2014年05月16日09:05
太陽能電池是手表的一種重要驅動方式。卡西歐計算機通過在手表用太陽能電池的配置上不斷創新，成功提高了發電量，受到了業界的關注。
卡西歐2013年秋季推出的電波太陽能手表高檔款“OCEANUS Manta”的新產品“OCW-S3000/S3001”。這款手表配備了形狀跟原來不同的太陽能電池單元，將發電量提高了約5％（圖1）。5％並不是多大的數值，但對手表的外觀設計而言意義重大。因為，有了這些發電量的增加，可大幅提高外觀設計的自由度。OCW-S3000/S3001的建議零售價為16萬∼18萬日元（不含稅）。對這種高檔手表而言，外觀設計是能左右銷售的重要因素。
圖1：OCW-S3000
手表的太陽能電池配置在表盤之下（圖2）。如果被表盤上的裝飾和指針擋住光，發電量就會減少。因此，要想獲得希望的發電量，設計上就會有一定的限制，比如要減小加飾面積、把指針設計得較細。其中，影響尤為嚴重的是指針的影子。
圖2：手表的構造 （圖：卡西歐計算機）
手表用太陽能電池由幾個單元構成。通常是將幾個扇形的太陽能電池單元配置成圓形，就像披薩一樣。太陽能電池單元的形狀簡單，容易設計和制作，但指針陰影造成的發電量損耗很大，因為指針容易引起受光不均（圖3）。
圖3：普通的手表用太陽能電池單元的形狀 （圖：卡西歐計算機）
手表用太陽能電池單元採用的是非晶硅式（圖4）。一個單元產生的電壓為大約0.5V，為手表內的二次電池充電大約需要3V的電源，因此必須串聯6個單元（圖5），形狀就像切成6塊的披薩。這時，從6個單元流過的電流值跟產生電流最小的單元相同（圖6）。這個電流值最小的單元就是針影面積較大的單元。
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| 圖4：通常的手表用太陽能電池單元 （圖：卡西歐計算機） | 圖5：串聯多個單元 （圖：卡西歐計算機） | |
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| 圖6：關於電流量的說明 （圖：卡西歐計算機） | 圖7：降低受光損失的方法 （圖：卡西歐計算機） |
卡西歐設法消除了針影造成的受光損失。採用的方法主要有兩種（圖7），一是將針影分散到多個單元，通過平均受光損失來盡量增加發電量。
另一種方法是將針影固定在一個單元上，將有針影的單元做得比其他單元的面積大。
OCEANUS Manta採用了第一種方法。太陽能電池單元的形狀被設計為“漩渦形狀”（圖8、9、10）。
圖8：旋渦形狀的太陽能電池單元 （圖：卡西歐計算機）
圖9：OCW-S3000採用的漩渦型太陽能電池單元 （圖：卡西歐計算機）
圖10：漩渦型太陽能電池單元的實物
這樣，不管指針在哪個位置，針影都會被分給多個單元，與原來的扇形相比，太陽能電池單元的受光面積平均增加了5％左右，帶來了發電量的增加。發明漩渦型太陽能電池單元的是卡西歐計算機時鐘事業部模塊開發部封裝開發室的齊藤雄太，據他本人介紹，他是從天氣預報上的台風漩渦圖案得到的啟發（圖11）。
圖11：發明者齊藤雄太
通過採用這種漩渦形狀，新產品的指針面積增至原來的約1.3倍，表盤加飾面積增至原來的約1.4倍（圖12、13）
圖12：指針面積的比較 （圖：卡西歐計算機）
圖13：加飾面積的比較 （圖：卡西歐計算機）
從披薩到年輪蛋糕
之后，卡西歐計算機又在戶外用手表上配備了新型的太陽能電池單元，那就是2014年3月上市的“PRO TREK”系列的新產品“PRW-6000Y”（圖14）。PRO TREK是面向戶外運動愛好者的手表，具有感應方位、氣壓、高度和溫度的功能。據卡西歐計算機介紹，很多登山愛好者看表時只是瞥一眼，通過長針和短針的角度來瞬間掌握時間，因此對指針式手表有很高的需求。
圖14：PRO TREK系列的新產品
PRW-6000Y的特點是，雖為指針式手表但配備了液晶面板。液晶面板部分無法配置太陽能電池單元，因此採用前面講的扇形配置難以解決針影問題。對此，卡西歐採用了將針影固定在一個單元內的方法，擴大了受光面積。具體方法是，在中央配置略大的圓形單元、在其周圍配置多個太陽能電池單元（圖15）。
圖15：在中央配置圓形單元 （圖：卡西歐計算機）
周圍單元的形狀像切開的“年輪蛋糕”。發明者也是齊藤雄太。這種單元的形狀看起來像水滴落到水面上時產生的波紋，因此命名為“波紋型”。通過採用這種波紋型配置，太陽能電池單元的受光面積平均比原來增加了5％左右（圖16、17）。
圖16：波紋型太陽能電池單元 （圖：卡西歐計算機）
圖17：波紋型太陽能電池單元的實物 （圖：卡西歐計算機）
波紋形太陽能電池單元還得到了准備2014年6月上市的“GULFMASTER”新款“GWN-1000”的採用（圖18）。據說太陽能電池單元的受光面積比原來平均增加了10％左右。（作者：根津 禎，日經技術在線！供稿）
