(57)【要約】【課題】低照度環境でも二次電池を充電できる発電装置、電子機器、および時計を提供することにある。【解決手段】時計は、積層された複数の発電層を備えた太陽電池３１と、太陽電池３１の発電電圧を昇圧する昇圧回路７０と、を備える。これによれば、太陽電池３１に光が照射されると、各発電層において発電が行われる。そして、これらの発電により得られる発電電圧は、昇圧回路７０によって昇圧される。そして、昇圧された電圧によって、二次電池が充電される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の発電層を備えた太陽電池と、
前記太陽電池の発電電圧を昇圧する昇圧回路と、を備える
ことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電装置において、
前記昇圧回路は、前記発電装置が搭載される電子機器に備えられ前記電子機器の動作を制御する回路ブロックに形成されている
ことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発電装置において、
前記太陽電池に取り付けられた配線基板を備え、
前記昇圧回路は、前記配線基板に形成されている
ことを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発電装置において、
前記昇圧回路の昇圧動作は、前記発電装置の外部から供給される制御信号を用いることなく行われる
ことを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発電装置において、
前記昇圧回路は、チャージポンプ昇圧回路である
ことを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発電装置において、
前記昇圧回路は、チョッパ昇圧回路である
ことを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発電装置において、
前記昇圧回路の昇圧動作は、前記太陽電池の発電電流の変化によって開始される
ことを特徴とする発電装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発電装置を備える
ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発電装置を備える
ことを特徴とする時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を備える発電装置、電子機器、および時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池を備えた時計において、積層された複数の発電層を太陽電池が備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の時計では、ステンレスのベースの上に、ＰＩＮ（ｐ型半導体−ｉ型半導体−ｎ型半導体）層が３層重ねて設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、積層された複数の発電層を太陽電池が備える構成では、裏面側の発電層にまで光を届けるため、各発電層の厚みには制約がある。このため、特許文献１の時計では、蛍光灯下などの低照度環境では、各ＰＩＮ層の発電により得られる発電電圧では、電圧が低く二次電池を充電できないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、低照度環境でも二次電池を充電できる発電装置、電子機器、および時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発電装置は、積層された複数の発電層を備えた太陽電池と、前記太陽電池の発電電圧を昇圧する昇圧回路と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
発電装置は、例えば時計等の電子機器に搭載される。
本発明によれば、太陽電池に光が照射されると、各発電層において発電が行われる。そして、これらの発電により得られる発電電圧は、昇圧回路によって昇圧される。そして、昇圧された電圧によって、二次電池が充電される。
発電装置が蛍光灯下などの低照度環境にあり、各発電層の発電により得られる発電電圧では電圧が低く二次電池を充電できない場合でも、本発明によれば、発電電圧は昇圧回路で昇圧されるため、この昇圧された電圧によって二次電池を充電できる。
また、複数の発電層の発電により得られる発電電圧を昇圧回路が昇圧するので、１つの発電層の発電により得られる発電電圧を昇圧する場合と比べて、同じ充電電圧を得る際の昇圧倍率を小さくできる。昇圧倍率が大きくなるに従って、充電量は低下するため、昇圧倍率を小さくできることで、充電量の低下を抑制できる。
また、本発明によれば、太陽電池が複数の発電層を備え、さらに、発電電圧を昇圧する昇圧回路を備えることで、十分な充電電圧を得ることができるため、例えば、太陽電池を平面的に分割し、各分割部を直列に接続させることで発電電圧を高くするなどの必要がない。このため、太陽電池が分割されていない構成とすることができる。これによれば、太陽電池が分割されている場合と比べて、発電層単体の面積を大きくでき、発電電流を大きくすることができる。また、太陽電池が平面的に分割されている場合には、分割された発電層のうち１つでも袖や指針等に隠れるなどして発電量が低下した場合、この分割された発電層の面積に対する袖や指針等に隠れた面積の割合に応じて、太陽電池全体の発電量が低下する。これに対して、太陽電池が分割されていない場合には、太陽電池全体の発電層の面積に対する袖や指針等に隠れた面積の割合に応じて、太陽電池全体の発電量が低下する。このため、袖や指針等に隠れた面積が同じ場合、太陽電池が分割されている場合と比べて、太陽電池全体の発電量の低下率を小さくできる。
また、太陽電池が分割されていない構成とすることで、太陽電池が分割されている場合のように、各分割部の境界が線として見えることがないため、発電装置が搭載された時計等の電子機器の外観性を向上できる。
【０００８】
本発明の発電装置において、前記昇圧回路は、前記発電装置が搭載される電子機器に備えられ前記電子機器の動作を制御する回路ブロックに形成されていることが好ましい。
本発明によれば、昇圧回路を回路ブロックとは別に設ける場合と比べて、昇圧回路を電子機器に容易に設けることができる。
【０００９】
本発明の発電装置において、前記太陽電池に取り付けられた配線基板を備え、前記昇圧回路は、前記配線基板に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、発電装置が搭載される電子機器が備える回路ブロックに昇圧回路を形成する必要がないため、当該回路ブロックに、昇圧回路を備えていない電子機器が備える一般的な回路ブロックを、設計を大幅に変更することなく用いることができる。これにより、電子機器の開発を容易にできる。
【００１０】
本発明の発電装置において、前記昇圧回路の昇圧動作は、前記発電装置の外部から供給される制御信号を用いることなく行われることが好ましい。
本発明によれば、発電装置を例えば時計に搭載する場合、昇圧回路の昇圧動作を制御する制御信号を、時計の動作を制御する回路ブロックで生成し、ムーブメントを介して配線基板に形成された昇圧回路に供給する必要がない。このため、回路ブロックやムーブメントに、昇圧回路を備えていない時計に搭載される一般的な回路ブロックやムーブメントを用いることもできる。
【００１１】
本発明の発電装置において、前記昇圧回路は、チャージポンプ昇圧回路であることが好ましい。
チャージポンプ昇圧回路は、一般的な昇圧回路であるため、チャージポンプ昇圧回路を用いることで、発電装置の開発を容易にできる。
【００１２】
本発明の発電装置において、前記昇圧回路は、チョッパ昇圧回路であることが好ましい。
チョッパ昇圧回路は、一般的な昇圧回路であるため、チョッパ昇圧回路を用いることで、発電装置の開発を容易にできる。
【００１３】
本発明の発電装置において、前記昇圧回路の昇圧動作は、前記太陽電池の発電電流の変化によって開始されることが好ましい。
本発明によれば、昇圧動作を開始させるため、例えば、無安定マルチバイブレーター等を昇圧回路が備える必要がないため、昇圧回路の構成を簡略化できる。
【００１４】
本発明の電子機器は、上記の発電装置を備えることを特徴とする。
本発明の時計は、上記の発電装置を備えることを特徴とする。
これらの発明によれば、上記の発電装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る時計の平面図である。
【図２】前記第１実施形態の時計の断面図である。
【図３】前記第１実施形態の太陽電池構造体の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａにおける断面図である。
【図５】前記第１実施形態の太陽電池構造体の分解斜視図である。
【図６】前記第１実施形態の太陽電池の断面図である。
【図７】前記第１実施形態の配線基板の平面図である。
【図８】前記第１実施形態の昇圧回路の回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る昇圧回路の回路図である。
【図１０】前記第２実施形態の配線基板の平面図である。
【図１１】本発明の変形例に係る昇圧回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
［時計の構成］
図１は、本実施形態に係る時計１の平面図である。図２は、時計１の断面図である。
時計１は、図１に示すように、所謂ソーラー発電型のアナログ式の腕時計として構成される。ここで、時計１は、本発明の電子機器を構成する。この時計１は、時計本体２と、両端が時計本体２に連結されたバンド３とを備えている。
【００１７】
時計本体２は、金属製または合成樹脂製の外装ケース４の内部に、透光性を有する文字板５を収容した構成である。外装ケース４の内部において、図２に示すように、文字板５の裏側にはムーブメント２０が配置される。ムーブメント２０と文字板５との間には、入射光により発電する太陽電池を備えた太陽電池構造体３０が配置される。ムーブメント２０、太陽電池構造体３０、文字板５は、外装ケース４の内周に取り付けられた文字板受けリング１４に支持される。
また、ムーブメント２０は、外装ケース４の内部に配置された中枠１５によって、時計表面側（裏蓋１７とは反対側）に押されている。中枠１５は、時計裏面側（裏蓋１７側）に突出した弾性部１５１を備え、弾性部１５１が裏蓋１７によって押されることで、ムーブメント２０を時計表面側に押す。これにともない、太陽電池構造体３０、文字板５も時計表面側に押される。また、文字板受けリング１４は、ムーブメント２０に固定されているため、ムーブメント２０が中枠１５によって時計表面側に押されることで、文字板受けリング１４も時計表面側に押される。
なお、中枠１５が、文字板受けリング１４を直接押す構成としてもよい。また、中枠１５ではなく、文字板受けリング１４に、ムーブメント２０を時計表面側に押す弾性部を設ける構成としてもよい。
文字板５の表側には、文字板５の周囲に沿って形成されたリング状のダイヤルリング１０が配置される。ここで、ダイヤルリング１０の表面は、外装ケース４に当接し、裏面には、ムーブメント２０を介して中枠１５によって押された文字板５の外周の表面および文字板受けリング１４の外周の表面が押しつけられている。すなわち、ダイヤルリング１０は、ムーブメント２０、太陽電池構造体３０、文字板５、文字板受けリング１４を受ける受け部として機能する。
また、ムーブメント２０を構成する四番車、二番車、および筒車の各指針取付部２１，２２，２３は、太陽電池構造体３０および文字板５の各中心孔を貫通して表側に突出しており、各指針取付部２１，２２，２３には秒針６、分針７、および時針８がそれぞれ取り付けられる。また、ムーブメント２０の裏面側には、回路ブロック１１と、回路押さえ１２が配置されている。回路押さえ１２は、アースばね１２１を備えている。
【００１８】
また、図１に示すように、文字板５には、日窓５Ａが設けられ、ムーブメント２０は、日窓５Ａからカレンダー情報としての日付を表示するカレンダー車としての日車２４を備える。
外装ケース４の３時位置の外部には、手動操作により分針７および時針８の針合わせを行うリューズ９が設けられている。外装ケース４の表側の開口部分は風防１６で塞がれ、裏側の開口部分は裏蓋１７によって塞がれる。
【００１９】
ムーブメント２０は、太陽電池構造体３０にて発電された電力で駆動される。このためムーブメント２０は、図２では詳細な図示を省略するが、太陽電池構造体３０からの電力を蓄電する二次電池、二次電池からの電力で駆動されるステッピングモーター、ステッピングモーターのロータかなに噛合する五番車、五番車に噛合する四番車（秒車）、四番車から順に減速されて回転が伝達される三番車、二番車、日の裏車、筒車を備える他、小鉄車を含む時刻修正輪列や、リューズ９、巻真、つづみ車、かんぬき、おしどりを含む時刻修正機構、これらの部品を支持する合成樹脂製の地板および各種受部材等を備えている。
このようなムーブメント２０は、地板の外周部分に設けられた複数の係止部２５を介して、文字板受けリング１４に固定される。
また、回路ブロック１１は、太陽電池構造体３０が発電した電力の二次電池への蓄電および二次電池からステッピングモーターへの電力の供給を制御する駆動制御用の回路ブロックである。
【００２０】
ムーブメント２０には、表裏を貫通する２つの挿通孔２６（図２では１つのみ図示）が設けられている。各挿通孔２６の内部には、導電性および弾性を有する接続部材１３が圧縮された状態で挿通されている。本実施形態での接続部材１３としては、金属製の圧縮コイルばねが採用されているが、これに限らず、導電性を有した導電ゴム等であってもよい。
【００２１】
挿通孔２６の表側の開口は太陽電池構造体３０で覆われ、裏側の開口は回路ブロック１１で覆われている。太陽電池構造体３０および回路ブロック１１には、各挿通孔２６に対応した位置に電極が設けられている。２つの挿通孔２６が設けられるのは、正負の各電極に対応させるためである。各挿通孔２６を通して対向位置にある太陽電池構造体３０および回路ブロック１１の電極同士は、接続部材１３によって電気的に接続される。この際、接続部材１３が挿通孔２６内に圧縮された状態で挿通されていることから、その反力（付勢力）によって接続部材１３の両端と各電極とが良好に接触することになる。
【００２２】
［太陽電池構造体の構成］
図３は、太陽電池構造体３０を表側から見た平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａにおける断面図である。図５は、太陽電池構造体３０を表側から見た分解斜視図である。
図３〜図５に示すように、太陽電池構造体３０は、太陽電池３１と、太陽電池３１の裏面側に設けられた配線基板３３と、太陽電池３１の裏面側に、配線基板３３を介して設けられた絶縁層３４とを備える。
【００２３】
［太陽電池の構成］
太陽電池３１は、表面側から入射した光を受けて発電する積層体である。
図６は、太陽電池３１の断面図である。
図６に示すように、太陽電池３１は、裏面側から順番に、ＳＵＳ基板（ステンレス鋼板）３１１（以下、裏面電極３１１とも称する）と、Ａｌ層（アルミニウム層）３１２と、ＺｎＯ層（酸化亜鉛層）３１３と、発電層体３１４と、ＩＴＯ（tin-doped indium oxide）膜３１５（以下、表面電極３１５とも称する）と、保護膜３１６とが積層されて構成されている。
ＳＵＳ基板３１１は、本実施形態においては、発電層体３１４の電極（正極）として機能する。
Ａｌ層３１２は、表面に凹凸が形成され、ＩＴＯ膜３１５側から入射した光のうち、発電層体３１４を透過した光を散乱して反射する層である。
ＺｎＯ層３１３は、発電層体３１４とＡｌ層３１２との間で、光の屈折率を調整する層である。
【００２４】
発電層体３１４は、例えば、本実施形態においては、３層構造（トリプルジャンクション構造）の多接合型の発電層体である。発電層体３１４は、ＺｎＯ層３１３側から順に、第１アモルファスシリコンゲルマニウム層（ａ−ＳｉＧｅ層）３１４Ａと、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ｂと、アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ層）３１４Ｃとを備える。
第１アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ａと第２アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ｂとは、アモルファスシリコンにゲルマニウムがドープされることによって形成される。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ａと第２アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ｂとの、ドープされているゲルマニウムの量は、それぞれ異なっている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ａと、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層３１４Ｂと、アモルファスシリコン層３１４Ｃとは、それぞれ吸収波長域が異なるように設定されている。そして、各層３１４Ａ，３１４Ｂ，３１４Ｃは、電気的に直列接続している。ここで、各層３１４Ａ，３１４Ｂ，３１４Ｃは、本発明の発電層を構成する。
ＩＴＯ膜３１５は、発電層体３１４の電極（負極）として機能する透明な導電膜である。
保護膜３１６は、ＩＴＯ膜３１５を保護する膜である。保護膜３１６は、樹脂等の絶縁性部材で形成されている。
【００２５】
図３、図５に示すように、太陽電池３１は、平面形状が円形状に形成された電池本体部３１７と、電池本体部３１７の外周縁から突出した電池接続部３１８とを備える。
電池本体部３１７の中央には、各指針取付部２１，２２，２３が挿通される孔３０１が形成されている。また、電池本体部３１７には、日車２４を視認させるための孔３０２が形成されている。
電池接続部３１８の一部の表面には、保護膜３１６が設けられておらず、表面電極３１５が露出している。この保護膜３１６から露出している表面電極３１５の部分は、電極引出部３１５Ａを構成する。なお、表面電極３１５における電極引出部３１５Ａを除くその他の部分の表面は、保護膜３１６により覆われている。
【００２６】
［配線基板の構成］
図７は、配線基板３３を表面側から見た平面図である。
図７に示すように、配線基板３３は、基材４０と、基材４０の表面および裏面にそれぞれ設けられた導電層と、基材４０の表面に設けられた粘着層６０とを有する。基材４０は、可撓性を有する材料により構成されている。基材４０には、例えば、ポリエステルフィルムが用いられる。導電層は、例えば、銀ペーストをスクリーン印刷することで形成されている。また、導電層における一部の電極上には、ヒートシール層が形成されている。ヒートシール層は、例えば、熱可塑性樹脂（ホットメルト）に導電樹脂粒子を分散させて得られる異方導電性塗料を、スクリーン印刷することで形成される。このような配線基板３３は、ヒートシールコネクター（ＨＳＣ）と称される場合もある。
【００２７】
基材４０は、平面形状が半円形状に形成された本体部４１を有している。本体部４１は、電池本体部３１７の外周に沿って湾曲した外周縁４１１を備えている。また、本体部４１には、接続部材１３１（図２の接続部材１３の１つ）が挿通される孔４１Ａが設けられている。
さらに、基材４０は、外周縁４１１から延出した基端部４２と、基端部４２から外周縁４１１に沿った一方向に連続した先端部４３とを有している。
【００２８】
基材４０の表面には、導電層により、配線５１１が設けられている。配線５１１は、基端部４２から先端部４３まで延在している。
基材４０の裏面には、導電層により、電極５２１，５２２、配線５２３が設けられている。電極５２１は、本体部４１に位置している。電極５２２は、先端部４３に位置し、先端部４３に設けられたスルーホールを介して表面側の配線５１１と接続されている。なお、電極５２２上には、ヒートシール層５２４が設けられている。
配線５２３は、一端が電極５２１と接続され、他端が基端部４２まで延在し、基端部４２に設けられたスルーホールを介して表面側の配線５１１と接続されている。
すなわち、先端部４３の裏面側の電極５２２は、配線５１１、配線５２３を経由して、本体部４１の裏面側の電極５２１に電気的に接続されている。
【００２９】
このような配線基板３３は、図３〜図５に示すように、時計表面側から見て、本体部４１が電池本体部３１７と重なり、基端部４２および先端部４３が電池本体部３１７とは重ならず、電池本体部３１７の外側に位置するように配置されている。そして、先端部４３は電池接続部３１８と重なっている。
そして、本体部４１は、電池本体部３１７の裏面側に位置し、電池本体部３１７の裏面に粘着層６０によって固定されている。
基端部４２は、本体部４１側の端が電池本体部３１７の裏面側に位置し、本体部４１とは反対側の端が電池接続部３１８の表面側に位置している。先端部４３も、電池接続部３１８の表面側に位置している。
【００３０】
そして、配線基板３３の電極５２２は、ヒートシール層５２４を用いた熱圧着により、太陽電池３１の電極引出部３１５Ａに接続される。
また、配線基板３３の電極５２１には、接続部材１３２が当接され、配線基板３３の孔４１Ａには、接続部材１３１が挿通される。孔４１Ａに挿通された接続部材１３１は、太陽電池３１の裏面電極３１１に当接している。
これにより、太陽電池３１の正極である裏面電極３１１は、接続部材１３１を介して回路ブロック１１に電気的に接続され、太陽電池３１の負極である表面電極３１５は、配線基板３３および接続部材１３２を介して回路ブロック１１に電気的に接続される。これにより、太陽電池３１で発電された電気エネルギーは、回路ブロック１１を介して二次電池に蓄電される。
【００３１】
［絶縁層の構成］
絶縁層３４は、図４に示すように、基材３４１と粘着層３４２とが積層されて構成されている。本実施形態では、基材３４１は、絶縁性を有するポリエステルで形成されている。また、絶縁層３４は、図３、図５に示すように、平面形状が略円形状に形成されている。絶縁層３４は、日車２４の日付を視認させるための矩形状に形成された孔３４Ａと、各指針取付部２１，２２，２３が挿通される円形状に形成された孔３４Ｂとを備える。
絶縁層３４は、図３〜図５に示すように、太陽電池３１の裏面側に、配線基板３３を間に介して配置されている。絶縁層３４は、粘着層３４２によって、電池本体部３１７の裏面と、配線基板３３の裏面とに固定され、これらの裏面を覆っている。これにより、配線基板３３が太陽電池３１により強固に固定される。
【００３２】
［昇圧回路の構成］
回路ブロック１１は、太陽電池３１の発電電圧を昇圧して二次電池に供給する昇圧回路７０を備えている。ここで、本実施形態では、太陽電池構造体３０と、昇圧回路７０とが、本発明の発電装置を構成する。
昇圧回路７０は、図８に示すように、チャージポンプ昇圧回路である。昇圧回路７０は、太陽電池３１の正極、すなわち、裏面電極３１１に接続部材１３１を介して電気的に接続される接続端子Ａ１と、太陽電池３１の負極、すなわち、表面電極３１５に接続部材１３２を介して電気的に接続される接続端子Ｂ１とを備える。さらに、昇圧回路７０は、二次電池に接続される出力端子ＶＯＵＴ、グランド端子ＧＮＤ、ダイオードＤ１，Ｄ２、トランジスタＴ１，Ｔ２、コンデンサＣ１，Ｃ２を備える。
接続端子Ａ１は、ダイオードＤ１，Ｄ２を介して出力端子ＶＯＵＴに接続されている。接続端子Ｂ１は、グランド端子ＧＮＤに接続されている。接続端子Ａ１およびダイオードＤ１の間と、グランド端子ＧＮＤとの間には、トランジスタＴ１，Ｔ２が直列に接続されている。トランジスタＴ１，Ｔ２のゲート電極には、回路ブロック１１が備えるＩＣ（Integrated Circuit）で生成された制御信号が入力される。ダイオードＤ１およびダイオードＤ２の間と、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２の間には、コンデンサＣ１が接続されている。また、ダイオードＤ２および出力端子ＶＯＵＴの間と、グランド端子ＧＮＤとの間には、コンデンサＣ２が接続されている。
【００３３】
次に、昇圧回路７０の昇圧動作について説明する。
まず、制御信号によって、トランジスタＴ１がオフし、トランジスタＴ２がオンする。これにより、太陽電池３１の発電電流によって、コンデンサＣ１が充電される。
次に、制御信号によって、トランジスタＴ１がオンし、トランジスタＴ２がオフする。これにより、太陽電池３１の発電電圧に、充電されたコンデンサＣ１の電圧が加えられた電圧が、出力端子ＶＯＵＴに供給される。
ここで、昇圧回路７０は、二次電池の電源電圧よりも高い電圧を得られるように、太陽電池３１の発電電圧を昇圧する。
【００３４】
本実施形態の時計１によれば、例えば、５００Ｌｘの蛍光灯下に時計１を配置した場合、発電層体３１４の各層３１４Ａ，３１４Ｂ，３１４Ｃの発電電圧は、０．４５Ｖ程度になる。すなわち、発電層体３１４の発電電圧は、１．３５Ｖ程度になる。
そして、この発電電圧が昇圧回路７０によって１．５倍に昇圧されることで、約２．０Ｖの出力電圧（充電電圧）を得ることができる。この出力電圧によれば、例えば、１．５Ｖ系コイン型リチウム二次電池をフル充電できる。なお、昇圧倍率は、１．５倍に限定されず、二次電池の電源電圧に応じて、適宜設定すればよい。
【００３５】
［第１実施形態の作用効果］
時計１が蛍光灯下などの低照度環境にあり、各発電層の発電により得られる発電電圧では電圧が低く二次電池を充電できない場合でも、時計１によれば、発電電圧は昇圧回路７０で昇圧されるため、この昇圧された電圧によって二次電池を充電できる。
また、複数の発電層の発電により得られる発電電圧を昇圧回路７０が昇圧するので、１つの発電層の発電により得られる発電電圧を昇圧する場合と比べて、同じ充電電圧を得る際の昇圧倍率を小さくでき、充電量の低下を抑制できる。
【００３６】
また、太陽電池３１が分割されていないため、太陽電池３１が分割されている場合と比べて、発電層単体の面積を大きくでき、発電電流を大きくすることができる。また、この構成によれば、袖や指針で同じ面積が隠れた場合、太陽電池が分割されている場合と比べて、太陽電池全体の発電量の低下率を小さくできる。また、この構成によれば、太陽電池３１が分割されている場合のように、時計表面側から見て、各分割部の境界が線として見えることがないため、時計の外観性を向上できる。また、当該線を隠すために、例えば、文字板５の光透過率を低くする必要もないため、文字板５の光透過率の設定自由度を向上できる。
【００３７】
昇圧回路７０は、回路ブロック１１に形成されているため、昇圧回路７０を回路ブロック１１とは別に設ける場合と比べて、昇圧回路７０を時計１に容易に設けることができる。
また、昇圧回路７０は、一般的な昇圧回路であるチャージポンプ昇圧回路であるため、回路ブロック１１の設計を容易にでき、時計１の開発を容易にできる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の時計について説明する。第２実施形態の時計は、昇圧回路の構成、および、昇圧回路が回路ブロック１１ではなく配線基板に形成されている点が、第１実施形態の時計１とは異なる。他の構成は、時計１と同じである。ここで、本実施形態では、昇圧回路を備えた太陽電池構造体が、本発明の発電装置を構成する。
【００３９】
［昇圧回路の構成］
図９は、第２実施形態の昇圧回路７０Ａの回路図である。昇圧回路７０Ａは、チョッパ昇圧回路である。
昇圧回路７０Ａは、太陽電池３１の正極、すなわち、裏面電極３１１に電気的に接続される接続端子Ａ２と、太陽電池３１の負極、すなわち、表面電極３１５に電気的に接続される接続端子Ｂ２とを備える。さらに、昇圧回路７０Ａは、出力端子ＶＯＵＴ、グランド端子ＧＮＤ、コイルＬ、抵抗素子Ｒ、ダイオードＤ３、トランジスタＴ３、コンデンサＣ３を備える。コイルＬは、互いに反対方向にコアに巻かれたコイルＬ１，Ｌ２を備える。
接続端子Ａ２は、コイルＬ１、ダイオードＤ３を介して出力端子ＶＯＵＴに接続されている。接続端子Ｂ２は、グランド端子ＧＮＤに接続されている。コイルＬ１およびダイオードＤ３の間と、グランド端子ＧＮＤとの間には、トランジスタＴ３が接続されている。接続端子Ａ２と、トランジスタＴ３のゲート電極との間には、コイルＬ２、抵抗素子Ｒが直列に接続されている。ダイオードＤ３および出力端子ＶＯＵＴの間と、グランド端子ＧＮＤとの間には、コンデンサＣ３が接続されている。
【００４０】
次に、昇圧回路７０Ａの昇圧動作について説明する。
まず、太陽電池３１の発電電流に応じて、コイルＬ２に流れる電流が変化し、トランジスタＴ３がオンする。これにより、コイルＬ１に流れる電流が大きくなる。その後、コイルＬ２に流れる電流が変化して、トランジスタＴ３がオフし、ダイオードＤ３に電流が流れる。これにより、太陽電池３１の発電電圧が昇圧された電圧が、出力端子ＶＯＵＴに供給される。
ここで、昇圧回路７０Ａは、二次電池の電源電圧よりも高い電圧を得られるように、太陽電池３１の発電電圧を昇圧する。
本実施形態の時計によれば、太陽電池３１の発電電圧が昇圧回路７０Ａによって１．５倍に昇圧されることで、約２．０Ｖの出力電圧（充電電圧）を得ることができる。
このように、昇圧回路７０Ａの昇圧動作は、太陽電池構造体の外部から供給される制御信号を用いることなく行われる。
【００４１】
［配線基板の構成］
本実施形態では、昇圧回路７０Ａは、太陽電池３１に固定される配線基板３３Ａに形成されている。
図１０は、配線基板３３Ａの平面図である。なお、第１実施形態の配線基板３３と同じ構成については、同じ符号を付け、説明は省略する。
配線基板３３Ａでは、基材４０の表面に、導電層により、配線５１１に加えて、昇圧回路７０Ａの接続端子Ａ２を構成する電極５１２が設けられている。電極５１２は、本体部４１に設けられている。また、電極５１２上には、ヒートシール層５１３が設けられている。電極５１２は、ヒートシール層５１３を用いた熱圧着により、太陽電池３１の裏面電極３１１に接続される。
【００４２】
また、基材４０の裏面には、昇圧回路７０Ａを構成するコイルＬ、抵抗素子Ｒ、ダイオードＤ３、トランジスタＴ３、コンデンサＣ３が設けられている。これらの各素子は、本体部４１の外周側に、外周縁に沿って配置されている。
さらに、基材４０の裏面には、導電層により、電極５２１，５２２、配線５２３に加えて、電極５２５、および、昇圧回路７０Ａを構成する配線が設けられている。電極５２１は、本実施形態では、昇圧回路７０Ａの接続端子Ｂ２、および、グランド端子ＧＮＤを構成する。電極５２５は、昇圧回路７０Ａの出力端子ＶＯＵＴを構成し、本体部４１に設けられている。
ここで、電極５２１には、接続部材１３２が当接され、電極５２５には、接続部材１３１が当接される。これにより、太陽電池３１の発電電圧を昇圧回路７０Ａで昇圧した電圧が、接続部材１３１を介して回路ブロック１１に供給され、さらには、回路ブロック１１を介して二次電池に供給される。
【００４３】
［第２実施形態の作用効果］
第２実施形態の時計も、第１実施形態の時計１と同様の構成により、同様の作用効果を得ることができる。
また、昇圧回路７０Ａは、配線基板３３Ａに形成され、さらに、昇圧回路７０Ａの昇圧動作は、回路ブロック１１から供給される制御信号を用いることなく行われる。すなわち、回路ブロック１１には、太陽電池３１の出力電圧が入力される端子と、太陽電池３１のグランド端子に接続される端子とがあればよいので、回路ブロック１１やムーブメント２０に、昇圧回路を備えていない時計に搭載される一般的な回路ブロックやムーブメントを用いることもできる。すなわち、昇圧回路を備えていない時計に対して、太陽電池構造体を置き替えることのみで、本実施形態の時計を得ることができる。
また、昇圧回路７０Ａは、一般的な昇圧回路であるチョッパ昇圧回路であるため、配線基板３３Ａの回路設計を容易にでき、時計の開発を容易にできる。
また、昇圧回路７０Ａの昇圧動作は、太陽電池３１の発電電流の変化によって開始されるため、例えば、無安定マルチバイブレーター等を昇圧回路が備える必要がなく、昇圧回路の構成を簡略化できる。
【００４４】
［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４５】
前記各実施形態では、太陽電池３１の発電電圧は、常に昇圧回路で昇圧されているが、本発明はこれに限らない。例えば、回路ブロック１１や配線基板に、太陽電池３１の発電量に応じて、太陽電池３１の発電電圧を昇圧回路で昇圧せずに出力するか、発電電圧を昇圧回路で昇圧して出力するかを切り替える切り替え回路を設けてもよい。例えば、時計１が屋外に配置され、照度が高い場合には、太陽電池の発電電圧を昇圧せずに出力し、時計１が室内に配置され、照度が低い場合には、発電電圧を昇圧して出力する構成としてもよい。
【００４６】
前記第１実施形態では、昇圧回路にチャージポンプ昇圧回路が用いられているが、本発明はこれに限らない。例えば、チョッパ昇圧回路を用いてもよい。
また、前記第２実施形態では、昇圧回路にチョッパ昇圧回路が用いられているが、本発明はこれに限らない。例えば、チャージポンプ昇圧回路を用いてもよい。
図１１は、第２実施形態の昇圧回路の変形例を示す回路図である。
この昇圧回路７０Ｂは、第１実施形態のチャージポンプ型の昇圧回路７０の構成に加えて、無安定マルチバイブレーター回路７０１を備えている。
無安定マルチバイブレーター回路７０１は、４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４と、２つのコンデンサＣ４，Ｃ５と、２つのトランジスタＴ４，Ｔ５を備えて構成されている。
無安定マルチバイブレーター回路７０１は、トランジスタＴ１，Ｔ２のゲート電極に、所定の周期で交互に方形波を供給する。これにより、昇圧回路７０Ｂにおいて、太陽電池構造体の外部から供給される制御信号を用いることなくトランジスタＴ１，Ｔ２を制御でき、昇圧動作が実行される。
なお、前記第２実施形態および前記変形例では、昇圧回路の昇圧動作は、太陽電池構造体の外部から供給される制御信号を用いることなく行われているが、当該制御信号を用いて行う構成としてもよい。この場合、配線基板には、当該制御信号が入力される端子が設けられる。この場合も、回路ブロック１１には昇圧回路を形成する必要がないため、回路ブロック１１に、昇圧回路を備えていない時計が備える一般的な回路ブロックを、設計を大幅に変更することなく用いることができ、時計の開発を容易にできる。
【００４７】
前記各実施形態では、昇圧回路は、回路ブロック１１または配線基板に形成されているが、本発明はこれに限らない。例えば、ダイヤルリング１０内や、文字板受けリング１４の表面に形成してもよい。
【００４８】
前記各実施形態では、太陽電池３１は分割されていないが、本発明はこれに限らない。すなわち、太陽電池３１は、例えば、２つに分割されていてもよい。
【００４９】
前記各実施形態では、配線基板にＨＳＣが用いられ、配線基板の電極と太陽電池３１の電極とが熱圧着されているが、本発明はこれに限らない。例えば、配線基板に、ヒートシール層を備えていないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いて、配線基板の電極と太陽電池３１の電極とを圧接させてもよい。ただし、この場合は、導通抵抗が十分に低くなる接触圧を確保する必要がある。
【００５０】
前記各実施形態では、配線基板は、粘着層６０によって太陽電池３１に固定されているが、本発明はこれに限らない。例えば、太陽電池３１に溝等の差し込み部を設け、この差し込み部に配線基板を指し込むことで、配線基板を固定してもよい。また、別のテープ部材で配線基板を挟み込むことで、配線基板を固定してもよい。
【００５１】
前記各実施形態では、太陽電池３１の裏面電極３１１を正極とし、表面電極３１５を負極としているが、本発明はこれに限らない。すなわち、裏面電極３１１を負極とし、表面電極３１５を正極としてもよい。
【００５２】
本発明の発電装置が搭載される電子機器は、アナログ式の腕時計に限らず、デジタル式の腕時計や、携帯型の血圧計、携帯電話機、スマートフォン（多機能携帯電話機）、ページャー、歩数計、電卓、携帯用パーソナルコンピューター、電子手帳、携帯ラジオ等の各種の携帯型の電子機器であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…時計、１１…回路ブロック、３０…太陽電池構造体、３１…太陽電池、３１４…発電層体、３１４Ａ…第１アモルファスシリコンゲルマニウム層（発電層）、３１４Ｂ…第２アモルファスシリコンゲルマニウム層（発電層）、３１４Ｃ…アモルファスシリコン層（発電層）、３３，３３Ａ…配線基板、７０，７０Ａ，７０Ｂ…昇圧回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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