。そして、空乏層に発生した電界により、電子は、Ｎ型半導体層４１側に移動し、正孔は、Ｐ型半導体層４２側に移動する。このようにして生成された電流によって、蓄電池２３を充電することができるとともに、負荷６４を駆動することができる。すなわち、ＬＥＤ２８を発電素子として用いることができる。
【００４６】
図７（ｂ）に示す放電モードでは、蓄電池２３に蓄積された電荷が抵抗素子６２を介してＬＥＤ２８に供給される。ＬＥＤ２８のＰ型半導体層４２は、アノード電極を介して蓄電池２３の正側端子に接続され、ＬＥＤ２８のＮ型半導体層４１は、カソード電極を介して蓄電池２３の負側端子に接続される。
【００４７】
これにより、Ｐ型半導体層４２の正孔がＮ型半導体層４１に注入され、また、Ｎ型半導体層４１の電子がＰ型半導体層４２に注入される。この時、正孔と電子が再結合し、再結合において余ったエネルギーが放出されることで、ＬＥＤ２８が発光する。
【００４８】
次に、放電モード及び充電モードにおける光の様子を説明する。図８は、放電モード及び充電モードにおける光の様子を説明する図である。図８（ａ）が放電モードの様子を表し、図８（ｂ）が充電モードの様子を表している。図８は、図５の断面図に対応しており、以下の説明では、ＬＥＤ２８−２の動作を例に挙げて説明する。
【００４９】
図８（ａ）の放電モードにおいて、ＬＥＤ２８−２により発生された光の一部は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面で電子腕時計１０の上方に向けて反射され、さらに、拡散シート５１によって拡散される。また、ＬＥＤ２８−２により発生された光の一部は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面で反射板５０側に反射され、この反射光は、反射板５０によって電子腕時計１０の上方に向けて反射され、さらに、拡散シート５１によって拡散される。このようにして、ＬＥＤ２８−２により発生された光は、文字盤２９を照射するとともに、電子腕時計１０の上方に放射される。
【００５０】
図８（ｂ）の充電モードにおいて、外光は、導光板２７−２に入射する。この外光の一部は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面でＬＥＤ２８−２に向けて反射され、ＬＥＤ２８−２に入射する。また、外光の一部は、反射板５０によって反射され、この反射光は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面でＬＥＤ２８−２に向けて反射され、ＬＥＤ２８−２に入射する。このようにして、ＬＥＤ２８−２は、効率良く外光を受け、この外光によって発電することができる。
【００５１】
［２−２］  駆動基板２２の動作
次に、駆動基板２２の動作について説明する。まず、放電モードの動作について説明する。上記説明した図６は、放電モードにおける駆動回路の動作を示している。
【００５２】
放電モードにおいて、スイッチング部６０は、ＬＥＤ２８−１〜２８−４を並列接続する。具体的には、ＬＥＤ２８−１のカソード電極に接続された配線ＬＮ１は、配線ＬＣ２に接続される。スイッチング素子ＳＷ１は、ＬＥＤ２８−１のアノード電極に接続された配線ＬＰ１を、配線ＬＣ１に接続する。
【００５３】
スイッチング素子ＳＷ４は、ＬＥＤ２８−２のカソード電極に接続された配線ＬＮ２を、配線ＬＣ２に接続する。スイッチング素子ＳＷ２は、ＬＥＤ２８−２のアノード電極に接続された配線ＬＰ２を、配線ＬＣ１に接続する。
【００５４】
スイッチング素子ＳＷ５は、ＬＥＤ２８−３のカソード電極に接続された配線ＬＮ３を、配線ＬＣ２に接続する。スイッチング素子ＳＷ３は、ＬＥＤ２８−３のアノード電極に接続された配線ＬＰ３を、配線ＬＣ１に接続する。
【００５５】
スイッチング素子ＳＷ６は、ＬＥＤ２８−４のカソード電極に接続された配線ＬＮ４を、配線ＬＣ２に接続する。スイッチング素子ＳＷ７は、ＬＥＤ２８−４のアノード電極に接続された配線ＬＰ４を、配線ＬＣ４を介して抵抗素子６２に接続する。
【００５６】
スイッチング素子６１は、配線ＬＣ２を配線ＬＣ６に接続する。以上のような接続制御により、配線ＬＣ２と配線ＬＣ４との間に、ＬＥＤ２８−１〜２８−４が並列接続される。
【００５７】
電源制御回路６３は、蓄電池２３から供給される電力を用いて、正側端子６３Ａに正側電圧を印加し、負側端子６３Ｂに負側電圧を印加する。これにより、ＬＥＤ２８−１〜２８−４に電圧が印加され、ＬＥＤ２８−１〜２８−４が発光する。また、負荷６４にも電圧が印加されているため、負荷６４が駆動される。
【００５８】
次に、充電モードの動作について説明する。図９は、充電モードにおける駆動回路の動作を示す回路図である。
【００５９】
充電モードにおいて、スイッチング部６０は、ＬＥＤ２８−１〜２８−４を直列接続する。具体的には、スイッチング素子ＳＷ１は、ＬＥＤ２８−１のアノード電極に接続された配線ＬＰ１を、ＬＥＤ２８−２のカソード電極に接続された配線ＬＮ２に接続する。スイッチング素子ＳＷ４は、配線ＬＮ２と配線ＬＣ２とを接続しない。
【００６０】
スイッチング素子ＳＷ２は、ＬＥＤ２８−２のアノード電極に接続された配線ＬＰ２を、ＬＥＤ２８−３のカソード電極に接続された配線ＬＮ３に接続する。スイッチング素子ＳＷ５は、配線ＬＮ３と配線ＬＣ２とを接続しない。
【００６１】
スイッチング素子ＳＷ３は、ＬＥＤ２８−３のアノード電極に接続された配線ＬＰ３を、ＬＥＤ２８−４のカソード電極に接続された配線ＬＮ４に接続する。スイッチング素子ＳＷ６は、配線ＬＮ４と配線ＬＣ２とを接続しない。
【００６２】
スイッチング素子ＳＷ７は、ＬＥＤ２８−４のアノード電極に接続された配線ＬＰ４を、配線ＬＣ３に接続する。スイッチング素子６１は、配線ＬＣ２を、電源制御回路６３の負側端子６３Ｄに接続する。以上のような接続制御により、配線ＬＣ２と配線ＬＣ４との間に、ＬＥＤ２８−１〜２８−４が直列接続される。
【００６３】
前述したように、ＬＥＤ２８−１〜２８−４は、外光を受けて発電する。ＬＥＤ２８−１〜２８−４によって発生された電荷は、正側端子６３Ｃ及び負側端子６３Ｄを介して電源制御回路６３に供給される。電源制御回路６３は、ＬＥＤ２８−１〜２８−４によって発生された電荷を用いて、蓄電池２３を充電する。
【００６４】
なお、充電モードにおいて生成できる電圧は、放電モードにおいてＬＥＤ及び負荷に印加される。この充電モードにおいて生成できる電圧は、抵抗素子の抵抗値、及び充電モードにおいて直列接続されるＬＥＤの数に応じて決定される。よって、ＬＥＤを駆動する電圧、及び負荷を駆動する電圧に基づいて、抵抗素子の抵抗値、及びＬＥＤの数が最適に設定される。
【００６５】
また、電源制御回路６３がレギュレータを備え、このレギュレータがＬＥＤ及び負荷を駆動するために必要な電圧を生成するようにしても良い。
【００６６】
また、電子機器として電子腕時計を用いた場合、モータ２１としての負荷６４は、常時駆動される。よって、電源制御回路６３は、充電モード及び放電モードにおいて、負荷６４に蓄電池２３の電荷を供給する。
【００６７】
［３］  効果
以上詳述したように第１実施形態では、電子腕時計１０は、発電及び発光を行うことが可能なＬＥＤ２８−１〜２８−４と、ＬＥＤ２８−１〜２８−４からの光を文字盤（表示部）２９に照射し、外光をＬＥＤ２８−１〜２８−４に導く導光板２７−１〜２７−４とを備える。そして、電源制御回路６３は、充電モードにおいて、ＬＥＤ２８−１〜２８−４が発生した電荷を蓄電池２３に供給し、放電モードにおいて、蓄電池２３の電荷をＬＥＤ２８−１〜２８−４に供給するようにしている。
【００６８】
従って第１実施形態によれば、外光を効率良くＬＥＤ２８−１〜２８−４に導くことができるとともに、ＬＥＤ２８−１〜２８−４からの光を効率良く文字盤２９に照射することができる。これにより、ＬＥＤ２８−１〜２８−４を用いて、効率良く発電及び発光を行うことができる。
【００６９】
また、一次電池が不要で、太陽電池で動作可能な電子腕時計１０を実現できる。また、効率良く発電及び発光を行うことができるため、太陽電池のみで動作時間を長くすることができる。
【００７０】
［第２実施形態］
第２実施形態は、ＬＥＤ及び導光板を文字盤の上方に配置するようにして、電子腕時計を構成するようにしている。
【００７１】
図１０は、第２実施形態に係る電子腕時計１０の平面図である。図１１は、図１０のＡ−Ａ´線に沿った電子腕時計１０の断面図である。
【００７２】
モジュールケース２０には、モータ２１、駆動基板（駆動回路基板）２２、蓄電池２３、及び文字盤２９が収容される。文字盤２９は、モータ２１、駆動基板２２、及び蓄電池２３の上方に配置され、モジュールケース２０の内側に設けられた保持部３５によって固定される。
【００７３】
文字盤２９は、反射部材から構成され、外光を反射する機能を有する。文字盤２９は、その全体を反射部材で構成しても良いし、任意の材料からなる基材の上面に反射部材（反射膜）を形成するようにして構成しても良い。文字盤２９には、時刻を表す数字などが表示される。なお、平面図における文字盤２９の図示（時刻を表す数字）は省略している。
【００７４】
時針２５及び分針２６の上方、かつカバー３１の下方には、導光板２７−１〜２７−４及びＬＥＤ２８−１〜２８−４が設けられる。導光板２７−１〜２７−４及びＬＥＤ２８−１〜２８−４は、本体ケース３０の内側に設けられた保持部３４によって固定される。ＬＥＤ２８−１〜２８−４は、本体ケース３０及びモジュールケース２０の内側に設けられた配線（図示せず）によって駆動基板２２に接続される。
【００７５】
図１２は、導光板２７−２の部分的な断面図である。導光板２７−２には、ＬＥＤ２８−２が固定される。例えば、導光板２７−２は、その端部に設けられた突起３７、３８を有する。突起３７、３８は、ＬＥＤ２８−２と同じ平面形状を有する。ＬＥＤ２８−２は、導光板２７−２の突起３７、３８によって固定される。
【００７６】
導光板２７−２は、ＬＥＤ２８−２からの光を導光板２７−２の下方（文字盤２９側）に導くとともに、電子腕時計１０の上面から入射した外光をＬＥＤ２８−２に導く機能を有する。導光板２７−２は、その上面に複数の溝２７Ａ、及び複数のプリズム２７Ｂを有する。複数のプリズム２７Ｂの断面形状及び平面形状は、第１実施形態と同じである。導光板２７−１、２７−３、２７−４の構成は、導光板２７−２と同じである。
【００７７】
図１２（ａ）の放電モードにおいて、ＬＥＤ２８−２により発生された光の一部は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面で電子腕時計１０の下部に向けて反射される。これにより、ＬＥＤ２８−２の光によって文字盤２９が照射される。また、文字盤２９に照射された光は、文字盤２９で反射され、この反射光は、電子腕時計１０の上方に向けて放射される。
【００７８】
図１２（ｂ）の充電モードにおいて、外光は、導光板２７−２に入射する。この外光の一部は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面でＬＥＤ２８−２に向けて反射され、ＬＥＤ２８−２に入射する。また、外光の一部は、導光板２７−２を透過し、文字盤２９によって反射され、この反射光は、導光板２７−２のプリズム２７Ｂを構成する傾斜面でＬＥＤ２８−２に向けて反射され、ＬＥＤ２８−２に入射する。このようにして、ＬＥＤ２８−２は、効率良く外光を受け、この外光によって発電することができる。
【００７９】
以上詳述したように第２実施形態によれば、ＬＥＤ及び導光板を文字盤の上方に配置することができる。その他の効果は、第１実施形態と同じある。
【００８０】
なお、上記各実施形態において、ＬＥＤの色は、任意に選択でき、白色ＬＥＤ以外の色のＬＥＤを用いても良い。また、２色以上の任意のＬＥＤを用いても良い。発電効率の観点から、波長の長い光を発生するＬＥＤ（バンドギャップが小さい半導体を用いたＬＥＤ）を用いることが望ましい。例えば、波長の長い赤色ＬＥＤを用いることで、発電効率を向上できる。
【００８１】
上記各実施形態は、太陽電池付きの様々な種類の電子機器に適用することが可能である。特に、携帯型の電子機器に適用することが可能である。
【００８２】
本明細書において、板、シート、及びフィルムは、その部材を例示した表現であり、その構成に限定されるものではない。例えば、反射板は、板状の部材に限定されるものではなく、明細書で記載した機能を有するフィルムやその他の部材であっても良い。また、導光板は、板状の部材に限定されるものではなく、明細書で記載した機能を有するその他の部材であっても良い。
【００８３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…電子腕時計、２０…モジュールケース、２１…モータ、２２…駆動基板、２３…蓄電池、２４…指針軸、２５…時針、２６…分針、２７…導光板、２８…ＬＥＤ、２９…文字盤、３０…本体ケース、３１…カバー、３２…裏蓋、３３…バンド、保持部…３４〜３６、４０…基板、４１…Ｎ型半導体層、４２…Ｐ型半導体層、４３，４４…電極、５０…反射板、５１…拡散シート、６０…スイッチング部、６１…スイッチング素子、６２…抵抗素子、６３…電源制御回路、６４…負荷
【図１】
0006505535.tif 000002
【図２】
0006505535.tif 000003
【図３】
0006505535.tif 000004
【図４】
0006505535.tif 000005
【図５】
0006505535.tif 000006
【図６】
0006505535.tif 000007
【図７】
0006505535.tif 000008
【図８】
0006505535.tif 000009
【図９】
0006505535.tif 000010
【図１０】
0006505535.tif 000011
【図１１】
0006505535.tif 000012
【図１２】
0006505535.tif 000013