(57)【要約】【課題】デザインを制約されない文字板を使用できて、かつ角形を有する異型形状の文字板を用いても時計自体のデザインに影響しないリング状太陽電池付き電子時計を提供すること。【解決手段】光電変換層が上部電極と下部電極とで挟持されたリング状太陽電池を、文字板に対して略鉛直に配置したリング状太陽電池付き電子時計において、文字板の形状が、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、リング状太陽電池が、文字板における角部に相当する箇所を境に配置された複数個の太陽電池と、角部に相当する箇所にて、隣接する各太陽電池を構成する上部電極および下部電極がそれぞれ接続された導電性部材を有する構成とした。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換層が上部電極と下部電極とで挟持されたリング状太陽電池を、文字板に対して略鉛直に配置したリング状太陽電池付き電子時計において、
前記文字板の形状は、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、
前記リング状太陽電池は、前記文字板における前記角部に相当する箇所を境に配置された複数個の太陽電池と、前記角部に相当する箇所にて隣接する前記各太陽電池を構成する前記上部電極および前記下部電極を、それぞれ接続した導電性部材を有することを特徴とするリング状太陽電池付き電子時計。
【請求項２】
前記リング状太陽電池は、風防ガラスと前記文字板との間の間隙に配置される透光性の見切りリングの外周に配置してなり、前記見切りリングを透過する光を採光して光電変換を行うことができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のリング状太陽電池付き電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電交換の太陽電池を有し、時計を駆動する電池交換が不要のソーラーセル付き電子時計に関する。更に詳しくは文字板が円形ではなく、例えば四角形のような角部を有する異型形状の文字板に対応可能なリング状太陽電池付き電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーセル付き電子時計は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して時計駆動に利用とするため、一般のクオーツ時計に内蔵される電池の消耗により、駆動が突然停止してしまうという心配がない。また、光エネルギーがある限り発電を続けることが可能であるので、電池の交換が不要である。そのため、この時計から廃棄電池が発生することもないので、この電子時計は環境負担が小さいなどの利点を有している。
【０００３】
通常、使われている太陽電池付き電子時計の構造は、多くの発電効率を得るために文字板上に太陽電池を剥き出しにして配置したり、文字板の裏面に太陽電池を配置していた。この構造における文字板は、透明もしくは半透明である必要があるため、その文字板材料が限定されてしまう。しかも、十分な光を太陽電池に導く必要があるために、光透過を阻害するデザインを文字板表面に付加することができなかった。
【０００４】
この太陽電池付き電子時計は、円形形状だけでなく、四角形等の角部を有する異型形状の文字板を搭載しても、この文字板形状により時計自体のデザインには影響を与えないものであるが、上述した様に透明もしくは半透明の文字板を用いなくてはならないので、その文字板のデザイン性に制約を受けるものであった。
【０００５】
そこで、文字板のデザイン性を重視して、円形形状の風防ガラスと文字板との間の隙間の文字板最外周部に、直立した短冊状の可撓性の樹脂基板上に光電変換層が形成されたリング状太陽電池を設置したリング状太陽電池付き電子時計構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
この従来のリング状太陽電池付き電子時計は、文字板下に太陽電池を配置するのではなく、文字板の最外周の位置に、この文字板に対して略鉛直してリング状太陽電池を配置しているので、前述した文字板を透明もしくは半透明とする必要がない。そのため、例えば文字板の材料に高反射性の金属材料を用いたり、視認側表面に多彩なインク層を設けた文字板を用いることができ、デザイン性に優れた電子時計とすることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１８２８９号公報（第３−４頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のリング状太陽電池付き電子時計の文字板が角部を有する異型形状である場合、この角部で可撓性のある樹脂基板上に形成したリング状太陽電池を折り曲げて配置しなくてはならなくなる。すると、このリング状太陽電池を構成する光電変換層であるアモルファスシリコン層や、この光電変換層を挟持する上部電極または下部電極を構成する電極材料（特に透明導電膜等）が硬いために、この部分に亀裂が発生し、リング状太陽電池が破損、または切断してしまうことがある。
【０００９】
そのため、このような異型形状に対応するためには、なるべくこのリング状太陽電池を折り曲げないように、湾曲させて配置しなくてはならなかった。つまり、この構造では風
防ガラスと文字板が四角形であるが、時計ケースが楕円形となってしまい、時計自体のデザインの制約を受けてしまうことになる。したがって、この従来のリング状太陽電池付き電子時計は、文字板のデザイン性に優れているものの、文字板の異型形状に対応できないものでしかなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、デザインを制約されない文字板を使用できて、かつ角形を有する異型形状の文字板を用いても時計自体のデザインに制約を受けないリング状太陽電池付き電子時計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の太陽電池時計は、下記記載の手段を使用する。
請求項１に係るリング状太陽電池付き電子時計は、光電変換層が上部電極と下部電極とで挟持されたリング状太陽電池を、文字板に対して略鉛直に配置したリング状太陽電池付き電子時計において、文字板の形状が、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、リング状太陽電池が、文字板における角部に相当する箇所を境に配置された複数個の太陽電池と、角部に相当する箇所にて、隣接する各太陽電池を構成する上部電極および下部電極がそれぞれ接続された導電性部材を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係るリング状太陽電池付き電子時計は、リング状太陽電池が、風防ガラスと文字板との間の間隙に配置される透光性の見切りリングの外周に配置してなり、見切りリングを透過する光を採光して光電変換を行うことができるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成を採用することで、文字板の形状が、少なくとも１つの角部を有する異型形状でありながら、時計自体のデザインに制約を受けず、かつ文字板のデザイン性に優れたリング状太陽電池付き電子時計を提供することができる。
【００１４】
また、本発明で使用できるリング状太陽電池は、従来用いられてきた樹脂基板上に光電変換層が形成された太陽電池だけでなく、例えばガラス、金属等の撓み難い剛性材料の基板上に光電変換層が形成された太陽電池を使用できるようになる。
【００１５】
なお、本発明のリング状太陽電池付き電子時計の技術は、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、リング状太陽電池を搭載可能な全ての電子機器に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のリング状太陽電池付き電子時計は、光電変換層が上部電極と下部電極とで挟持されたリング状太陽電池を、文字板に対して略鉛直に配置したリング状太陽電池付き電子時計において、文字板の形状が、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、リング状太陽電池が、文字板における角部に相当する箇所を境に配置された複数個の太陽電池と、角部に相当する箇所にて、隣接する各太陽電池を構成する上部電極および下部電極がそれぞれ接続された導電性部材を有する構成を採用してなるものである。
まず、本発明のリング状太陽電池付き電子時計の構成例と、この構成例に適用する各部材の機能を、図面を用いて説明をする。
【実施例１】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明のリング状太陽電池付き電子時計の実施例について説明する。図１（ａ）は本発明に係る異型形状の太陽電池付き電子時計の構成例を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図１（ｃ）は太陽電池を各辺に設
置した状態のリング状太陽電池の斜視図である。
【００１８】
まず、本発明に係るソーラーセル付き電子時計の構成について説明をする。
図１（a）に示す様に、本発明のリング状太陽電池付き電子時計を構成する文字板５は異型形状（本図面では四角形状）であり、文字板５の最外周部に見切りリング３を配設している。尚、本図面においては、四角形状の文字板５の四隅を「角部」３１と称して以下説明をする。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、このリング状太陽電池付き電子時計は、時計ケース７に取り付けられた風防ガラス１と、その風防ガラス１と文字板５との隙間であり、この文字板５の最外周に透光性の見切りリング３を配置し、更にその見切りリング３の外周部に当接させてリング状太陽電池２を配置している。これにより、風防ガラス１を透過して文字板５と風防ガラス１間で反射を繰り返した光、または風防ガラス１を透過した直接光がこの透光性の見切りリング３に入射し、この見切りリング３を透過した光を前述したリング状太陽電池２に入射させることができる。これら入射光により光電変換した電力が、文字板５下に配設したムーブメント６に搭載された二次電池（図示せず）に蓄電される。
【００２０】
また、文字板５には、ほぼ中心部に指針軸を通すだけの貫通孔が設けられており、図示しない二次電池により得られる電圧を昇圧するための昇圧回路と、指針４を駆動するための駆動回路を有するムーブメント６により指針４を回転駆動できる様になっている。
【００２１】
そして、図１（ｃ）に示す様に、このリング状太陽電池は、４つの角部に相当する箇所で分離された４つの太陽電池２ａ〜２ｄが導電性部材２１により接続されている。この導電性部材２１による各太陽電池２ａ〜２ｄの接続形態と、太陽電池２ａ〜２ｄの構成について、下記に詳細に説明をする。
【００２２】
まず、リング状太陽電池２の構成を説明する。図２はリング状太陽電池２を構成する１つの太陽電池の構成を示す断面図である。
【００２３】
電子時計を駆動でき、かつ正確な計時を維持するために必要な電力を生成するための光量は、使用するリング状太陽電池２の変換効率により異なる。そこで、このリング状太陽電池２で採光できる必要な光量に合わせて、見切りリング３と、リング状太陽電池２とを構成する上下電極および光電変換層を設計する必要がある。
【００２４】
本発明で使用する見切りリング３は、太陽電池２ａ〜２ｄで行われる光電変換効率が高くする波長帯域の光量を極力減衰しない様に設計された部材により形成される。通常は、電子時計に用いられる太陽電池２ａ〜２ｄは、蛍光灯下で最も発電効率が高くなる様に設計されているため、可視光域の波長の光が減衰しない様に見切りリング３が設計されている。
【００２５】
また、リング状太陽電池は、図２に示す様に、ＰＥＴフィルムからなる樹脂性の基板１５上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成された下部電極１３と、アモルファスシリコン層からなる光電変換層１２と、Ａｌで形成された上部電極１１とを順に積層した構造を採用している。なお、光電変換層１２の接合構造は、ｐｉｎ接合構造、ｐｎ接合構造、ヘテロ接合構造、ショットキー型構造、多重接合構造のいずれの構成でも構わない。そして、この光電変換層１２を挟持する上部電極１１と下部電極１３とが、図１（ｂ）に示したムーブメント６にある図示しない二次電池に接続されて、光電変換された電力が蓄電される。
【００２６】
次に、前述した隣接する個々の太陽電池２ａ〜２ｄを導電性部材２１により電気的に接
続する接続形態について説明をする。
図３は本発明のリング状太陽電池付き電子時計を構成する文字板５における、角部に位置する隣接する太陽電池２ａ〜２ｄの接続形態を示す図面である。本図面では、各太陽電池２ａ〜２ｄの電極を帯状のＦＰＣを加熱、加圧して接合させた接続形態を示している。
【００２７】
本図面に示す様に、隣接する太陽電池２ａ〜２ｄは、角部に相当する箇所にて、上部電極１１が露出した形態となっている。そして、この隣接する太陽電池２ａ〜２ｄを構成する上下電極同士は、それぞれＦＰＣからなる導電性部材２１ａおよび２１ｂによりそれぞれ接続されている。ここでは、導電性部材２１ａ−１で、隣接する太陽電池２ａ，２ｂの上部電極１１ｂと１１ｃとを電気的に接続し、導電性部材２１ｂ−１で、隣接する太陽電池２ａ、２ｂの下部電極１３ａと１３ｂとを電気的に接続している。他の太陽電池２ｂ、２ｃ間、２ｃ、２ｄ間のそれぞれの接続形態もこれと同様である。そして、このリング状太陽電池２の上部電極１１ａと下部電極１３ｅとが、図１に示した電子時計のムーブメント６に配した二次電池に接続される。
【００２８】
この様にして形成されたこのリング状太陽電池２の採光面（本実施例の場合は、基板１５側）を、見切りリング３の外周の角部３１と、リング状太陽電池の４つの角部との位置を合わせて固定して一体とし、このリング状太陽電池２付きの見切りリング３とともに、他の部品を組み込んで、リング状太陽電池付き電子時計が完成する。
【００２９】
この様に、上述したリング状太陽電池２を電子時計に備えることで、角形を有する異型形状の文字板５であっても太陽電池が破損することのないリング状太陽電池付き電子時計とすることが可能となり、文字板５とともに時計自体のデザインの制約をなくすことができる。
【００３０】
また、本発明で使用できるリング状太陽電池２は、見切りリング３の外周部の角部３１に相当する箇所を境に、複数個の平板の太陽電池２ａ〜２ｄを用いてリング状太陽電池２を構成しているので、従来用いられてきた樹脂基板１５上に光電変換層１２が形成された短冊状の太陽電池だけでなく、例えばガラス、金属等の撓み難い剛性材料の基板上に光電変換層１２が形成された複数個の太陽電池を角部３１に相当する箇所を境に配置し、それぞれの太陽電池２ａ〜２ｄの電極を導電性部材２１で繋いだ構成とすることもできる。
【００３１】
さらに、本実施例では、見切りリング３の外周辺の一辺に一つの短冊状の太陽電池を配設した構成例を示したが、一辺に複数個の太陽電池を接続して配置しても良い。更には、本実施例では文字板５と見切りリング３を四角形とした構成例を示したが、これに限定されるものではなく、１つの角部３１を有する構成であって他の辺が湾曲面で形成された文字板５と見切りリング３であっても良いし、２つの角部３１を有する構成、４角形以上の多角形形状の文字板５と見切りリング３を有する電子時計に適用することもできる。
【００３２】
またさらに、本実施例では、リング状太陽電池２が１段の太陽電池により得られる電圧値を昇圧する機能を有するムーブメント６の回路構成例を示したが、この昇圧回路を用いずに、必要に応じて複数個の太陽電池を直列に繋いで多段接続のリング状太陽電池とすることもできる。この多段接続のリング状太陽電池を構成するための、隣接する太陽電池の上部電極と下部電極との接続は、リング状太陽電池２の受光面積が同じとなるように個々に太陽電池を分割し、その分割された箇所で、隣接する太陽電池の上部電極１１と下部電極１３とを接続する形態としても構わないし、この分割した太陽電池の上下電極を接続する箇所と、角部３１の位置がたまたま一致した場合には、その角部３１に相当する箇所にて上部電極１１と下部電極１３とを導電部材２１により接続を行っても良い。
【００３３】
尚、本実施例では導電性部材２１としてＦＰＣを用いた構成例を開示したが、その他の
導電性部材、例えば、導電性のワイヤーを用いて各太陽電池２ａ〜２ｄを接続しても構わない。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明に係るリング状太陽電池付き電子時計の他の構成例について説明をする。
本実施例に係るリング状太陽電池付き電子時計は、実施例１で示した導電性部材２１として用いたＦＰＣに代えて導電性物質を含有するゴムコネクターを配してリング状太陽電池２を成すものであり、ここに示すゴムコネクター以外は実施例１と同様であるので、他の部材についての説明は割愛する。
【００３５】
本実施例では、まず、見切りリング３外周の４箇所の角部３１に相当する、後で配設する個々の太陽電池２ａ〜２ｄのスペースを空けて、予め、各太陽電池２ａ〜２ｄの各電極同士を繋ぐための導電性部材であるゴムコネクターを、時計ケース７の所定の箇所に加熱により接合しておく。ゴムコネクターは実施例１で述べたＦＰＣよりも可撓性に優れるため、本実施例で示す形態は、より複雑な形状の文字板５、見切りリング３の場合に有効となる。
【００３６】
そして、各太陽電池２ａ〜２ｄの各上部電極１１、下部電極１３同士が四角形状の見切りリング３の外側に配したゴムコネクターを介して接続がされる様に、個々の太陽電池２ａ〜２ｄを各辺にそれぞれ配置すればよい。
【００３７】
この様に、予め導電性のゴムコネクターを配置した後に、見切りリング３の外周の角部３１を境に複数個の太陽電池２ａ〜２ｄを配置する形態としても、実施例１と同様の効果を得ることができるようになる。
【００３８】
なお、太陽電池２ａ〜２ｄの採光面が上部電極側である場合は、ゴムコネクターを、見切りリング３の角部外周に予め固着させ、このゴムコネクターに各太陽電池２ａ〜２ｄの電極を接続して、見切りリング３とゴムコネクターと太陽電池２ａ〜２ｄを一体としてから、各時計部品と一緒にリング状太陽電池付き電子時計を組み立てるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のソーラーセル付き電子時計の構成を示す図面である。（実施例１）
【図２】本発明のソーラーセル付き電子時計のリング状太陽電池を構成する太陽電池を示す断面図である。（実施例１）
【図３】本発明のソーラーセル付き電子時計の角部における太陽電池の接続形態を示す図面である。（実施例１）
【符号の説明】
【００４０】
１  風防ガラス
２  リング状太陽電池
３  見切りリング
４  指針
５  文字板
６  ムーブメント
７  時計ケース
１１  上部電極
１２  光電発電層
１３  下部電極
１５  基板
２１  導電性部材
３１  角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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