KR101169978B1 - 무선 식별 카드 - Google Patents

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Abstract

무선 식별 카드(10)는, 식별 정보를 저장하는 식별 정보 저장부(11)와 식별 정보 저장부(11)에 저장된 식별 정보를 무선 신호에 의해 판독 장치(90)에 송신하는 통신 유닛(12)을 구비한다. 또한, 무선 식별 카드(10)는, 통신 유닛(12)에 전력을 공급하는 태양 전지(15)를 구비한다. 태양 전지(15)는, 증감 작용을 가지는 증감 물질과 전자 수송 부재로서 기능하는 반도체 층(1513)과 정공 수송 부재로서 기능하는 전해질 층(1514)을 가진다.

Description

무선 식별 카드{WIRELESS IDENTIFICATION CARD}
본 발명은 무선 식별 카드, 특히 무선 통신용 전원을 내장한 무선 식별 카드에 관한 것이다.
최근, 비접촉 식별 시스템이 보급되어 있다. 비접촉 식별 시스템은 사용자가 휴대 가능한 박형의 무선 식별 카드와, 무선 식별 카드와 무선 통신하여 무선 식별 카드로부터 식별 정보를 취득하는 판독기(리더)를 포함한다. 비접촉 식별 시스템은 무선 식별 카드로부터 취득한 식별 정보를 이용하여, 사용자가 자동 개찰기나 게이트를 통행할 수 있는지를 판단한다.
무선 식별 카드로서는, 패시브 형의 무선 식별 카드 및 액티브 형의 무선 식별 카드가 있다. 패시브 형의 무선 식별 카드는 무선 통신을 행하기 위한 전원을 내장하고 있지 않다. 패시브 형의 무선 식별 카드의 예로는 수동형 RF 태그(패시브 태그)가 있다. 액티브 형의 무선 식별 카드는 무선 통신을 행하기 위한 전원을 내장하고 있다. 액티브 형의 무선 식별 카드의 예로는 능동형 RF 태그(액티브 태그)가 있다.
패시브 형의 무선 식별 카드는, 판독 장치와 통신할 수 있는 거리가 비교적 짧다. 그러므로 사용자는 판독 장치에 패시브 형의 무선 식별 카드를 가까이 두어야 하는 행위가 요구된다.
이에 대하여, 액티브 형의 무선 식별 카드는, 패시브 형의 무선 식별 카드보다 판독기와 통신할 수 있는 거리가 길다. 예를 들면, 액티브 형의 무선 식별 카드와 판독기 간의 거리가 10m이어도 액티브 형의 무선 식별 카드는 판독 장치와 통신할 수 있다. 따라서, 액티브 형의 무선 식별 카드를 이용하면, 판독기에 무선 식별 카드를 가까이하는 행위가 불필요해지므로, 단지 사용자가 판독기에 가까이 있기만 하면 된다.
그러나 액티브 형의 무선 식별 카드의 전원이 1차 전지인 경우에는, 사용자는 정기적인 유지보수(예를 들어, 전지 교환)를 수행해야 한다.
일본특허공개공보 No. 2004?24551에는, 전지 교환을 필요하지 않게 하기 위해서 태양 전지를 이용하는 것이 개시되어 있다.
일본특허공개공보 No. 2002?32728 및 일본특허공개공보 No. 10?240873에는, 표시 유닛으로서 액정 표시 패널을 구비하는 패시브 형의 무선 식별 카드가 개시되어 있다. 이 무선 식별 카드는, 액정 표시 패널에 전기를 공급하기 위한 태양 전지를 구비한다.
액티브 형의 무선 식별 카드의 문제점을 극복하기 위해, 본 발명자들은, 액티브 형의 무선 식별 카드의 전원에, 일반적인 결정 실리콘 태양 전지나 다결정 실리콘 태양 전지나 화합물 반도체 태양 전지를 채용하는 것을 생각하였다.
그러나 전술한 태양 전지를 사용하여, 무선 식별 카드에서 사용되는 전력을 조달하는 것이 곤란하다는 것을 알게 되었다.
그 주된 이유는, 상기와 같은 태양 전지가 무선 식별 카드의 사용 환경에 있어서 충분한 전력을 발생할 만큼의 광전 변환 능력을 가지지 않은 것이다.
즉, 무선 식별 카드는 옥내(실내)에서 흔히 사용된다. 그러므로 태양 전지에 입사하는 광은 태양 광이 아닌 실내 광이다. 실내 광은 태양 광에 비해 조도가 낮으며, 예를 들어 형광등에서 방출되는 광인 것이 많다. 그러나 일반적인 결정 실리콘 태양 전지나 다결정 실리콘 태양 전지나 화합물 반도체 태양 전지는, 태양 광 하에서는 충분한 발전 능력(즉, 광전 변환 능력)을 발휘할 수 있지만, 실내 광 하에서는 충분한 발전 능력을 발휘할 수 없다. 그러므로 결과적으로 무선 식별 카드의 동작에 필요한 전력을 얻을 수 없을 우려가 있다.
태양 전지를 대형화되는 것에 의해 발전량을 증가시키는 것이 고려된다. 그러나 무선 식별 카드의 크기는 사용자가 휴대하는 데 편리한 크기로 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 무선 식별 카드의 휴대성을 고려하면 무선 식별 카드의 크기는 제한되므로, 태양 전지의 크기도 제한된다. 그러므로 태양 전지를 대형화됨으로써 발전량을 증가시키는 것은 바람직하지 않다.
상기 사유를 감안하여, 본 발명의 목적은, 한정된 크기의 태양 전지를 이용하면서도, 저조도 환경(예를 들어, 옥내) 하에서 태양 전지만으로 전력을 조달할 수 있는 무선 식별 카드를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 무선 식별 카드는, 식별 정보를 저장하는 식별 정보 저장부, 상기 식별 정보 저장부에 저장된 상기 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 송신하는 송신기, 및 상기 송신기에 전력을 공급하는 태양 전지를 구비한다. 상기 태양 전지는, 증감 작용을 가지는 증감 물질과 전자 수송 부재와 정공 수송 부재를 가진다.
본 발명에 의하면, 상기 태양 전지로서 일반적인 결정 실리콘 태양 전지를 사용하는 경우와 비교하여, 옥내 등의 저조도 환경 하에서의 발전량이 증가한다. 따라서, 상기 무선 식별 카드를 옥내에서 빈번하게 사용하더라도, 한정된 크기의 태양 전지를 이용하면서도 소비 전력을 조달할 수 있다. 또한, 상기 태양 전지의 제조 비용을 낮출 수 있다.
바람직한 실시예에서, 무선 식별 카드는, 판형(plate shape)으로 형성되고 미리 정해진 시각 정보(visual information)를 표시하는 표시 유닛과, 상기 식별 정보 저장부와 상기 송신기를 유지하는 카드 형태의 본체를 구비한다. 상기 증감 물질은, 광의 수신에 응답해서 전자와 정공을 생성하는 색소이다. 상기 태양 전지는 판형으로 이루어지고 작용 전극(working electrode) 및 대향 전극(opposite electrode)을 포함한다. 상기 전자 수송 부재는 반도체 층으로 이루어지고 상기 증감 물질을 지지하도록 구성되어 있다. 상기 작용 전극은 상기 전자 수송 부재의 두께 방향의 제1 표면에 설치되어 상기 증감 물질로부터 전자를 수취하도록 구성되어 있다. 상기 대향 전극은 상기 전자 수송 부재의 두께 방향의 제2 표면에 설치된다. 상기 전자 수송 부재는 상기 전자 수송 부재와 상기 대향 전극과의 사이에 개재되어 상기 증감 물질로부터 정공을 수취하도록 구성된 전해질 층(electrolyte layer)으로 이루어진다. 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 하나는 투광성(translucency)을 가지도록 구성되며, 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 다른 하나가 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 상기 하나와 상기 본체 사이에 개재하도록, 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 상기 하나가 상기 본체의 전면(front surface)에 배치된다.
본 실시예에 따르면, 종래예의 같게 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛을 동일 평면 내에 배열하여 배치하는 경우와 비교하여, 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛과의 각각의 표면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 상기 태양 전지의 발전량을 향상시키면서, 상기 표시 유닛의 가시성을 높일 수 있다. 또한, 상기 통신 유닛 및 상기 표시 유닛에는 상기 태양 전지로부터 전력이 공급되므로, 전지 교환 등의 유지보수가 불필요하게 된 된다. 또한, 상기 표시 유닛에 사용자의 성명 등을 표시하면, 무선 식별 카드를 명찰(name tag)로서 사용할 수 있다.
더 바람직한 실시예에서, 상기 표시 유닛은 투광성을 가지고 또한, 상기 표시 유닛과 상기 태양 전지 사이에 상기 태양 전지가 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치된다. 상기 표시 유닛과 상기 태양 전지 사이에 확산 투과 부재(diffusion transmission member)가 개재된다. 상기 확산 투과 부재는 광을 수취하면, 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시(visual indication)에 사용되는 광은 확산시키고, 상기 태양 전지의 발전에 사용되는 광은 투과하도록 구성되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 유닛을 투과한 광의 일부가 상기 확산 투과 부재로 확산하므로, 상기 표시 유닛에 의해 표시의 가시성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 확산 투과 부재를 투과한 광을 사용하여 상기 태양 전지가 발전한다. 그러므로 한 방향으로부터의 입사광만을 사용하여 상기 표시 유닛에 의한 표시 및 상기 태양 전지에 의한 발전의 양쪽이 가능하게 된다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 상기 태양 전지는 가시광에 대하여 투광성을 가지며, 상기 표시 유닛이 상기 태양 전지와 상기 본체 사이에 개재하도록 상기 본체에 배치된다.
본 실시예에 따르면, 상기 태양 전지가 상기 표시 유닛의 후방에 위치하는 경우와 비교하여, 상기 태양 전지가 광을 쉽게 수광한다. 그러므로 상기 태양 전지의 발전량을 증가시킬 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서, 상기 표시 유닛은 투광성을 가지고, 상기 표시 유닛의 후면(rear surface)에 배경판(backgroudn plate)이 배치되며, 상기 배경판은 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시의 가시성(visibility)을 향상시키도록 구성되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시의 가시성을 향상시킬 수 있다. 그러므로 상기 표시 유닛은 멀리서도 시각적 표시를 인식하기 쉬운 표시 화면을 제공한다.
대안으로, 추가의 바람직한 실시예에서, 상기 표시 유닛은, 투광성을 가진다. 상기 표시 유닛의 후면에는, 상기 표시 유닛을 투과한 광을 반사하는 반사판이 배치된다.
본 실시예에 따르면, 상기 태양 전지에 직접 입사한 광만 아니라 상기 반사판으로 반사된 광에 의해서도 광전 변환을 행할 수 있다. 그 결과, 상기 태양 전지의 발전량이 향상된다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 무선 식별 카드는, 상기 표시 유닛에 의해 표시되는 시각적 표시를 나타내는 표시 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하도록 구성된 수신기, 및 상기 수신기가 수신한 상기 표시 정보를 저장하도록 구성된 표시 정보 저장부를 포함한다. 상기 표시 유닛은, 상기 표시 정보 저장부에 저장된 상기 표시 정보에 대응하여 시각적 표시를 행하도록 구성되어 있다. 상기 태양 전지는 상기 수신기와 상기 표시 유닛에 전기를 공급하도록 구성되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 유닛에 원하는 시각적 표시를 표시할 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서, 무선 식별 카드는 상기 표시 정보 저장부에 저장된 상기 표시 정보의 내용을, 상기 수신기가 수신한 상기 표시 정보의 내용으로 갱신하도록 구성된 갱신 장치를 더 포함한다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시를 갱신할 수 있다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 상기 표시 유닛은, 상기 태양 전지가 상기 표시 유닛과 상기 본체 사이에 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치되어 있다. 상기 태양 전지는 공통 베이스 플레이트(common base plate)와 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성된 광전 변환 부재로 구성되고, 상기 광전 변환 부재는 상기 작용 전극, 상기 반도체 층, 상기 전해질 층, 및 상기 대향 전극을 포함한다. 상기 송신기는 상기 공통 베이스 플레이트, 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 안테나, 및 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되고 상기 안테나를 이용하여 무선 신호를 송신하도록 구성된 통신 회로로 구성되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 무선 식별 카드의 두께를 얇게 할 수 있다.
더 바람직한 실시예에서, 상기 광전 변환 부재와 상기 안테나와 상기 통신 회로는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 제1 표면에 형성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 광전 변환 부재와 상기 안테나 및 상기 통신 회로가 상기 공통 베이스 플레이트의 별개의 면에 형성되어 있는 경우와 비교하여, 상기 무선 식별 카드의 두께를 얇게 할 수 있다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 상기 광전 변환 부재는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 제1 표면에 형성된다. 상기 안테나와 상기 통신 회로는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 제2 표면에 형성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 광전 변환 부재와 상기 안테나 및 상기 통신 회로가 상기 공통 베이스 플레이트의 같은 면에 형성되어 있는 경우와 비교하여, 상기 무선 식별 카드의 사이즈를 작게 할 수 있다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 무선 식별 카드는, 상기 태양 전지가 생성한 전력을 축적하는 축전지를 더 포함한다. 상기 축전지는, 상기 공통 베이스 플레이트와 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 축전지 부재로 구성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 태양 전지에 입사하는 광의 양이 적게 되어 상기 태양 전지만으로는 상기 통신 회로에 충분한 전력을 공급할 수 없는 경우라도, 상기 축전지의 전력에 의해 상기 통신 회로를 구동할 수 있다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 상기 표시 유닛은, 상기 태양 전지가 상기 표시 유닛과 상기 본체 사이게 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치되어 있다. 상기 태양 전지는 광전 변환 부재와 반사기로 구성되며, 상기 광전 변환 부재는 상기 작용 전극, 상기 반도체 층, 상기 전해질 층, 및 상기 대향 전극으로 구성되며, 상기 반사기는 상기 광전 변환 부재를 투과한 광을 반사하도록 구성되어 있다. 상기 송신기는, 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 형성되는 안테나, 및 상기 베이스 플레이트 상에 형성되고 상기 안테나를 이용하여 무선 신호를 송신하도록 구성된 통신 회로로 구성되어 있다. 상기 반사기는 상기 베이스 플레이트 또는 상기 안테나이다.
본 실시예에 따르면, 상기 태양 전지의 발전량을 증가할 수 있고, 또한 상기 무선 식별 카드의 두께를 얇게 할 수 있다.
대안으로, 더 바람직한 실시예에서, 무선 식별 카드는, 상기 태양 전지가 생성한 전력을 축적하는 축전지를 더 포함한다. 상기 표시 유닛은, 상기 태양 전지의 전면에 배치된다. 상기 태양 전지는, 공통 베이스 플레이트와 상기 작용 전극과 상기 반도체 층과 상기 전해질 층과 상기 대향 전극을 가지고 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 광전 변환 부재로 구성된다. 상기 축전지는, 상기 공통 베이스 플레이트와 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 축전지 부재로 구성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 무선 식별 카드를 소형화할 수 있다. 또한, 상기 태양 전지에 입사하는 광의 양이 적게 되어 상기 태양 전지만으로는 상기 통신 회로에 충분한 전력을 공급할 수 없는 경우라도, 상기 축전지의 전력에 의해 상기 통신 회로를 구동할 수 있다. 또한, 상기 태양 전지와 상기 축전지를 하나의 부재로서 취급할 수 있어 부품 수를 삭감할 수 있다.
도 1a는 제1 실시예의 무선 식별 카드의 블록도이다.
도 1b는 위의 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 2는 위의 무선 식별 카드를 사용한 비접촉 식별 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3a는 제1 실시예의 무선 식별 카드를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 제1 실시예의 무선 식별 카드를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4a는 위의 태양 전지에서 사용하는 색소(K19)의 화학식을 나타내는 도면이다.
도 4b는 위의 태양 전지에서 사용하는 색소(K77)의 화학식을 나타내는 도면이다.
ㄷ 4c는 위의 태양 전지에서 사용하는 색소(Z907)의 화학식을 나타내는 도면이다.
도 5a는 위의 태양 전지에 사용하는 다른 색소의 화학식이다.
도 5b는 위의 태양 전지에 사용하는 다른 색소의 화학식이다.
도 6은 위의 무선 식별 카드의 사용예의 설명도이다.
도 7은 위의 무선 식별 카드의 변형예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8a는 위의 무선 식별 카드의 다른 변형예의 분해 사시도이다.
도 8b는 위의 무선 식별 카드의 사용예의 설명도이다.
도 9는 위의 무선 식별 카드의 변형예의 사시도이다.
도 10a는 제2 실시예의 무선 식별 카드를 나타내는 분해 사시도이다.
도 10b는 제2 실시예의 무선 식별 카드를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은 제3 실시예의 무선 식별 카드의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 12는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 통신 유닛의 개략 단면도이다.
도 12b는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 12c는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 무선 식별 카드의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 13은 위의 무선 식별 카드의 변형예의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 14a는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 통신 유닛의 개략 단면도이다.
도 14b는 위의 무선 식별 카드의 참고예의 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 14c는 위의 무선 식별 카드의 참고예의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 15는 제4 실시예의 무선 식별 카드의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 16a는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 16b는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 축전지의 개략 단면도이다.
도 16c는 위의 무선 식별 카드의 참고예를 나타내는 무선 식별 카드의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 17은 위의 무선 식별 카드의 변형예의 일부를 생략한 개략 단면도이다.
도 18a는 제5 실시예의 무선 식별 카드의 분해 사시도이다.
도 18b는 위의 무선 식별 카드의 변형예의 분해 사시도이다.
도 19는 위의 무선 식별 카드의 참고예의 분해 사시도이다.
도 20a는 제6 실시예의 무선 식별 카드의 블록도이다.
도 20b는 위의 무선 식별 카드와 함께 입장 및 퇴장 관리 시스템을 구축하는 인증 장치의 블록도이다.
도 21은 위의 무선 식별 카드를 사용한 입장 및 퇴장 관리 시스템의 적용예를 나타낸 개략도이다.
도 22는 위의 모드 제어 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
제1 실시예
도 2는 본 실시예의 무선 식별 카드(10)를 사용한 비접촉 식별 시스템을 나타낸다. 비접촉 식별 시스템은, 무선 식별 카드(10)와 상기 무선 식별 카드(10)로 비접촉 통신(무선 통신)하는 전용의 판독 장치(리더)(90)를 구비한다. 비접촉 식별 시스템은, 예를 들면, 건축물 등의 출입구 도어나 자동 도어, 자동 개찰기 등으로 개인의 인증을 무선 식별 카드(10)로 판독 장치(90)와의 사이의 비접촉 통신에 의해 행하기 위해 사용된다. 이 비접촉 식별 시스템에 의하면, 사용자에게 무선 식별 카드(10)를 소지하게 하는 것만으로 룸의 입실 및 퇴실 관리 등이 가능해진다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10)는, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 식별 정보 저장부(11), 통신 유닛(12), 전원 장치(13), 및 표시 장치(14)를 구비하는 평판 비접촉 식별 디바이스이다.
식별 정보 저장부(11)는 예를 들어 메모리로 실현된다. 식별 정보 저장부(11)는 식별 정보를 저장하도록 구성되어 있다. 식별 정보란, 예를 들면, 무선 식별 카드(10)를 소지하고 있는 개인을 식별하기 위한 정보이다. 또한, 식별 정보는, 무선 식별 카드(10)를 식별하기 위한 정보이어도 된다. 그 외, 식별 정보 저장부(11)는, 메모리에 한정되지 않고, 예를 들면, 딥 스위치나 그 외의 저장 장치이어도 된다.
통신 유닛(12)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, LF 안테나(121) 및 LF 수신 회로(122)를 구비한다. LF 수신 회로(122)는 LF 안테나(121)를 이용하여 판독 장치(90)로 LF대(장파대: 30~300kHz)의 제1 통신 방식(LF)으로 통신하도록 구성된 통신 회로이다. 또한, 통신 유닛(12)은 RF 안테나(123) 및 RF 통신 회로(124)를 구비한다. RF 통신 회로(124)는 RF 안테나(123)를 이용하여 UHF대(극초단파대: 300MHz~3GHz)의 제2 통신 방식(UHF)에 의해 판독 장치(90)로 통신하기 위한 통신 회로이다. 또한, 통신 유닛(12)은, LF 수신 회로(122)와 RF 통신 회로(124)를 제어하는 통신 제어 회로(125)를 구비한다. 여기서, LF 안테나(121)는, 예를 들면, 통신 유닛(12)을 형성하기 위한 베이스 플레이트로서 사용되는 본체(20)의 실장 기판상에 형성된 루프 안테나이다. RF 안테나(123)는 예를 들면, 본체(20)의 실장 기판상에 형성된 패치 안테나이다.
통신 유닛(12)은, 식별 정보 저장부(11)에 저장된 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 외부 장치(예를 들면, 판독 장치(90))에 송신하는 송신기로서 기능한다. 또한, 통신 유닛(12)은, 표시 장치(14)에 의해 표시될 내용을 구성하는 표시 정보를 포함하는 무선 신호를 외부 장치(예를 들면, 재기입 장치)로부터 수신하는 수신기로서 기능한다. 그리고 재기입 장치가 무선 식별 카드(10)와 통신할 때, 무선 식별 카드(10)의 식별 정보를 사용하여 인증을 행하도록 해도 된다.
표시 장치(14)는, 미리 정해진 시각 정보를 표시하는 표시 유닛(시각적으로 정보를 전달하기 위한 정보 전달 수단)이다. 표시 장치(14)는 판형으로 형성되어 있다. 이와 같은 표시 장치(14)는, 예를 들면, 반사형의 액정 디스플레이이며, 투광성을 가지고 있다. 표시 장치(14)는, 판형으로 형성되고 투광성을 가지는 표시 화면(141)을 구비한다. 표시 화면(141)은, 예를 들면, 액정 패널이다. 표시 화면(141)은, 전기변색성 재료(electrochromic material)를 사용한 표시 패널 및 광변색성 재료(photomaterial material)를 사용한 표시 패널 중에서 하나를 선택할 수 있다. 표시 장치(14)는, 수신기인 통신 유닛(12)이 수신한 표시 정보를 저장하는 표시 정보 저장부(142)를 구비한다. 표시 정보 저장부(142)는, 예를 들면, 메모리이다. 또한, 표시 장치(14)는, 표시 정보 저장부(142)에 저장된 표시 정보가 나타내는 내용을 표시 화면(141)에 표시하는 표시 제어 회로(143)를 구비한다. 즉, 표시 제어 회로(143)는, 표시 화면(141)에 표시되는 내용(표시 화면(141)의 시각적 표시)을 제어한다. 또한, 표시 장치(14)는, 표시 정보 저장부(142)에 저장된 표시 정보의 내용을, 통신 유닛(12)이 수신한 표시 정보의 내용으로 갱신하는 갱신 장치(144)를 구비한다.
전술한 바와 같이, 표시 장치(14)는, 표시 정보 저장부(142)에 저장된 표시 정보에 대응하여 시각적 표시를 행한다. 외부 장치(예를 들면, 재기입 장치)로부터 표시 정보를 수신하면, 표시 장치(14)는, 표시 화면(141)에 표시될 내용을, 수취한 표시 정보가 나타내는 내용으로 갱신한다.
여기서, 판독 장치(90)는, 예를 들면, 룸의 입구에 설치된다. 판독 장치(90)는, LF 안테나(901), LF 송신 회로(902), RF 안테나(903), RF 통신 회로(904), 제어 회로(905), 액정 표시 장치인 표시 장치(906), 및 버저(907)를 구비한다. LF 안테나(901) 및 LF 송신 회로(902)는, LF대(장파대: 30~300kHz)의 제1 통신 방식(LF)에 의해 무선 식별 카드(10)로 통신하도록 구성된다. RF 안테나(903) 및 RF 통신 회로(904)는, UHF대(극초단파대: 300MHz~3GHz)의 제2 통신 방식(UHF)에 의해 무선 식별 카드(10)로 통신하도록 구성된다. 제어 회로(905)는, LF 송신 회로(902) 및 RF 통신 회로(904)를 제어하도록 구성된다.
다음에, 도 2에 나타낸 비접촉 식별 시스템의 동작에 대하여 설명한다.
판독 장치(90)에서는, 제어 회로(905)가 무선 식별 카드(10)를 기동하기 위한 무선 신호인 기동 신호 S11을 생성한다. 기동 신호 S11은, LF 송신 회로(902)로 유도 자계의 신호 성분에 중첩되어 증폭된다. 그 후에, 기동 신호 S11은, LF 안테나(901)로부터 송신된다. 기동 신호 S11은, 일정 주기로(간헐적으로) 송신된다. 판독 장치(90)가 기동 신호 S11을 송신함으로써, 판독 장치(90)의 주위(예를 들면, 룸의 입구 부근)에 인증 영역(무선 식별 카드(10)가 기동 신호 S11을 수신할 수 있는 영역)이 형성된다.
무선 식별 카드(10)를 소지한 사용자가 인증 영역 내에 들어가면, 무선 식별 카드(10)는, 기동 신호 S11을 LF 안테나(121)로 수신한다. LF 안테나(121)로 기동 신호 S11가 수신되면 LF 수신 회로(122)는, 이에 응답하여, 통신 제어 회로(125)를 기동한다. 통신 제어 회로(125)는, 식별 정보 저장부(11)에 저장된 식별 정보를 포함하는 무선 신호인 식별 신호 S12를 생성한다. 식별 신호 S12는, RF 통신 회로(124) 및 RF 안테나(125)에 의해, 제2 통신 방식으로 판독 장치(90)에 송신된다.
무선 식별 카드(10)는, 기동 신호 S11을 수신할 때까지는 저소비 전력 모드로 동작한다. 무선 식별 카드(10)는 기동 신호 S11을 수신하면 정상 모드로 동작한다. 저소비 전력 모드에서는, 전원 장치(13)가 통신 유닛(12)의 LF 수신 회로(122)에만 전력을 공급한다. 정상 모드에서는, 전원 장치(13)가 LF 수신 회로(122) 이외의 RF 통신 회로(124) 및 통신 제어 회로(125)에도 전력을 공급한다.
판독 장치(90)에서는, RF 안테나(903) 및 RF 통신 회로(904)에 의해, 식별 신호 S12를 수신한다. 수신된 식별 신호 S12는, 제어 회로(905)로부터 도시하지 않은 상위 장치(예를 들면, 인증 장치)에 전송된다. 상위 장치는, 식별 신호 S12에 포함되는 식별 정보의 대조를 행한다. 대조의 결과, 식별 정보가 정규(valid)인 것으로 판단되어 인증이 정상적으로 완료되면, 상위 장치는, 판독 장치(90)에 인증이 정상적으로 완료된 것을 통지한다. 이 경우, 판독 장치(90)의 제어 회로(905)는 식별 신호 S12에 포함되어 있었던 식별 정보를 포함하는 확인 신호(ACK 신호) S13을 생성한다. 확인 신호 S13은, RF 통신 회로(904) 및 RF 안테나(903)에 의해 무선 식별 카드(10)에 송신된다. 또한, 제어 회로(905)는, 표시 장치(906) 및/또는 버저(907)를 제어하여, 인증이 정상적으로 완료한 것을 사용자에게 통지한다. 또한, 제어 회로(905)는, 룸의 입구 도어를 잠금해제한다. 한편, 상위 장치가 식별 정보의 인증에 실패한 경우, 제어 회로(905)는, 표시 장치(906) 및/또는 버저(907)를 제어하여 사용자에게 경고한다. 이 경우, 룸의 출입구 도어는 잠긴 채로 있게 된다.
무선 식별 카드(10)는, 확인 신호 S13을 RF 통신 회로(124)로 수신하면, 식별 신호 S12의 송신을 종료한다.
그리고 판독 장치(90)는, 확인 신호 S13 대신에, 상위 장치에서 인증된 식별 정보를 포함하는 기동 신호 S11을 송신할 수 있다. 이 경우, 무선 식별 카드(10)는, 자기의 식별 정보를 포함하는 기동 신호 S11을 LF 수신 회로(122)로 수신하면, 식별 신호 S12의 송신을 종료한다.
도 2에 나타낸 비접촉 식별 시스템에서는, 무선 식별 카드(10)는, LF대의 기동 신호 S11로 기동하고, UHF대의 식별 신호 S12를 송신한다. 그러므로 인증 영역의 범위를, 소정의 범위(예를 들면, 1.5 ~ 2m의 범위)로 정확하게 규정할 수 있다. 또한, UHF대의 무선 통신을 행하는 RF 통신 회로(124)의 소비 전력은, 10 ~ 20mA로 비교적 크지만, LF대의 무선 통신을 행하는 LF 수신 회로(122)는 ㎂ 정도의 미약한 전력으로 기동한다. 그러므로 전술한 저소비 전력 모드를 채용함으로써, 무선 식별 카드(10)의 대기 전력을 낮게 할 수 있다.
통신 유닛(12)이 도시하지 않은 외부 기기(재기입 장치)와 통신을 행하고, 이 외부 기기로부터 표시 정보를 수신하면, 수신한 표시 정보가 표시 정보 저장부(142)에 저장된다. 표시 제어 회로(143)는, 표시 정보 저장부(142)에 저장된 표시 정보가 나타내는 표시 내용(예를 들면, 도 3에 도시된 "abcde")을 표시 화면(141)에 표시하게 한다. 통신 유닛(12)이 외부 기기로부터 새로운 표시 정보를 수신하면, 갱신 장치(144)는, 표시 정보 저장부(142)에 저장된 표시 정보의 내용을, 통신 유닛(12)이 수신한 표시 정보의 내용으로 갱신한다. 그 결과, 표시 제어 회로(143)는, 이전의 표시 내용 대신 새로운 표시 내용으로 갱신하여 표시 화면(141)에 표시하게 한다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10)에 있어서, 통신 유닛(12)과 표시 장치(14)에 전력을 공급하는 전원 장치(13)는, 태양 전지(15) 및 축전지(16)로 구성된다.
태양 전지(15)는, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자인 태양 전지 패널(태양 전지 모듈)(151) 및 상기 태양 전지 패널(151)의 출력 전압을 소정값(통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)의 구동에 적절한 전압값)으로 조정하는 조정 회로(152)를 구비한다. 태양 전지 모듈(151)은 판형으로 형성되어 있다. 태양 전지 모듈(151) 사이즈는 표시 화면(141) 사이즈와 같은 정도이다. 조정 회로(152)는, 예를 들면, 최대 출력 추종 제어(maximum power point tracking control: MPPT 제어)를 행한다. 태양 전지(15)를 이용하면, 1차 전지와는 달리, 전지 교환이나 충전 등의 유지보수를 행할 필요가 없고, 장기간에 걸쳐 안정된 전력 공급을 할 수 있다.
축전지(16)는 2차 전지 또는 커패시터이다. 축전지(16)는, 태양 전지(15)에 광이 충분하게 입사하지 않는 환경 하에서, 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)에 전력을 공급하기 위해 사용된다.
전원 장치(13)는, 예를 들면, 태양 전지(15)에 입사하는 광이 많은 낮에, 태양 전지(15)로부터의 전력으로 축전지(16)를 충전하는 충전 회로(도시하지 않음)를 구비한다. 즉, 축전지(16)는, 태양 전지(15)로 생성된 전력 중, 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)에 의해 소비된 전력을 제외하는 나머지의 전력(잉여 전력)으로 충전된다. 또한, 전원 장치(13)는, 태양 전지(15)의 발전량이 저하되었을 때 축전지(16)로부터 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)에 전력을 공급하는 방전 회로(도시하지 않음)를 구비한다. 그러므로 태양 전지(15)에 입사하는 광이 적은 야간에, 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)에 전력이 공급된다. 축전지(16)를 이용하면, 낮에 태양 전지(15)에 의해 생성된 전력을 야간에 이용 가능하므로, 태양 전지(15)의 전력을 유효하게 이용할 수 있다.
본 실시예에서는, 옥내(실내)에 있어서도 태양 전지(15)로 충분한 전력을 생성할 수 있도록, 증감 작용을 가지는 물질과 전하를 수송하는 전자 수송 부재 및 정공 수송 부재를 가지는 태양 전지(15)를 사용하고 있다.
증감 작용을 가지는 물질은, 광을 흡수함으로써 전자(마이너스 전하)와 정공(플러스 전하)을 별개의 물질에 배분하는 기능을 가진다. 이 기능이 광전 변환 효과의 발현의 요인이 된다. 전자 수송 부재(전자 수송층)는, 증감 작용을 가지는 물질로부터 전자를 수취하고, 정공 수송 부재(정공 수송층)는, 증감 작용을 가지는 물질로부터 정공을 수취한다.
증감 작용을 가지는 물질로서는, 색소(dye) 또는 양자점(quamtum dot) 재료 등을 들 수 있다. 색소로서는, RuL2(H2O)2 타입의 루테늄-시스-디아쿠아-비피리딜 착체(여기서, L은 4,4'-디카르복실-2,2'-비피리딘을 나타낸다), 및 루테늄-트리스(RuL3) 타입, 루테늄-비스(RuL2) 타입, 오스뮴-트리스(OsL3) 타입 및 오스뮴-비스OsL2) 등의 타입의 전이 금속 착체(transition metal complex)를 들 수 있다. 이 외에, 색소로서는, 아연-테트라(4-카르복실) 포르피린, 철 헥사시아나이드 착체, 프탈로시아닌, 9-페닐크산텐 색소, 쿠마린 색소, 아크리딘 색소, 트리페닐메탄 색소, 테트라페닐메탄 색소, 퀴논 색소, 아조 색소, 인디고 색소, 시아닌 색소, 메로시아닌 색소 및 크산텐 색소 등을 들 수 있다. 양자점 재료로서는 PbS나 CdS를 들 수 있다.
전자 수송 부재의 재료는, 금속(예를 들어, Cd, Zn, In, Pb, Mo, W, Sb, Bi, Cu, Hg, Ti, Ag, Mn, Fe, V, Sn, Zr, Sr, Ga, Si, Cr)의 산화물이나, 페로브스카이트(perovskites)(예를 들어, SrTiO3 및 CaTiO3), 황화물(예를 들어, CdS, ZnS, In2S3, PbS, Mo2S, WS2, Sb2S3, Bi2S3, ZnCdS2, Cu2S 등), 및 금속 칼코게나이드(CdSe, In2Se3, WSe2, HgSe, PbSe, CdTe) 중에서 선택될 수 있다. 또한, 전자 수송 부재의 재료는, GaAs, Si, Se, Cd3P2, Zn3P2, InP, AgBr, PbI2, HgI2, BiI3 중에서 선택될 수 있다. 또한, 전자 수송 부재의 재료는, 상기한 반도체 재료로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 복합체, 예를 들면, CdS/TiO2, CdS/AgI, Ag2S/AgI, CdS/ZnO, CdS/HgS, CdS/PbS, ZnO/ZnS, ZnO/ZnSe, CdS/HgS, CdSx/CdSe1 ?x, CdSx/Te1 ?x, CdSex/Te1 ?x, ZnS/CdSe, ZnSe/CdSe, CdS/ZnS, TiO2/Cd3P2, CdS/CdSeCdyZn1 ? yS, CdS/HgS/CdS 중에서 선택될 수 있다. 그리고 전자 수송 부재의 재료는, 전자 수송 기능을 발현하는 유기물이나 n형 유기 재료 중에서 선택될 수 있다.
정공 수송 부재는, 산화제와 환원제로 이루어지는 한 쌍의 산화 환원계 구성 물질이 용매 중에 포함되어 있으면 되므로, 종류는 특별히 한정되지 않는다. 상기 산화 환원계 구성 물질이란, 산화 환원 반응에 있어서, 가역적으로 산화제 및 환원제의 형태로 존재하는 한 쌍의 물질을 말한다. 산화제는 산화 상태의 전해질(예를 들면, I3 -)을 말하여, 환원제는 환원 상태의 전해질(예를 들면, I-)을 말한다. 정공 수송 부재의 재료로서는, p형 반도체(예를 들어, 구리 요오드화물), 아민 유도체(예를 들어, 트리페닐아민), 도전성 고분자(예를 들어, 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리티오펜), p형 유기 재료 중에서 선택될 수 있다.
증감 작용을 가지는 물질과 전하 수송부(전자 수송 부재 및 정공 수송 부재)를 가진 태양 전지는, 예를 들면, 색소 증감 태양 전지, 양자점 증감 태양 전지, 및 색소 증감 유기 태양 전지이다.
본 실시예에서의 태양 전지(15)는 색소 증감 태양 전지이다. 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)은, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 유리 기판으로 이루어지는 제1 기판(작용 전극 기판)(1511), 및 제1 기판의 표면(후면) 상에 형성된 투명 도전체 층(투명 전극)으로 이루어지는 작용 전극(1512)을 구비한다. 또한, 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)은, 유리 기판으로 이루어지는 제2 기판(대향 전극 기판)(1516), 및 제2 기판의 표면(전면) 상에 형성된 투명 도전체 층(투명 전극)으로 이루어지는 대향 전극(1515)을 구비한다. 제1 기판(1511) 및 제2 기판(1516)은, 작용 전극(1512)과 대향 전극(1515)이 서로 대향하도록 배치된다. 작용 전극(1512) 상에는, 반도체로 이루어지는 반도체 층(1513)이 설치된다. 반도체 층(1513)은, 광의 수신에 응답해서 전자를 방출하는 색소(도시하지 않음)를 지원한다. 또한, 반도체 층(1513)은 전자 수송 부재로서 기능한다. 작용 전극(1513)과 대향 전극(1515) 사이에는, 반도체 층(1513)을 둘러싸는 통형의 밀봉재(1517)가 배치된다. 이 밀봉재(1517) 중에는, 정공 수송 부재로서 기능하는 전해질 층(154)을 구성하는 전해액이 충전된다(참고 문헌 1: 그라첼(Gratzel) 외, "네이처(Nature)", (영국), 1991년. 10월 24일, 제353권, p.737?740).
전술한 바와 같이, 태양 전지(15)는, 광의 수신에 응답해서 전자와 정공을 생성하는 색소로 이루어지는 증감 물질을 지원하는 반도체 층(1513), 반도체 층(1513)의 두께 방향의 제1 표면에 설치되어 증감 물질로부터 전자를 수취하는 작용 전극(1512), 반도체 층(1513)의 두께 방향의 제2 표면에 설치되는 대향 전극(1515), 및 반도체 층(1512)과 대향 전극(1515) 사이에 개재되고 증감 물질로부터 정공을 수취하는 전해질 층(1514)을 구비한다.
본 실시예에 따르면, 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)에 입사한 광(예를 들면, 가시광)은, 제1 기판(1511) 및 작용 전극(1512)을 통해 반도체 층(1513) 중의 색소에 흡수된다. 상기 색소는 여기 상태로 되어 전자를 방출하며, 색소로부터 방출된 전자는 반도체 층(1513)으로 이동해 반도체 입자 사이의 공간을 통과하여 작용 전극(1512)에 도달한다. 작용 전극(1512)에 도달한 전자는, 작용 전극(1512)과 대향 전극(1515) 사이에 도선 등에 의해 접속된 부하(예를 들면, 통신 회로(12)를 통하여 대향 전극(1515)으로 이동한다. 색소는, 전해질 층(1514)에 포함된 환원 상태의 전해질(환원제)I-로부터 전자를 수취함으로써, 여기 에너지 상태(excited energy state)로부터 기저 에너지 상태(ground-level energy state)로 되돌아온다. 전해질(환원제)I-은 색소에 전자를 부여함으로써 산화되어 전해질(산화제)I3 -로 된다. 산화된 전해질(산화제I)은 대향 전극(1515)으로부터 전자를 받으면 환원제 I-로 돌아온다. 그 결과, 태양 전지(15)에 광이 입사하면 태양 전지(15)로부터 부하(통신 유닛(12) 및 표시 장치(14))에 전류가 흐른다.
그 외, 제1 기판(1511) 및 제2 기판(1516)을 투명 재료에 의해 형성하면, 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)에 투광성을 갖게 할 수 있다. 또한, 제1 기판(1511) 및 제2 기판(1516)을 가요성이 있는 수지 필름 등으로 형성하면, 태양 전지 모듈(151)에 가요성을 갖게 할 수 있다. 또한, 작용 전극(1512) 및 대향 전극(1515) 각각의 광투과율은 높게 하는 것이 바람직하다. 이것들의 광투과율은 바람직하게는 50% 이상이며, 더 바람직하게는 80% 이상이다. 대향 전극(1515)은, 예를 들면, 불소가 도프된 산화 주석으로 만들어질 수 있다. 반도체 층(1513)은, 예를 들면, TiO2의 미립자로 구성된 다공질막으로 만들어질 수 있다. 반도체 층(1513)에 TiO2를 이용하면, 전해질 층(1514)으로의 광 용해(photodissolution)를 방지할 수 있고, 또한 광전 변환 특성을 향상시킬 수 있다.
태양 전지(15)에 있어서, 색소로서는 Ru 착체를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 도 4a에 나타낸 K19, 도 4b에 나타낸 K77, 도 4c에 나타낸 Z907 등의 소수성(hydrophobic)이 높은 색소를 사용하는 것이 바람직하다. 소수성이 높은 색소를 이용하면, 물의 접근을 방해할 수 있어, 가수분해에 의한 색소의 이탈을 억제할 수 있다. 그러므로 태양 전지(15)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
전해질 층(1514)에 포함되는 산화제 I3 -의 농도는, 0.02mol/dm3 이하로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 산화제의 농도를 너무 높게 하면, 전해질 층(1514)이 가시광 영역의 광을 흡수하게 되어 태양 전지(15)의 발전 효율이 저하되기 때문이다.
산화제 I3 -의 농도의 하한값은, 10×10-9mol/dm3인 것이 바람직하다. 이 농도(10×10-9mol/dm3)는, 산화제 I3 -의 공급원(예를 들면, 요오드 I2)을 용매 등에 첨가하지 않고, 환원제 I-의 공급원(예를 들면, 요오드화물 염)만을 용매 등에 첨가하여 얻은 전해질 층(1514)을 흡광 광도법(absorption photometry)에 의해 측정했을 때 검출되는 산화제 I3 -의 농도와 같다. 산화제 I3 -의 공급원을 용매 등에 첨가하고 있지 않음에도, 산화제 I3 -의 농도가 10×10-9mol/dm3 정도가 되는 것은, 이하의 2가지가 원인인 것으로 생각된다. 제1 원인은, 요오드화물 염 중에 포함되는 불순물의 존재에 의해 산화제 I3 -가 생성되는 것이다. 제2 원인은, 요오드화물 염을 유기용매 등에 용해시켰을 때 어떠한 평형 반응이 생겨 산화제 I3 -가 생성되는 것이다.
전해질 층(1514)을 구성하는 용매로서는, 감마 부티로락톤, 폴리에틸렌 글리콜, 메톡시프로피오니트릴 용매 등이 바람직하다. 특히, 전해질 층(1514)의 용매로서는, 감마 부티로락톤 및 폴리에틸렌 글리콜(분자량 200) 중에서 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 태양 전지(15)의 구체예를 이하의 예 1 ~ 예 3에 나타낸다.
(예 1)
예 1의 태양 전지(15)를 제작하는 데 있어서는, 먼저, 평균 1차 입자 직경(average primary particle diameter)이 20nm인 고순도 산화 티탄 분말을 에틸 셀룰로오스 중에 분산시켜, 스크린 인쇄용의 제1 페이스트를 제작한다. 또한, 평균 1차 입자 직경이 20nm인 고순도 산화 티탄 분말과 평균 1차 입자 직경이 400nm인 고순도 산화 티탄 분말을 에틸 셀룰로오스 중에 분산시켜, 스크린 인쇄용의 제2 페이스트를 제작한다.
다음에, 작용 전극(1512) 및 제1 기판(1511)으로서 사용되는 도전성 유리 기판(아사히 유리 사제, 한 표면이 불소 도프 SnO2로 코팅됨으로써 도전성이 부여된 유리 기판, 표면 저항 10Ω/sq, 두께 1mm, 크기 1.6cm×3.6cm) 상에, 전술한 제1 페이스트를 크기 1cm×3cm로 도포하여 건조한다. 이 후, 건조한 제1 페이스트를 공기 중에서 500℃으로 30분간 소성한다. 이로써, 도전성 유리 기판 상에 두께 10㎛의 다공질 산화 티탄막을 형성한다. 또한, 다공질 산화 티탄막 상에 제2 페이스트를 도포하여 건조한다. 이 후, 건조한 제2 페이스트를 공기 중에서 500℃으로 30분간 소성한다. 이로써, 다공질 산화 티탄막 상에 두께 4㎛의 산화 티탄막을 형성한다. 이로써, 수광 면적이 3cm2의 반도체 층(1513)을 얻을 수 있다.
다음에, 반도체 층(1513)을, 색소(예를 들면, 도 4a에 나타낸 색소)를 포함하는 용액에 침지한 후, 상기 용액으로부터 인출하고 암실에서 실온에 24시간 놓아둔다. 이로써, 반도체 층(1513)에 색소가 흡착된다. 여기서 상기 용액에는, 아세토니트릴 및 t?부탄올을 용적비 50:50으로 혼합하여 얻은 혼합 용매에, 상기 색소를 농도가 3×10-4mol/dm3로 되도록 용해된 용액을 사용한다.
한편, 제2 기판(1516)용의 다른 도전성 유리 기판(아사히 유리 사제, 한 표면이 불소 도프 SnO2에 의해 코팅됨으로써 도전성이 부여된 유리 기판, 표면 저항 10Ω/sq, 두께 1mm, 크기 1.6cm×3.6cm) 상에, 5mmol/dm3의 H2PtCl6 용액(용매 이소프로필 알코올)을 5×10-6l/cm2 도포한 후, 450℃으로 15분간 열처리한다. 이로써, 제2 기판(1516) 상에 대향 전극(1515)이 형성된다.
제1 기판(1511)과 제2 기판(1516) 사이에는, 밀봉재(1517)의 기초가 되는 두께 20μm의 열가소성 수지(듀퐁 사제 상표명 "바이넬(Bynel®)")를, 반도체 층(1513)을 둘러싸도록 배치한다. 그 후, 250℃으로 30초간 가열하면서 두께 방향에서 상기 열가소성 수지를 가압한다. 이로써, 상기 열가소성 수지에 의해 제1 기판(1511)과 제2 기판(1516)이 접합된다.
밀봉부(1517) 내부(제1 기판(1511)과 제2 기판(1516) 사이의 공간)로의 전해액의 주입은, 밀봉부(1517)에 설치한 1mm 폭의 구멍으로부터 감압 주입 방식(depressurization injection method)에 의해 행한다. 전해액으로서는, 메틸 트리프로필 암모늄, 요오드, 요오드화 리튬, 및 N-메틸벤조이미다졸을 감마 부티로락톤에 용해하되, 메틸 트리프로필 암모늄 0.5mol/dm3 분자 농도, 요오드 0.005mol/dm3 분자 농도, 요오드화 리튬 0.05mol/dm3 분자 농도, N-메틸벤조이미다졸 0.5mol/dm3 분자 농도가 각각 용해되도록 한다.
(예 2)
예 2의 태양 전지(15)는, 전해질 층(1514)으로서 요오드를 0.05mol/dm3 용해된 전해액을 사용하는 점에서 예 1의 태양 전지(15)와 상위하고, 그 외에는 예 1의 태양 전지(15)와 같다.
(예 3)
예 3의 태양 전지(15)는, 도 5a에 나타낸 색소를 사용하는 점에서 예 1의 태양 전지(15)와 상위하고, 그 외에는 예 1의 태양 전지(15)와 같다. 그리고 도 5a 중의 "TBA"는 도 5b에 나타낸 테트라부틸암모늄을 의미한다.
이상 설명한 각각의 실시예의 태양 전지(15)를 이용하면, 태양 광이 조사하는 옥외뿐만 아니라 옥내(실내)에 있어서도 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)를 구동하는 데 충분한 전력을 생성할 수 있다. 그러므로 태양 전지(15)만으로 판독 장치(90)와의 통신 등에 필요한 전력을 조달할 수 있다.
그런데 리튬 전지 CR2032(버튼 형 전지)를 사용한 액티브 형의 무선 식별 카드(표시 장치(14)는 구비하고 있지 않음)를 전술한 비접촉 식별 시스템에 채용한 경우, 무선 식별 카드의 전지 수명은, 통상의 사용 상황에서 있으면 1년 정도인 것이 보고되어 있다. 여기서, 전지 용량과 수명과의 관계로부터 1일의 소비 전력량은, 1.8mWh/일 정도이다. 이 소비 전력량을 각각의 실시예의 태양 전지(15)로 조달할 수 있는지의 여부를 검증한 결과를 표 1에 나타낸다. 검증 시에는, 옥내(실내)에서의 사용을 상정하고 있고, 형광등을 광원으로서 사용하도록 하고 있다. 조도 100 lx의 환경 하에서 태양 전지(15)를 6시간 쬔 경우의 태양 전지의 수광량을 1일의 수광량으로 정의하였다. 또한, 태양 전지(15)의 수광 면적은 10cm2으로 하였다. 또한, 비교예로서, 실리콘계 태양 전지(결정 실리콘 태양 전지)에 대해서도 동일한 검증을 행하였다.
태양 전지의 종류 10cm2 크기의 태양 전지의 1일 발전량(mWh/day)
비교예 1 0.09
예 1 2.4
예 2 2.0
예 3 2.0
비교예 1에서는, 1일의 무선 식별 카드(10)의 소비 전력량(1.8mWh/일)을 조달할 수가 없다. 그러므로 비교예 1에 따른 태양 전지는 1차 전지를 병용할 필요가 있고, 단지 0.091mWh/일분만큼 전지 수명이 연장될 뿐이다. 이것은, 실리콘계 태양 전지는, 저조도 환경 하에서 발전 효율이 저하되고, 또한 특정 파장역의 광(형광등으로부터의 광)에 대한 감도가 낮은 것으로 생각된다.
이에 대하여, 예 1 ~ 예 3에서는, 모두 1일의 발전량이 1일의 무선 식별 카드(10)의 소비 전력량(1.81mwh/일)을 초과하고 있다. 그러므로 태양 전지(15)로 생성된 전력만으로 무선 식별 카드(10)의 전력을 조달할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 무선 식별 카드(10)에 의하면, 전지 교환 등의 유지보수를 행하지 않고 계속적으로 사용할 수 있다.
또한, 무선 식별 카드(10)는, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 식별 정보 저장부(11) 및 통신 유닛(12)으로 축전지(16)를 유지하는 본체(20)를 구비한다.
본체(20)는, 절연성을 가지는 수지 재료에 의해, 사용자가 휴대하는 데 적당한 크기의 카드 상태로 형성되어 있다. 본체(20)의 크기는, 태양 전지 모듈(151)이나 표시 화면(141)과 같은 정도의 크기이다. 본체(20)에는 실장 기판(도시하지 않음)이 내장되어 있다. 이 실장 기판 상에, 식별 정보 저장부(11)와 통신 유닛(12)과 축전지(16)가 실장된다. 또한, 이 실장 기판에는 표시 장치(14)의 표시 정보 저장부(142), 표시 제어 회로(143) 및 갱신 장치(144)가 설치된다.
본체(20)의 전면 측에는, 표시 장치(14)의 표시 화면(141) 및 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)이 배치된다. 여기서, 표시 화면(141)은, 태양 전지 모듈(151)을 통하여 본체(20)의 전면 측에 배치된다. 즉, 표시 장치(14)의 표시 화면(141)은, 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)의 전면에 배치된다.
본체(20)의 실장 기판에 실장된 태양 전지(15)의 조정 회로(152)와 본체(20)의 전면 측에 배치된 태양 전지 모듈(151)은, 각종 케이블(예를 들면, 플렉시블 케이블), 단자, 및 도체 패턴 등의 적절한 배선(도시하지 않음)에 의해 접속된다. 또한, 본체(20)의 실장 기판에 실장된 표시 정보 저장부(142), 표시 제어 회로(143), 갱신 장치(144), 및 본체(20)의 전면 측에 배치된 표시 화면(141)은, 각종 케이블(예를 들면, 플렉시블 케이블), 단자, 및 도체 패턴 등의 적절한 배선(도시하지 않음)에 의해 접속된다. 또한, 전원 장치(13) 및 표시 장치(14)는, 각종 케이블(예를 들면, 플렉시블 케이블) 등의 적절한 배선(도시하지 않음)에 의해 접속되고, 전원 장치(13)로부터 표시 장치(14)에 전력이 공급된다.
이 외에, 본체(20)의 실장 기판에는, 반드시 태양 전지(15)의 조정 회로(152), 표시 장치(14)의 표시 정보 저장부(142), 표시 제어 회로(143), 및 갱신 장치(144)를 실장할 필요는 없다. 조정 회로(152)는, 태양 전지 모듈(151)과 일체로 설치되어 있어도 된다. 또한, 표시 정보 저장부(142), 표시 제어 회로(143), 및 갱신 장치(144)는, 표시 화면(141)과 일체로 설치될 수도 있다.
또한, 본 실시예의 무선 식별 카드(10)는, 표시 장치(14)의 표시 화면(141)과 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151) 사이에 개재되는 확산 투과 부재(확산 투과층)(30)를 구비한다.
확산 투과 부재(30)는, 광을 수신하면, 표시 장치(14)에서의 시각적 표시에 사용되는 광(표시 부분(1411)에 사용되는 광)은 확산시키고, 태양 전지(15)에서의 발전에 사용되는 광은 투과하도록 구성된다. 확산 투과 부재(30)는, 예를 들면, 투광성을 가지는 유백색의 수지 재료에 의해 판형으로 형성된 패널(유백색 패널)이다.
전술한 바와 같이, 무선 식별 카드(10)에서는, 표시 장치(14)(표시 화면(141), 확산 투과 부재(30), 태양 전지(15)(태양 전지 모듈(151), 및 본체(20)는, 전면 측으로부터, 표시 장치(14), 확산 투과 부재(30), 태양 전지(15), 본체(20)의 순으로 적층되어 있다.
따라서, 육안 관찰 측(전면 측)으로부터 무선 식별 카드(10)에 입사한 광은, 투광성을 가지는 표시 장치(14)의 표시 화면(141)을 빠져나가 확산 투과 부재(30)에 도달한다. 확산 투과 부재(30)에 도달한 광의 일부는 확산 투과 부재(30)로 확산되고, 나머지는 확산 투과 부재(30)를 빠져나가 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)에 도달한다.
이상 설명한 본 실시예의 무선 식별 카드(10)에 의하면, 일반적인 결정 실리콘 태양 전지를 사용하는 경우와 비교하여, 옥내 등의 저조도 환경 하에서의 발전량이 증가한다. 따라서, 무선 식별 카드(10)를 옥내에서 빈번하게 사용하여도, 한정된 크기의 태양 전지(15)를 이용하면서도 태양 전지(15)만으로 전력을 조달할 수 있다. 또한, 태양 전지(15)의 제조 비용을 저렴하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 태양 전지(15)가 통신 유닛(12) 및 표시 장치(14)에 전력을 공급하므로, 전지 교환 등의 유지보수가 불필요가 된다.
또한, 본 실시예의 무선 식별 카드(10)에서는, 표시 장치(14) 및 태양 전지(15)를 전후에 겹친 상태로 해서, 본체(20)의 전면에 장착하고 있다. 그러므로 종래예와 같이 태양 전지(15) 및 표시 장치(14)를 동일 평면(본체(20)의 전면) 내에 배열하여 배치하는 경우와 비교하여, 태양 전지(15) 및 표시 장치(14) 각각의 표면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 태양 전지(15)의 발전량을 향상시키면서, 표시 장치(14)의 가시성을 높일 수 있다. 또한, 표시 화면(141)에 한번에 표시 가능한 정보량을 증가시킬 수 있다.
또한, 표시 장치(14)를 투과한 광의 일부가 확산 투과 부재(30)로 확산되므로, 표시 장치(14)에서의 시각적 표시의 가시성을 향상시킬 수 있다. 또한, 확산 투과 부재(30)를 투과한 광을 사용하여 태양 전지(15)가 발전한다. 그러므로 한 쪽(앞쪽)으로부터의 입사광만으로 표시 장치(14)에 의한 표시 및 태양 전지(15)에 의한 발전 양쪽이 가능하게 된다.
더욱이, 외부 기기로부터 수신한 표시 정보는, 표시 정보 저장부(142)에 저장되기 때문에, 외부 기기와의 통신 후에도 표시를 계속할 수 있다. 따라서, 같은 내용을 표시하기 위해 몇 번씩이나 외부 기기와 통신을 행할 필요가 없다. 또한, 무선 식별 카드(10)가 현재의 표시 정보와 내용이 상이한 표시 정보를 수신했을 때는, 수신한 표시 정보에 기초하여 시각적 표시가 행해진다. 즉, 새로운 표시 내용을 수신했을 때는, 현재 유지하고 있는 표시 내용을 새로운 표시 내용으로 갱신할 수 있다.
표시 장치(14)는, 표시 화면(141)이 표시 내용을 계속하여 표시함으로써 표시 내용을 유지하도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 표시 화면(141)이, 표시 정보 저장부(142)로서도 기능하도록 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 표시 화면(141)으로서는, 예를 들면, 전자 페이퍼를 채용할 수 있다. 전자 페이퍼는, 전력 공급이 정지되어도, 표시를 계속할 수 있다. 따라서, 표시 화면(141)에 전자 페이퍼를 이용하면, 외부 기기와의 통신 후에도 표시를 계속할 수 있다. 그러므로 같은 내용을 표시하기 위해 몇 번씩이나 외부 기기와 통신을 행할 필요가 없다. 또한, 전자 페이퍼는, 전력 공급이 정지된 후에도 계속하여 표시를 행할 수 있으므로, 저소비 전력화를 도모할 수 있다. 그리고 전자 페이퍼 대신에, 메모리-효과 액정 패널(예를 들어 콜레스테릭 액정)을 사용할 수도 있다.
전술한 무선 식별 카드(10)에서는, 표시 유닛으로서, 표시 내용을 변경 가능한 표시 장치(14)를 사용하고 있다. 그러나 표시 유닛은 시각적 표시 플레이트를 채용해도 된다. 시각적 표시 플레이트는, 종이 또는 판형의 수지 성형품의 표면에 문자나 도안 등의 전달해야 할 시각적 정보(예를 들면, "abcde")가 인쇄된 인쇄물이다. 표시 장치(14) 대신에 표시 플레이트를 사용한 경우에는, 태양 전지(15) 및/또는 축전지(16)로부터 전력을 공급할 필요는 없다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10)는 태양 전지(15)를 전원에 사용하고 있다. 그러므로 사용자는 태양 전지(15)에 광이 닿도록 무선 식별 카드(10)를 휴대할 필요가 있는데, 왜냐하면 무선 식별 카드(10)가 의복의 포켓이나, 가방, 서랍 등에 수납되어 무선 식별 카드(10)에 광이 닿지 않는 상황에서는, 어떠한 태양 전지(15)를 사용하여도 충분한 전력을 생성할 수 없기 때문이다. 그러나 사용자로 하여금 강제로 무선 식별 카드(10)의 태양 전지(15)를 광을 수광하는 방향으로 향하게 하면, 무선 식별 카드(10)를 판독 장치(90)에 가릴 필요가 없다는 액티브 태그의 편리성이 크게 손상된다. 따라서, 무선 식별 카드(10)에 탑재한 태양 전지(15)를 전원으로서 유효하게 활용하기 위해서는, 무선 식별 카드(10)의 통상의 사용 형태에 있어서 태양 전지(15)에 광이 닿게 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점을 고려하면, 본 실시예의 무선 식별 카드(10)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 명찰(40)로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10)에서는, 표시 장치(14) 및 태양 전지(15)가 본체(20)의 전면 측에 배치되어 있다. 그러므로 사용자가 표시 장치(14)의 표시 화면(141)이 주위의 사람에게 쉽게 육안 관찰되도록 무선 식별 카드(10)를 소지하면(표시 장치(14)를 주위 사람에게 보이도록 사용자가 무선 식별 카드(10)를 소지하면), 표시 장치(14)에 입사한 광이 표시 장치(14) 및 확산 투과 부재(30)를 통하여 태양 전지(15)에 도달한다. 그러므로 무선 식별 카드(10)의 태양 전지(15)를 일부러 광에 가리지 않아도, 태양 전지(15)에는 자연스럽게 광이 입사한다.
무선 식별 카드(10)를 명찰(40)로서 사용하는 경우, 표시 화면(141)의 표시 내용은, 예를 들면, 소지자의 성명 및/또는 사용자의 소속(부서명) 등이다. 소지자나 소지자의 소속이 변경되었을 때는, 새로운 표시 정보를 외부 기기로부터 무선 식별 카드(10)에 송신하여, 표시 화면(141)의 표시 내용을 갱신하면 된다.
이와 같은 경우, 무선 식별 카드(10)의 두께는, 휴대성을 고려하면 10mm 이하인 것이 바람직하다. 특히, 무선 식별 카드를 의복에 장착하는 것을 고려하면, 무선 식별 카드(10)의 두께는 5mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 무선 식별 카드(10)에 종래의 명찰의 성명판 또는 신용 카드와 동일한 사용 편리성(휴대성)의 관점에서 보면, 무선 식별 카드(10)의 두께는 2mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 무선 식별 카드(10)의 중량은, 장시간 휴대하는 것을 상정하면 200g 이하로 하는 것이 바람직하고, 의복에 장착하는 경우에는 100g 이하로 하는 것이 바람직하다.
명찰(40)은, 투명 재료에 의해 형성되고 무선 식별 카드(10)를 수납하는 평판형의 케이스(41)를 구비한다. 케이스(41)의 상단에는, 케이스(41)를 사람의 목에 케이스(41)를 걸기 위한 넥 스트랩(끈)(42)을 통과하도록 하기 위한 관통 구멍(411)이 형성된다.
따라서, 넥 스트랩(42)을 사용자의 목에 거는 것에 의해 무선 식별 카드(10)를 사람의 목에 매달리도록 하여 사용자에게 유지시킬 수 있다. 이때, 무선 식별 카드(10)는 사용자의 의복에 위치한다. 그리고 무선 식별 카드(10)는, 반드시 넥 스트랩(42)에 의해 사람의 목에 매달 필요는 없다. 예를 들면, 핀이나, 훅, 끈에 의해 사용자의 의복에 무선 식별 카드(10)를 장착해도 된다. 또한, 의복과 일체로 하거나, 의복에 접착하거나, 의복에 꿰매거나 하여, 사용자의 의복에 무선 식별 카드(10)를 고정시켜도 된다.
전술한 바와 같이, 무선 식별 카드(10)는, 예를 들면, 사용자의 성명이나, 소속(부서명) 등을 표시 장치(14)로 표시함으로써 명찰로서 사용할 수 있다. 또한, 소지자나 소지자의 소속이 변경될 때마다, 표시 장치(14)에서의 표시 내용을 간단하게 변경할 수 있다. 그러므로 종이를 사용한 명찰에 비해 무선 식별 카드(10)를 사용한 명찰이 편리성이 높다 특히, 손님용의 명찰로서 사용하는 경우에, 표시 내용인 "성명"을 손님에게 따라 간단하게 변경할 수 있으므로, 종이를 사용한 명찰에 비해 무선 식별 카드(10)를 사용한 명찰이 편리성이 더 높다.
명찰 외에, 무선 식별 카드(10)는 견장, 완장, 크로스 브레이스(cross brace), 배지, 태그 등에 사용할 수 있다.
대안으로, 무선 식별 카드(10)는, 예를 들면, 미술관이나 박물관 등의 전시물의 설명용 단말기에도 사용할 수 있다.
종래, 전시물의 주변의 벽면 등에 설치된 설명용 패널의 전면에 전시물의 설명이 서술되어 있었다. 그러므로 입관자는 전시물의 설명을 읽기 위해 설명용 패널의 앞에 가지 않으면 안 되었다. 그러나 박물관에 입관자가 많을 때(박물관이 혼잡할 때), 입관자가 그 설명을 읽기 위해 설명용 패널의 앞까지 가는 것이 곤란하였다.
무선 식별 카드(10)를 전시물의 설명용의 단말기로서 사용하면, 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 먼저, 입관자는, 입관시에 무선 식별 카드(10)를 수취한다. 한편, 전시물의 위쪽 등에는, 대응하는 전시물의 설명을 표시 내용으로 하는 시각적 표시 정보를 송신하는 외부 장치가 설치된다. 따라서, 입관자가 관내의 전시물에 가까워지면, 입관자가 소지하고 있는 무선 식별 카드(10)는, 외부 장치로부터 표시 정보를 수신하여, 수신한 표시 정보가 나타내는 표시 내용(전시물에 대한 설명)을 표시 화면(141)에 표시한다. 또한, 입관자가 다른 전시물에 가까워지면, 무선 식별 카드(10)는, 다른 외부 장치로부터 표시 정보를 수신하여, 수신한 표시 정보가 나타내는 표시 내용(다른 전시물에 대한 설명)을 표시 화면(141)에 표시한다.
따라서, 무선 식별 카드(10)를 이용하면, 설명용 패널을 사용하는 경우와 비교하여, 입관자가 전시물의 설명을 용이하게 읽을 수가 있다.
전술한 무선 식별 카드(10)는, 자동차의 엔진이나, 컴퓨터, 각종 설비 기기의 기동에 있어서 개인 인증을 행하는 비접촉 식별 시스템에도 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 불특정 다수의 내방자가 있는 관리 영역으로의 입구에 판독 장치(90)를 설치하고, 정규의(약속이 있는) 내방자에게는 무선 식별 카드(10)를 미리 건네줌으로써, 안면의 유무에 관계없이 정규의 내방자를 식별하여 상기 관리 영역으로의 입장을 허가하는 것이 가능해진다. 또한, 보육 시설, 학교, 회사, 단체여행 등으로 집단 행동이 필요로 하는 상황 하에 있어서, 각각의 개인에 무선 식별 카드(10)를 휴대시킴으로써, 점호를 행하지 않아도 각각의 개인의 존재 확인을 행하는 것이 가능하게 된다.
도 7은 본 실시예의 무선 식별 카드(10)의 변형예를 나타낸다. 도 7의 변형예는, 확산 투과 부재(30)를 구비하고 있지 않다. 즉, 확산 투과 부재(30)가 없어도 표시 장치(14)의 가시성을 충분히 확보할 수 있는 경우에는, 확산 투과 부재(30)를 설치하여 않아도 된다.
도 8은 본 실시예의 무선 식별 카드(10)의 다른 변형예를 나타낸다. 도 8의 변형예에서는, 태양 전지(15) 및 표시 장치(14)가 동일 평면(본체(20)의 전면) 내에 배열하여 배치되어 있다.
도 9는 본 실시예의 무선 식별 카드(10)의 또 다른 변형예를 나타낸다. 도 9의 변형예에서는, 본체(20)의 전면에 표시 장치(14)의 표시 화면(141)이 배치되고, 본체(20)의 후면에 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)이 배치되어 있다. 이 변형예에서는, 무선 식별 카드(10)의 배후로부터의 광에 의해 태양 전지(15)가 발전한다.
제2 실시예
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10A)는, 본체(20)의 전면 측에, 태양 전지(15), 표시 장치(14), 및 배경판(50)이 배치되는 점에서, 제1 실시예의 무선 식별 카드(10)와 다르다. 그리고 본 실시예의 무선 식별 카드(10A)와 제1 실시예의 무선 식별 카드(10)가 공통으로 되는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
태양 전지(15)(태양 전지 모듈(151))는, 표시 장치(14)(표시 화면(141))를 통하여 본체(20)의 전면 측에 배치된다. 즉, 태양 전지(15)는, 표시 장치(14)의 전면에 배치된다. 또한, 표시 장치(14)와 본체(20) 사이에는, 배경판(배경층)(50)이 개재된다(배경판(50)은 표시 장치(14)의 표시 화면(141)의 후면에 배치된다). 이와 같이 무선 식별 카드(10A)에서는, 태양 전지(15), 표시 장치(14), 배경판(50), 및 본체(20)는, 전면 측으로부터, 태양 전지(15), 표시 장치(14), 배경판(50), 본체(20)의 순으로 적층되어 있다.
전술한 바와 같이, 태양 전지(15)는 색소 증감 태양 전지이다. 색소 증감 태양 전지는, 가시광에 대하여 투광성을 가지도록 형성할 수 있다. 본 실시예에서는, 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)은, 가시광에 대하여 투광성을 가지고 있다(태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)은 투명하다). 여기서, 태양 전지 모듈(151)은, 태양 전지(15)를 통해 표시 장치(14)의 표시를 명료하게 육안으로 관찰할 수 있는 정도의 투명도를 가지고 있으면 된다. 태양 전지 모듈(151)은, 반드시 가시광을 전혀 흡수하지 않고 투과시키도록 구성될 필요는 없다. 즉, 태양 전지 모듈(151)은, 가시광의 일부를 흡수하여 발전을 행하면서, 태양 전지 모듈(151)을 통해 표시 장치(14)의 표시 화면(141)의 시각적 표시를 충분히 육안으로 관찰할 수 있도록 구성되어 있으면 된다. 따라서, 태양 전지 모듈(151)은, 무색 투명하지 않아도 되고, 유색 투명해도 된다. 또한, 태양 전지 모듈(151)은 약간의 광확산성을 가지고 있어도 된다.
배경판(50)은 예를 들면 백색판이다. 이 배경판(50)은, 태양 전지(15)(태양 전지 모듈(151))를 통과하여 표시 장치(14)(표시 화면(141))를 빠져나간 광을 확산시킨다. 그러므로 배경판(50)은, 태양 전지 모듈(151) 및 표시 화면(141)을 빠져나간 광을 표시 장치(14) 측에 반사하는 반사판(반사층)으로서도 기능한다. 또한, 배경판(50)은, 표시 장치(14)의 배경의 색을 결정하고, 표시 장치(14)에 의한 표시의 가시성을 향상시킨다.
표시 장치(14)의 표시 화면(141)의 표시 부분(1411)과 배경판(50) 간의 콘트라스트는 0.1 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 콘트라스트 C10은, 이하의 식(1)에 의해 표현된다.
(식 1)
Figure 112011021123106-pct00001
L10은, 표시 부분(1411)의 휘도(cd/m2)이며, L11은, 배경판(50)의 휘도(cd/m2)이다.
이 무선 식별 카드(10A)에, 육안 관찰 측(전면 측)으로부터 입사한 광은, 태양 전지(15)에 도달한다. 태양 전지(15)는, 입사광에 포함되는 특정 파장의 광(색소가 흡수하는 파장의 광)의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전한다. 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)을 빠져나간 입사광은, 또한 표시 장치(14)의 표시 화면(141)을 빠져나가 배경판(50)에 도달한다. 배경판(50)에 도달한 광은, 배경판(50)으로 반사되어, 다시 표시 장치(14)의 표시 화면(141)을 빠져나가 태양 전지(15)의 태양 전지 모듈(151)에 도달한다. 태양 전지(15)는, 배경판(50)에 의해 반사된 광의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생성한다.
이상 설명한 본 실시예의 무선 식별 카드(10A)에 의하면, 태양 전지(15)가 표시 장치(14)의 전방에 배치되어 있으므로, 태양 전지(15)가 표시 장치(14)의 후방에 위치하는 경우와 비교하여, 태양 전지(15)가 광을 쉽게 받게 된다. 그러므로 태양 전지(15)의 발전량을 증가시킬 수 있다. 또한, 태양 전지(15) 및 표시 장치(14)를 빠져나간 광을 배경판(50)으로 반사시켜 다시 태양 전지(15)에 입사시킨다. 그러므로 태양 전지(15)는, 직접 입사한 광(입사광)뿐 아니라, 배경판(반사판)(50)으로 반사된 광(반사광)에 의해서도 광전 변환을 행할 수 있다. 그 결과, 태양 전지(15)의 발전량이 향상된다. 또한, 표시 장치(14)에 의한 시각적 표시(표시 화면(141)의 표시 부분(1411))의 가시성을 향상시킬 수 있다. 그러므로 표시 장치(14)의 표시 화면(141)에 의한 표시를 멀리에서도 인식하기 쉽다.
이 외에, 배경판(50)은 백색판에 제한되지 않으며, 표면을 백색에 도장한 판재이어도 된다. 또한, 배경판(50)의 색은 흰색에 한정되지 않고, 콘트라스트 C10가 0.1 이상으로 되는 색일 수도 있다.
예를 들면, 배경판(50)의 색은, 표시 화면(141)의 표시 부분(1411)의 색의 보색이어도 된다. 예를 들면, 배경판(50)의 색에는, 표시 부분(1411)의 색이 적색 이면, 배경판(50)의 색으로 물색이 선택된다. 표시 부분(1411)의 색이 황색이면, 배경판(50)의 색으로 청색이 선택된다. 색상환(hue circle)으로 완전히 표시 부분(1411)의 색의 정반대에 위치하는 색을 배경판(50)의 색으로 선택하면 된다. 이와 같이, 표시 부분(1411)의 색과 배경판(50)의 색이 서로 보색이 되도록 하면, 표시 화면(141)의 표시 부분(1411)의 가시성을 향상시킬 수 있고, 표시 장치(14)에 의한 표시가 멀리에서도 인식하기 쉬워진다. 그리고 배경판(50)의 색은, 반드시 색상환으로 완전히 표시 부분(1411)의 색의 정반대에 위치하는 색일 필요는 없고, 색상환으로 대략 정반대에 위치하고 있는 것으로 간주할 수 있는 색이어도 된다.
배경판(50)은, 입사한 광을, 광의 입사 방향과 반대 방향으로 반사시키는 회귀 반사판(regressive reflection plate)이어도 된다. 이와 같은 회귀 반사판은, 금속판의 표면에 소정의 요철 형상으로 형성함으로써 얻을 수 있다.
이 경우, 태양 전지(15) 및 표시 장치(14)를 빠져나가 배경판(50)에 도달한 광은, 배경판(50)에 의해, 입사 방향과는 반대 방향으로 반사된다.
그러므로 배경판(50)으로 광이 확산되는 경우와 비교하여, 표시 화면(141)을 밝게 할 수 있다. 따라서, 표시 장치(14)의 가시성이 향상되고, 표시 화면(141)에 의한 표시가 멀리에서도 인식하기 쉬워진다.
제3 실시예
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)는, 통신 유닛(12B) 및 태양 전지(15B)의 구성에 특징이 있다. 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)의 그 외의 구성에 대해서는 제1 실시예의 무선 식별 카드(10)와 동일하기 때문에, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)의 참고예를 나타낸다.
도 12a에 나타낸 통신 유닛(12)은, 직사각형 판형의 제1 베이스 플레이트(기판)(128), 제1 베이스 플레이트(128)의 제1 표면(전면) 상에 형성된 안테나(126), 및 제1 베이스 플레이트(128)의 제1 표면 상에 형성된 통신 회로(127)로 구성된다. 안테나(126)는, 예를 들면, 제1 베이스 플레이트(128)의 외주에 따라 환형으로 형성된다. 안테나(126)는, 전술한 LF 안테나(121) 및 RF 안테나(123)이다. 통신 회로(127)는, 안테나(126)를 이용하여 판독 장치(90)와 통신하는 회로이며, 전술한 LF 수신 회로(122)나, RF 통신 회로(124), 통신 제어 회로(125)이다.
도 12b에 나타낸 태양 전지(15)는, 직사각형 판형의 제2 베이스 플레이트인 대향 전극 기판(1516) 및 광전 변환 부재(광전 변환 층)(1518)로 구성된다. 광전 변환 부재(1518)는, 작용 전극 기판(1511), 작용 전극(1512), 반도체 층(1513), 전해질 층(1514), 대향 전극(1515), 및 밀봉재(1517)로 규정된다.
태양 전지(15)를 통신 유닛(12)의 전면 측에 배치하는 경우, 도 12c에 나타낸 바와 같이, 태양 전지(15)의 제2 베이스 플레이트(1516)를, 통신 유닛(12)의 제1 베이스 플레이트(128)의 제1 표면과 접합한다. 그러므로 태양 전지(15)를 설치하지 않는 경우와 비교하여 무선 식별 카드(10)가 두꺼워진다. 그리고 도 12c에 나타낸 바와 같이, 제1 베이스 플레이트(128)의 제1 표면에, 통신 회로(127)와 안테나(126)가 중첩되지 않도록 태양 전지(15)의 제2 베이스 플레이트(1516)를 배치하면, 태양 전지(15)에 의한 무선 식별 카드(10)의 두께의 증가를 약간 억제할 수 있다. 그러나 태양 전지(15) 및 통신 유닛(12)의 적층체의 두께는, 제1 베이스 플레이트(128), 제2 베이스 플레이트(1516), 및 광전 변환 부재(1518)의 두께의 합을 항상 초과한다.
도 11은 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)의 통신 유닛(12B) 및 태양 전지(15B)를 나타낸다. 무선 식별 카드(10B)는, 태양 전지(15B)와 통신 유닛(12B)에 공통적으로 사용되는 베이스 플레이트(공통 베이스 플레이트)(60)를 구비한다. 공통 베이스 플레이트(60)는, 예를 들면, 기판(전술한 본체(20)의 실장 기판)이다. 통신 유닛(12B)은, 공통 베이스 플레이트(60), 상기 공통 베이스 플레이트(60)(공통 베이스 플레이트(60)의 전면) 상에 형성되는 안테나(126), 및 공통 베이스 플레이트(60)(공통 베이스 플레이트(60)의 전면) 상에 형성되는 통신 회로(127)로 규정된다. 태양 전지(15B)는, 공통 베이스 플레이트(60) 및 상기 공통 베이스 플레이트(60)(공통 베이스 플레이트(60)의 전면) 상에 형성되는 광전 변환 부재(1518)로 규정된다.
이와 같이 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)에서는, 공통 베이스 플레이트(60)가, 통신 유닛(12)의 제1 베이스 플레이트(128)와 태양 전지(15)의 제2 베이스 플레이트(1516)를 겸용하고 있다. 따라서, 태양 전지(15)의 제2 베이스 플레이트(1516)가 불필요가 된다. 바꾸어 말하면, 도 11에 나타낸 예에서는, 공통 베이스 플레이트(60)가 태양 전지(15B)와 통신 유닛(12B)에 의해 공용되고 있다. 그러므로 태양 전지(15B)와 통신 유닛(12B)의 적층체(도 11 참조)는, 태양 전지(15) 및 통신 유닛(12)의 적층체(도 12c 참조)보다 태양 전지(15B)의 제2 베이스 플레이트(1516)의 두께만큼 얇아진다.
이상 설명한 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)는, 태양 전지(15B)의 구성 부재의 일부(제2 베이스 플레이트(1516)) 및 태양 전지(15) 이외의 구성 부품(통신 유닛(12B))에서의 구성 부재의 일부(제1 베이스 플레이트(128))를 겸용하는 공통 베이스 플레이트(60)를 구비하고 있다. 그러므로 무선 식별 카드(10B)의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 광전 변환 부재(1518), 안테나(126), 및 통신 회로(127)가, 공통 베이스 플레이트(60)의 전면(공통 베이스 플레이트(60)의 두께 방향의 제1 표면)에 형성되어 있다. 그러므로 공통 베이스 플레이트(60)의 후면(공통 베이스 플레이트(60)의 두께 방향의 제2 표면)에 또 다른 부재(예를 들면, 도시하지 않은 축전지(16)이나 식별 정보 저장부(12))를 형성할 수 있다. 또한, 광전 변환 부재(1518), 안테나(126) 및 통신 회로(127)가 공통 베이스 플레이트(60)의 별개의 면에 형성되어 있는 경우와 비교하여, 무선 식별 카드(10B)의 두께를 얇게 할 수 있다.
도 13은 본 실시예의 무선 식별 카드(10B)의 변형예를 나타낸다. 도 13에 나타낸 변형예에서는, 광전 변환 부재(1518)는, 공통 베이스 플레이트(60)의 전면에 형성되고, 안테나(126) 및 통신 회로(127)는, 공통 베이스 플레이트(60)의 후면에 형성된다.
도 13에 나타낸 변형예에 의하면, 광전 변환 부재(1518), 안테나(126), 및 통신 회로(127)가 공통 베이스 플레이트(60)의 별개의 면에 형성되어 있다. 그러므로 광전 변환 부재(1518), 안테나(126), 및 통신 회로(127)가 공통 베이스 플레이트(60)의 동일한 면에 형성되어 있는 경우와 비교하여, 무선 식별 카드(10B) 사이즈(공통 베이스 플레이트(60) 사이즈)를 작게 할 수 있다. 즉, 공통 베이스 플레이트(60)에서의 안테나(126) 및 통신 회로(127)가 형성된 면(후면)에는, 태양 전지(12B)의 광전 변환 부재(1518)를 형성하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 없기 때문에, 공통 베이스 플레이트(60) 사이즈를 작게 할 수 있다. 그 결과, 무선 식별 카드(10B)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 도 14a ~ 도14c에 나타낸 바와 같이, 태양 전지(15) 및 통신 유닛(12) 각각에 개별적인 베이스 플레이트(1516, 128)를 사용하는 경우에 비하면, 태양 전지(15B)와 통신 유닛(12B)의 적층체의 두께를 얇게 할 수 있다.
이 외에, 무선 식별 카드(10B)에서는, 태양 전지(15)의 구성 부재의 일부와 식별 정보 저장부(11)의 구성 부재의 일부를 겸용해도 된다. 또한, 태양 전지(15)의 구성 부재의 일부, 식별 정보 저장부(11)의 구성 부재의 일부, 및 통신 유닛(12)의 구성 부재의 일부를 겸용해도 된다. 이와 같이 하면, 무선 식별 카드(10B)의 두께를 얇게 할 수 있다.
제4 실시예
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10C)는, 태양 전지(15B)와 축전지(16C)의 구성에 특징이 있다. 본 실시예의 무선 식별 카드(10C)와 다른 실시예의 무선 식별 카드(10, 10B)로 공통되는 구성에는, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 16은 본 실시예의 무선 식별 카드(10C)의 참고예를 나타낸다.
도 16a에 나타낸 태양 전지(15)는, 직사각형 판형의 제2 베이스 플레이트인 대향 기판(1516)과 광전 변환 부재(1518)로 구성된다.
도 16b에 나타낸 축전지(16)는, 직사각형 판형의 플러스극 베이스 플레이트(플러스극 기판)(161), 및 플러스극 베이스 플레이트(161)의 제1 표면에 형성된 제1 도전층(플러스극)(162)을 구비한다. 또한, 축전지(16)는, 직사각형 판형의 마이너스극 베이스 플레이트(마이너스극 기판)(163), 및 마이너스극 베이스 플레이트(163)의 제1 표면에 형성된 제2 도전층(마이너스극)(164)을 구비한다. 플러스극 베이스 플레이트(161) 및 마이너스극 베이스 플레이트(163)는, 플러스극(162) 및 마이너스극(164)이 서로 대향하도록 배치된다. 플러스극 베이스 플레이트(161)와 마이너스극 베이스 플레이트(163) 사이에는, 플러스극(162) 및 마이너스극(164)을 둘러싸는 통형의 밀봉재(166)가 배치된다. 이 밀봉재(166)에는 전해액(165)이 충전된다.
도 16c에 나타낸 바와 같이, 태양 전지(15)와 축전지(16)를 단지 중첩시킨 경우, 태양 전지(15)와 축전지(16)로 구성되는 적층체의 두께는, 태양 전지(15)의 두께와 축전지(16)의 두께의 합이 된다.
도 15는 본 실시예의 무선 식별 카드(10C)의 태양 전지(15B) 및 축전지(16C)를 나타낸다. 무선 식별 카드(10C)는, 태양 전지(15B)와 축전지(16C)에 공통적으로 사용되는 베이스 플레이트(공통 베이스 플레이트)(60)를 구비한다. 태양 전지(15B)는, 공통 베이스 플레이트(60) 및 상기 공통 베이스 플레이트(60)(공통 베이스 플레이트(60)의 전면) 상에 형성되는 광전 변환 부재(1518)로 규정된다. 축전지(16C)는, 공통 베이스 플레이트(60) 및 상기 공통 베이스 플레이트(공통 베이스 플레이트(60)의 후면) 상에 형성되는 축전지 부재(축전지층)(167)로 규정된다. 여기서, 축전지 부재(167)는, 제1 도전층(162), 마이너스극 베이스 플레이트(163), 제2 도전층(164), 전해액(165), 및 밀봉재(166)로 규정된다.
이와 같이 본 실시예의 무선 식별 카드(10C)에서는, 공통 베이스 플레이트(60)가, 축전지(16)의 플러스극 베이스 플레이트(161) 및 태양 전지(15)의 제2 베이스 플레이트(1516)를 겸용하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 15에 나타낸 예에서는, 공통 베이스 플레이트(60)가, 태양 전지(15B) 및 축전지(16C)에 의해 공용되고 있다. 그러므로 태양 전지(15B)와 축전지(16C)와의 적층체(도 15 참조)는, 태양 전지(15)로 축전지(16)와의 적층체(도 16c 참조)보다 얇다.
도 17은 본 실시예의 변형예를 나타낸다. 도 17에서는, 공통 베이스 플레이트(60)의 후면에, 안테나(126) 및 통신 회로(127)가 실장되어 있다. 공통 베이스 플레이트(60), 안테나(126), 및 통신 회로(127)는 통신 유닛(12B)을 규정한다. 즉, 태양 전지(15B), 축전지(16C), 및 통신 유닛(12B)이 공통 베이스 플레이트(60)를 공용하고 있다. 그러므로 무선 식별 카드(10C)를 더 얇게 할 수 있다.
그리고 공통 베이스 플레이트(60)는, 투명해도 된다.
제5 실시예
도 18a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10D)는, 통신 유닛(12D)과 태양 전지(15D)의 구성에 특징이 있다. 본 실시예의 무선 식별 카드(10D)와 다른 실시예의 무선 식별 카드(10, 10A~10C)에 공통되는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
태양 전지(15D)는, 투광성을 가지고 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 셀 본체(cell body)로 되는 광전 변환 부재(1518D)를 가진다. 광전 변환 부재(1518D)는, 제1 기판(1511), 작용 전극(1512), 반도체 층(1513), 전해질 층(1514), 대향 전극(1515), 제2 기판(1516), 및 밀봉재(1517)로 규정된다. 또한, 광전 변환 부재(1518D)는, 통신 유닛(12)의 베이스 플레이트(128)와 같은 사이즈의 직사각형 판형으로 형성된다.
광전 변환 부재(1518D)는 가시광에 대하여 투광성을 가지도록 형성된다. 이 경우, 광전 변환 부재(1518D)의 전면 측으로부터 입사한 광이 광전 변환 부재(1518D)를 투과하여 광전 변환 부재(1518D)의 후방에 빠져나가게 된다. 그러므로 도 19에 나타낸 참고예와 같이, 광전 변환 부재(1518D)의 후방에는, 광전 변환 부재(1518D)를 투과한 광을 광전 변환 부재(1518D) 측에 반사하는 반사기(반사층)(1519)를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 태양 전지(15D)는, 광전 변환 부재(1518D) 및 반사기(1519)를 가지는 것이 바람직하다.
이와 같이 태양 전지에 반사기(1519)를 설치함으로써, 광전 변환 부재(1518D)를 일단 통과한 광을 다시 광전 변환 부재(1518D)에 되돌릴 수가 있다. 이로써, 광전 변환 부재(1518D)로의 광의 조사 효율이 향상되고, 결과적으로 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 반사기(1519)는, 광을 확산 반사하는 백색판이어도 되고, 광을 정반사하는 경면판이어도 된다.
통신 유닛(12D)은, 베이스 플레이트(128D), 상기 베이스 플레이트(128D) 상에 형성되는 안테나(126), 및 상기 베이스 플레이트(128D) 상에 형성되는 통신 회로(127)(도시하지 않음)로 규정된다. 베이스 플레이트(128D)의 두께 방향의 제1 표면(전면)은, 가시광을 반사하는 반사면으로 되어 있다. 이와 같은 반사면은, 예를 들면, 베이스 플레이트(128D)의 전면을 도금함으로써 형성할 수 있다. 그리고 베이스 플레이트(128D)의 전면에는, 안테나(126)가 베이스 플레이트(128D)의 외주에 따라 루프형으로 형성되어 있다. 그러므로 베이스 플레이트(128D)의 전면에 있어서 안테나(126)가 형성된 부위를 제외한 부위(안테나(126)의 내측 및 외측)가 반사기로서 기능한다. 통신 유닛(12D)은, 베이스 플레이트(128D)의 전면을 광전 변환 부재(1518D)를 향하도록 하여, 광전 변환 부재(1518D)의 후방에 배치된다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10D)에서는, 통신 유닛(12D)의 베이스 플레이트(128D)가 반사기(1519)로서 사용되고, 베이스 플레이트(128D)와 광전 변환 부재(1518D)에 의해 태양 전지(15D)가 규정된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10D)에서는, 통신 유닛(12D)의 구성 부재의 일부인 베이스 플레이트(128D)가 반사기(1519)를 겸용하고 있다. 즉, 베이스 플레이트(128D)를 통신 유닛(12D)과 태양 전지(15D)가 공용하고 있다. 그러므로 반사기(1519)를 생략할 수 있고, 태양 전지(15D)와 통신 유닛(12D)과의 적층체의 두께를 얇게 할 수 있다.
도 18b는, 본 실시예의 변형예의 무선 식별 카드(10E)를 나타낸다. 무선 식별 카드(10E)에서는, 통신 유닛(12E)이 무선 식별 카드(10D)와 다르다. 통신 유닛(12E)은, 베이스 플레이트(128), 상기 베이스 플레이트(128) 상에 형성되는 안테나(126E), 및 상기 베이스 플레이트(128D) 상에 형성되는 통신 회로(127)(도시하지 않음)로 규정된다.
안테나(126E)는, 베이스 플레이트(128)의 두께 방향의 제1 표면(전면)에, 상기 일면의 대략 전부를 덮도록 형성된다. 또한, 안테나(126E)는, 안테나(126E)의 표면을 백색에 도장하거나, 경면 마무리(mirror finishing)하거나, 도금하거나 함으로써, 가시광을 반사하도록 구성된다. 즉, 안테나(126E)는, 표면에 광반사성이 부여되어 있다. 통신 유닛(12E)은, 베이스 플레이트(128)의 전면을 광전 변환 부재(1518D)를 향하도록 하여, 광전 변환 부재(1518D)의 후방에 배치된다.
도 18b에 나타낸 무선 식별 카드(10E)에서는, 안테나(126E)가 반사기(1519)로서 사용되고, 안테나(126E)와 광전 변환 부재(1518D)에 의해 태양 전지(15D)가 규정된다.
전술한 바와 같이, 무선 식별 카드(10E)에서는, 통신 유닛(12E)의 구성 부재의 일부인 안테나(126E)가 반사기(1519)를 겸용하고 있다. 즉, 안테나(126E)를 통신 유닛(12E)과 태양 전지(15D)가 공용하고 있다. 그러므로 반사기(1519)를 생략할 수 있고, 태양 전지(15D)와 통신 유닛(12E)과의 적층체의 두께를 얇게 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 무선 식별 카드(10D)의 구성은, 예 3 및 예 4의 무선 식별 카드(10B, 10C)에도 적용할 수 있다. 이 경우, 무선 식별 카드(10B, 10C)의 박형화를 더욱 도모할 수 있다.
제6 실시예
도 20a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)는, 주로 모드 제어 장치(17)를 구비하는 점에서, 제1 실시예의 무선 식별 카드(10)와 다르다. 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)와 제1 실시예의 무선 식별 카드(10)에 공통되는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 무선 식별 카드(10F)는, 도 20b에 나타낸 판독기인 인증 장치(식별 정보 수신 장치)(91)로, 입장 및 퇴장 관리 시스템을 구성한다. 입장 및 퇴장 관리 시스템은, 도 21에 나타낸 바와 같이 대상 공간인 룸(92)으로의 입실 및 퇴실 관리에 사용된다. 인증 장치(91)는, 룸(92)의 출입구의 도어(93) 부근의 벽에 설치된다. 사용자(94)는 무선 식별 카드(10F)를 휴대한다. 무선 식별 카드(10F)는 인증 장치(91)와 무선 통신하도록 구성된다.
입장 및 퇴장 관리 시스템에서는, 무선 식별 카드(10F)와 인증 장치(91) 사이에서 전자파를 매체로 한 무선 통신을 행함으로써, 무선 식별 카드(10F)를 소유하는 사용자(94)의 인증을 행한다. 입장 및 퇴장 관리 시스템은, 인증 결과에 따라 룸(92)으로의 입장 및 퇴장을 허가할 지의 여부를 결정한다.
무선 식별 카드(10F)는, 식별 정보 저장부(11), 통신 유닛(12F), 전원 장치(13), 표시 장치(14), 및 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전환하기 위한 모드 제어 장치(17)를 구비한다.
통신 유닛(12F)은, 예를 들면, RF 안테나(123), RF 통신 회로(124), 및 통신 제어 회로(125F)를 구비한다. 통신 제어 회로(125F)는, 전원 장치(13)의 축전지(16)로부터 전력을 공급받아, 식별 정보 저장부(11)에 저장된 식별 정보를 포함하는 무선 신호(즉 식별 신호 S12)를 간헐적으로 송신한다. 통신 유닛(12F)이 식별 신호 S12를 송신할 때마다 축전지(16)에 축적된 전력이 감소한다. 무선 식별 카드(10F)의 통상의 사용 형태에 있어서는 태양 전지(15)에 충분한 광이 조사되기 때문에, 통신 유닛(12F)에서의 식별 신호 S12의 송신에 의해 소비된 축전지(16)의 전력은, 태양 전지(15)로 생성된 전력(발전 전력)에 의해 보충된다. 그 결과, 축전지(16)의 잔량은 거의 감소하지 않는다.
인증 장치(91)는, 도 20b에 나타낸 바와 같이, 무선 통신 유닛(911), 인증 처리 장치(912), 통지 장치(913), 록 제어 장치(914), 및 저장부(915)를 가진다.
무선 통신 유닛(911)은, 무선 식별 카드(10F)의 통신 유닛(12F)과 통신 가능하게 구성된다. 무선 통신 유닛(911)은, 무선 식별 카드(10F)로부터 송신되는 식별 신호 S12를 수신한다.
인증 장치(91)의 주위(룸(92)의 출입구 부근)에는, 무선 식별 카드(10F)와 인증 장치(91) 사이의 통신에 사용되는 전파가 도착하는 범위인 인증 영역(95)이 형성된다. 따라서, 무선 식별 카드(10F)를 소지한 사용자(94)(무선 식별 카드(10F)가 인증 영역(95) 내에 들어가면, 인증 장치(91)는, 무선 식별 카드(10F)로부터 송신되는 식별 신호 S12(즉 식별 정보)를 수신할 수 있다.
저장부(915)는, 예를 들면, 메모리이며, 룸(92)으로의 입실 또는 룸(92)으로부터의 퇴실이 허가된 식별 정보(정규의 식별)를 저장한다.
인증 처리 장치(912)는, 무선 통신 유닛(911)으로 수신한 식별 신호 S12에 포함되는 식별 정보의 인증을 행한다. 구체적으로는, 인증 처치 장치(912)는, 무선 통신 유닛(911)으로 수신한 식별 정보를 저장부(915)에 저장된 정규의 식별 정보와 대조함으로써, 식별 정보의 인증을 행한다. 인증 처리 장치(912)는, 무선 통신 유닛(911)으로 수신한 식별 정보가 정규의 식별 정보인 경우에, 인증이 정상적으로 완료된 것으로 판단한다. 이 경우, 인증 처리 장치(912)는, 인증이 정상적으로 완료된 식별 정보를 포함하는 확인 신호(ACK 신호) S13을 무선 통신 유닛(911)에 송신한다. 또한, 인증 처리 장치(912)는, 식별 정보의 인증이 정상적으로 완료되면, 통지 장치(913)와 록 제어 장치(914)에 인증 완료 신호를 출력한다. 한편, 인증 처리 장치(912)는, 무선 통신 유닛(911)으로 수신한 식별 정보가 정규의 식별 정보가 아닌 경우에, 인증이 실패한 것으로 판단한다. 이 경우, 인증 처리 장치(912)는, 확인 신호 S13을 무선 통신 유닛(911)에 송신하지 않고, 통지 장치(913) 및 록 제어 장치(914)에 인증 실패 신호를 출력한다.
통지 장치(913)는, 인증 처리 장치(912)에서의 식별 정보의 인증 결과를 음 및/또는 광에 의해 통지한다. 통지 장치(913)는, 인증 처리 장치(912)로부터 인증 완료 신호를 받으면 인증이 성공한 것을 통지하고, 인증 처리 장치(912)로부터 인증 실패 신호를 받으면 인증이 실패한 것을 통지하고, 경고를 행한다.
록 제어 장치(914)는, 룸(92)의 출입구의 도어(93)에 설치된 록 장치(도시하지 않음)를 제어한다. 록 제어 장치(914)는, 인증 처리 장치(912)로부터 인증 완료 신호를 받으면 도어(93)의 록 장치를 제어하여 해제를 행하고, 인증 처리 장치(912)로부터 인증 실패 신호를 받으면 인증 도어(93)의 잠금 상태를 유지한다.
이 외에, 인증 장치(91)의 기능의 일부를, 인증 장치(91)와 접속되는 다른 장치가 갖게 해도 된다. 예를 들면, 인증 처리 장치(912)를 상기 다른 장치가 갖게 해서 상기 다른 장치에서 식별 정보의 대조를 행하도록 해도 된다.
이와 같은 입장 및 퇴장 관리 시스템에 있어서, 무선 식별 카드(10F)는, 인증 장치(91)와의 통신 시에 식별 정보 저장부(11)에 저장된 식별 정보를 인증 장치(91)에 송신한다. 인증 장치(91)는, 무선 식별 카드(10F)로부터 수취한 식별 정보를 미리 등록되어 있는 데이터(정규의 식별 정보)와 대조하고, 인증에 성공하면 도어(93)를 열고, 인증에 실패하면 도어(93)의 잠금 상태를 유지한다. 그러므로 입장 및 퇴장 관리 시스템에 의하면, 사용자(94)에게 무선 식별 카드(10F)를 소지하게 하는 것만으로 사용자(94)의 입실 및 퇴실 관리가 가능해진다.
통신 유닛(12F)은, 정상 모드와 전력 절약 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 구성된다. 정상 모드와 전력 절약 모드는, 서로 식별 정보를 송신하는 빈도가 상이하다. 정상 모드에서는, 통신 제어 회로(125F)는, 소정의 제1 주기(예를 들면, 1초)에 식별 신호 S12를 송신한다. 한편, 전력 절약 모드에서는, 통신 제어 회로(125F)는, 제1 주기보다 긴 제2 주기(예를 들면, 10초)에 식별 신호 S12를 송신한다. 이와 같이 통신 유닛(12F)은, 무선 신호(식별 신호 S12)를 송신하는 빈도가 상이한 2개의 동작 모드를 가진다. 식별 정보를 송신하는 빈도는 일정 시간당 식별 정보의 송신 횟수에 대응한다. 전력 절약 모드에서는, 정상 모드보다 일정 시간당 식별 정보의 송신 횟수가 적으면 되며, 예를 들면, 식별 정보의 송신 횟수를 제로로 해도 된다(즉 식별 신호 S12의 송신을 멈추어도 된다).
통신 유닛(12F)은, 식별 정보를 송신할 때마다 전력을 소비하기 때문에, 식별 정보를 송신하는 빈도가 높아질수록 일정 시간 당의 소비 전력량이 커진다. 따라서, 전력 절약 모드에서는, 정상 모드보다 소비 전력량(일정 시간당 소비 전력)은 적어진다.
모드 제어 장치(17)는, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 정상 모드와 전력 절약 모드 사이에서 전환하도록 구성된다.
모드 제어 장치(17)는, 태양 전지(15)의 발전 전력을 계측하는 계측 장치(171)를 구비한다. 또한, 모드 제어 장치(17)는, 계측 장치(171)의 계측 결과에 기초하여 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기를 판단하여, 그 밝기에 따라 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전환하는 전환 장치(172)를 구비한다. 모드 제어 장치(17)는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 초기 상태에 있어서는, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 정상 모드로 설정한다(S1).
전환 장치(172)는, 통신 유닛(12F)이 정상 모드로 동작하고 있는 사이에, 미리 정해져 있는 제1 판단 기준에 기초하여 주위의 밝기가 규정값 이하인 것으로 판단하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 정상 모드로부터 전력 절약 모드로 전환한다.
구체적으로 설명하면, 전환 장치(172)는, 계측 장치(171)로부터 얻은 태양 전지(15)의 발전 전력을 소정의 제1 임계값과 비교한다. 전환 장치(172)는, 발전 전력이 제1 임계값을 하회하면, 타이머(도시하지 않음)를 작동시킨다. 전환 장치(172)는, 발전 전력이 제1 임계값 미만으로 되어 있는 동안은 타이머를 계속 작동시킨다. 타이머로 제1 소정 시간이 게시되면 전환 장치(172)는, 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단한다. 즉, 제1 판단 기준은, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 하회하는 상태가 일정 시간 계속되는지의 여부로서 규정된다. 그리고 타이머를 작동시킨 후, 발전 전력이 제1 임계값 이상이 되었을 경우에는, 전환 장치(172)는 타이머를 리셋한다. 이와 같이, 모드 제어 장치(17)는, 통신 유닛(12F)이 정상 모드인 사이에, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 하회하는 상태가 일정 시간 계속되었을 때(S2: Yes), 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단하고, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전력 절약 모드로 전환한다(S3).
따라서, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 일순간 하회하는 것만으로는 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 바뀌지 않는다. 일정 시간 이상에 걸쳐 발전 전력이 제1 임계값을 하회할 때 처음으로 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환된다. 그러므로 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 입장 및 퇴장 관리 시스템에 사용할 때, 예를 들면, 사용자(94)의 손의 그림자 등에 의해 태양 전지(15)로의 입사광 강도가 일시적으로 저하되어 발전 전력이 제1 임계값을 하회하여도, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환되지는 않는다.
전환 장치(172)는, 통신 유닛(12F)이 전력 절약 모드로 동작하고 있는 사이에, 미리 정해져 있는 제2 판단 기준에 기초하여 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전력 절약 모드로부터 정상 모드로 전환한다.
구체적으로 설명하면, 전환 장치(172)는, 통신 유닛(12F)이 전력 절약 모드인 동안에도, 계측 장치(171)로부터 얻은 태양 전지(15)의 발전 전력을 소정의 제1 임계값과 비교한다. 전환 장치(172)는, 발전 전력이 제1 임계값 이상으로 되면 타이머(도시하지 않음)를 작동시킨다. 전환 장치(172)는, 발전 전력이 제1 임계값 이상으로 되어 있는 동안은 타이머를 계속 작동시킨다. 타이머로 제2 소정 시간이 계시되면 전환 장치(172)는, 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단한다. 즉, 제2 판단 기준은, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 상회하는 상태가 일정 시간 계속되는지의 여부에 대해 규정된다. 그리고 타이머를 작동시킨 후, 발전 전력이 제1 임계값 미만으로 되었을 경우에는, 전환 장치(172)는 타이머를 리셋한다. 이와 같이, 모드 제어 장치(17)는, 통신 유닛(12F)이 전력 절약 모드인 사이에, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 상회하는 상태가 일정 시간 계속되었을 때(S4: Yes), 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단하고, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 정상 모드로 전환한다(S1).
각 판단 기준에서는, 제1 임계값과 시간(발전 전력이 제1 임계값을 하회하는 또는 제1 임계값 이상으로 되는 시간)의 2개의 파라미터를 사용하고 있다. 제1 판단 기준으로 할 수 있는 제1 소정 시간은, 제2 판단 기준으로 할 수 있는 제2 소정 시간보다 길게 하고 있다.
구체적으로 설명하면, 전환 장치(172)는, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 하회하는 상태가 1분간 계속되면, 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단한다. 제1 임계값은, 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스일 때의 태양 전지(15)의 발전 전력에 상당하는 값이다. 그러므로 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스 미만 상태가 1분간 계속하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환된다. 한편, 전환 장치(172)는, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값 이상으로 되는 상태가 2초간 계속되면, 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단한다. 그러므로 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스 이상의 상태가 2초간 계속하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 정상 모드로 전환된다.
그러므로 본 실시예에서는, 제1 판단 기준은 제2 판단 기준보다 동작 모드의 전환의 기준이 낮게 설정되어 있다. 그러므로 통신 유닛(12F)은, 전력 절약 모드일 때가 정상 모드일 때에 비해 동작 모드가 전환되기 쉬워진다. 그 결과, 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 사용할 때, 통신 유닛(12F)이 전력 절약 모드로부터 정상 모드로 바뀌지 않고, 전력 절약 모드인 채로 무선 식별 카드(10F)가 사용되는 문제를 방지할 수 있다.
이 외에, 제1 소정 시간 및 제2 소정 시간은, 상기한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 소정 시간은, 10분 이어도 된다. 또한, 제1 판단 기준으로 할 수 있는 제1 임계값과 제2 판단 기준으로 할 수 있는 제1 임계값은 상이한 값이어도 된다.
모드 제어 장치(17)의 계측 장치(171)는, 태양 전지(15)로부터 출력되는 전압, 전류, 및/또는 전력을 감시하는 것으로 태양 전지(15)의 발전 전력을 계측한다. 예를 들면, 계측 장치(171)는, 임의의 저항 부하가 태양 전지(15)에 접속된 상태에서 전압, 전류, 및/또는 전력을 계측한다. 대안으로, 계측 장치(171)는 개방 상태에서의 전압을 계측하거나 또는 단락 상태에서의 전류를 계측한다.
전술한 입장 및 퇴장 관리 시스템은, 룸(92) 등의 대상 영역의 출입구에 배치된 인증 장치(91), 및 사용자(94)가 소지하고 인증 장치(91)와 무선 통신 가능한 식별 디바이스인 무선 식별 카드(10F)를 구비한다. 이 입장 및 퇴장 관리 시스템에서는, 무선 식별 카드(10F)로부터 인증 장치(91)에 식별 정보가 송신되면, 인증 장치(91)가 식별 정보의 인증을 행하여 상기 인증 결과에 따라 상기 대상 영역으로의 입장 및 퇴장을 사용자(94)에게 허가할 지의 여부를 결정한다.
무선 식별 카드(10F)는 식별 정보 저장부(11), 통신 유닛(12F), 전원 장치(13), 및 모드 제어 장치(17)를 가진다. 식별 정보 저장부(11)는 식별 정보를 저장한다. 통신 유닛(12F)은 인증 장치(91)와 무선 통신을 행함으로써 식별 정보를 인증 장치(91)에 송신한다. 전원 장치(13)는 태양 전지(15) 및 축전지(16)를 포함하고 통신 유닛(12F)에 전력을 공급한다. 태양 전지(15)는 광을 받음으로써 전력을 생성한다. 축전지(16)는 태양 전지(15)로 생성된 전력을 축적한다. 통신 유닛(12F)은, 소정 주기로 식별 정보를 인증 장치(91)에 송신하는 정상 모드와, 정상 모드로 비교하여 식별 정보를 송신하는 빈도의 낮은 전력 절약 모드의 2개의 동작 모드로 동작 가능하다. 모드 제어 장치(17)는, 태양 전지(15)의 발전 전력을 계측하고 상기 계측 결과로부터 판단되는 주위의 밝기에 따라 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전환한다. 특히, 모드 제어 장치(17)는, 미리 정해져 있는 판단 기준에 기초하여 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드를 전력 절약 모드로 전환한다.
이와 같이 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)에서는, 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기가 규정값을 하회하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환된다. 전력 절약 모드에서는, 정상 모드와 비교하여 식별 정보의 송신 빈도가 낮기 때문에 통신 유닛(12F)에서의 소비 전력량이 적어진다. 따라서, 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 사용하지 않는 사이, 태양 전지(15)에 충분한 광이 입사하지 않는 암실(예를 들어, 서랍, 가방, 의복의 주머니, 라커, 옷장)에 무선 식별 카드(10F)를 장시간 보관해도, 축전지(16)의 잔량의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 통신 유닛(12F)이 항상 정상 모드로 동작하는 경우와 비교하여, 축전지(16)의 잔량이 감소하기 어려워진다. 그러므로 축전지(16)의 잔량 부족에 의해 무선 식별 카드(10F)와 인증 장치(91) 사이의 통신이 두절되는 문제점을 방지할 수 있으므로, 입장 및 퇴장 관리 시스템이 정상적으로 기능하고, 실패하는(사용자(94)가 입실 및 퇴실할 수 없게 되는) 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 인증 장치(91)가 회사에 설치되어 있는 경우, 귀가 중에 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 사용하지 않으므로, 무선 식별 카드(10F)로부터 식별 정보를 송신할 필요가 없다. 그러므로 사용자(94)의 귀가 중에 통신 유닛(12F)이 식별 정보를 송신하기 위해 소비하는 전력은 낭비가 된다. 그래서, 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)에서는, 무선 식별 카드(10F)가 사용되지 않는 사이의 식별 정보의 송신 빈도를 낮게 하여 불필요한 전력 소비를 매우 억제한다. 따라서, 축전지(16)의 잔량 감소(전력 소비)가 억제된다.
또한, 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)에서는, 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기가 규정값을 상회하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로부터 정상 모드로 전환된다. 그러므로 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 사용할 때는 식별 정보의 송신 빈도가 높아져 식별 정보를 송신할 때까지의 대기 시간이 짧아진다.
이와 같이 본 실시예의 무선 식별 카드(10F)에 의하면, 무선 식별 카드(10F)를 사용하지 않을 때(인증 장치(91)와 통신을 행할 필요가 없을 때)에는, 통신 유닛(12F)이 전력 절약 모드로 동작하기 때문에, 정상 모드로 동작할 때 비하면 축전지(16)의 소모를 억제할 수 있다. 한편, 무선 식별 카드(10F)를 사용할 때(인증 장치(91)와 통신을 행할 필요가 있을 때)에는, 통신 유닛(12F)이 정상 모드로 동작하기 때문에, 전력 절약 모드로 동작할 때 비하면 사용자(94)가 인증 장치(91)에 가까워지고 나서 도어(93)가 해제될 때까지의 대기 시간을 짧게 할 수 있다. 따라서, 입장 및 퇴장 관리 시스템의 사용 가능성의 악화를 회피할 수 있다.
태양 전지(15)의 발전 전력은, 태양 전지(15)로의 입사광 강도, 즉 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기에 관련하고 있다. 그러므로 모드 제어 장치(17)에서는, 태양 전지(15)의 발전 전력의 계측 결과를 사용하여 무선 식별 카드(10F)의 주위의 밝기를 판단하고 있다. 즉, 태양 전지(15)를, 밝기 센서(밝기 검출용의 센서)로서도 사용하고 있다. 따라서, 밝기 센서를 새롭게 설치할 필요가 없고, 무선 식별 카드(10F)의 부품수의 증가를 억제할 수 있다.
대안으로, 모드 제어 장치(17)는, 태양 전지(15)의 발전 전력량(즉, 일정 시간에서의 태양 전지(5)의 발전 전력의 누적값)을 소정의 임계값과 비교하여, 발전 전력량이 상기 소정의 임계값을 하회하면, 상기 제1 판단 기준을 만족시키고 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 모드 제어 장치(17)는, 태양 전지(15)의 발전 전력량이 상기 소정의 임계값을 상회하면, 상기 제2 판단 기준을 만족시키고 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 태양 전지(15)의 발전 전력량이 상기 소정의 임계값을 넘지 않는 한, 주위의 밝기는 규정값을 하회하는 것으로 판단된다. 따라서, 예를 들면, 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를 포켓에 넣고 있는 상태로, 순간적으로 강렬한 광이 포켓 내의 태양 전지(15)에 조사되어, 일순간만큼 태양 전지(15)의 발전 전력이 커져도, 통신 유닛(12F)의 동작 모드는 전력 절약 모드를 유지한다. 그리고 발전 전력량이 상기 소정의 임계값 이상이 되면 통신 유닛(12F)은 정상 모드로 전환된다.
대안으로, 모드 제어 장치(17)의 전환 장치(172)는, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값을 하회하고, 또한 일정 시간 당의 발전 전력의 변동량이 소정의 제2 임계값을 하회할 때(일정 시간 내에 발전 전력이 제2 임계값 이상 변화하지 않았을 때), 주위의 밝기가 규정값을 하회하는 것으로 판단하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 전환 장치(171)는, 태양 전지(15)의 발전 전력이 제1 임계값 이상으로 되고, 또한 일정 시간 당의 발전 전력의 변동량이 제2 임계값 이상이 되었을 때(일정 시간 내에 발전 전력이 제2 임계값 이상 변화되었을 때), 주위의 밝기가 규정값을 상회하는 것으로 판단하도록 구성된다.
이러한 구성에서, 제1 임계값은, 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스일 때의 태양 전지(15)의 발전 전력에 상당하는 값이다. 제2 임계값은, 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 200룩스일 때의 태양 전지(15)의 발전 전력에 상당하는 값이다. 그러므로 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스 미만이며, 또한 1분 이내에 주위 조도가 200룩스 이상 변화하지 않으면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환된다. 한편, 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도가 10룩스 이상이면서 2초 이내에 주위 조도가 200룩스 이상 변화하면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 정상 모드로 전환된다.
이러한 구성에서, 무선 식별 카드(10F)가 암실에 보관되면, 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로 전환된다. 그 후, 무선 식별 카드(10F)가 암실로부터 인출되면 무선 식별 카드(10F)의 주위 조도의 변화에 따라 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 정상 모드로 전환된다. 여기서, 모드 제어 장치(17)는, 일정 시간(예를 들면, 2초)이 경과하는 것을 기다리지 않고, 발전 전력의 변화량이 제2 임계값 이상이 된 시점에서 동작 모드를 정상 모드로 전환한다. 따라서, 사용자(94)가 무선 식별 카드(10F)를, 예를 들면, 의복의 포켓으로부터 인출하면, 바로 통신 유닛(12F)의 동작 모드가 전력 절약 모드로부터 정상 모드로 전환된다. 그러므로 전력 절약 모드인 채로 무선 식별 카드(10F)가 사용되는 것을 방지할 수 있다.
인증 장치(91)는, 자동 도어나 자동 개찰기 등의 개폐 동작을 행하도록 구성될 수도 된다. 또한, 무선 식별 카드(10F)와 인증 장치(91)는, 전자 유도를 이용하여 서로 통신(무선 통신)을 행하도록 구성되어 있어도 된다.

Claims (14)

  1. 식별 정보를 저장하도록 구성된 식별 정보 저장부,
    상기 식별 정보 저장부에 저장된 상기 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 송신하도록 구성된 송신기; 및
    상기 송신기에 전력을 공급하도록 구성된 태양 전지
    를 포함하는 무선 식별 카드로서,
    상기 태양 전지는, 증감 작용을 가지는 증감 물질(sensitizing material), 전자 수송 부재(electron transport member), 및 정공 수송 부재(hole transport member)를 포함하며,
    상기 무선 식별 카드는,
    판형(plate shape)으로 형성되고 미리 정해진 시각 정보(visual information)를 표시하도록 구성된 표시 유닛; 및
    카드형으로 형성되고 상기 식별 정보 저장부와 상기 송신기를 유지하도록 구성된 본체
    를 더 포함하고,
    상기 증감 물질은 광의 수신에 응답해서 전자와 정공을 생성하는 색소(dye)이며,
    상기 태양 전지는 판형으로 이루어지고 작용 전극(working electrode) 및 대향 전극(opposite electrode)을 더 포함하고,
    상기 전자 수송 부재는 반도체 층으로 이루어지고 상기 증감 물질을 지지하도록 구성되어 있으며,
    상기 작용 전극은 상기 전자 수송 부재의 두께 방향의 제1 표면에 설치되어 상기 증감 물질로부터 전자를 수취하도록 구성되어 있고,
    상기 대향 전극은 상기 전자 수송 부재의 두께 방향의 제2 표면에 설치되며,
    상기 전자 수송 부재는 상기 전자 수송 부재와 상기 대향 전극과의 사이에 개재되어 상기 증감 물질로부터 정공을 수취하도록 구성된 전해질 층(electrolyte layer)으로 이루어지고,
    상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 하나는 투광성(translucency)을 가지도록 구성되며, 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 다른 하나가 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 상기 하나와 상기 본체 사이에 개재하도록, 상기 태양 전지와 상기 표시 유닛 중 상기 하나가 상기 본체의 전면(front surface)에 배치되는,
    무선 식별 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 유닛은 투광성을 가지고 또한, 상기 표시 유닛과 상기 태양 전지 사이에 상기 태양 전지가 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치되며,
    상기 표시 유닛과 상기 태양 전지 사이에 확산 투과 부재(diffusion transmission member)가 개재되며,
    상기 확산 투과 부재는 광을 수취하면, 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시(visual indication)에 사용되는 광은 확산시키고, 상기 태양 전지의 발전에 사용되는 광은 투과하도록 구성되는, 무선 식별 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지는 가시광에 대하여 투광성을 가지며, 상기 표시 유닛이 상기 태양 전지와 상기 본체 사이에 개재하도록 상기 본체에 배치되는, 무선 식별 카드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시 유닛은 투광성을 가지고,
    상기 표시 유닛의 후면(rear surface)에 배경판(backgroudn plate)이 배치되며,
    상기 배경판은 상기 표시 유닛에 의한 시각적 표시의 가시성(visibility)을 향상시키도록 구성되어 있는, 무선 식별 카드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 표시 유닛은 투광성을 가지고,
    상기 표시 유닛의 후면에 반사판이 배치되며,
    상기 반사판은 상기 표시 유닛을 통과하는 광을 반사하도록 구성되어 있는, 무선 식별 카드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시 유닛에 의해 표시되는 시각적 표시를 나타내는 표시 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 수신기가 수신한 상기 표시 정보를 저장하도록 구성된 표시 정보 저장부
    를 포함하고,
    상기 표시 유닛은, 상기 표시 정보 저장부에 저장된 상기 표시 정보에 대응하여 시각적 표시를 행하도록 구성되며,
    상기 태양 전지는 상기 수신기와 상기 표시 유닛에 전기를 공급하도록 구성되는, 무선 식별 카드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표시 정보 저장부에 저장된 상기 표시 정보의 내용을, 상기 수신기가 수신한 상기 표시 정보의 내용으로 갱신하도록 구성된 갱신 장치를 더 포함하는, 무선 식별 카드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시 유닛은, 상기 태양 전지가 상기 표시 유닛과 상기 본체 사이에 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치되고,
    상기 태양 전지는 공통 베이스 플레이트(common base plate)와 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성된 광전 변환 부재로 구성되고, 상기 광전 변환 부재는 상기 작용 전극, 상기 반도체 층, 상기 전해질 층, 및 상기 대향 전극을 포함하며,
    상기 송신기는 상기 공통 베이스 플레이트, 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 안테나, 및 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되고 상기 안테나를 이용하여 무선 신호를 송신하도록 구성된 통신 회로로 구성되는, 무선 식별 카드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광전 변환 부재, 상기 안테나, 및 상기 통신 회로는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 표면에 형성되는, 무선 식별 카드.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광전 변환 부재는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 제1 표면에 형성되고,
    상기 안테나 및 상기 통신 회로는, 상기 공통 베이스 플레이트의 두께 방향의 제2 표면에 형성되는, 무선 식별 카드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 태양 전지가 생성한 전력을 축적하는 축전지(storage cell)를 더 포함하고,
    상기 축전지는, 상기 공통 베이스 플레이트와 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 축전지 부재로 구성되는, 무선 식별 카드.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 표시 유닛은, 상기 태양 전지가 상기 표시 유닛과 상기 본체 사이게 개재하도록 상기 본체의 전면에 배치되고,
    상기 태양 전지는 광전 변환 부재와 반사기로 구성되며, 상기 광전 변환 부재는 상기 작용 전극, 상기 반도체 층, 상기 전해질 층, 및 상기 대향 전극으로 구성되며, 상기 반사기는 상기 광전 변환 부재를 투과한 광을 반사하도록 구성되고,
    상기 송신기는, 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 형성되는 안테나, 및 상기 베이스 플레이트 상에 형성되고 상기 안테나를 이용하여 무선 신호를 송신하도록 구성된 통신 회로로 구성되며,
    상기 반사기는 상기 베이스 플레이트 또는 상기 안테나인, 무선 식별 카드.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지가 생성한 전력을 축적하는 축전지를 더 포함하고,
    상기 표시 유닛은 상기 태양 전지의 전면에 배치되고,
    상기 태양 전지는, 공통 베이스 플레이트 및 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 광전 변환 부재로 구성되며, 상기 광전 변환 부재는 상기 작용 전극, 상기 반도체 층, 상기 전해질 층, 및 상기 대향 전극을 포함하며,
    상기 축전지는, 상기 공통 베이스 플레이트 및 상기 공통 베이스 플레이트 상에 형성되는 축전지 부재로 구성되는, 무선 식별 카드.
  14. 삭제
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