非接触式电子装置的制作方法

专利名称：非接触式电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触式电子装置，尤其涉及可有效适用于IC标签内所含的半导体集成电路装置的技术。
技术背景在非接触式电子装置内安装了半导体集成电路装置及天线的所谓IC标签，在读写器装置与半导体集成电路装置之间进行信息交换， 实现IC标签所保存的数据的发送、从读写器装置所发送的数据的保 存等各种各样的功能。具体而言，安装在IC标签上的半导体集成电路装置用天线接收由读写器装置所供给的载波信号，并对在天线两端 所产生的电压进行整流和平滑化(滤波)处理而形成内部电路工作所 需要的内部电压，并且通过在读写器装置供给的载波信号上重叠数据 来进行数据的交换。关于这种IC标签，在专利文献l中记载有通过在IC标签内生成内部时钟，而在本质上没有制约载波电波的频率的技术。另外，在非专利文献1及非专利文献2中作为标准记载有IC标签的各种基本规 格参数。专利文献1日本特开2005-173790号乂>才艮非专利文献1ISO/IEC画l8000-非专利文献2ISO/IEC-15693在读写器装置与IC标签的通信中，如"非专利文献l"及"非专 利文献2"所示那样，从860MHz到960MHz的频带、所谓UHF波 段的高频信号，以及13.56MHz波段的高频信号被作为载波信号而得 以利用的情况很多，也存在许多对数据交换进行规定的通信协议。另 外，还存在利用2.45GHz波段的信号等作为载波信号的情况。"非专利文献1"所记载的通信方案是在载波信号中利用860MHz ~ 960MHz的频带、所谓UHF波段的高频信号，下行通信方 式通过将载波信号的振幅部分地根据下行通信数据进行调制的、所谓 振幅调制方式而实现，下行通信数据通过利用了副载波的密勒码等而 被编码。另外，数据速率不依赖于UHF波段的载波信号，而是按照 由读写器装置所指定的通信速度而决定。"非专利文献2"所记载的通信方案是在载波信号中利用 13.56MHz波段的高频信号，下行通信方式通过将载波信号的振幅部 分地根据下行通信数据进行调制的、所谓振幅调制方式而实现，下行 通信数据通过曼彻斯特码或利用了副载波的曼彻斯特代码而得以编 码。另外，数据速率根据对13.56MHz的载波信号进行分频所得到的 频率而规定。如"非专利文献1"及"非专利文献2"等那样， 一般而言，大 多数是IC标签对应于1个频带，载波信号的频率及通信协议根据利 用用途等来进行选择。例如，如"非专利文献1"那样利用UHF波段的高频信号的IC 标签，适合于物品管理者对许多物品上所贴附的IC标签进行总括管 理等情况的需要长距离通信的利用形态。但是，在其他利用者利用同 一 IC标签的情况下，即便其利用形态是不需要长距离通信的形态， 也需要使用UHF波段的信号。因此，例如在驱动读写器装置内的天 线的电路上就需要可以在UHF波段下工作的高性能的部件，难以提 供廉价的读写器装置。另外，如"非专利文献2"那样利用13.56MHz波段的高频信号 的IC标签，构成读写器装置的部件与UHF波段相比将变得便宜，但 由于IC标签与读写器装置的通信距离短，所以不利于物品管理者对 许多物品上所贴附的IC标签进行总括管理等情况的需要长距离通信 的利用形态。这样，就需要在利用与单一频带相对应的IC标签的情况下，鉴 于各个载波信号及通信协议持有的优点，按照IC标签的利用形态来选择合适的载波信号及通信协议。因此，就难以对同一IC标签利用 多个载波频率，从而无法将各个载波频率及通信协议持有的优点组合 起来加以利用。另一方面，作为与各种各样的载波信号相对应的IC标签，有"专利文献r中所公开的ic标签等。"专利文献r所示的ic标签通 过在ic芯片中内置振荡电路，使得没有对于载波信号的频率的制约， 从而实现ic标签中所存储的数据的读出方法及写入方法。通过采用这一方案，就不需要如"非专利文献2"那样进行同步 于载波信号的通信，所以载波信号仅被使用于内部电压的生成、以及 向读写器装置的数据发送，对于载波信号的频率的制约将被减轻，选 择的自由度有望提高。但是，由于在从读写器装置向ic标签的数据 发送中使用光信号，所以适用于仅利用电波或电磁波来实现与ic标 签的通信的"非专利文献r及"非专利文献2"等是极其困难的。因而，本发明的目的之一在于提供一种对利用了频率不同的高频 信号的多个通信协议进行响应的非接触式电子装置(ic标签)。本发 明的上述以及其他目的和新特征根据本说明书的记述以及附图将变 得明了。对本申请中所公开的发明之中有代表性的技术方案的概要简单 i兌明浊口下。本发明的非接触式电子装置具备用于接收由频率不同的电波或 电磁波所供给的高频信号的多个天线；对利用该多个天线而收发的数 据进行处理的半导体集成电路装置。而且，该半导体集成电路装置具 备判定是否经由某个天线而被输入高频信号的输入输出判定电路，按 照这一判定结果来变更自身内部的工作状态。据此，就可以在接收到 来自读写器装置的高频信号时，例如选择与此高频信号的频率波段相 应的处理内容，并以与此频率波段相对应的通信协议对读写器装置进 行响应。对通过本申请中所公开的发明之中有代表性的技术方案而得到 的效果简单说明如下。即、非接触式电子装置可以对利用了频率不同的高频信号的多个通信协议进行响应。


图1是本发明的非接触式电子装置的第一实施方式。图2是本发明的非接触式电子装置上所安装的时钟抽取电路的具 体实施方式。图3是图1所示的非接触式电子装置中的各部分的工作波形的一例。图4是图1所示的非接触式电子装置中的各部分的工作波形的一例。图5是本发明的非接触式电子装置的第二实施方式。 图6是本发明的非接触式电子装置的第三实施方式。 图7是本发明的非接触式电子装置上所安装的检波电路的具体实 施方式。图8是图6所示的非接触式电子装置中的各部分的工作波形的一例。图9是图6所示的非接触式电子装置中的各部分的工作波形的一例。图IO是本发明的非接触式电子装置的第四实施方式。
具体实施方式
在以下实施方式中，在言及要素的数目等(包含个数、数值、量、 范围等)的情况下，除特别进行了明示的情况以及在原理上明显限定 于特定数目等情况等外，并不限定于该特定数目，无论在特定数目以 上还是以下都可以。进而，在以下实施方式中，不言而喻其构成要素(还包含要素步 骤)，除特别进行了明示的情况以及在原理上被明显认为必须等情况 外不一定必须如此。同样，在以下实施方式中，在言及构成要素等的 形状、位置关系等时，除特别进行了明示的情况以及在原理上被明显认为不是那样等情况外，还包括在实质上与其形状等近似或者类似的 等在内。这一点关于上述数值以及也同样如此。以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在 用于说明实施方式的全部图中，原则上对同一部件标以同一标记，其 重复的说明进行省略。 (实施方式1 )图1表示本发明的非接触式电子装置的第一实施方式之基本构成。在图1中，Bl是非接触式电子装置上所安装的半导体集成电路 装置，Al及L1是非接触式电子装置上所安装的天线及天线线圈，Cl 是谐振电容。半导体集成电路装置Bl具有电源电路B2、内部电路 B3以及用于连接天线Al及天线线圈Ll的天线端子LA及LB。另外， 虽然在图1中谐振电容Cl被安装于非接触式电子装置，但也可以安 装于半导体集成电路装置Bl。天线Al及天线线圈Ll接收从读写器装置所供给的高频信号， 并对天线端子LA及LB供给高频的交流信号。交流信号根据信息信 号(数据)部分地进行调制。有代表性的是天线Al为可以接收UHF 波段及2.45GHz波段的高频信号的天线，从读写器装置以电波的形态 供给高频信号，天线线圈Ll为可以接收13.56MHz波段的高频信号 的天线线圏，从读写器装置以电磁波的形态供给高频信号。虽然没有图示，电源电路B2由一般的整流电路以及平滑电容等 构成。整流电路对非接触式电子装置上具备的天线Al及天线线圏Ll 接收到的交流信号进行整流，平滑电容对此整流电路的输出信号进行 平滑化处理，由此获得供给到内部电路B3的电源电压VDD。另夕卜， 还可以设置调节器电路，其进行控制以避免电源电压VDD成为预定 电压以上。内部电路B3包括时钟抽取电路B4、接口判定电路B5、时钟生 成电路B6、以及信号处理电路B7。时钟抽取电路B4通过对由天线 线圈Ll接收到的高频信号进行二值化，而生成与高频信号为同一周 期的时钟信号，并作为输出信号Sl进行输出。接口判定电路B5接受时钟抽取电路B4的输出信号Sl,判定用 天线Al或者天线线圈Ll中的哪一个接收从读写器装置所供给的高 频信号，并将其判定结果作为输出信号S2供给到信号处理电路B7。 时钟生成电路B6是通过被供给电源电压VDD而生成用于信号处理 电路B7进行工作的时钟信号的电路， 一般而言由振荡电路等构成。信号处理电路B7由收发电路B8、控制电路B9、存储器BIO、 功能块B11构成。收发电路B8具有对被重叠于由非接触式电子装 置上具备的天线Al及天线线圈Ll接收到的交流信号中的信息信号 进行解调，并作为数字的信息信号而供给到控制电路B9的功能；以 及接受从控制电路B9所输出的数字信号的信息信号，并通过同一信 息信号来调制天线Al及天线线圏Ll接收到的交流信号的功能。读 写器装置接受来自天线Al及天线线圏Ll的电波及电磁波的反射由 于上述调制动作而发生变化这一情况，以接收来自控制电路B9的信 息信号。存储器B10被用于与控制电路B9之间信息数据的记录等，通过 控制电路B9而实现数据的读取、写入及删除。虽然没有特别限定， 功能块Bll具有数据的加密功能等特定的运算功能，通过控制电路 B9来控制工作，但也存在未被安装的情况。信号处理电路B7按照接口判定电路B5的输出信号S2使自身的 工作状态发生变化。例如，在用天线Al接收从读写器装置所供给的 高频信号的情况下，许可功能块B11的动作，在用天线线圏L1接收 从读写器装置所供给的高频信号的情况下，禁止功能块Bll的动作。 另外，还可以在用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号的情 况下，将向存储器B10的数据写入功能设为无效，在用天线线圏L1 接收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将向存储器BIO的数 据写入功能设为有效。图2示出本发明的非接触式电子装置上所安装的时钟抽取电路的 基本电路构成图，图3及图4示出图1所示的非接触式电子装置中的 各部分的工作波形的 一 例。图3是表示用天线线圏Ll接收从读写器装置所供给的高频信号 时的工作波形的一例，分别是(A)表示天线端子间发生的高频信号，(B) 表示时钟抽取电路B4上具备的滤波器电路B12的输出信号，(C) 表示时钟抽取电路B4的输出信号Sl， (D)表示接口判定电 路B5的输出信号S2。图4表示用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号时的工 作波形的一例，分别是(A)表示天线端子间发生的高频信号，(B) 表示时钟抽取电路B4上具备的滤波器电路B12的输出信号，(C) 表示时钟抽取电路B4的输出信号Sl, (D)表示接口判定电路B5 的输出信号S2。图2所示的时钟抽取电路B4由滤波器电路B12、二值化电路B13 构成，针对通过天线Al或者天线线圏Ll而供给到天线端子间的高 频信号，由滤波器电路B12除去不需要的频率分量，并由二值化电路 B13进行二值化。滤波器电路B12有代表性的是用低通滤波器构成， 但也可以使用带通滤波器。其频率特性以仅仅除去通过天线Al或者 天线线圏Ll而接收的高频信号中的某一方的方式进行设定。另外，如上述那样，天线Al是接收UHF波段或2.45GHz波段 的高频信号的天线，天线线圈Ll是接收13.56MHz波段的高频信号 的天线线圈，所以如果考虑时钟抽取电路B4的消耗电流的话，优选 的是滤波器电路B12设定成使天线线圏Ll接收的高频信号通过，并 除去天线Al接收的高频信号这样的频率特性。二值化电路B13对滤波器电路B12的输出信号与预定的电压进 行比较，并按照其大小关系输出"0"或者"1"。由此，将已通过滤 波器电路B12的高频信号二值化，并将被抽取出的时钟信号供给到接 口判定电路B5。在用天线线圏Ll接收从读写器装置所供给的高频信号的情况 下，如图3所示那样，在天线端子间所产生的高频信号通过滤波器电 路B12，并作为二值化电路B13的输出信号而获得时钟信号，成为时 钟抽取电路B4的输出信号Sl。接口判定电路B5接受时钟抽取电路B4的输出信号Sl,检测出输出信号Sl是时钟信号，判定为正在从天 线线圈Ll供给高频信号(Model )。此时，接口判定电路B5当考虑到噪声等影响时，最好是对已被 输入了多少个周期的时钟信号进行计数，在超过了预定次数N的情况 下，判定为正在从天线线圈Ll供给高频信号。在图3中示出为了进 行判定而对8周期的时钟进行了计数的情况。另一方面，在用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号的 情况下，如图4所示那样，在天线端子间发生的高频信号通过滤波器 电路B12而被除去，滤波器电路B12的输出信号输出接近接地电位 的电位。据此，由于在二值化电路B13的输出信号Sl中没有得到时 钟信号，所以接口判定电路B5的输出信号S2输出初始值。在这里， 在输出信号S2为初始值的情况下，接口判定电路B5就判定为正在从 天线A1供给高频信号(Mode2)。根据以上的构成及工作，在同一端子上连接了 2个天线的情况下， 就可以确定正在接收高频信号的天线。由此，通过利用接口判定电路 B5的输出信号，能够按照所接收的高频信号的频带实现信号处理电 路B7所具备的功能块B11的工作可否功能及对存储器B10的访问限 制等。(实施方式2)图5示出本发明的非接触式电子装置的第二实施方式之基本构 成。图5所示的第二实施方式是在图1所示的第一实施方式中追加了 如下的功能，即将连接天线Al及天线线圏Ll的端子进行分离， 进而选择为了信号处理电路B7进行工作而使用的时钟信号的功能， 以及收发电路的选择功能。在图5中，Bl是非接触式电子装置上所安装的半导体集成电路 装置，Al及L1是非接触式电子装置上所安装的天线及天线线圏，Cl 是谐振电容。半导体集成电路装置Bl具有电源电路B2a及B2b、 内部电3各B3、以及用于连接天线Al的天线端子LA及LB、用于连 接天线线圈Ll的天线端子LA2及LB2。虽然在图5中设置了两组天线端子，但例如在将天线端子LB及LB2作为半导体集成电路装置 Bl内的接地电位来加以利用等情况下，可以删除天线端子LB2,将 天线线圏Ll的单侧端子连接到天线端子LB。另外，与第一实施方式 同样，共振容量CI还可以安装于半导体集成电路装置Bl。天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号，并对天线端子LA 及LB供给高频的交流信号，天线线圏Ll接收从读写器装置所供给 的高频信号，并对天线端子LA2及LB2供给高频的交流信号。交流 信号根据信息信号(数据)部分地进行调制。有代表性的是天线Al 为可以接收UHF波段及2.45GHz波段的高频信号的天线，从读写器 装置以电波的形态供给高频信号，天线线圏Ll为可以接收13.56MHz 波段的高频信号的天线线圏，从读写器装置以电磁波的形态供给高频 信号。另外，由于天线Al及天线线圏Ll的连接端子被分离，所以 在各自的天线连接端子上设置电源电路B2a及B2b。此时，来自两个 电源电路B2的输出电压作为电源电压VDD被供给到内部电路B3。虽然没有图示，电源电路B2a及B2b由一般的整流电路以及平滑 电容等构成。通过整流电路对非接触式电子装置上具备的天线Al及 天线线圏Ll接收到的交流信号进行整流，平滑电容对此整流电路的 输出信号进行平滑化处理，而获得供给内部电路B3的电源电压VDD。 另外，电源电路B2a及B2b上具备的平滑电容还可以被公用，还可以 设置调节器电路，其进行控制以避免电源电压VDD变为预定电压以 上。内部电路B3包括时钟抽取电路B4、接口判定电路B5、时钟生 成电路B6、信号处理电路B7、以及时钟选择电路B14。时钟抽取电 路B4通过对由天线线圏Ll接收到的高频信号进行二值化，而生成与 高频信号为同一周期的时钟信号，并作为输出信号Sl进行输出。接口判定电路B5接受时钟抽取电路B4的输出信号Sl,判定用 天线Al或者天线线圈Ll中的哪一个接收从读写器装置所供给的高 频信号，并将其判定结果作为输出信号S2供给到信号处理电路B7 和时钟选择电3各B14。时钟选择电路B14按照接口判定电路B5的输出信号S2,在用天 线Al接收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将时钟生成电 路B6输出的时钟信号供给到信号处理电路B7，在用天线线圈Ll接 收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将与时钟抽取电路B4 经过二值化处理的高频信号为同一周期的时钟信号供给到信号处理 电路B7。此时，时钟选择电路B14，也可以具有不^f又对时钟抽取电 路B4和时钟生成电路B6输出的时钟信号进行选择，还对时钟信号 进行分频，而变更成适合于通信协议等的频率的功能。信号处理电路B7包括收发电路B8a及B8b、控制电路B9、存储 器BIO、功能块Bll。收发电路B8a具有对被重叠于由非接触式电 子装置上具备的天线Al接收到的交流信号中的信息信号进行解调， 作为数字的信息信号提供给控制电路B9的功能；以及接受从控制电 路B9所输出的数字信号的信息信号，并通过同一信息信号来调制天 线Al接收到的交流信号的功能。收发电路B8b具有对被重叠于由 非接触式电子装置上具备的天线线圈Ll接收到的交流信号中的信息 信号进行解调，作为数字的信息信号而供给控制电路B9的功能；以 及接受从控制电路B9所输出的数字信号的信息信号，并通过同一信 息信号来调制天线线圏Ll接收到的交流信号的功能。存储器B10被利用于与控制电路B9之间信息数据的记录等，通 过控制电路B9而实现数据的读取、写入及删除。虽然没有特别限定， 功能块Bll具有数据的加密功能等特定的运算功能，通过控制电路 B9来控制工作。另外，在信号处理电路B7中，按照接口判定电路 B5的输出信号S2,在用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信 号的情况下，使收发电路B8a工作并使收发电路B8b停止，在用天线 线圏Ll接收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，使收发电路 B8a停止并使收发电路B8b工作。根据以上的构成及动作，就可以确定正在接收高频信号的天线， 并且可以通过利用接口判定电路B5的输出信号，进行与所接收的高 频信号的频带相应的时钟信号及收发电路的选择。例如，如"非专利文献2"那样，在载波信号中使用13.56MHz波段的高频信号，通信 数据速率依赖于载波信号的频率的形态的情况下，将时钟抽取电路 B4的输出信号Sl作为内部电路B3的工作时钟进行供给，如"非专 利文献l"那样，在栽波信号中使用UHF波段的高频信号，通信数据 速率不依赖于载波信号的频率的形态的情况下，通过将时钟生成电路 B6输出的时钟信号作为内部电路B3的工作时钟进行供给，就可以实 现稳定的数据收发。据此，无论对怎样的通信协议都能够选择最佳的 时钟信号，进而，由于可以停止不需要的收发电路所以能够降低功耗。 (实施方式3 )图6中表示本发明的非接触式电子装置的第三实施方式之基本构 成。图6所示的第三实施方式将连接天线Al及天线线圏Ll的端子 进行分离，进而，通过检波电路来检测在天线端子间所发生的高频信在图6中，Bl是非接触式电子装置上所安装的半导体集成电路 装置，Al及L1是非接触式电子装置上所安装的天线及天线线圏，Cl 是谐振电容。半导体集成电路装置Bl具有电源电路B2a及B2b、 内部电路B3、以及用于连接天线Al的天线端子LA及LB、用于连 接天线线圏Ll的天线端子LA2及LB2。虽然在图6中设置两组天线 端子，但例如在将天线端子LB及LB2作为半导体集成电路装置Bl 内的接地电位来利用等情况下，可以删除天线端子LB2，将天线线圏 Ll的单侧端子连接到天线端子LB。另外，与第一实施方式同样，谐 振容量Cl还可以安装在半导体集成电路装置Bl上。天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号，并对天线端子LA 及LB供给高频的交流信号，天线线圏Ll接收从读写器装置所供给 的高频信号，并对天线端子LA2及LB2供给高频的交流信号。交流 信号根据信息信号(数据)部分地进行调制。有代表性的是天线Al 为可以接收UHF波段及2.45GHz波段的高频信号的天线，从读写器 装置以电波的形态供给高频信号，天线线圏Ll为可以接收13.56MHz 波段的高频信号的天线线圏，从读写器装置以电磁波的形态供给高频信号。另外，由于天线Al及天线线圈Ll的连接端子被分离，所以 在各自的天线连接端子上设置电源电路B2。此时，来自两个电源电 路B2的输出电压作为电源电压VDD而被供给到内部电路B3。虽然没有图示，电源电路B2a及B2b由一般的整流电路以及平滑 电容等而构成。通过整流电路对非接触式电子装置上具备的天线Al 及天线线圏Ll接收到的交流信号进行整流，平滑电容对此整流电路 的输出信号进行平滑化处理，而获得供给内部电路B3的电源电压 VDD。另外，电源电路B2a及B2b上具备的平滑电容还可以^皮/^用， 还可以设置调节器电路，其进行控制以避免电源电压VDD成为预定 电压以上。内部电路B3包括检波电路B15a及B15b、接口判定电路B5、时 钟生成电路B6、信号处理电路B7。检波电路B15a通过使由非接触 式电子装置上具备的天线Al接收到的高频信号之有无进行二值化处 理，来检测是否正在从天线Al供给高频信号，检波电路B15b通过 使由非接触式电子装置上具备的天线线圏Ll接收到的高频信号之有 无进行二值化处理，来检测是否正在从天线线圈Ll供给高频信号。接口判定电路B5接受检波电路B15a的输出信号S3及检波电路 B15b的输出信号S4,判定用天线A1或者天线线圏L1中的哪一个接 收从读写器装置所供给的高频信号，将其判定结果作为输出信号S2 供给信号处理电路B7。信号处理电路B7包括收发电路B8a及B8b、控制电路B9、存储 器BIO、功能块Bll。收发电^各B8a具有对4皮重叠于由非4妄触式电 子装置上具备的天线Al接收到的交流信号中的信息信号进行解调， 作为数字的信息信号供给控制电路B9的功能；和接受从控制电路B9 所输出的数字信号的信息信号，并通过同一信息信号来调制天线Al 接收的交流信号的功能。收发电路B8b具有对被重叠于由非接触式 电子装置上具备的天线线圈Ll接收到的交流信号中的信息信号进行 解调，作为数字的信息信号而供给控制电路B9的功能；以及接受从 控制电路B9所输出的数字信号的信息信号，并通过同 一信息信号来调制天线线圏Ll接收到的交流信号的功能。存储器B10被利用于与控制电路B9之间信息数据的记录等，通 过控制电路B9而实现数据的读取、写入及删除。虽然没有特别限定， 功能块Bll具有数据的加密功能等特定的运算功能，通过控制电路 B9来控制工作，但也有未被安装的情况。信号处理电路B7按照接口判定电路B5的输出信号S2使自身的 工作状态发生变化。例如，在用天线Al接收从读写器装置所供给的 高频信号的情况下，许可功能块B11的工作，在用天线线圈L1接收 从读写器装置所供给的高频信号的情况下，禁止功能块Bll的工作。 另外，还可以在用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号的情 况下，将向存储器B10的数据写入功能设为无效，在用天线线圈L1 接收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将向存储器B10的数 据写入功能设为有效。图7示出本发明的非接触式电子装置上所安装的检波电路的基本 电路构成图，图8及图9示出图6所示的非接触式电子装置中的各部 分的工作波形的一例。图8表示用天线线圏Ll接收从读写器装置所供给的高频信号时 的工作波形的一例，分别是(A)表示天线线圏Ll的两端发生的高 频信号，(B)表示天线Al的两端发生的高频信号，(C)表示检波 电路B15b上具备的整流部的输出信号，(D)表示^r波电路B15b上 具备的滤波器电路的输出信号，(E )表示检波电路B15 b的输出信号 S4, (F)表示检波电路B15a上具备的整流部的输出信号，(G)表示 检波电路B15a上具备的滤波器电路的输出信号，(H)表示检波电 路B15a的输出信号S3, (I)表示接口判定电路B5的输出信号S2。图9表示用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号时的工 作波形的一例，分别是(A)表示天线线圈Ll的两端发生的高频信 号，(B)表示天线Al的两端发生的高频信号，(C)表示检波电路 B15b上具备的整流部的输出信号，(D)表示检波电路B15b上具备 的滤波器电路的输出信号，(E)表示检波电路B15b的输出信号S4，(F)表示检波电路B15a上具备的整流部的输出信号，(G)表示检 波电路B15a上具备的滤波器电路的输出信号，(H)表示检波电路 B15a的输出信号S3, (I)表示接口判定电路B5的输出信号S2。图7所示的检波电路B15由整流部B16、滤波器电路B17、 二值 化电路B18而构成。对通过天线Al或者天线线圈Ll而供给天线端 子间的高频信号，由整流部B16进行整流/平滑化，由滤波器电^各B17 将不需要的频率分量除去，由二值化电路B18进行二值化处理。整流部B16有代表性地由二极管、电阻、电容等构成，对天线端 子间所供给的高频信号进行整流并平滑化。滤波器电路B17有代表性 地由低通滤波器构成。另外，其频率特性以除去整流部的输出信号持 有的高频分量的方式进行设定。二值化电路B18对滤波器电-各B17 的输出信号与预定的电压进行比较，并按照其大小关系输出"0"或 者"1"。由此，将滤波器电路B17的输出信号二值化处理，并将该 经过二值化的信号供给到接口判定电路B5。此外，整流部B16及滤 波器电路B17,在电源电路B2a、 B2b内存在实现同样功能部分的情 况下也可以纟皮利用。在用天线线圈Ll接收从读写器装置所供给的高频信号的情况 下，如图8所示那样，在天线线圏Ll的两端发生的高频信号通过整 流部B16进行整流，并通过滤波器电路B17来除去高频分量。通过 二值化电路B18将滤波器电路B17的输出信号二值化，在输出信号 S4上得到"H"输出。此时，由于没有用天线Al接收高频信号，所 以滤波器电路B17的输出信号成为接地电位，在二值化电^各B18的 输出信号S3上得到"L"输出。据此，接口判定电路B5判定为正在 从天线线圈Ll供给高频信号(Model )。另一方面，在用天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号的 情况下，如图9所示那样，在天线Al的两端发生的高频信号通过整 流部B16进行整流，并通过滤波器电路B17来除去高频分量。通过 二值化电路B18将滤波器电路B17的输出信号二值化，在输出信号 S3上得到"H"输出。此时，由于没有用天线线圏Ll接收高频信号，所以滤波器电路B17的输出信号成为接地电位，在二值化电^各B18 的输出信号S4上得到"L"输出。据此，接口判定电路B5判定为正 在从天线A1供给高频信号(Mode2)。根据以上的构成及动作，就可以确定正在接收高频信号的天线， 并且可以通过利用接口判定电路B5的输出信号，进行与接收的高频 信号的频带相应的时钟信号及收发电路的选择。进而，即便在检波电 路B15a及检波电路B15b被输入高频信号的情况下，由于被输入到检 波电路上具备的二值化电路B18的信号的变化点少，所以主要能够降 低检波电路上具备的二值化电路的功耗。 (实施方式4)图10示出本发明的非接触式电子装置的第四实施方式之基本构 成。图10所示的第四实施方式具备连接天线及天线线圏的两组连接 端子，在一个天线连接端子上连接天线Al，在另一个天线连接端子 上连接天线A2及天线线圏Ll,进而，通过检波电路检测天线端子间 发生的高频信号，并且还通过时钟抽取电路检测出正在从天线线圈 Ll供给高频信号。在图IO中，Bl是非接触式电子装置上所安装的半导体集成电路 装置，Al及A2是非接触式电子装置上所安装的天线，Ll及C1是非 接触式电子装置上所安装的天线线圏及谐振电容。半导体集成电路装 置B1具有电源电路B2a及B2b、内部电路B3、用于连接天线Al 的天线端子LA及LB、用于连接天线A2及天线线圏Ll的天线端子 LA2及LB2。虽然在图IO中设置两组天线端子，但例如在将天线端 子LB及LB2作为半导体集成电路装置Bl内的接地电位来利用等情 况下，可以削除天线端子LB2，将天线线圏Ll的单侧端子连接到天 线端子LB。另外，与第一的实施方式同样，谐振电容C1还可以安装 在半导体集成电路装置Bl上。天线Al接收从读写器装置所供给的高频信号，并对天线端子LA 及LB供给高频的交流信号，天线A2接收从读写器装置所供给的高 频信号，并对天线端子LA2及LB2供给高频的交流信号，天线线圈Ll接收从读写器装置所供给的高频信号，并对天线端子LA2及LB2 供给高频的交流信号。交流信号根据信息信号(数据)部分地进行 调制。有代表性的是天线Al及A2为可以接收UHF波段及2.45GHz 波段的高频信号的天线，从读写器装置以电波的形态供给高频信号， 天线线圈Ll为可以接收13.56MHz波段的高频信号的天线线圈，从 读写器装置以电磁波的形态供给高频信号。例如，若将天线A1作为接收UHF波段的高频信号的天线，天线 A2作为接收2.45GHz波段的高频信号的天线，则可以与天线线圏Ll 接收的13.56MHz波段的高频信号一起，接收三个频率波段的高频信 号。另外，由于天线Al的连接端子与天线A2及天线线圈Ll的连接 端子被分离，所以在各个天线连接端子上设置电源电路B2a及B2b。 此时，来自2个电源电路B2的输出电压作为电源电压VDD而被供 给到内部电路B3。虽然没有图示，电源电路B2a及B2b由一4殳的整流电路以及平滑 电容等而构成。通过整流电路对非接触式电子装置上具备的天线Al 及天线线圈Ll接收到的交流信号进行整流，平滑电容对此整流电路 的输出信号进行平滑化处理，而获得供给内部电路B3的电源电压 VDD。另外，电源电路B2a及B2b上具备的平滑电容还可以被公用， 还可以设置调节器电路，其进行控制以避免电源电压VDD成为预定 电压以上。内部电路B3包括检波电路B15a及B15b、时钟抽取电路B4、接 口判定电路B5、时钟生成电路B6、时钟选择电路B14、信号处理电 路B7。检波电路B15a通过使由非接触式电子装置上具备的天线Al 接收到的高频信号之有无进行二值化处理，来检测是否正在从天线 Al供给高频信号，检波电路B15b通过使由非接触式电子装置上具备 的天线A2或者天线线圏Ll接收到的高频信号之有无进行二值化处 理，来检测是否正在从天线A2或者天线线圈Ll供给高频信号。时 钟抽取电路B4通过使由非接触式电子装置上具备的天线线圏L1接收 到的高频信号二值化，生成与高频信号为同一周期的时钟信号，作为输出信号Sl进行输出。接口判定电路B5接受检波电路B15a的输出信号S3、检波电路 B15b的输出信号S4、以及时钟抽取电路B4的输出信号Sl，判定用 天线A1及A2、进而用天线线圈L1的哪一个接收着从读写器装置所 供给的高频信号。例如，在正在从天线Al供给高频信号的情况下， 通过检波电路B15a的输出信号S3来进行判定，在正在从天线A2及 天线线圈L1供给高频信号的情况下，通过检波电路B15 b的输出信号 S4来进行判定。进而，在实施方式1中所示那样，根据时钟抽取电 路B4是否能够从由天线A2与天线线圏L2所供给的高频信号中抽取 出时钟信号，判断用天线A2及天线线圈Ll的哪一个接收高频信号。接口判定电路B5将这些判定结果作为输出信号S2供给到信号处 理电路B7和时钟选择电路B14。但是，在实施方式4中，由于连接 三个天线或天线线圈，所以接口判定电路B5利用能够表现三个状态 的信号线将输出信号S2输出。时钟选择电路B14按照接口判定电路B5的输出信号S2，在用天 线Al或者A2接收从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将时 钟生成电路B6输出的时钟信号供给信号处理电路B7,在用天线线圈 Ll接收着从读写器装置所供给的高频信号的情况下，将由时钟抽取 电路B4所生成的时钟信号供给信号处理电路B7。此时，时钟选择电 路B14，还可以不仅选择时钟抽取电路B4和时钟生成电路B6输出的 时钟信号，还可以具有通过对时钟信号进行分频，而变更成适合于通 信协议等的频率的功能。信号处理电路B7包括两个收发电路B8a及B8b、控制电路B9、 存储器BIO、功能块Bll。收发电路B8a具有对被重叠于由非接触 式电子装置上设置的天线Al接收到的交流信号上的信息信号进行解 调，并将其作为数字的信息信号供给控制电路B9的功能；和接受从 控制电路B9所输出的数字信号的信息信号，并通过同一信息信号来 调制天线Al接收到的交流信号的功能。收发电路B8b具有对被重 叠于由非接触式电子装置上设置的天线A2或天线线圈Ll接收到的交流信号上的信息信号进行解调，并将其作为数字的信息信号而供给控制电路B9的功能；以及接受从控制电路B9所输出的数字信号的 信息信号，并通过同一信息信号来调制天线A2或天线线圏Ll接收 的交流信号的功能。存储器B10被利用于与控制电路B9之间信息数据的记录等，通 过控制电路B9而实现数据的读取、写入及删除。虽然没有特别限定， 功能块Bll具有数据的加密功能等特定的运算功能，通过控制电路 B9来控制工作，但也有未被安装的情况。另外，信号处理电路B7按 照接口判定电路B5的输出信号S2，在用天线Al接收从读写器装置 所供给的高频信号的情况下，使收发电路B8a工作并使收发电路B8b 停止，在用天线线圈Ll接收从读写器装置所供给的高频信号的情况 下，使收发电路B8a停止并使收发电路B8b工作。根据以上的构成以及工作，可以通过在半导体集成电路装置Bl 上设置两组天线连接端子，连接与三个频带的高频信号相对应的天 线。进而，可以确定接着高频信号的天线，并且可以通过利用接口判 定电路B5的输出信号，进行与所接收的高频信号的频带相应的时钟 信号及收发电路的选择。据此，能够选择最适合于使用的通信协议的 时钟信号的频率，进而，由于可以停止不需要的收发电路，所以能够 降低功耗。以上，基于实施方式对由本发明者所实现的发明具体地进行了说 明，但不言而喻本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其要旨的 范围内可以进行种种变更。例如，虽然在实施方式l中，在半导体集成电路装置内不具有时 钟选择功能，但还可以如实施方式2那样具有选择从13.56MHz波段 的高频信号抽取出的时钟信号、和从时钟生成电路输出的时钟信号的 功能，还可以在实施方式3中，将天线线圏Ll变更成天线A2。另夕卜， 还可以用多个半导体集成电路装置构成非接触式电子装置上具备的 电源电路、接收部、发送部、控制部、存储器。另外，本实施方式并不限于IC标签，还能够广泛利用于借助于电波及电磁波的形态而实现数据交换的非接触式电子装置。产业上的可利用性
本发明优选适用于非接触式电子装置、所谓IC标签等。
权利要求
1.一种安装天线的非接触式电子装置，其特征在于上述非接触式电子装置具备半导体集成电路装置；和用于接收由频率不同的电波或者电磁波所供给的高频信号的多个天线，上述半导体集成电路装置具备用于连接上述多个天线的单个或者多个天线连接端子；电源电路；输入输出判定电路；时钟电路；数据收发电路；以及信号处理电路，上述输入输出判定电路判定是否经由某个天线而被输入高频信号，上述半导体集成电路装置按照上述输入输出判定电路的输出信号而使工作状态发生变化。
2. 按照权利要求1所述的非接触式电子装置，其特征在于 上述半导体集成电路装置具备多组上述天线连接端子、上述电源电路及上述数据收发电路。
3. 按照权利要求2所述的非接触式电子装置，其特征在于 上述多个数据收发电路分别具有对被供给上述天线的高频信号上所重叠的信息信号进行解调的 功能；和用信息信号对被供给上述天线的高频信号进行调制的功能， 按照上述输入输出判定电路的输出信号被单独地控制在工作状 态或者非工作状态。
4. 按照权利要求1 ~3中任意一项所述的非接触式电子装置，其 特征在于上述输入输出判定电路具备从由上述天线所供给的高频信号之中抽取预定频率范围的高频 信号的滤波器电路；和对上述滤波器电路的输出进行二值判定的二值化电路，根据上述二值化电路的输出来判定由上述天线供给的高频信号是否为预定频率范围的高频信号。
5.按照权利要求4所述的非接触式电子装置，其特征在于高频信号之中抽取相对较低频率侧的高频信号。
6.按照权利要求1~ 3中任意一项所述的非接触式电子装置，其特征在于 上述输入输出判定电路具备对由上述天线所供给的高频信号进行整流以及使其平滑化的整 流部；使上述整流部的输出稳定的滤波器电路；以及对上述滤波器电路的输出进行二值判定的二值化电路，根据上述二值化电路的输出来判定有无由上述天线所供给的高频信号。
7. 按照权利要求1 ~6中任意一项所述的非接触式电子装置，其 特征在于上述时钟电路生成包含上述数据收发电路在内的各种内部电路 的工作时钟，按照上述输入输出判定电路的输出信号对上述各种内部电路提 供频率不同的上述工作时钟。
8. 按照权利要求1 ~6中任意一项所述的非接触式电子装置，其特征在于上述信号处理电路具有控制上述半导体集成电路装置的工作状态的功能； 执行特定的运算处理的运算功能；以及 保存信息的存储器部，上述运算功能按照上述输入输出判定电路的输出信号而被控制 在工作状态或者非工作状态。
9. 按照权利要求1 ~6中任一项所述的非接触式电子装置，其特 征在于上述信号处理电路具有控制上述半导体集成电路装置的工作状态的功能；执行特定的运算处理的运算功能；以及 保存信息的存储器部，上述存储器部被按照上述输入输出判定电路的输出信号来控制 可否访问。
10. —种非接触式电子装置，其特征在于具备 天线连接端子；分别与上述天线连接端子并联连接，且分别接收不同频率的高频 信号的多个天线；从由上述天线连接端子所供给的不同频率的高频信号之中抽取 预定频率范围的高频信号的滤波器电路；和对上述滤波器电路的输出进行二值判定的二值化电路，根据上述二值化电路的输出来判定上述多个天线的某一个是否 正在接收高频信号。
11. 按照权利要求IO所述的非接触式电子装置，其特征在于 上述滤波器电路从上述不同频率的高频信号之中抽取相对较低频率侧的高频信号。
全文摘要
本发明提供一种非接触式电子装置，能够对利用了各种各样的高频信号的通信协议进行响应。在非接触式电子装置中具备半导体集成电路装置(B1)；用于接收由频率不同的电波或者电磁波所供给的高频信号的多个天线(或天线线圈)(A1，L1)，通过接口判定电路(B5)来判定是否经由某个天线而被输入高频信号，按照其判定结果，使半导体集成电路装置(B1)的工作状态发生变化。据此，非接触式电子装置能够对利用了频率不同的高频信号的多个通信协议进行响应。
文档编号G06K19/077GK101334855SQ20081008063
公开日2008年12月31日 申请日期2008年2月25日 优先权日2007年6月27日
发明者山添孝德, 渡边一希 申请人:株式会社日立制作所