JP2004309349A - 携帯型電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池が損傷を受ける虞れが少ない携帯型電子装置を提供すること
【解決手段】電子時計の如き携帯型電子装置１は、光導入穴１０を備えたケース５と、光導入穴１０から導入される光を受光するように光導入穴１０の入口開口１２よりも奥においてケース５内に配置された太陽電池手段２０であって二次電池の如き蓄電手段３０に電気エネルギを与えるもの２０と、蓄電手段３０の電気エネルギで動作せしめられる携帯型電子装置本体６と、光導入穴１０を塞ぐ栓４０とを有する。光導入穴１０は、栓４０が外された状態において、光ファイバ５０の光射出端５２が挿設されるように構成される。太陽電池手段は例えば光導入穴１０の奥に配設される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池の如き光電変換手段を備えた携帯型電子装置に係り、より詳しくは、時計として構成されるに適した携帯型電子装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池の電気エネルギを二次電池に蓄えこの二次電池により駆動されされるようにした電子時計は知られている。この種の電子時計において、高級感を与え得るように表示部に太陽電池の受光面を配置するのを避けて太陽電池を胴ないしケースの内部に配置すると共に、該太陽電池に外光を導くべく胴の一部を透明ないし導光性の材料で形成することは、提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１８９５５号公報（第３−４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１で提案されている時計の場合、透明ないし導光性材料をガラスの如き硬い材料で形成すると該ガラス等の露出部分が破損される虞れがあり、透明ないし導光性材料を透明プラスチック材料の如き比較的硬度の低い材料で形成すると、該透明プラスチック材料等の表面に擦過傷等がつく虞れがある。露出部分の破損やかすり傷等のいずれの場合にも、太陽電池に十分な量の外光が導入され難くなる虞れがあり、太陽電池が十分な発電能力を有し難くなる虞れがある。
【０００５】
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、太陽電池が損傷を受ける虞れが少ない携帯型電子装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯型電子装置は、前記目的を達成すべく、光導入穴を備えたケースと、光導入穴から導入される光を受光するように光導入穴の入口開口よりも奥においてケース内に配置された太陽電池手段であって蓄電手段に電気エネルギを与えるものと、蓄電手段の電気エネルギで動作せしめられる携帯型電子装置本体と、光導入穴を塞ぐ栓とを有する。
【０００７】
本発明の携帯型電子装置では、「光導入穴を備えたケースと、光導入穴から導入される光を受光するように光導入穴の入口開口よりも奥においてケース内に配置された太陽電池手段と」が設けられているので、太陽電池手段がケースの光導入穴を介して入る光を受光して光エネルギを電気エネルギに変換し得る。また、本発明の携帯型電子装置では、「光導入穴を塞ぐ栓」が設けられているので、光導入穴を、より詳しくは、光導入穴の入口開口を、栓で塞いだ状態では、光導入穴により規定される光導入路が損傷を受ける虞れがないので、太陽電池手段への受光量が低下する虞れがない。更に、通常は栓によって光導入穴が塞がれ得るので、栓を液密な栓にしておくことにより、防水性も確保され得る。加えて、栓を耐衝撃性材料にしておくことにより、その衝撃に対する耐性も確保し得る。
【０００８】
光導入穴は、例えば、単なる空洞からなるけれども、所望ならば、穴の奥の部分に、液密又は気密な窓を形成する窓部材を配設しておいてもよく、該窓が単一又は複数のレンズなどを含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の携帯型電子装置では、「太陽電池手段が光導入穴から導入される光を受光するように光導入穴の入口開口よりも奥においてケース内に配置され」ているので、栓を外した状態で、光導入穴に光を導入するだけで、太陽電池手段の受光面に光を照射し得る。
【００１０】
光導入穴を介する光の導入は、どのような手段で行われてもよいけれども、典型的には、栓を外した状態で、光ファイバの光射出端部を含む部分を該光導入穴内に挿入して該穴内に光ファイバの光射出端部を配設し、該光ファイバを介して、所望の強度分布の光を太陽電池手段の受光面に照射するようにすればよい。また、光導入穴を介する光の導入を光ファイバによって行い得るようにしておく場合、光導入穴の径を数ｍｍ程度以下にすることも可能であるので、栓のサイズも比較的小さくされ得る。
【００１１】
本発明の携帯型電子装置では、典型的には、光導入穴の奥に太陽電池手段が配設される。これにより、太陽電池手段への効果的な光照射が容易に行われ得る。但し、例えば、太陽電池手段の受光面の面積を大きくしたり、太陽電池手段への光照射に伴って発生する熱を効果的に散逸させ得るような伝熱手段を並設するような場合には、所望ならば、光導入穴の奥端部よりも内側に、即ちケースの室内に、太陽電池手段を配置してもよい。その場合、光導入穴の奥端と太陽電池手段の受光面との間に、導光材料で導光路を形成し、太陽電池手段をケース内の所望の場所に配設するようにしてもよい。
【００１２】
本発明の携帯型電子装置では、太陽電池手段により変換（生成）された電気エネルギが蓄電手段に蓄えられる。従って、太陽電池手段は、典型的には、光起電力デバイスとして知られるものからなるけれども、光エネルギを電気エネルギに効率的に変換し得るものであればどのようなものでもよい。特に、本発明の携帯型電子装置では、典型的には、光ファイバの光射出端から太陽電池手段に光エネルギが与えられるので、太陽電池手段は、いわゆる太陽光の如き自然光や室内の蛍光灯の如き照明光の代わりに、光電変換に適した波長域及び強度分布の光を光源から太陽電池手段に与えることが可能になり、所望ならば、太陽電池手段も太陽光等とは異なるスペクトル分布の光源に適合した光電変換材料で形成され得る。
【００１３】
また、本発明の携帯型電子装置では、太陽電池手段に加えて蓄電手段が設けられているので、太陽電池手段に常時光を照射する必要はないから、光導入穴は、通常は、栓により閉じられ得、栓の機能が最大限に発揮され得る。
【００１４】
本発明の携帯型電子装置において、蓄電手段は、典型的には、充電可能エネルギが大きく単位体積当りの充電エネルギ密度が高く、単位エネルギ当りの質量が比較的小さい二次電池からなるけれども、所望ならば、コンデンサ等他のものでもよい。
【００１５】
本発明の携帯型電子装置において、典型的には、携帯型電子装置本体が時計のムーブメントを含み、携帯型電子装置が時計からなるか時計を含むけれども、所望ならば、携帯型電子装置が、腕装着型の他の電子機器や、より広く、携帯型の他の電子機器や、更に広く、可搬性のある他の電子機器でもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
【００１７】
【実施例】
図１の（ａ）から（ｃ）には、本発明による好ましい一実施例の携帯型電子装置としての電子時計１が示されている。
【００１８】
電子時計１は、例えば環状の胴２と、胴２の凹部に嵌着された例えば円板状の外装ガラス３と、裏蓋４とを含み、胴２と裏蓋４とからなるケースとしてのハウジング部５内に、ムーブメント６を有する。針式ないしアナログ式の時計の場合、７は例えば文字板であり、液晶表示式の時計の場合、８は例えば液晶表示装置である。
【００１９】
胴２には、円柱状ないし円筒状の光導入穴１０が形成されている。この穴１０は、例えば、直径が１ｍｍ程度から５ｍｍ程度の範囲で、長さが２ｍｍ程度から５ｍｍ程度の範囲である。但し、いずれも、より大きくてもより小さくてもよく、一方がより大きくて他方がより小さくてもよい。
【００２０】
ハウジング５の外側表面５ａすなわち胴２の外周面２ａに沿って位置する光導入穴１０の入口開口１２よりも光導入穴１０の長さ分だけ奥に位置する光導入穴１０の奥端部１１の近傍には、太陽電池手段としての太陽電池２０が配設されている。例えば、太陽電池２０の光電変換可能な光のエネルギ密度（単位面積・単位時間当りの光エネルギ）に制約があるような場合には、太陽電池２０の受光面２１の面積を大きくし得るように、太陽電池２０が穴１０内ではなくて、穴１０の奥端部１１よりも奥においてハウジング５の室内５ａに配置されていてもよい。その場合、穴１０の奥端部１１に光を拡げるレンズや導光部材が配置されていてもよい。その場合、レンズや導光部材は、穴１０の奥端部を液密に閉じるようにシール部材を介して該奥端部１１に取付けられていてもよい。光導入穴１０は、後述の光ファイバ５０が所定位置に確実に位置決めされ得る限り、該光導入穴１０の全長にわたって同一の断面形状及び断面サイズを有する代わりに、奥端部１１の近傍における断面形状が入口開口１２の近傍における断面形状とは異なっていても、奥端部１１の近傍における断面サイズが入口開口１２の近傍における断面サイズよりも大きくなっていても小さくなっていていもよい。
【００２１】
３０は蓄電手段としての二次電池であり、二次電池３０はムーブメント６の電池収容部６ａに配設されている。
【００２２】
太陽電池２０と二次電池３０とは直接的に又は所望の充電補助回路（図示せず）を介して接続される。太陽電池２０に光ファイバからの光が当たって太陽電池２０の出力端子に電圧出力が得られた場合に、該出力電圧によって、充電補助回路が起動されるようにしておいてもよい。また、二次電池３０だけでなくコンデンサ３１をムーブメント６の回路ブロック（図示せず）に並設・実装しておいて、太陽電池２０の出力により、二次電池３０を充電するだけでなくコンデンサ３１を充電するようにしておき、コンデンサ３１が所望の電圧レベルに達した場合には、二次電池３０からムーブメント６の時計駆動回路への給電をコンデンサ３１からの給電に切替え、コンデンサ３１によってムーブメント６が駆動されている間に、二次電池３０を太陽電池２０の出力により充電するようにしてもよい。
【００２３】
光導入穴１０は、通常は、栓としてのハッチ４０により閉じられている。ハッチ４０は、例えば、ゴムや樹脂等からなるけれども、光導入穴１０を液密に封止し得る限りどのような材料でもよい。但し、穴１０の奥端部１１を液密に閉じておく場合には、ハッチ４０は光導入穴１０を実質的に塞ぎ得る限り、どのようなものでもよい。ハッチ４０は、例えば、光導入穴１０の内径と実質的に同じ又は該内径よりも僅かに大きい外径を有する円柱状の本体部４１と、指先などでつまみ得るように本体部よりも大径の頭部４２とを有する。
【００２４】
５０は光ファイバであり、光ファイバ５０は、光入射端部５１が発光装置６０に接続され、光射出端部５２が電子時計１の胴２の光導入穴１０に挿設可能である。但し、光ファイバ５０の入射端部５１が円錐状に末広がりになって入射面になる端面が十分な受光面積を有する場合には、太陽光のような外光を光入射端部５１の入射面で受光するようになっていてもよい。
【００２５】
発光装置６０は、太陽電池手段を構成する光電変換器の光電変換特性に適合した波長域の光を該特性に適合した強度で与え得る限り、どのような光源でもよい。
【００２６】
以上のように構成された電子時計１では、通常使用時は、ハッチ４０を光導入穴１０に差込んで光導入穴１０を閉じた状態で、使用される。
【００２７】
この場合、時計１のムーブメント６は、二次電池３０で駆動され、時計１の通常の時刻表示が行われ得る。なお、当然ながら、時計１は、時刻表示以外の機能、例えば、情報処理機能をもっていていもよい。
【００２８】
この通常使用状態では、光導入穴１０がハッチ４０で閉じられていることから、防水性は、ハッチ４０により確保され得る。また、太陽電池２０が、光導入穴１０の入口開口１２よりも十分に奥にあり、表面に露出していないから、時計１を腕にはめた状態で腕を振ったり歩行したりしている際に、時計１の胴２や外装ガラス３の如きハウジング部５が、異物に当たったり擦れるような場合でも、太陽電池２０が損傷を受ける虞れが実際上ないから、蓄電機能や能力が低下する虞れがない。ここで、ハッチ４０の頭部４２が異物にぶつかったり擦れても、ハッチ４０はゴムの如き比較的柔軟な材料からなるので、損傷を受ける虞れが少ないだけでなく、仮に、何らかの損傷を受けた場合には、該ハッチ４０を取り替えるだけでよい。ここで、ハッチ４０は、防水性を有する柔軟な栓であるので、それ自体比較的安価であるだけでなく、本来取外し可能なものであるから、交換も容易である。
【００２９】
更に、ハッチ４０により光導入穴１０を塞いだ状態では、時計の竜頭が時計１のハウジング５の側面から突出していたり、押ボタンスイッチがハウジング５の側面から突出しているのと同程度又はそれ以下の範囲で、ハッチ４０の頭部４２がハウジング５の側面から突出ないし露出するだけであるから、時計１としてのデザインが損なわれる虞れも少ない。
【００３０】
一方、蓄電手段としての二次電池３０を充電する場合、ハッチ４０を光導入穴１０から取外して、該光導入穴１０に光ファイバ５０の光射出端部５２を該端部５２の端面５２ａが太陽電池２０の受光面２１に近接して対面する当接するように差込み、発光装置６０から出る光を光ファイバ５０を介して太陽電池２０の受光面２１に照射する。光照射を受けた太陽電池２０は、該電池２０に独特の出力電圧で負荷として接続された二次電池３０に電気エネルギを供給し、二次電池３０を充電する。
【００３１】
なお、光ファイバ５０の光射出端部５２と太陽電池２０の受光面２１との間における光エネルギの伝達効率をできる限り高め得るように、所望ならば、対象となる波長領域の光透過性が高く且つ光ファイバ５０などの導光素材と同程度の屈折率を有する液体を光導入穴１０のうち太陽電池２０の受光面の前面の領域に該前面の全体を濡らす程度に収容しておいても、又は光ファイバ５０の先端をそのような液体で濡らして光導入穴１０内に挿設するようにしてもよい。また、光ファイバ５０の光射出端部５２が太陽電池２０の受光面に丁度当接したり正対し得るように、光射出端部５２を位置決めする位置決め用の凹部を穴１０のうち太陽電池２０の受光面２１の前面側に形成しておいてもよい。
【００３２】
また、例えば、図１の（ｂ）において、想像線１３で示したように、光導入穴１０の中間部にレンズを配設しておき、光ファイバ５０の光射出端部５２から出た光がレンズ１３で拡げられたり集光されて太陽電池２０の受光面２１に照射されるようにしておいてもよい。この場合、レンズ１３の外周と穴１０の周壁との間をシールして、防水するようにしておいてもよい。レンズ１３は単レンズでも複合レンズでもよい。この場合、レンズ１３と入口開口１２との間の光導入穴１０の周面部分に光ファイバ５０の光射出端部５２の近傍部分が所定位置及び向きで位置決めされる位置決め案内凹部を形成しておいてもよい。なお、この場合、受光面２１がレンズ１３から離れるように太陽電池２０がハウジング５の室５ａ内に配設されていてもよい。
【００３３】
更に、例えば、図１の（ａ）において、想像線１４で示したように、穴１０の周壁に環状溝を形成しておくと共に該環状溝１４にパッキンないしシールリング１５を嵌込んでおいて、該パッキン１５でハッチ４０の本体部４１によるシールを補助するようにしておいてもよい。また、このパッキン１５は、光ファイバ５０の端部５２を挿入した際に、該端部５２の外周をシールするものであってもよい。
【００３４】
携帯型電子装置が、携帯情報端末のようなものである場合、例えば、押ボタンスイッチ等から適正なパスワード等が入力されて初めて太陽電池手段と蓄電手段との間の充電路を開くようにしてもよい。また、太陽電池手段の受光面に光信号受信手段を並設しておいて、光ファイバの光射出端部から充電用の光エネルギと共に情報（データやプログラム等）を光信号として、与えるようにしてもよい。その場合、充電のタイミングで、携帯情報端末等の基本的な処理にかかわる制御プログラムやデータの更新を同時に行うことを可能にし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例としての電子時計の一部を示したもので、（ａ）はハッチを閉めた通常の使用状態における時計の一部の断面説明図、（ｂ）はハッチを取外した状態を示した（ａ）と同様な断面説明図、（ｃ）はハッチを取外し光ファイバを利用して充電を行っている状態の（ａ）と同様な断面説明図。
【符号の説明】
１ 時計
２ 胴
５ ハウジング部
６ ムーブメント
１０ 光導入穴
１１ 奥端部
１２ 入口開口部
２０ 太陽電池
３０ 二次電池
４０ ハッチ
４２ 頭部
５０ 光ファイバ
５２ 光射出端部
６０ 発光装置

Claims (5)

1. 光導入穴を備えたケースと、
   前記光導入穴から導入される光を受光するように前記光導入穴の入口開口よりも奥において前記ケース内に配置された太陽電池手段であって蓄電手段に電気エネルギを与えるものと、
   前記蓄電手段の電気エネルギで動作せしめられる携帯型電子装置本体と、
   前記光導入穴を塞ぐ栓と、
   を有する携帯型電子装置。
2. 前記光導入穴は、栓が外された状態において、光ファイバの光射出端が挿設されるように構成されている請求項１に記載の携帯型電子装置。
3. 前記光導入穴の奥に太陽電池手段が配設されている請求項１又は２に記載の携帯型電子装置。
4. 前記蓄電手段が二次電池又はコンデンサからなる請求項１から３までのいずれか一つの項に記載の携帯型電子装置。
5. 前記携帯型電子装置本体が時計のムーブメントを含む請求項１から４までのいずれか一つの項に記載の携帯型電子装置。

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