(57)【要約】【課題】自装置の向きを効率的に取得すること。【解決手段】遮蔽部４は、入射する電磁波を遮蔽する。アンテナ２は、遮蔽部４の第１面側に設けられている。アンテナ３は、その第１面とは異なる遮蔽部４の第２面側に設けられている。方向判定部１ａは、アンテナ２が電磁波を受信して出力される第１の信号と、アンテナ３が遮蔽部４を介した電磁波を受信して出力される第２の信号とに基づいて自装置の向きを判定し、判定結果を出力する。【選択図】図１
2011028660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する方向判定部を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記方向判定部は、前記第１の信号の信号レベルと前記第２の信号の信号レベルとのレベル差を検出し、当該レベル差に応じて自装置の向きを判定することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部と、
前記遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナと、
前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナと、
前記第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する方向判定部と、
を有することを特徴とする無線タグ。
【請求項４】
前記遮蔽部、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、前記方向判定部を配設したインレイに配設されたことを特徴とする請求項３記載の無線タグ。
【請求項５】
半導体装置の方向判定方法であって、
方向判定部が、入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号とに基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する、
ことを特徴とする方向判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触通信を行う半導体装置、無線タグ、および、そのような半導体装置の方向判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いた通信システムが利用されている。この通信システムでは、リーダライタ装置と無線タグとが非接触で無線通信する。無線タグは、ＩＣ（Integrated Circuit）チップを有する。ＩＣチップは、個体の識別情報を記憶するメモリや所定の演算処理機能などを備える。リーダライタ装置は、無線タグと通信することで無線タグを付与した各個体および各個体に対応付けられた各種情報を読み取る。このような通信システムを利用したシステムとして、例えば管理対象とする物品に無線タグを付与して商品在庫、部品および備品などを管理する物品管理システムがある。
【０００３】
ここで、物品管理システムには、物品の表裏を区別した管理を行うものもある。このような物品管理システムにおいて、例えば、リーダライタ装置と無線タグとの交信状態により、リーダライタ装置に接続された端末装置等が無線タグの表裏判別を行う方法が考えられている。また、例えば、無線タグが自タグの表裏を判別して判別結果に応じた異なる機能を実現することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８５３７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２９９３８８号公報
【特許文献３】特開２００７−２５７５３８号公報
【特許文献４】特開２００６−０５３７０２号公報
【特許文献５】特許第４１４３１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下、無線タグ側で表裏を判別する場合を考える。
上記特許文献５に記載の方法では、無線タグが自タグの表裏の判別を行うに際し、受信した電磁波によりコイルアンテナに最初に誘起された起電力の向き（正負）を検出する。このとき、リーダライタ装置は、無線タグとの通信を一時中断し、再開することで無線タグによる起電力の向きの検出を可能とする。しかし、通信の一時中断・再開という手順を経るため、表裏の判別までに時間を要することになり非効率的であった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、自装置の向きを効率的に取得することができる半導体装置、無線タグおよび方向判定方法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】
【０００７】
本発明では上記の課題を解決するために、半導体装置が提供される。この半導体装置は、方向判定部を有する。方向判定部は、入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、第１面とは異なる遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナにより遮蔽部を介した電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、判定結果を出力する。
【０００８】
また、上記課題を解決するために無線タグが提供される。この無線タグは、遮蔽部、第１のアンテナ、第２のアンテナおよび方向判定部を有する。遮蔽部は、入射する電磁波を遮蔽する。第１のアンテナは、遮蔽部の第１面側に設けられる。第２のアンテナは第１面とは異なる遮蔽部の第２面側に設けられる。方向判定部は、第１のアンテナにより電磁波を受信して出力される第１の信号と、第２のアンテナにより遮蔽部を介した電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、判定結果を出力する。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、上記半導体装置と同様の処理を行う方向判定方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記半導体装置、無線タグおよび方向判定方法によれば、自装置の向きを効率的に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図２】物品管理システムの全体構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態の無線タグを示す図である。
【図４】第２の実施の形態のＩＣチップのハードウェア構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態の方向判定回路のハードウェア構成を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の方向判定方法を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の無線タグを示す図である。
【図８】第３の実施の形態のＩＣチップのハードウェア構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態の無線タグを示す図である。
【図１０】第５の実施の形態の無線タグを示す図である。
【図１１】第６の実施の形態の無線タグを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
以下、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。半導体装置１は、方向判定部１ａを有する。
方向判定部１ａは、アンテナ２，３と接続される。方向判定部１ａは、アンテナ２，３それぞれにより通信相手となる相手装置（図示せず）が送信した電磁波を受信して出力される信号を受け取る。
【００１４】
ここで、アンテナ２，３の間には、遮蔽部４が存在している。アンテナ２は、遮蔽部４の第１面側に配置されるよう設けられる。アンテナ３は、第１面とは異なる遮蔽部４の第２面側に配置されるよう設けられる。
【００１５】
遮蔽部４は、入射する電磁波を遮蔽する。遮蔽部４は、入射した電磁波を反射または減衰吸収する部材である。遮蔽部４の材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）などが考えられる。
【００１６】
方向判定部１ａは、アンテナ２により電磁波を受信して出力される第１の信号と、アンテナ３により遮蔽部を介した電磁波を受信して出力される第２の信号とに基づいて、自装置の向きを判定し、判定結果を出力する。具体的には、方向判定部１ａは、第１の信号の信号レベルと第２の信号の信号レベルとの差を検出する。そして、方向判定部１ａは、信号レベルが相対的に大きい方の信号を出力したアンテナを特定し、半導体装置１の向きを特定する。
【００１７】
例えば、アンテナ２を遮蔽部４の第１面側に設け、アンテナ３を遮蔽部４の第１面とは反対の第２面側に設ける。この場合、例えば、アンテナ２側から通信用の電磁波が入射すると、遮蔽部４により電磁波が遮蔽されるので、アンテナ２で受信して出力される信号の信号レベルは、アンテナ３で受信して出力される信号の信号レベルよりも大きくなる。すなわち、方向判定部１ａは、遮蔽部４に対するアンテナ２の方向が電磁波の送信元である相手装置側に向いていると特定する。
【００１８】
半導体装置１によれば、方向判定部１ａにより、遮蔽部４の第１面側に設けられたアンテナ２により電磁波を受信して出力される第１の信号と、第１面とは異なる遮蔽部４の第２面側に設けられたアンテナ３により電磁波を受信して出力される第２の信号とに基づいて自装置の向きが判定され、判定結果が出力される。
【００１９】
これにより、自装置の向きを効率的に取得することができる。例えば、半導体装置１は、受信電力の差によって向きを特定するので、通信の中断を伴うことがない。このため、向きの判定を迅速に行うことができる。
【００２０】
また、例えば、従来行われていたように、起電力の向きを検出して方向を判定するためには、表裏判別用の回路を電磁波の半周期分以下のクロックで動作させることになる。したがって、電磁波が高周波数となるほど、無線タグの消費電力が増大するという問題があった。消費電力が増大すると、例えば、電磁波から動作電力を得るパッシブ型の無線タグでは、通信再開直後に表裏判別用の回路を動作させるための電力を保持できる大容量のキャパシタが必要になるという問題があった。これに対し、方向判定部１ａは、アンテナが出力する信号の信号レベルを比較して向きを判定するので、通信に用いる電磁波の周波数の高低に関わらず、方向判定部１ａの動作クロックを所定の周波数とすればよい。このため、高周波の電磁波で向き判定を行う場合でも消費電力の増大を抑えることができる。
【００２１】
更に、例えば、ダイポールアンテナにより通信する無線タグの場合、表裏とは別の要因（電磁波の偏波面とアンテナとの位置関係）で起電力の向きが変わり得る。したがって、ダイポールアンテナにより通信する無線タグでは、起電力の向きを検出する方法によっては表裏の判別を行うことが困難であった。これに対し、方向判定部１ａは、アンテナが出力する信号の信号レベルを測定するので、アンテナの形状（ダイポールアンテナやコイルアンテナなど）に関わらず向きの判定を行うことができる。
【００２２】
ところで、半導体装置１は、ＲＦＩＤ技術による通信システムに利用することができる。以下に示す第２〜第６の実施の形態では、半導体装置１をＲＦＩＤ技術による通信システムに適用する場合の応用例を具体的に説明する。
【００２３】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、物品管理システムの全体構成を示す図である。この物品管理システムは、制御装置１０、リーダライタ装置２０および管理対象品３０を有する。管理対象品３０には、無線タグ１００が付与されている。
【００２４】
制御装置１０は、リーダライタ装置２０が無線タグ１００から受信した情報に基づいて管理対象品３０を管理する。
リーダライタ装置２０は、無線タグ１００と無線通信する。
【００２５】
管理対象品３０は、制御装置１０により、その向きを含めて管理される被管理品である。管理対象品３０は、例えば、在庫として管理される製品、製品を生産するために必要な部品および備品などが考えられる。また、例えば、管理対象品３０は、管理対象品３０の向きがスコア等に反映されるようなゲームの駒やゲーム用のカードなどが考えられる。
【００２６】
無線タグ１００は、リーダライタ装置２０と無線通信する。リーダライタ装置２０から受信した電磁波の受信電力により駆動するパッシブ型の無線タグである。リーダライタ装置２０と無線タグ１００とは、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電磁波で通信する。ＵＨＦ帯の周波数としては、８６０〜９６０ＭＨｚ帯や２．４５ＧＨｚ帯などが考えられる。
【００２７】
図３は、第２の実施の形態の無線タグを示す図である。無線タグ１００は、インレイ１１０、ＩＣチップ１２０、アンテナ１３０，１４０，１５０および遮蔽板１６０，１７０を有する。
【００２８】
インレイ１１０は、基材上にアンテナ１３０，１４０，１５０およびＩＣチップ１２０を接続して固定したものである。基材は、例えば、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）樹脂により形成される。
【００２９】
ＩＣチップ１２０は、演算装置、記憶装置および通信装置を備えた処理装置である。ＩＣチップ１２０は、アンテナ１３０が受信した電磁波により得た電力で駆動する。また、ＩＣチップ１２０は、アンテナ１４０，１５０が電磁波を受信して出力する信号により無線タグ１００の方向を特定する。
【００３０】
なお、ＩＣチップ１２０は、特許請求の範囲に記載した方向判定部を含むものである。これらが他の回路等とともに半導体基板上に形成されたものがＩＣチップ１２０である。
アンテナ１３０は、リーダライタ装置２０との間で電磁波を送受信してデータ通信するためのダイポールアンテナである。アンテナ１３０は、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信し、その結果得られた信号（受信信号という）をＩＣチップ１２０に出力する。また、アンテナ１３０は、ＩＣチップ１２０が出力した送信信号をリーダライタ装置２０に送信する。
【００３１】
アンテナ１４０，１５０は、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信するためのダイポールアンテナである。アンテナ１４０，１５０は、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信し、その結果得られた信号をＩＣチップ１２０に出力する。アンテナ１４０は、遮蔽板１６０の上側に設けられる。アンテナ１５０は、遮蔽板１７０の下側に設けられる。ここで、図３の紙面上側を無線タグ１００の上方向（表側）、紙面下側を無線タグ１００の下方向（裏側）とする（以下同様とする）。また、無線タグ１００の裏側を接着面として管理対象品３０の１つの側面（例えば、管理対象品３０の表側）に貼り付けられているものとする。これによって、管理対象品３０の向きと無線タグ１００の向きとが対応付けられる。
【００３２】
そして、無線タグ１００は、アンテナ１４０，１５０で電磁波を受信して得られた信号に基づき自タグの向き（リーダライタ装置２０に対して表側、裏側の何れが向いているか）を特定することで、管理対象品３０の向きを識別することができる。
【００３３】
遮蔽板１６０，１７０は、入射する電磁波を遮蔽する。遮蔽板１６０，１７０は、入射した電磁波を反射または減衰吸収する部材であり板状に形成されている。遮蔽板１６０，１７０の材料としては、例えば、鉄やニッケルなどが考えられる。なお、遮蔽板１６０，１７０は、第１の実施の形態の遮蔽部４に対応する。
【００３４】
図４は、第２の実施の形態のＩＣチップのハードウェア構成を示す図である。ＩＣチップ１２０は、整流回路１２１、電源回路１２２、変復調回路１２３、制御回路１２４および方向判定回路１２５を有する。
【００３５】
整流回路１２１は、アンテナ１３０が出力した交流の受信信号を整流して直流信号に変換し、電源回路１２２に出力する。
電源回路１２２は、整流回路１２１から入力された直流信号からＩＣチップ１２０内の他の回路を駆動するための電力を得て、各回路へ供給する。
【００３６】
変復調回路１２３は、アンテナ１３０が出力した受信信号を復調して復調信号を生成し、生成した復調信号を制御回路１２４に出力する。また、変復調回路１２３は、制御回路１２４から取得する応答信号を変調して送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ１３０に出力する。
【００３７】
制御回路１２４は、変復調回路１２３から取得した復調信号を復号して受信データを取得し、受信データに応じた処理を行う。制御回路１２４は、その処理に応じてリーダライタ装置２０へ応答するための応答信号を生成し、変復調回路１２３に出力する。このとき、制御回路１２４は、方向判定回路１２５から取得した方向識別信号に応じた処理を実行する。このように、無線タグ１００側で向きの判別を可能とすることで、無線タグ１００を付与した物品の向きを考慮した高機能な情報処理システムを実現できる。例えば、表側から電磁波を受信した場合と裏側から電磁波を受信した場合とで、別個の機能を無線タグ１００に実現させることが考えられる。
【００３８】
方向判定回路１２５は、アンテナ１４０，１５０が出力した受信信号を取得する。方向判定回路１２５は、各受信信号の信号レベルの差からリーダライタ装置２０に対して表側が向いているか、裏側が向いているかを示す方向識別信号を生成し、生成した方向識別信号を制御回路１２４に出力する。
【００３９】
図５は、第２の実施の形態の方向判定回路のハードウェア構成を示す図である。方向判定回路１２５は、整流回路１２５ａ，１２５ｂおよび比較器１２５ｃを有する。
整流回路１２５ａ，１２５ｂは、アンテナ１４０，１５０が出力した受信信号を整流して直流信号に変換し、比較器１２５ｃに出力する。整流回路１２５ａのプラス側出力が比較器１２５ｃのプラス側入力に接続される。整流回路１２５ｂのプラス側出力が比較器１２５ｃのマイナス側入力に接続される。整流回路１２５ａ，１２５ｂのマイナス側出力は接地される。
【００４０】
比較器１２５ｃは、整流回路１２５ａからの直流信号（プラス側入力と呼ぶ）と整流回路１２５ｂからの直流信号（マイナス側入力と呼ぶ）との信号レベル差を検出する。比較器１２５ｃは、プラス側入力の信号レベルがマイナス側入力の信号レベルよりも大きい場合、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。また、比較器１２５ｃは、プラス側入力の信号レベルがマイナス側入力の信号レベル以下の場合、Ｌｏｗレベルの信号を出力する。比較器１２５ｃが出力する信号が方向識別信号に対応する。比較器１２５ｃは、この信号を制御回路１２４に出力する。
【００４１】
なお、本例では、アンテナ１４０からの信号レベルの方が大きい、すなわち、比較器１２５ｃがＨｉｇｈレベルの信号を出力した場合、制御回路１２４は、無線タグ１００がリーダライタ装置２０に対して表側を向けていると特定することができる。また、アンテナ１５０からの信号レベルの方が大きい、すなわち、比較器１２５ｃがＬｏｗレベルの信号を出力した場合、制御回路１２４は、無線タグ１００がリーダライタ装置２０に対して裏側を向けていると特定することができる。
【００４２】
図６は、第２の実施の形態の方向判定方法を示す図である。（Ａ）は、無線タグ１００の表側からリーダライタ装置２０からの電磁波を受信する場合を例示している。（Ｂ）は、無線タグ１００の裏側からリーダライタ装置２０からの電磁波を受信する場合を例示している。
【００４３】
無線タグ１００の表側からリーダライタ装置２０により送信された電磁波が入射する場合、アンテナ１４０が受信する受信信号の信号レベルは、アンテナ１５０が受信する受信信号の信号レベルよりも大きくなる。これは、アンテナ１５０の上側に設けられた遮蔽板１７０によりアンテナ１５０に入射する電磁波が減衰されるためである。アンテナ１４０は、その下側に遮蔽板１６０が設けられるので、表側から電磁波が入射する場合、遮蔽板１６０による電磁波の減衰は起こらない。そして、方向判定回路１２５は、アンテナ１４０の信号レベルとアンテナ１５０の信号レベルとの差を検出し、アンテナ１４０の信号レベルの方が大きいと判定する。その結果、制御回路１２４は、リーダライタ装置２０に対して、無線タグ１００が表側を向けていると特定することができる。
【００４４】
また、無線タグ１００の裏側からリーダライタ装置２０により送信された電磁波が入射する場合、アンテナ１５０が受信する受信信号の信号レベルは、アンテナ１４０が受信する受信信号の信号レベルよりも大きくなる。これは、アンテナ１４０の下側に設けられた遮蔽板１６０によりアンテナ１４０に入射する電磁波が減衰されるためである。アンテナ１５０は、その上側に遮蔽板１７０が設けられるので、裏側から電磁波が入射する場合、遮蔽板１７０による電磁波の減衰は起こらない。そして、方向判定回路１２５は、アンテナ１４０の信号レベルとアンテナ１５０の信号レベルとの差を検出し、アンテナ１５０の信号レベルの方が大きいと判定する。その結果、制御回路１２４は、リーダライタ装置２０に対して、無線タグ１００が裏側を向けていると特定することができる。
【００４５】
このように、無線タグ１００は、アンテナ１４０，１５０の信号レベルの差を検出することで、無線タグ１００あるいは管理対象品３０の向きを特定する。このため、例えば、通信の中断を伴うことがないので、向きの判定を迅速に行うことができる。また、例えば、電磁波の周波数に応じて方向判定回路１２５の動作クロックを高めることなく方向判定を行うことができるので、方向判定に要する消費電力の増大を抑えることができる。
【００４６】
特に、無線タグ１００のようにリーダライタ装置２０からの受信電力によって動作電力を得るパッシブ型の無線タグでは、方向判定処理に通信の中断を伴うと、通信中断期間中に方向判定回路へ給電する電力を蓄える大容量のキャパシタが必要となることが考えられる。これに対し、本実施の形態で示したように通信の中断を伴わずに方向判定を可能とすることで、方向判定回路へ給電するためのキャパシタに関しては考慮する必要がなくなる。
【００４７】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第２の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
【００４８】
第２の実施の形態では、無線タグ１００の向きを判定するためにデータ通信用のアンテナ１３０とは別個に方向判定用のアンテナ１４０，１５０を設けた。これに対し、第３の実施の形態では、データ通信用のアンテナを２つ設けて、各アンテナからの出力を方向判定処理にも利用する。
【００４９】
なお、第３の実施の形態の物品管理システムの構成は、図２において示した第２の実施の形態の物品管理システムの構成と同一であるため説明を省略する。
図７は、第３の実施の形態の無線タグを示す図である。無線タグ２００は、インレイ２１０、ＩＣチップ２２０、アンテナ２３０，２４０および遮蔽板２５０，２６０を有する。ここで、インレイ２１０およびＩＣチップ２２０は、図３で説明したインレイ１１０およびＩＣチップ１２０に対応する。
【００５０】
アンテナ２３０，２４０は、リーダライタ装置２０との間で電磁波を送受信してデータ通信するためのダイポールアンテナである。アンテナ２３０，２４０は、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信し、その結果得られた信号（受信信号という）をＩＣチップ２２０に出力する。また、アンテナ２３０，２４０は、ＩＣチップ２２０が出力した送信信号をリーダライタ装置２０に送信する。
【００５１】
なお、アンテナ２３０は、遮蔽板２５０の上側に設けられる。アンテナ２４０は、遮蔽板２６０の下側に設けられる。ここで、図３と同様に図７の紙面上側を無線タグ２００の上方向（表側）、紙面下側を無線タグ２００の下方向（裏側）とする（以下同様とする）。また、無線タグ２００の裏側を接着面として管理対象品３０の１つの側面（例えば、表側）に貼り付けられているものとする。
【００５２】
遮蔽板２５０，２６０は、図３で説明した遮蔽板１６０，１７０に対応する。
図８は、第３の実施の形態のＩＣチップのハードウェア構成を示す図である。ＩＣチップ２２０は、整流回路２２１，２２２、ダイオード２２１ａ，２２２ａ、電源回路２２３、変復調回路２２４，２２５、加算回路２２６、制御回路２２７および比較器２２８を有する。
【００５３】
整流回路２２１，２２２は、アンテナ２３０，２４０が出力した交流の受信信号を整流して直流信号に変換し、ダイオード２２１ａ，２２２ａを介して電源回路２２３に出力する。また、整流回路２２１，２２２は、整流後の直流信号を比較器２２８に出力する。なお、整流回路２２１のプラス側出力が比較器２２８のプラス側入力に接続される。整流回路２２２のプラス側出力が比較器２２８のマイナス側入力に接続される。整流回路２２１，２２２のマイナス側出力は、電源回路２２３のマイナス側入力に接続される。
【００５４】
ダイオード２２１ａは、整流回路２２２から整流回路２２１への電流の流れ込みを防止するためのものであり、ダイオード２２２ａは、整流回路２２１から整流回路２２２への電流の流れ込みを防止するためのものである。電磁波の入射方向により、整流回路２２１と整流回路２２２の出力の大きさが異なるため、流れ込み防止のダイオード２２１ａ，２２２ａが必要である。出力が大きな方の整流回路から電源回路２２３に電力が供給される。
【００５５】
電源回路２２３は、整流回路２２１または整流回路２２２から入力された直流信号からＩＣチップ２２０内の他の回路を駆動するための電力を得て、各回路へ供給する。
変復調回路２２４，２２５は、アンテナ２３０，２４０が出力した受信信号を復調して復調信号を生成し、生成した復調信号を加算回路２２６に出力する。
【００５６】
加算回路２２６は、変復調回路２２４，２２５から入力された復調信号を加算して、制御回路２２７に出力する。
制御回路２２７は、加算回路２２６から取得した加算後の復調信号を復号して受信データを取得し、受信データに応じた処理を行う。制御回路２２７は、その処理に応じてリーダライタ装置２０へ応答するための応答信号を生成し、変復調回路２２４，２２５に出力する。このとき、制御回路２２７は、比較器２２８から取得した方向識別信号に応じた処理を実行する。
【００５７】
比較器２２８は、整流回路２２１からの直流信号と整流回路２２２からの直流信号との信号レベル差を検出して、Ｈｉｇｈレベルの信号またはＬｏｗレベルの信号を出力する。この信号が方向識別信号に対応する。比較器２２８は、図５で説明した比較器１２５ｃに対応するものである。
【００５８】
したがって、本例では、アンテナ２３０からの信号レベルの方が大きい、すなわち比較器２２８がＨｉｇｈレベルの信号を出力した場合、制御回路２２７は、無線タグ２００がリーダライタ装置２０に対して表側を向けていると特定することができる。また、比較器２２８がＬｏｗレベルの信号を出力した場合、制御回路２２７は、無線タグ２００がリーダライタ装置２０に対して裏側を向けていると特定することができる。
【００５９】
なお、整流回路２２１，２２２および比較器２２８を含む構成が図５で説明した方向判定回路１２５に対応する。ただし、整流回路２２１，２２２は、電力取得用の整流回路と兼用にしている。
【００６０】
このように、無線タグ２００は、アンテナ２３０，２４０を用いてリーダライタ装置２０とデータ通信を行うと共に、信号レベルの差を検出することで無線タグ２００あるいは管理対象品３０の向きを特定する。
【００６１】
これにより、第２の実施の形態の無線タグ１００と同様の効果を実現することができる。
なお、加算回路２２６をセレクタ回路に置き換えてもよい。その場合、制御回路２２７は、比較器２２８の出力に応じて、信号レベルの大きい方のアンテナに接続された変復調回路からの信号を選択するようセレクタ回路に制御信号を出力する。
【００６２】
また、遮蔽板を１枚として、その表側・裏側にアンテナ２３０，２４０を配置してもよい。
［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第２，３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
【００６３】
第４の実施の形態では、方向判定用の信号を受信するためのアンテナをＩＣチップ上に配置する。
なお、第４の実施の形態の物品管理システムの構成は、図２において示した第２の実施の形態の物品管理システムの構成と同一であるため説明を省略する。
【００６４】
図９は、第４の実施の形態の無線タグを示す図である。無線タグ３００は、インレイ３１０、ＩＣチップ３２０、アンテナ３３０，３４０，３５０、遮蔽板３６０，３７０を有する。ここで、インレイ３１０、ＩＣチップ３２０およびアンテナ３３０は、図３で説明した第２の実施の形態のインレイ１１０、ＩＣチップ１２０およびアンテナ１３０に対応する。なお、ＩＣチップ３２０とアンテナ３４０，３５０とを接続する配線は図示を省略している。
【００６５】
アンテナ３４０，３５０は、図３で説明したアンテナ１４０，１５０に対応するものであり、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信するためのダイポールアンテナである。ここで、アンテナ３４０は、ＩＣチップ３２０上に設けられた遮蔽板３６０の上側に設けられる。また、アンテナ３５０は、ＩＣチップ３２０と遮蔽板３７０との間（遮蔽板３７０の下側）に設けられる。また、無線タグ３００の裏側を接着面として管理対象品３０の１つの側面（例えば、表側）に貼り付けられているものとする。
【００６６】
遮蔽板３６０，３７０は、図３で説明した遮蔽板１６０，１７０に対応するものである。ただし、遮蔽板３６０，３７０は、ＩＣチップ３２０の上側に設けられる。
なお、ＩＣチップ３２０のハードウェア構成は、第２の実施の形態のＩＣチップ１２０のハードウェア構成と同様にして実現することができる。すなわち、アンテナ３４０の信号レベルがアンテナ３５０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ３００は、リーダライタ装置２０に対して自タグの表側を向けていると特定することができる。また、アンテナ３５０の信号レベルがアンテナ３４０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ３００は、リーダライタ装置２０に対して自タグの裏側を向けていると特定することができる。
【００６７】
このように、アンテナ３４０，３５０および遮蔽板３６０，３７０をＩＣチップ３２０上に設ける。
これにより、第２の実施の形態の無線タグ１００と同様の効果を実現することができる。また、ＩＣチップ３２０上にアンテナ３４０，３５０を配置することで、インレイ３１０の面積を縮小して、無線タグ３００全体の小型化を図ることができる。
【００６８】
［第５の実施の形態］
以下、第５の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第２〜４の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
【００６９】
第５の実施の形態では、方向判定用の信号を受信するためのアンテナ間に遮蔽板を挟み込むように設ける。
なお、第５の実施の形態の物品管理システムの構成は、図２において示した第２の実施の形態の物品管理システムの構成と同一であるため説明を省略する。
【００７０】
図１０は、第５の実施の形態の無線タグを示す図である。無線タグ４００は、インレイ４１０、ＩＣチップ４２０、アンテナ４３０，４４０，４５０および遮蔽板４６０を有する。ここで、インレイ４１０、ＩＣチップ４２０およびアンテナ４３０は、図３で説明した第２の実施の形態のインレイ１１０、ＩＣチップ１２０およびアンテナ１３０に対応する。なお、ＩＣチップ４２０とアンテナ４４０，４５０とを接続する配線は図示を省略している。
【００７１】
アンテナ４４０，４５０は、図３で説明したアンテナ１４０，１５０に対応するものであり、リーダライタ装置２０が送信した電磁波を受信するためのダイポールアンテナである。ここで、アンテナ４４０は、ＩＣチップ４２０上に設けられた遮蔽板４６０の上側に設けられる。アンテナ４５０は、ＩＣチップ４２０と遮蔽板４６０の間（遮蔽板４６０の下側）に設けられる。また、無線タグ４００の裏側を接着面として管理対象品３０の１つの側面（例えば、表側）に貼り付けられているものとする。
【００７２】
遮蔽板４６０は、図３で説明した遮蔽板１６０，１７０に対応するものである。ただし、遮蔽板４６０は、ＩＣチップ４２０上に設けられ、その上側・下側の両方にアンテナ４４０，４５０が設けられる。
【００７３】
なお、ＩＣチップ４２０のハードウェア構成は、第２の実施の形態のＩＣチップ１２０のハードウェア構成と同様にして実現することができる。すなわち、アンテナ４４０の信号レベルがアンテナ４５０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ４００は、リーダライタ装置２０に対して自タグの表側を向けていると特定することができる。また、アンテナ４５０の信号レベルがアンテナ４４０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ４００は、リーダライタ装置２０に対して自タグの裏側を向けていると特定することができる。
【００７４】
これにより、第２の実施の形態の無線タグ１００と同様の効果を実現することができる。また、遮蔽板４６０の両側に方向判定用の信号を受信するためのアンテナを設けるので、アンテナ４４０，４５０を設ける領域を縮小して、無線タグ４００全体の小型化を図ることができる。
【００７５】
なお、アンテナ４４０，４５０および遮蔽板４６０をＩＣチップ４２０上に設ける場合を例示したが、これらをインレイ４１０上に設けてもよい。
［第６の実施の形態］
以下、第６の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第２〜５の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
【００７６】
第２〜５の実施の形態では、ダイポールアンテナを用いる場合を例示したが、第６の実施の形態では、コイルアンテナを用いる場合を例示する。
なお、第６の実施の形態の物品管理システムの構成は、図２において示した第２の実施の形態の物品管理システムの構成と同一であるため説明を省略する。なお、第６の実施の形態で例示する無線タグは、リーダライタ装置から受信した電磁波により、タグ側のコイルアンテナで生じた誘導起電力により駆動するパッシブ型の無線タグである。また、無線タグとリーダライタ装置とは、ＨＦ（High Frequency）帯の電磁波で通信する。ＨＦ帯の周波数としては、１３．５６ＭＨｚ帯が考えられる。
【００７７】
図１１は、第６の実施の形態の無線タグを示す図である。無線タグ５００は、インレイ５１０、ＩＣチップ５２０、アンテナ５３０，５４０，５５０および遮蔽板５６０，５７０を有する。ここで、インレイ５１０は、図３で説明したインレイ１１０に対応する。
【００７８】
ＩＣチップ５２０は、アンテナ５３０で生じた誘導起電力により駆動する。また、ＩＣチップ５２０は、アンテナ５４０，５５０が電磁波を受信して出力する信号により無線タグ５００の方向を特定する。
【００７９】
アンテナ５３０は、リーダライタ装置との間で電磁波を送受信してデータ通信するためのコイルアンテナである。アンテナ５３０は、リーダライタ装置２０からの受信信号をＩＣチップ５２０に出力する。また、アンテナ５３０は、ＩＣチップ５２０が出力した送信信号をリーダライタ装置に送信する。
【００８０】
アンテナ５４０，５５０は、リーダライタ装置が送信した電磁波を受信するためのコイルアンテナである。アンテナ５４０，５５０は、リーダライタ装置が送信した電磁波を受信し、その結果得られた信号をＩＣチップ５２０に出力する。アンテナ５４０は、遮蔽板５６０の上側に設けられる。アンテナ５５０は、遮蔽板５７０の下側に設けられる。ここで、図１１の紙面上側を無線タグ５００の上方向（表側）、紙面下側を無線タグ５００の下方向（裏側）とする。また、無線タグ５００の裏側を接着面として管理対象品３０の１つの側面（例えば、管理対象品３０の表側）に貼り付けられている。
【００８１】
なお、ＩＣチップ５２０のハードウェア構成は、第２の実施の形態のＩＣチップ１２０のハードウェア構成と同様にして実現することができる。すなわち、アンテナ５４０の信号レベルがアンテナ５５０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ５００は、リーダライタ装置に対して自タグの表側を向けていると特定することができる。また、アンテナ５５０の信号レベルがアンテナ５４０の信号レベルよりも大きい場合には、無線タグ５００は、リーダライタ装置に対して自タグの裏側を向けていると特定することができる。
【００８２】
これにより、第２の実施の形態の無線タグ１００と同様の効果を実現することができる。すなわち、アンテナ５４０，５５０の信号レベルの差によって方向を特定するので、アンテナの形状によらずに方向判定を行うことができる。
【００８３】
なお、無線タグ５００は、無線タグ１００のダイポールアンテナをコイルアンテナに置き換えたものを例示したが、これらのアンテナ５３０，５４０，５５０も第３〜５の実施の形態と同様の配置・構成とすることができる。
【００８４】
また、内蔵電源を持たずリーダライタ装置からの給電により駆動するパッシブ型の無線タグを用いて説明したが、上記方向判定方法を内蔵電源を備えたアクティブ型の無線タグに適用することもできる。また、リーダライタ装置からの電磁波に応じて内蔵電源を使って応答するセミアクティブ型の無線タグにも適用することができる。
【００８５】
以上、本件の半導体装置、無線タグおよび方向判定方法を図示の実施の形態に基づいて説明したが、これらに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。更に、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８６】
説明した実施の形態の主な技術的特徴は、以下の付記の通りである。
（付記１）  入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する方向判定部を有することを特徴とする半導体装置。
【００８７】
（付記２）  前記方向判定部は、前記第１の信号の信号レベルと前記第２の信号の信号レベルとのレベル差を検出し、当該レベル差に応じて自装置の向きを判定することを特徴とする付記１記載の半導体装置。
【００８８】
（付記３）  前記方向判定部は、前記レベル差に基づいて前記第２の信号の信号レベルよりも前記第１の信号の信号レベルの方が大きいと検出すると、前記電磁波の送信元である通信装置に対して、自装置が前記遮蔽部の前記第１面側を向けていると特定する、
ことを特徴とする付記２記載の半導体装置。
【００８９】
（付記４）  入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部と、
前記遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナと、
前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナと、
前記第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号と、に基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する方向判定部と、
を有することを特徴とする無線タグ。
【００９０】
（付記５）  前記遮蔽部、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、前記方向判定部を配設したインレイに配設されたことを特徴とする付記４記載の無線タグ。
（付記６）  前記遮蔽部、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、前記方向判定部が形成された半導体基板に配設されたことを特徴とする付記４記載の無線タグ。
【００９１】
（付記７）  半導体装置の方向判定方法であって、
方向判定部が、入射する電磁波を遮蔽する遮蔽部の第１面側に設けられた第１のアンテナにより前記電磁波を受信して出力される第１の信号と、前記第１面とは異なる前記遮蔽部の第２面側に設けられた第２のアンテナにより前記遮蔽部を介した前記電磁波を受信して出力される第２の信号とに基づいて自装置の向きを判定し、当該判定結果を出力する、
ことを特徴とする方向判定方法。
【符号の説明】
【００９２】
１  半導体装置
１ａ  方向判定部
２，３，１３０，１４０，１５０，２３０，２４０，３３０，３４０，３５０，４３０，４４０，４５０，５３０，５４０，５５０  アンテナ
４  遮蔽部
１０  制御装置
２０  リーダライタ装置
３０  管理対象品
１００，２００，３００，４００，５００  無線タグ
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０  インレイ
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０  ＩＣチップ
１２１，１２５ａ，１２５ｂ，２２１，２２２  整流回路
１２２，２２３  電源回路
１２３，２２４，２２５  変復調回路
１２４，２２７  制御回路
１２５  方向判定回路
１２５ｃ，２２８  比較器
１６０，１７０，２５０，２６０，３６０，３７０，４６０，５６０，５７０  遮蔽板
２２１ａ，２２２ａ  ダイオード
２２６  加算回路
【図１】
2011028660.tif 000003
【図２】
2011028660.tif 000004
【図３】
2011028660.tif 000005
【図４】
2011028660.tif 000006
【図５】
2011028660.tif 000007
【図６】
2011028660.tif 000008
【図７】
2011028660.tif 000009
【図８】
2011028660.tif 000010
【図９】
2011028660.tif 000011
【図１０】
2011028660.tif 000012
【図１１】
2011028660.tif 000013