薄型識別デバイス
【課題】太陽電池を備えながらも、太陽電池によるサイズの増大を小さく抑えることができる薄型識別デバイスを提供する。
【解決手段】太陽電池５の基材は省略し、通信機能部３の基材を共通基材Ｂｃ１として太陽電池５の基材に兼用する。太陽電池５の光電変換層５ｂと、通信機能部３の通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃとは、いずれも共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に形成されるものとする。これにより、太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材を用いる場合に比べて、太陽電池５の基材の厚み寸法分だけ太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さくできる。
【解決手段】太陽電池５の基材は省略し、通信機能部３の基材を共通基材Ｂｃ１として太陽電池５の基材に兼用する。太陽電池５の光電変換層５ｂと、通信機能部３の通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃとは、いずれも共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に形成されるものとする。これにより、太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材を用いる場合に比べて、太陽電池５の基材の厚み寸法分だけ太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さくできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手側装置との間において非接触で通信を行う薄型識別デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザが携帯可能な薄型識別デバイスを用いて、識別情報を薄型識別デバイスからリーダ装置（相手側装置）に非接触通信（無線通信）にて送信することにより自動改札機やゲートの通行可否を判断する個体識別システムが普及している。この個体識別システムでは、リーダ装置から送られてきた搬送波の電力を利用して送信する機能を薄型識別デバイスに備えた受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式を採用することが一般的であるため、通信可能距離が比較的短く、リーダ装置に薄型識別デバイスをかざす行為が求められる。
【０００３】
これに対して、薄型識別デバイス自身に電池を電源として具備し、当該電池からの電力供給を受けてデータ送信する機能を薄型識別デバイスに備えた能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用することで利便性を向上させることも提案されている。すなわち、自身に電源を備えた薄型識別デバイスでは、受動型ＲＦタグ方式に比べてリーダ装置との通信距離を長く（たとえば１０ｍ）することが可能である。これにより、リーダ装置に薄型識別デバイスをかざす行為が不要となり、薄型識別デバイスを所持（携帯）しているユーザがリーダ装置に近づくだけでリーダ装置−薄型識別デバイス間の通信が可能になる。
【０００４】
ただし、薄型識別デバイスに一次電池を具備する場合、定期的に電池交換等のメンテナンスが必要になるという不都合がある。この点については、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を電源として用いることで改善できると考えられる。
【０００５】
また、薄型識別デバイスに電源として太陽電池を備え、薄型識別デバイスに設けた表示部を太陽電池で生成された電力により駆動して当該表示部に諸情報を表示させるということも考えられている（たとえば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２７２８号公報
【特許文献２】特開平１０−２４０８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、薄型識別デバイスに電源として太陽電池が付加されると、電源を持たない従来の薄型識別デバイスに比較して、太陽電池の分だけ薄型識別デバイスの厚み寸法や薄型識別デバイスの厚み方向に直交する面内での占有面積が大きくなるという問題がある。薄型識別デバイスが大型化すると、薄型識別デバイスを携帯しにくくなって薄型識別デバイスの利便性が低下するという問題があるので、薄型識別デバイスのサイズの増大は極力小さく抑えたいという要求がある。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、太陽電池を備えながらも、太陽電池によるサイズの増大を小さく抑えることができる薄型識別デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明では、識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されているから、太陽電池の構成部材の一部を省略することができ、太陽電池と情報保持部および通信機能部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、太陽電池の構成部材の一部の分だけ薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。その結果、太陽電池を備えながらも、太陽電池による薄型識別デバイスのサイズの増大を極力小さく抑えることが可能になる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記太陽電池および前記通信機能部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、太陽電池の構成部材の一部と通信機能部の構成部材の一部とが共用されているから、太陽電池と通信機能部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向における同一面側に太陽電池および通信機能部が配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、太陽電池と通信機能部とで共用される基材の厚み方向の同一面側に、太陽電池と通信機能部との両方が配設されているから、太陽電池と通信機能部とが前記基材の厚み方向の両面に分かれて配設される場合に比べて、薄型識別デバイスの厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向の一面側に太陽電池が配設され、他面側に通信機能部が配設されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、太陽電池と通信機能部とが、太陽電池と通信機能部とで共用される基材の厚み方向の両面に分かれて配設されているから、前記基材の厚み方向の同一面側に太陽電池と通信機能部との両方が配設される場合に比べて、薄型識別デバイスの厚み方向に直交する面内での占有面積を小さく抑えることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記太陽電池が、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体と、セル本体と重ねて配置されセル本体を透過した光をセル本体側に反射する反射層とを有し、反射層が太陽電池以外の構成部材の一部と共用されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、太陽電池が反射層を有するから、太陽電池のセル本体を透過した光が反射層にて反射されてセル本体に戻されることとなり、セル本体での発電効率を高めることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記電源部が前記太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池の構成部材の一部と蓄電部の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電源部が蓄電部を有するから、太陽電池に光が照射しない状況でも、蓄電部に蓄電された電力を使って通信機能部を駆動することが可能である。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記太陽電池および前記蓄電部が板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、太陽電池と蓄電部とで基材を共用しているから、太陽電池と蓄電部とを合わせて一部材として扱うことができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００２２】
請求項８の発明では、識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、電源部は太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池および蓄電部は板状の基材を具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、太陽電池と蓄電部とで基材を共用しているから、太陽電池と蓄電部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、太陽電池の基材の分だけ薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。その結果、太陽電池を備えながらも、太陽電池による薄型識別デバイスのサイズの増大を極力小さく抑えることが可能になる。また、電源部が蓄電部を有するから、太陽電池に光が照射しない状況でも、蓄電部に蓄電された電力を使って通信機能部を駆動することが可能である。しかも、太陽電池と蓄電部とを合わせて一部材として扱うことができ、部品点数の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、太陽電池を備えながらも、太陽電池によるサイズの増大を小さく抑えることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下の各実施形態で説明する薄型識別デバイスは、専用のリーダ装置（相手側装置）と通信するものであって、リーダ装置から送出された電波を受信すると、リーダ装置に対して所定の情報をデータとして返信する。この薄型識別デバイスは、たとえば建造物などの出入口扉、自動ドア、自動改札機等において個人の認証をリーダ装置との間の非接触通信により行う個体識別システムに用いられる。すなわち、薄型識別デバイスには、各個人（薄型識別デバイスの所有者）を識別するための識別情報（ＩＤ）が格納された情報保持部が搭載されており、部屋の出入口等に設置されたリーダ装置との通信時に、当該識別情報をリーダ装置に送信する。そのため、上記個体識別システムを用いれば、ユーザに薄型識別デバイスを所持させておくだけで部屋の入退室管理等が可能となる。
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、図２に示すように上記情報保持部（メモリ）２と、リーダ装置との間で非接触通信（無線通信）を行う通信機能部３と、通信機能部３に対して電力供給を行う電源部４とを備えている。この薄型識別デバイス１は、少なくとも情報保持部２に記憶した識別情報を、通信機能部３を介して相手側装置（リーダ装置）に発信する機能を有する。
【００２７】
電源部４は、リーダ装置との通信に必要な電力を供給するものであって、外部から照射する光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換素子である太陽電池５を有している。したがって、太陽電池５に対して十分な光量の光が照射する環境を確保することで、電池交換や充電等のメンテナンスを行うことなく、長期間に亘って安定した電力供給を実現することができる。
【００２８】
また、電源部４においては、二次電池やキャパシタ等の蓄電部、あるいは一次電池を太陽電池５と併せて用いることで、太陽電池５に対して光が照射しない環境下においても、通信機能部３に対して安定した電力供給を継続的に行うことができる。特に蓄電部を用いる場合、太陽電池５の発電効率が高い日中に太陽電池５の出力で蓄電部を充電し、太陽電池５の発電効率が低下する夜間には蓄電部に蓄えた電力を活用することで、太陽電池５の出力を有効に利用できるという利点がある。本実施形態では、光電変換機能と蓄電機能とを一体に有する太陽電池５を用いることにより、太陽電池５と別体の蓄電部を用いる必要はないものとする。
【００２９】
図３に、薄型識別デバイス１の各構成部品の組み合わせの一例を示す。本実施形態の薄型識別デバイス１は、矩形板状の基材３ａ（図４（ａ）参照）の一表面上に通信回路３ｂ（図４（ａ）参照）およびアンテナ３ｃ（図４（ａ）参照）を形成してなる通信機能部３と、矩形板状の基材５ａ（図４（ａ）参照）の一表面上に光電変換層５ｂ（図４（ａ）参照）を形成してなる太陽電池５（電源部４）と、情報保持部２との各構成部品を、基材の厚み方向において、情報保持部２、通信機能部３、太陽電池５の順に重ね合わせて構成される。ここで、アンテナ３ｃは基材３ａの周縁に沿ってループ状に形成されており、光電変換層５ｂは基材５ａと反対側の受光面で受光した光エネルギを電気エネルギに変換する。
【００３０】
ただし、各構成部品（情報保持部２、通信機能部３、太陽電池５）を単に重ね合わせた場合、薄型識別デバイス１全体の厚み寸法は少なくとも各構成部品の厚み寸法の総和となり、太陽電池５を設けない場合に比べて太陽電池５の厚み分だけ薄型識別デバイス１の厚み寸法が大きくなる。そこで、本実施形態では、薄型識別デバイス１の厚み寸法を極力小さく抑えるために、以下に説明する構成を採用している。
【００３１】
すなわち、図４（ａ）に示す参考例のように通信機能部３と太陽電池５とで別々の基材３ａ，５ａを用いている場合に、図４（ｂ）に示すように通信機能部３の基材３ａの前記一表面における通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃを避けた部位に太陽電池５の基材５ａを積層するようにすれば、基材５ａの厚み寸法内に通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃが位置することとなり、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める基材３ａの厚み方向における寸法は若干小さくなるものの、両基材３ａ，５ａの厚み寸法の和に太陽電池５の光電変換層５ｂを加えた寸法を下回ることはない。
【００３２】
これに対して、本実施形態では、薄型識別デバイス１の厚み寸法を小さく抑えるために、図１に示すように、通信機能部３の基材を第１の共通基材Ｂｃ１として太陽電池５の基材に兼用し、太陽電池５の基材５ａを省略した構成を採用している。すなわち、図１の例では、太陽電池５の基材と通信機能部３の基材とが共用されているのであって、太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材３ａ，５ａを用いる場合に比べて、太陽電池５の基材５ａの厚み寸法分だけ太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さくすることができるという利点がある。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の薄型識別デバイス１は、太陽電池５の構成部材の一部（基材５ａ）と太陽電池５以外の構成部品（通信機能部３）における構成部材の一部（基材３ａ）とを共用することによって、全体として薄型化を図ることができるという効果がある。また、図１の例では、太陽電池５と通信機能部３とで共用される共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に太陽電池５の光電変換層５ｂと通信機能部３の通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃとの全てが形成されているので、共通基材Ｂｃ１の他面側にさらに他の部材を重ねることが可能である。つまり、共通基材Ｂｃ１の他面を他部材（図示せず）に重ねる形で共通基材Ｂｃ１を前記他部材に固定すること等が可能となる。
【００３４】
ところで、図１のように共通基材Ｂｃ１の片面側に太陽電池５および通信機能部３の両方が形成された構成に限らず、図５に示すように共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に太陽電池５（光電変換層５ｂ）、他面側に通信機能部３（通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃ）をそれぞれ形成してもよい。
【００３５】
図５の構成では、太陽電池５および通信機能部３が、共通基材Ｂｃ１の厚み方向の両面を利用して形成されることとなるから、共通基材Ｂｃ１の片面側に太陽電池５および通信機能部３の両方を形成する場合に比べて、共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面のサイズを小さく抑えることができる。つまり、共通基材Ｂｃ１における通信機能部３が形成された他面側においては、太陽電池５を形成するためのスペースを確保する必要がなく小面積化を図ることができ、結果的に薄型識別デバイス１の小型化を図ることができる。また、図６に示す参考例のように太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材３ａ，５ａを用いる場合に比べると、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００３６】
また、薄型識別デバイス１は、太陽電池５の構成部材の一部と情報保持部２の構成部材の一部とを共用したり、あるいは、太陽電池５の構成部材の一部と、情報保持部２および通信機能部３の両構成部材の一部とをそれぞれ共用したりすることによって、全体として薄型化を図るようにしてもよい。
【００３７】
（実施形態２）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、電源部４が、太陽電池５から出力される電気を蓄電する蓄電部６（図７参照）を有し、太陽電池５の基材と蓄電部６の基材とを共用するようにした点が実施形態１の薄型識別デバイス１と相違する。
【００３８】
以下、太陽電池５と蓄電部６との各構成について図７を参照して説明する。
【００３９】
本実施形態では、増感作用を持つ色素を用いた色素増感太陽電池を太陽電池５として採用する。色素増感型の太陽電池５は、図７（ａ）のように、ガラス基板からなり一表面上に透明導電体層（透明電極）からなる作用極電極５ｃが形成された作用極基材５ｄと、ガラス基板からなり一表面上に透明導電体層（透明電極）からなる対極電極５ｅが設けられた対極基材５ｆとを互いに電極５ｃ，５ｅが対向する形で配置した構成を有する。ここで、作用極基材５ｄ側の作用極電極５ｃ上には、光を受けて電子を放出する色素（図示せず）が担持された半導体からなる半導体層５ｇを備えている。作用極電極５ｃ−対極電極５ｅ間は電解質層（電解液）５ｈで満たされており、さらに、半導体層５ｇの周囲には、両電極５ｃ，５ｅと共に電解液を密封する封止材５ｉが半導体層５ｇの全周を包囲する形で設けられている。
【００４０】
この構成によれば、太陽電池５に照射した可視光領域の光は、作用極基材５ｄおよび作用極電極５ｃを透過して、半導体層５ｇ中の色素に吸収される。光を吸収した色素は電子を放出し、当該電子が半導体層５ｇに移動して半導体粒子間を通り作用極電極５ｃに到達する。さらに、電子は、作用極電極５ｃ−対極電極５ｅ間に導線等で接続された負荷（ここでは通信機能部３）を通って対極基材５ｆ側の対極電極５ｅに移動する。色素は電解質層５ｈに含まれる還元状態の電解質（以下、還元体という）Ｉ−から電子を受け取ることで基底状態の色素へと戻り、酸化された電解質（以下、酸化体という）Ｉ３−は対極基材５ｆ側の対極電極５ｅから電子を受け取って還元体Ｉ−へと戻る。つまり、電解質層５ｈは、作用極電極５ｃ（半導体層５ｇ）と対極電極５ｅとの間で電荷を運ぶ電荷輸送部として機能する。その結果、太陽電池５への光照射時には、太陽電池５から負荷（ここでは通信機能部３）に電流が流れることとなる。
【００４１】
色素増感型の太陽電池５は、結晶シリコン太陽電池と比較すると、太陽光に比べて低照度となる屋内（室内）においても十分な電力を生成可能という特性を持ち、また、作用極基材５ｄおよび対極基材５ｆを透明材料から形成することで全体として透過性を有した構成とすることができる。
【００４２】
一方、蓄電部６は、図７（ａ）のように一表面に電極層（正極層）６ａが形成された正極基材６ｂと、一表面に電極層（負極層）６ｃが形成された負極基材６ｄとを互いに電極層６ａ，６ｃが対向する形で配置した構成を有する。ここで、正極基材６ｂと負極基材６ｄとの間には電解液６ｅが充填されており、電極層６ａ，６ｃの周囲には、正極基材６ｂおよび負極基材６ｄと共に電解液６ｅを封止する封止材６ｆが電極層６ａ，６ｃを包囲する形で設けられている。
【００４３】
ここにおいて、図７（ｂ）に示す参考例のように、太陽電池５と蓄電部６とを単に重ね合わせた場合、太陽電池５と蓄電部６とが占める厚み方向の寸法は、太陽電池５の厚み寸法と蓄電部６の厚み寸法との和になるから大きくなってしまうという問題がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、図８に示すように蓄電部６の正極基材を第２の共通基材Ｂｃ２として太陽電池５の対極基材に兼用し、太陽電池５の対極基材５ｆを省略することで薄型識別デバイス１全体の薄型化を図っている。つまり、太陽電池５の構成部材の一部（対極基材５ｆ）と太陽電池５以外（蓄電部６）の構成部材の一部（正極基材６ｂ）とを共用する形となり、図７の参考例に比べて、太陽電池５と蓄電部６とを積層した状態で太陽電池５と蓄電部６とが占める厚み方向の寸法を小さくすることができ、薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態の構成は、実施形態１で説明したように通信機能部３の基材を太陽電池５の基材に兼用する構成と併せて採用してもよく、この場合、各構成を単独で採用する場合に比べて更なる薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。すなわち、図９に示すように、共通基材Ｂｃ２の厚み方向の一面側に太陽電池５を配設し、他面側に蓄電部６および通信機能部３を配設することで、共通基材Ｂｃ２を太陽電池５と蓄電部６と通信機能部３とで共用することができ、薄型識別デバイス１の更なる薄型化を図ることできる。
【００４６】
なお、図８の例では、対極基材兼正極基材として用いられる共通基材Ｂｃ２は透明性を有するものではないが、当該共通基材Ｂｃ２は透明性を有するものであってもよい。
【００４７】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態３）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、太陽電池５が、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体５Ａ（図１０参照）と、セル本体５Ａに重ねて配置され、セル本体５Ａを透過した光をセル本体５Ａ側に反射する反射層５Ｂ（図１０参照）とを具備し、この反射層５Ｂを通信機能部３の構成部材の一部と共用している点が実施形態１の薄型識別デバイス１と相違する。ここに、セル本体５Ａは通信機能部３の基材３ａと同サイズの矩形板状に形成されているものとする。
【００４９】
すなわち、実施形態２で説明したように太陽電池５として色素増感太陽電池を用いた場合などには、セル本体５Ａに可視光に対する透光性を付与することができ、この場合、セル本体５Ａの前面側から照射した光がセル本体５Ａを透過してセル本体５Ａの後方に抜けてしまうことがある。そのため、図１０に示す参考例のように、セル本体５Ａの後方には反射層５Ｂを設け、セル本体５Ａを一旦通過した光を再びセル本体５Ａに戻すことによって、セル本体５Ａへの光の照射効率を上げ、結果的に発電効率の向上を図ることが考えられる。ここで、反射層５Ｂは白色板のように光を拡散反射するものであってもよく、鏡面のように光を正反射するものであってもよい。
【００５０】
本実施形態では、図１１に示すように上述した反射層５Ｂと通信機能部３の基材３ａとを共用する。つまり、通信機能部３の基材３ａの厚み方向の一面側（セル本体５Ａ側）には、可視光を反射する機能がめっき等によって付与されており、通信機能部３のアンテナ３ｃが、基材３ａの前記一面上に形成されている。ここに、アンテナ３ｃは基材３ａの周縁に沿ってループ状に形成されているため、基材３ａにおいてアンテナ３ｃを除いた部位（アンテナ３ｃの内側および外側）が反射層５Ａとして機能することとなる。
【００５１】
以上説明したように、太陽電池５の構成部材の一部（反射層５Ｂ）と通信機能部３の構成部材の一部（基材３ａ）とを共用することによって、反射層５Ｂを省略することができ、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態で太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さく抑えることが可能となる。
【００５２】
ところで、本実施形態の他の構成例として、図１２に示すように通信機能部３のアンテナ３ｃ自体を反射層５Ｂに兼用することも考えられる。つまり、アンテナ３ｃを基材３ａの前記一面側（セル本体５Ａ側）の略全面に形成するとともに、アンテナ３ｃの表面に光反射性を付与することで、太陽電池５の反射層５Ｂと通信機能部３のアンテナ３ｃとが共用される形となり、反射層５Ｂを別途設ける場合に比べると、図１１の例と同様に薄型識別デバイス１の薄型化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の構成は、実施形態１で説明したように通信機能部３の基材３ａを太陽電池５の基材５ａに共用する構成と併せて採用してもよく、この場合、各構成を単独で採用する場合に比べて更なる薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。
【００５４】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
ところで、上述した各実施形態の薄型識別デバイス１は、少なくとも太陽電池５の構成部材の一部と太陽電池５以外の構成部材の一部とを共用することで全体の薄型化を図っているが、携帯性の面から考えて望ましい厚み寸法は１０ｍｍ以下である。また、携帯時に薄型識別デバイス１を財布やカードケースなどに収納することまで考慮すると厚み寸法を５ｍｍ以下に抑えることが望ましい。さらにまた、従来からあるクレジットカードと同程度の使い勝手を求めると、厚み寸法を２ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５６】
以下に、上記各実施形態の薄型識別デバイス１を用いた個体識別システムの具体例について、図１３を参照して説明する。ここでは、個体識別システムを部屋の入退室管理に用いる場合を例として説明する。
【００５７】
すなわち、部屋の出入口に設置されたリーダ装置１００は、ＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の第１の通信方式にて薄型識別デバイス１と通信するためのＬＦ帯送信部１０１およびＬＦアンテナ１０２と、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の第２の通信方式にて薄型識別デバイス１と通信するためのＲＦ送受信部１０３およびＲＦアンテナ１０４と、ＬＦ帯送信部１０１およびＲＦ送受信部１０３を制御する制御部１０５と、制御部１０５に接続された液晶ディスプレイ等からなる表示部１０６およびブザー１０７とを具備する。
【００５８】
ユーザに所持される薄型識別デバイス１は、上記第１の通信方式にてリーダ装置１００と通信するためのＬＦ帯受信部３１およびＬＦアンテナ３２と、上記第２の通信方式にてリーダ装置１００と通信するためのＲＦ送受信部３３およびＲＦアンテナ３４と、ＬＦ帯受信部３１およびＲＦ送受信部３３を制御する制御部３５とを通信機能部３に備えている。ここで、図１１に示す通信機能部３を例とすれば、ＬＦアンテナ３２はたとえば通信機能部３の基材３ａの一面側に形成されたループアンテナ３ｃからなり、ＲＦアンテナ３３は基材３ａの他面側に形成されたパッチアンテナ（図示せず）からなる。
【００５９】
次に、上述した個体識別システムの動作例を示す。
【００６０】
リーダ装置１００は、制御部１０５で生成した起動信号を、ＬＦ帯送信部１０１において誘導磁界の信号成分に重畳し、増幅してＬＦアンテナ１０２から第１の通信方式（ＬＦ）にて、一定周期で間欠的に発信する。これにより、リーダ装置１００の周囲（部屋の出入口付近）には前記起動信号が届く範囲内で認証エリアが形成される。
【００６１】
薄型識別デバイス１を所持したユーザが上記認証エリア内に入ると、薄型識別デバイス１は、リーダ装置１００からの起動信号をＬＦアンテナ３２で受信した後に、ＬＦ帯受信部３１が制御部３５を起動し、制御部３５にて情報保持部２内の識別情報を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して第２の通信方式（ＵＨＦ）にて応答信号をリーダ装置１００に返信する。ここにおいて、薄型識別デバイス１は、起動信号を受信するまでは、通信機能部３のうちＬＦ帯受信部３１のみに電源部４から電力供給を行いＬＦ帯受信部３１以外の各部（ＲＦ送受信部３３、制御部３５）への電力供給を行わない低消費電力モードで動作しており、起動信号を受信することで初めてＬＦ帯受信部３１以外の各部にも電力供給が行われる通常モードで動作する。
【００６２】
リーダ装置１００は、応答信号をＲＦアンテナ１０４を介してＲＦ送受信部１０３で受信し、制御部１０５から図示しない上位装置に転送する。上位装置では識別情報の照合が行われ、正規の識別情報であると判断されて認証が正常に完了した場合には、リーダ装置１００の制御部１０５は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）をＲＦ送受信部１０３からＲＦアンテナ１０４を介して薄型識別デバイス１に送信する。また、リーダ装置１００の制御部１０５は、識別情報の認証が正常に完了すれば表示部１０６やブザー１０７によってその旨を報知するとともに、部屋の出入口扉を解錠するための制御を行なう一方で、識別情報の認証に失敗した場合には、表示部１０６やブザー１０７によって警告を行うとともに、部屋の出入口扉の施錠を維持するための制御を行う。
【００６３】
薄型識別デバイス１は、前記確認信号をＲＦ送受信部３３で受信すると、応答信号の送信を終了する。なお、リーダ装置１００からの確認信号の送信に代えて、認証完了した識別情報を次回の起動信号に含むようにしてもよく、この場合、薄型識別デバイス１は自己の識別情報を含む起動信号をＬＦ帯受信部３１にて受信することで、応答信号の送信を終了する。
【００６４】
このように、薄型識別デバイス１がＬＦ帯の起動信号で起動し、ＵＨＦ帯の応答信号を返信させることにより、前記認証エリアをたとえば１．５〜２ｍの範囲に正確に規定することができる。また、ＵＨＦ帯の無線通信を行うＲＦ送受信部３３においては、消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯の無線通信を行うＬＦ帯受信部３１においては、数μＡ程度の微弱な電力で起動するので、待機状態にてＲＦ送受信部３３への電力供給を行わない低消費電力モードを採用することによって、薄型識別デバイス１の待機電力を低く抑えることが可能である。
【００６５】
ところで、以上説明した構成の薄型識別デバイス１は、自動車のエンジン始動やコンピュータの起動や、各種設備機器の起動に際して個人認証を行う個体識別システムにも用いることができる。また、たとえば不特定多数の来訪者のある管理領域への出入口にリーダ装置１００を設置し、正規の（アポイントのある）来訪者には薄型識別デバイス１を予め渡しておくことで、面識の有無に関わらず正規の来訪者を識別して前記管理領域への入場を許可することが可能となる。さらに、保育施設や介護施設、学校、会社、団体旅行等で集団行動が必要となる状況下において、各個人に薄型識別デバイス１を携帯させることにより、点呼に代えて各個人の存在確認のために活用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態１の要部を示す概略断面図である。
【図２】同上の薄型識別デバイスを示す概略ブロック図である。
【図３】同上の薄型識別デバイスを示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図４】同上の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図５】同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図６】同上の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態２の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図８】同上の要部を示す概略断面図である。
【図９】同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３の参考例を示す概略分解斜視図である。
【図１１】同上の要部を示す概略分解斜視図である。
【図１２】同上の他の構成例を示す概略分解斜視図である。
【図１３】同上の薄型識別デバイスを用いた個体識別システムを示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 薄型識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
３ａ 基材
３ｂ 通信回路
３ｃ アンテナ
４ 電源部
５ 太陽電池
５ａ 基材
５ｂ 光電変換層
５ｆ 対極基材
６ 蓄電部
６ｂ 正極基材
１００ リーダ装置（相手側装置）
Ｂｃ１ （第１の）共通基材
Ｂｃ２ （第２の）共通基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手側装置との間において非接触で通信を行う薄型識別デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザが携帯可能な薄型識別デバイスを用いて、識別情報を薄型識別デバイスからリーダ装置（相手側装置）に非接触通信（無線通信）にて送信することにより自動改札機やゲートの通行可否を判断する個体識別システムが普及している。この個体識別システムでは、リーダ装置から送られてきた搬送波の電力を利用して送信する機能を薄型識別デバイスに備えた受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式を採用することが一般的であるため、通信可能距離が比較的短く、リーダ装置に薄型識別デバイスをかざす行為が求められる。
【０００３】
これに対して、薄型識別デバイス自身に電池を電源として具備し、当該電池からの電力供給を受けてデータ送信する機能を薄型識別デバイスに備えた能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用することで利便性を向上させることも提案されている。すなわち、自身に電源を備えた薄型識別デバイスでは、受動型ＲＦタグ方式に比べてリーダ装置との通信距離を長く（たとえば１０ｍ）することが可能である。これにより、リーダ装置に薄型識別デバイスをかざす行為が不要となり、薄型識別デバイスを所持（携帯）しているユーザがリーダ装置に近づくだけでリーダ装置−薄型識別デバイス間の通信が可能になる。
【０００４】
ただし、薄型識別デバイスに一次電池を具備する場合、定期的に電池交換等のメンテナンスが必要になるという不都合がある。この点については、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を電源として用いることで改善できると考えられる。
【０００５】
また、薄型識別デバイスに電源として太陽電池を備え、薄型識別デバイスに設けた表示部を太陽電池で生成された電力により駆動して当該表示部に諸情報を表示させるということも考えられている（たとえば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２７２８号公報
【特許文献２】特開平１０−２４０８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、薄型識別デバイスに電源として太陽電池が付加されると、電源を持たない従来の薄型識別デバイスに比較して、太陽電池の分だけ薄型識別デバイスの厚み寸法や薄型識別デバイスの厚み方向に直交する面内での占有面積が大きくなるという問題がある。薄型識別デバイスが大型化すると、薄型識別デバイスを携帯しにくくなって薄型識別デバイスの利便性が低下するという問題があるので、薄型識別デバイスのサイズの増大は極力小さく抑えたいという要求がある。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、太陽電池を備えながらも、太陽電池によるサイズの増大を小さく抑えることができる薄型識別デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明では、識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されているから、太陽電池の構成部材の一部を省略することができ、太陽電池と情報保持部および通信機能部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、太陽電池の構成部材の一部の分だけ薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。その結果、太陽電池を備えながらも、太陽電池による薄型識別デバイスのサイズの増大を極力小さく抑えることが可能になる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記太陽電池および前記通信機能部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、太陽電池の構成部材の一部と通信機能部の構成部材の一部とが共用されているから、太陽電池と通信機能部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向における同一面側に太陽電池および通信機能部が配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、太陽電池と通信機能部とで共用される基材の厚み方向の同一面側に、太陽電池と通信機能部との両方が配設されているから、太陽電池と通信機能部とが前記基材の厚み方向の両面に分かれて配設される場合に比べて、薄型識別デバイスの厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向の一面側に太陽電池が配設され、他面側に通信機能部が配設されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、太陽電池と通信機能部とが、太陽電池と通信機能部とで共用される基材の厚み方向の両面に分かれて配設されているから、前記基材の厚み方向の同一面側に太陽電池と通信機能部との両方が配設される場合に比べて、薄型識別デバイスの厚み方向に直交する面内での占有面積を小さく抑えることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記太陽電池が、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体と、セル本体と重ねて配置されセル本体を透過した光をセル本体側に反射する反射層とを有し、反射層が太陽電池以外の構成部材の一部と共用されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、太陽電池が反射層を有するから、太陽電池のセル本体を透過した光が反射層にて反射されてセル本体に戻されることとなり、セル本体での発電効率を高めることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記電源部が前記太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池の構成部材の一部と蓄電部の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電源部が蓄電部を有するから、太陽電池に光が照射しない状況でも、蓄電部に蓄電された電力を使って通信機能部を駆動することが可能である。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記太陽電池および前記蓄電部が板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、太陽電池と蓄電部とで基材を共用しているから、太陽電池と蓄電部とを合わせて一部材として扱うことができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００２２】
請求項８の発明では、識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、電源部は太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池および蓄電部は板状の基材を具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、太陽電池と蓄電部とで基材を共用しているから、太陽電池と蓄電部とのそれぞれを個別に形成して互いに組み合わせる場合に比べると、太陽電池の基材の分だけ薄型識別デバイスのサイズを小さく抑えることができる。その結果、太陽電池を備えながらも、太陽電池による薄型識別デバイスのサイズの増大を極力小さく抑えることが可能になる。また、電源部が蓄電部を有するから、太陽電池に光が照射しない状況でも、蓄電部に蓄電された電力を使って通信機能部を駆動することが可能である。しかも、太陽電池と蓄電部とを合わせて一部材として扱うことができ、部品点数の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、太陽電池を備えながらも、太陽電池によるサイズの増大を小さく抑えることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下の各実施形態で説明する薄型識別デバイスは、専用のリーダ装置（相手側装置）と通信するものであって、リーダ装置から送出された電波を受信すると、リーダ装置に対して所定の情報をデータとして返信する。この薄型識別デバイスは、たとえば建造物などの出入口扉、自動ドア、自動改札機等において個人の認証をリーダ装置との間の非接触通信により行う個体識別システムに用いられる。すなわち、薄型識別デバイスには、各個人（薄型識別デバイスの所有者）を識別するための識別情報（ＩＤ）が格納された情報保持部が搭載されており、部屋の出入口等に設置されたリーダ装置との通信時に、当該識別情報をリーダ装置に送信する。そのため、上記個体識別システムを用いれば、ユーザに薄型識別デバイスを所持させておくだけで部屋の入退室管理等が可能となる。
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、図２に示すように上記情報保持部（メモリ）２と、リーダ装置との間で非接触通信（無線通信）を行う通信機能部３と、通信機能部３に対して電力供給を行う電源部４とを備えている。この薄型識別デバイス１は、少なくとも情報保持部２に記憶した識別情報を、通信機能部３を介して相手側装置（リーダ装置）に発信する機能を有する。
【００２７】
電源部４は、リーダ装置との通信に必要な電力を供給するものであって、外部から照射する光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換素子である太陽電池５を有している。したがって、太陽電池５に対して十分な光量の光が照射する環境を確保することで、電池交換や充電等のメンテナンスを行うことなく、長期間に亘って安定した電力供給を実現することができる。
【００２８】
また、電源部４においては、二次電池やキャパシタ等の蓄電部、あるいは一次電池を太陽電池５と併せて用いることで、太陽電池５に対して光が照射しない環境下においても、通信機能部３に対して安定した電力供給を継続的に行うことができる。特に蓄電部を用いる場合、太陽電池５の発電効率が高い日中に太陽電池５の出力で蓄電部を充電し、太陽電池５の発電効率が低下する夜間には蓄電部に蓄えた電力を活用することで、太陽電池５の出力を有効に利用できるという利点がある。本実施形態では、光電変換機能と蓄電機能とを一体に有する太陽電池５を用いることにより、太陽電池５と別体の蓄電部を用いる必要はないものとする。
【００２９】
図３に、薄型識別デバイス１の各構成部品の組み合わせの一例を示す。本実施形態の薄型識別デバイス１は、矩形板状の基材３ａ（図４（ａ）参照）の一表面上に通信回路３ｂ（図４（ａ）参照）およびアンテナ３ｃ（図４（ａ）参照）を形成してなる通信機能部３と、矩形板状の基材５ａ（図４（ａ）参照）の一表面上に光電変換層５ｂ（図４（ａ）参照）を形成してなる太陽電池５（電源部４）と、情報保持部２との各構成部品を、基材の厚み方向において、情報保持部２、通信機能部３、太陽電池５の順に重ね合わせて構成される。ここで、アンテナ３ｃは基材３ａの周縁に沿ってループ状に形成されており、光電変換層５ｂは基材５ａと反対側の受光面で受光した光エネルギを電気エネルギに変換する。
【００３０】
ただし、各構成部品（情報保持部２、通信機能部３、太陽電池５）を単に重ね合わせた場合、薄型識別デバイス１全体の厚み寸法は少なくとも各構成部品の厚み寸法の総和となり、太陽電池５を設けない場合に比べて太陽電池５の厚み分だけ薄型識別デバイス１の厚み寸法が大きくなる。そこで、本実施形態では、薄型識別デバイス１の厚み寸法を極力小さく抑えるために、以下に説明する構成を採用している。
【００３１】
すなわち、図４（ａ）に示す参考例のように通信機能部３と太陽電池５とで別々の基材３ａ，５ａを用いている場合に、図４（ｂ）に示すように通信機能部３の基材３ａの前記一表面における通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃを避けた部位に太陽電池５の基材５ａを積層するようにすれば、基材５ａの厚み寸法内に通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃが位置することとなり、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める基材３ａの厚み方向における寸法は若干小さくなるものの、両基材３ａ，５ａの厚み寸法の和に太陽電池５の光電変換層５ｂを加えた寸法を下回ることはない。
【００３２】
これに対して、本実施形態では、薄型識別デバイス１の厚み寸法を小さく抑えるために、図１に示すように、通信機能部３の基材を第１の共通基材Ｂｃ１として太陽電池５の基材に兼用し、太陽電池５の基材５ａを省略した構成を採用している。すなわち、図１の例では、太陽電池５の基材と通信機能部３の基材とが共用されているのであって、太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材３ａ，５ａを用いる場合に比べて、太陽電池５の基材５ａの厚み寸法分だけ太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さくすることができるという利点がある。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の薄型識別デバイス１は、太陽電池５の構成部材の一部（基材５ａ）と太陽電池５以外の構成部品（通信機能部３）における構成部材の一部（基材３ａ）とを共用することによって、全体として薄型化を図ることができるという効果がある。また、図１の例では、太陽電池５と通信機能部３とで共用される共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に太陽電池５の光電変換層５ｂと通信機能部３の通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃとの全てが形成されているので、共通基材Ｂｃ１の他面側にさらに他の部材を重ねることが可能である。つまり、共通基材Ｂｃ１の他面を他部材（図示せず）に重ねる形で共通基材Ｂｃ１を前記他部材に固定すること等が可能となる。
【００３４】
ところで、図１のように共通基材Ｂｃ１の片面側に太陽電池５および通信機能部３の両方が形成された構成に限らず、図５に示すように共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面側に太陽電池５（光電変換層５ｂ）、他面側に通信機能部３（通信回路３ｂおよびアンテナ３ｃ）をそれぞれ形成してもよい。
【００３５】
図５の構成では、太陽電池５および通信機能部３が、共通基材Ｂｃ１の厚み方向の両面を利用して形成されることとなるから、共通基材Ｂｃ１の片面側に太陽電池５および通信機能部３の両方を形成する場合に比べて、共通基材Ｂｃ１の厚み方向の一面のサイズを小さく抑えることができる。つまり、共通基材Ｂｃ１における通信機能部３が形成された他面側においては、太陽電池５を形成するためのスペースを確保する必要がなく小面積化を図ることができ、結果的に薄型識別デバイス１の小型化を図ることができる。また、図６に示す参考例のように太陽電池５と通信機能部３とのそれぞれに個別の基材３ａ，５ａを用いる場合に比べると、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態での太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さく抑えることができる。
【００３６】
また、薄型識別デバイス１は、太陽電池５の構成部材の一部と情報保持部２の構成部材の一部とを共用したり、あるいは、太陽電池５の構成部材の一部と、情報保持部２および通信機能部３の両構成部材の一部とをそれぞれ共用したりすることによって、全体として薄型化を図るようにしてもよい。
【００３７】
（実施形態２）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、電源部４が、太陽電池５から出力される電気を蓄電する蓄電部６（図７参照）を有し、太陽電池５の基材と蓄電部６の基材とを共用するようにした点が実施形態１の薄型識別デバイス１と相違する。
【００３８】
以下、太陽電池５と蓄電部６との各構成について図７を参照して説明する。
【００３９】
本実施形態では、増感作用を持つ色素を用いた色素増感太陽電池を太陽電池５として採用する。色素増感型の太陽電池５は、図７（ａ）のように、ガラス基板からなり一表面上に透明導電体層（透明電極）からなる作用極電極５ｃが形成された作用極基材５ｄと、ガラス基板からなり一表面上に透明導電体層（透明電極）からなる対極電極５ｅが設けられた対極基材５ｆとを互いに電極５ｃ，５ｅが対向する形で配置した構成を有する。ここで、作用極基材５ｄ側の作用極電極５ｃ上には、光を受けて電子を放出する色素（図示せず）が担持された半導体からなる半導体層５ｇを備えている。作用極電極５ｃ−対極電極５ｅ間は電解質層（電解液）５ｈで満たされており、さらに、半導体層５ｇの周囲には、両電極５ｃ，５ｅと共に電解液を密封する封止材５ｉが半導体層５ｇの全周を包囲する形で設けられている。
【００４０】
この構成によれば、太陽電池５に照射した可視光領域の光は、作用極基材５ｄおよび作用極電極５ｃを透過して、半導体層５ｇ中の色素に吸収される。光を吸収した色素は電子を放出し、当該電子が半導体層５ｇに移動して半導体粒子間を通り作用極電極５ｃに到達する。さらに、電子は、作用極電極５ｃ−対極電極５ｅ間に導線等で接続された負荷（ここでは通信機能部３）を通って対極基材５ｆ側の対極電極５ｅに移動する。色素は電解質層５ｈに含まれる還元状態の電解質（以下、還元体という）Ｉ−から電子を受け取ることで基底状態の色素へと戻り、酸化された電解質（以下、酸化体という）Ｉ３−は対極基材５ｆ側の対極電極５ｅから電子を受け取って還元体Ｉ−へと戻る。つまり、電解質層５ｈは、作用極電極５ｃ（半導体層５ｇ）と対極電極５ｅとの間で電荷を運ぶ電荷輸送部として機能する。その結果、太陽電池５への光照射時には、太陽電池５から負荷（ここでは通信機能部３）に電流が流れることとなる。
【００４１】
色素増感型の太陽電池５は、結晶シリコン太陽電池と比較すると、太陽光に比べて低照度となる屋内（室内）においても十分な電力を生成可能という特性を持ち、また、作用極基材５ｄおよび対極基材５ｆを透明材料から形成することで全体として透過性を有した構成とすることができる。
【００４２】
一方、蓄電部６は、図７（ａ）のように一表面に電極層（正極層）６ａが形成された正極基材６ｂと、一表面に電極層（負極層）６ｃが形成された負極基材６ｄとを互いに電極層６ａ，６ｃが対向する形で配置した構成を有する。ここで、正極基材６ｂと負極基材６ｄとの間には電解液６ｅが充填されており、電極層６ａ，６ｃの周囲には、正極基材６ｂおよび負極基材６ｄと共に電解液６ｅを封止する封止材６ｆが電極層６ａ，６ｃを包囲する形で設けられている。
【００４３】
ここにおいて、図７（ｂ）に示す参考例のように、太陽電池５と蓄電部６とを単に重ね合わせた場合、太陽電池５と蓄電部６とが占める厚み方向の寸法は、太陽電池５の厚み寸法と蓄電部６の厚み寸法との和になるから大きくなってしまうという問題がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、図８に示すように蓄電部６の正極基材を第２の共通基材Ｂｃ２として太陽電池５の対極基材に兼用し、太陽電池５の対極基材５ｆを省略することで薄型識別デバイス１全体の薄型化を図っている。つまり、太陽電池５の構成部材の一部（対極基材５ｆ）と太陽電池５以外（蓄電部６）の構成部材の一部（正極基材６ｂ）とを共用する形となり、図７の参考例に比べて、太陽電池５と蓄電部６とを積層した状態で太陽電池５と蓄電部６とが占める厚み方向の寸法を小さくすることができ、薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態の構成は、実施形態１で説明したように通信機能部３の基材を太陽電池５の基材に兼用する構成と併せて採用してもよく、この場合、各構成を単独で採用する場合に比べて更なる薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。すなわち、図９に示すように、共通基材Ｂｃ２の厚み方向の一面側に太陽電池５を配設し、他面側に蓄電部６および通信機能部３を配設することで、共通基材Ｂｃ２を太陽電池５と蓄電部６と通信機能部３とで共用することができ、薄型識別デバイス１の更なる薄型化を図ることできる。
【００４６】
なお、図８の例では、対極基材兼正極基材として用いられる共通基材Ｂｃ２は透明性を有するものではないが、当該共通基材Ｂｃ２は透明性を有するものであってもよい。
【００４７】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態３）
本実施形態の薄型識別デバイス１は、太陽電池５が、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体５Ａ（図１０参照）と、セル本体５Ａに重ねて配置され、セル本体５Ａを透過した光をセル本体５Ａ側に反射する反射層５Ｂ（図１０参照）とを具備し、この反射層５Ｂを通信機能部３の構成部材の一部と共用している点が実施形態１の薄型識別デバイス１と相違する。ここに、セル本体５Ａは通信機能部３の基材３ａと同サイズの矩形板状に形成されているものとする。
【００４９】
すなわち、実施形態２で説明したように太陽電池５として色素増感太陽電池を用いた場合などには、セル本体５Ａに可視光に対する透光性を付与することができ、この場合、セル本体５Ａの前面側から照射した光がセル本体５Ａを透過してセル本体５Ａの後方に抜けてしまうことがある。そのため、図１０に示す参考例のように、セル本体５Ａの後方には反射層５Ｂを設け、セル本体５Ａを一旦通過した光を再びセル本体５Ａに戻すことによって、セル本体５Ａへの光の照射効率を上げ、結果的に発電効率の向上を図ることが考えられる。ここで、反射層５Ｂは白色板のように光を拡散反射するものであってもよく、鏡面のように光を正反射するものであってもよい。
【００５０】
本実施形態では、図１１に示すように上述した反射層５Ｂと通信機能部３の基材３ａとを共用する。つまり、通信機能部３の基材３ａの厚み方向の一面側（セル本体５Ａ側）には、可視光を反射する機能がめっき等によって付与されており、通信機能部３のアンテナ３ｃが、基材３ａの前記一面上に形成されている。ここに、アンテナ３ｃは基材３ａの周縁に沿ってループ状に形成されているため、基材３ａにおいてアンテナ３ｃを除いた部位（アンテナ３ｃの内側および外側）が反射層５Ａとして機能することとなる。
【００５１】
以上説明したように、太陽電池５の構成部材の一部（反射層５Ｂ）と通信機能部３の構成部材の一部（基材３ａ）とを共用することによって、反射層５Ｂを省略することができ、太陽電池５と通信機能部３とを積層した状態で太陽電池５と通信機能部３とが占める厚み寸法を小さく抑えることが可能となる。
【００５２】
ところで、本実施形態の他の構成例として、図１２に示すように通信機能部３のアンテナ３ｃ自体を反射層５Ｂに兼用することも考えられる。つまり、アンテナ３ｃを基材３ａの前記一面側（セル本体５Ａ側）の略全面に形成するとともに、アンテナ３ｃの表面に光反射性を付与することで、太陽電池５の反射層５Ｂと通信機能部３のアンテナ３ｃとが共用される形となり、反射層５Ｂを別途設ける場合に比べると、図１１の例と同様に薄型識別デバイス１の薄型化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の構成は、実施形態１で説明したように通信機能部３の基材３ａを太陽電池５の基材５ａに共用する構成と併せて採用してもよく、この場合、各構成を単独で採用する場合に比べて更なる薄型識別デバイス１の薄型化を図ることができる。
【００５４】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
ところで、上述した各実施形態の薄型識別デバイス１は、少なくとも太陽電池５の構成部材の一部と太陽電池５以外の構成部材の一部とを共用することで全体の薄型化を図っているが、携帯性の面から考えて望ましい厚み寸法は１０ｍｍ以下である。また、携帯時に薄型識別デバイス１を財布やカードケースなどに収納することまで考慮すると厚み寸法を５ｍｍ以下に抑えることが望ましい。さらにまた、従来からあるクレジットカードと同程度の使い勝手を求めると、厚み寸法を２ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５６】
以下に、上記各実施形態の薄型識別デバイス１を用いた個体識別システムの具体例について、図１３を参照して説明する。ここでは、個体識別システムを部屋の入退室管理に用いる場合を例として説明する。
【００５７】
すなわち、部屋の出入口に設置されたリーダ装置１００は、ＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の第１の通信方式にて薄型識別デバイス１と通信するためのＬＦ帯送信部１０１およびＬＦアンテナ１０２と、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の第２の通信方式にて薄型識別デバイス１と通信するためのＲＦ送受信部１０３およびＲＦアンテナ１０４と、ＬＦ帯送信部１０１およびＲＦ送受信部１０３を制御する制御部１０５と、制御部１０５に接続された液晶ディスプレイ等からなる表示部１０６およびブザー１０７とを具備する。
【００５８】
ユーザに所持される薄型識別デバイス１は、上記第１の通信方式にてリーダ装置１００と通信するためのＬＦ帯受信部３１およびＬＦアンテナ３２と、上記第２の通信方式にてリーダ装置１００と通信するためのＲＦ送受信部３３およびＲＦアンテナ３４と、ＬＦ帯受信部３１およびＲＦ送受信部３３を制御する制御部３５とを通信機能部３に備えている。ここで、図１１に示す通信機能部３を例とすれば、ＬＦアンテナ３２はたとえば通信機能部３の基材３ａの一面側に形成されたループアンテナ３ｃからなり、ＲＦアンテナ３３は基材３ａの他面側に形成されたパッチアンテナ（図示せず）からなる。
【００５９】
次に、上述した個体識別システムの動作例を示す。
【００６０】
リーダ装置１００は、制御部１０５で生成した起動信号を、ＬＦ帯送信部１０１において誘導磁界の信号成分に重畳し、増幅してＬＦアンテナ１０２から第１の通信方式（ＬＦ）にて、一定周期で間欠的に発信する。これにより、リーダ装置１００の周囲（部屋の出入口付近）には前記起動信号が届く範囲内で認証エリアが形成される。
【００６１】
薄型識別デバイス１を所持したユーザが上記認証エリア内に入ると、薄型識別デバイス１は、リーダ装置１００からの起動信号をＬＦアンテナ３２で受信した後に、ＬＦ帯受信部３１が制御部３５を起動し、制御部３５にて情報保持部２内の識別情報を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して第２の通信方式（ＵＨＦ）にて応答信号をリーダ装置１００に返信する。ここにおいて、薄型識別デバイス１は、起動信号を受信するまでは、通信機能部３のうちＬＦ帯受信部３１のみに電源部４から電力供給を行いＬＦ帯受信部３１以外の各部（ＲＦ送受信部３３、制御部３５）への電力供給を行わない低消費電力モードで動作しており、起動信号を受信することで初めてＬＦ帯受信部３１以外の各部にも電力供給が行われる通常モードで動作する。
【００６２】
リーダ装置１００は、応答信号をＲＦアンテナ１０４を介してＲＦ送受信部１０３で受信し、制御部１０５から図示しない上位装置に転送する。上位装置では識別情報の照合が行われ、正規の識別情報であると判断されて認証が正常に完了した場合には、リーダ装置１００の制御部１０５は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）をＲＦ送受信部１０３からＲＦアンテナ１０４を介して薄型識別デバイス１に送信する。また、リーダ装置１００の制御部１０５は、識別情報の認証が正常に完了すれば表示部１０６やブザー１０７によってその旨を報知するとともに、部屋の出入口扉を解錠するための制御を行なう一方で、識別情報の認証に失敗した場合には、表示部１０６やブザー１０７によって警告を行うとともに、部屋の出入口扉の施錠を維持するための制御を行う。
【００６３】
薄型識別デバイス１は、前記確認信号をＲＦ送受信部３３で受信すると、応答信号の送信を終了する。なお、リーダ装置１００からの確認信号の送信に代えて、認証完了した識別情報を次回の起動信号に含むようにしてもよく、この場合、薄型識別デバイス１は自己の識別情報を含む起動信号をＬＦ帯受信部３１にて受信することで、応答信号の送信を終了する。
【００６４】
このように、薄型識別デバイス１がＬＦ帯の起動信号で起動し、ＵＨＦ帯の応答信号を返信させることにより、前記認証エリアをたとえば１．５〜２ｍの範囲に正確に規定することができる。また、ＵＨＦ帯の無線通信を行うＲＦ送受信部３３においては、消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯の無線通信を行うＬＦ帯受信部３１においては、数μＡ程度の微弱な電力で起動するので、待機状態にてＲＦ送受信部３３への電力供給を行わない低消費電力モードを採用することによって、薄型識別デバイス１の待機電力を低く抑えることが可能である。
【００６５】
ところで、以上説明した構成の薄型識別デバイス１は、自動車のエンジン始動やコンピュータの起動や、各種設備機器の起動に際して個人認証を行う個体識別システムにも用いることができる。また、たとえば不特定多数の来訪者のある管理領域への出入口にリーダ装置１００を設置し、正規の（アポイントのある）来訪者には薄型識別デバイス１を予め渡しておくことで、面識の有無に関わらず正規の来訪者を識別して前記管理領域への入場を許可することが可能となる。さらに、保育施設や介護施設、学校、会社、団体旅行等で集団行動が必要となる状況下において、各個人に薄型識別デバイス１を携帯させることにより、点呼に代えて各個人の存在確認のために活用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態１の要部を示す概略断面図である。
【図２】同上の薄型識別デバイスを示す概略ブロック図である。
【図３】同上の薄型識別デバイスを示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図４】同上の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図５】同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図６】同上の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態２の参考例を示し、（ａ）は組み合わせ前の概略断面図、（ｂ）は組み合わせ後の概略断面図である。
【図８】同上の要部を示す概略断面図である。
【図９】同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３の参考例を示す概略分解斜視図である。
【図１１】同上の要部を示す概略分解斜視図である。
【図１２】同上の他の構成例を示す概略分解斜視図である。
【図１３】同上の薄型識別デバイスを用いた個体識別システムを示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 薄型識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
３ａ 基材
３ｂ 通信回路
３ｃ アンテナ
４ 電源部
５ 太陽電池
５ａ 基材
５ｂ 光電変換層
５ｆ 対極基材
６ 蓄電部
６ｂ 正極基材
１００ リーダ装置（相手側装置）
Ｂｃ１ （第１の）共通基材
Ｂｃ２ （第２の）共通基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする薄型識別デバイス。
【請求項２】
前記太陽電池および前記通信機能部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする請求項１記載の薄型識別デバイス。
【請求項３】
前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向における同一面側に太陽電池および通信機能部が配設されていることを特徴とする請求項２記載の薄型識別デバイス。
【請求項４】
前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向の一面側に太陽電池が配設され、他面側に通信機能部が配設されていることを特徴とする請求項２記載の薄型識別デバイス。
【請求項５】
前記太陽電池は、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体と、セル本体と重ねて配置されセル本体を透過した光をセル本体側に反射する反射層とを有し、反射層が太陽電池以外の構成部材の一部と共用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄型識別デバイス。
【請求項６】
前記電源部は前記太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池の構成部材の一部と蓄電部の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄型識別デバイス。
【請求項７】
前記太陽電池および前記蓄電部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする請求項６記載の薄型識別デバイス。
【請求項８】
識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、電源部は太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池および蓄電部は板状の基材を具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする薄型識別デバイス。
【請求項１】
識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、太陽電池の構成部材の一部と、情報保持部および通信機能部の少なくとも一方の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする薄型識別デバイス。
【請求項２】
前記太陽電池および前記通信機能部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする請求項１記載の薄型識別デバイス。
【請求項３】
前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向における同一面側に太陽電池および通信機能部が配設されていることを特徴とする請求項２記載の薄型識別デバイス。
【請求項４】
前記太陽電池と前記通信機能部とで共用される前記基材の厚み方向の一面側に太陽電池が配設され、他面側に通信機能部が配設されていることを特徴とする請求項２記載の薄型識別デバイス。
【請求項５】
前記太陽電池は、透光性を有し光エネルギを電気エネルギに変換するセル本体と、セル本体と重ねて配置されセル本体を透過した光をセル本体側に反射する反射層とを有し、反射層が太陽電池以外の構成部材の一部と共用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄型識別デバイス。
【請求項６】
前記電源部は前記太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池の構成部材の一部と蓄電部の構成部材の一部とが共用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄型識別デバイス。
【請求項７】
前記太陽電池および前記蓄電部は板状の基材を前記構成部材として具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする請求項６記載の薄型識別デバイス。
【請求項８】
識別情報を担持する情報保持部と、相手側装置との間で非接触通信を行うことで前記識別情報を相手側装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池を含み少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部とを備え、電源部は太陽電池が生成した電力を蓄電する蓄電部を有し、太陽電池および蓄電部は板状の基材を具備し、両者の基材が共用されていることを特徴とする薄型識別デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−６７００７（Ｐ２０１０−６７００７Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３２６８０（Ｐ２００８−２３２６８０）
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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