JP2009065346A - 無線中継装置、携帯端末装置、キー、及び認証エリア拡張システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができる無線中継装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の無線中継装置３は、携帯端末装置２と、前記携帯端末装置２との間で無線認証を行うキー１と、のそれぞれとの間で無線通信を行う無線中継装置３であって、前記キー１が信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キー１から前記第１の時点にて受信した信号を増幅して前記携帯端末装置２に送信し、前記携帯端末装置２が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置２から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して前記キー１に送信する、ものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線認証を行う携帯端末装置、及びキーに関し、特に、無線中継装置を介して無線認証を行う携帯端末装置及びキーに関する。

近年、ワイヤレスキー（キー）から受信する電波の受信強度が所定値以上であり、かつその無線通信を利用して送受信する信号を基にワイヤレスキーとの認証に成功したと判定した場合にロックを解除し、一方、ワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値未満である場合やワイヤレスキーとの上記認証に失敗していると判定した場合にロックする、無線認証機能を備えた携帯端末装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−１４３８０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている携帯端末装置を利用者が使用するためには、携帯端末装置とワイヤレスキーは、受信強度が所定値以上になる位置関係にあらねばならない。このような位置関係に関する制約は、利用者が携帯端末装置を快適に利用することを妨げることがある。例えば、利用者は、屋外に比べて携帯端末装置が盗難され難い宅内などの屋内で携帯端末装置を利用する場合であっても、携帯端末装置とワイヤレスキーが上記位置関係を満たすことを意識しつつ、携帯端末装置とワイヤレスキーを携帯しなければならない。

また、利用者が屋外から、宅内などの屋内に移動する度にワイヤレスキーを停止させることも考えられるが、利用者が屋外から屋内にまたは屋内から屋外に移動する度に、ワイヤレスキーを駆動、停止させるための操作を利用者に強いることになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができる無線中継装置、携帯端末装置、キー、及び認証エリア拡張システムを提供することを目的とする。

本発明の無線中継装置は、携帯端末装置と、前記携帯端末装置との間で無線認証を行うキーと、のそれぞれとの間で無線通信を行う無線中継装置であって、前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して前記携帯端末装置に送信し、前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して前記キーに送信する、ものである。

本発明の携帯端末装置は、キーとの間で無線認証を行う携帯端末装置であって、前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、ものである。

本発明のキーは、携帯端末装置との間で無線認証を行うキーであって、前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、ものである。

本発明の認証エリア拡張システムは、無線中継装置を介して携帯端末装置及びキーが無線認証を行う認証エリア拡張システムであって、前記無線中継装置は、前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して前記携帯端末装置に送信し、前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して前記キーに送信し、前記携帯端末装置は、前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信し、前記キーは、前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、ものである。

この構成により、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができる。

また、本発明の無線中継装置は、前記キーが信号を送信する前記第１の時点、または前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点のいずれか一方の時点から所定の時間経過後に送信する拡張エリア通知信号に対して、前記キーまたは前記携帯端末装置のいずれか一方、または両方から応答信号を受信した場合、増幅した信号を前記携帯端末装置または前記キーに送信する、ものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、キーとの認証に失敗した場合、前記携帯端末装置に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施し、キーとの認証に成功した場合、前記携帯端末装置に備わる機能に施されていた制限を解除する、ものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記キーが信号を送信する前記第１の時点から所定の時間経過後に前記無線中継装置が送信する拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第２の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、ものを含む。

また、本発明のキーは、前記携帯端末装置が信号を送信する前記第３の時点から所定の時間経過後に前記無線中継装置が送信する拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第４の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、ものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記キーから受信する信号の受信強度が閾値未満であるときに前記拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第２の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、ものを含む。

また、本発明のキーは、前記携帯端末装置から受信する信号の受信強度が閾値未満であるときに前記拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第４の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、ものを含む。

この構成により、無線中継装置を介さない無線認証と無線中継装置を介した無線認証との切り替えをスムーズに行うことができる

本発明の無線中継装置、携帯端末装置、キー、及び認証エリア拡張システムによれば、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができる。

以下、本発明の実施の形態のキー、携帯端末装置、及び無線中継装置について、図１に示す、本発明の実施の形態のキー、携帯端末装置、及び無線中継装置の機能ブロック図を参照して、説明する。

本発明の実施の形態のキー１は、近距離無線送受信部１１、近距離無線制御部１２、認証用ＩＤ記憶部１２を含んで構成される。近距離無線送受信部１１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部１２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部１１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部１２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス、タイムチャート及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部１２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部１２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部１２は、予めペアリングされた携帯端末装置２固有の識別ＩＤとキー１固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部１２は、携帯端末装置２との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた携帯端末装置２との間での認証を進める。

本発明の実施の形態の携帯端末装置２は、セルラー送受信部２１、報知部２２、マイクロフォン２３、操作入力部２４、携帯端末制御部２５、及び無線通信ユニット２６を含んで構成される。さらに、無線通信ユニット２６は、近距離無線送受信部２６１、近距離無線制御部２６２、及び認証用ＩＤ記憶部２６３を含んで構成される。

セルラー送受信部２１は、アンテナに発生する電圧を検出、増幅し、その電圧値を電気信号として携帯端末制御部２５に出力する。または、セルラー送受信部２１は、携帯端末制御部２５から入力した電気信号をアンテナに給電して、電波を送出させる。アンテナとしては、例えば、近年の携帯電話に用いられる各種アンテナが適用可能である。

携帯端末制御部２５は、携帯端末装置２と無線基地局との間で取り決められた所定の通信方式に則って、セルラー送受信部２１から入力した電気信号を復調し、さらに復号化を施してデジタルデータを取得する、または、デジタルデータに暗号化を施し、さらに変調した電気信号をセルラー送受信部２１に出力する。所定の通信方式としては、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）方式、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−２０００で標準化された方式、などが考えられる。さらに、携帯端末制御部２５は、スピーカ、ＬＥＤ、または液晶ディスプレイ等によって構成される報知部２２に出力制御信号を出力して、報知部２２による情報の出力を制御する。また、携帯端末制御部２５は、マイクロフォン２３から入力する音声信号を変換したデジタルデータを取得する。また、携帯端末制御部２５は、携帯端末装置利用者による入力操作を受け付ける操作入力部２４から入力した入力信号を基に、各種処理を実行する。また、携帯端末装置制御部１５は、無線通信ユニット２６から通知される、マスターキー３との無線認証の結果に応じて、携帯端末装置２により実行可能な各種機能に対して、その機能の実行に制限を加えたり、制限を解除したりする。

無線通信ユニット２６は、近距離無線送受信部２６１、近距離無線制御部２６２、認証用ＩＤ記憶部２６３を含んで構成される。近距離無線送受信部２６１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部２６２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部２６１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部２６２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス、タイムチャート及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部２６２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部２６２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部２６３は、無線通信ユニット２６との間で予めペアリングされたキー１固有の識別ＩＤと携帯端末装置２固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部２６２は、キー１との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされたキー１との間での認証を進める。

本発明の実施の形態の無線中継装置３は、近距離無線送受信部３１、近距離無線制御部３２、認証用ＩＤ記憶部３３を含んで構成される。近距離無線送受信部３１は、キー１が備えるアンテナのアンテナ利得または携帯端末装置２の無線通信ユニット２６のアンテナのアンテナ利得よりも、高いアンテナ利得のアンテナを備えており、そのアンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部３２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部３１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部３２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス、タイムチャート及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部３２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。認証用ＩＤ記憶部３３には、予め、ペアリングされた一対のキー１と携帯端末装置２それぞれの識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部２６２は、キー１および携帯端末装置２との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、キー１および携帯端末装置との無線通信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態の携帯端末装置、キー、及び無線中継装置を含んで構成される認証エリア拡張システムについて、詳細に説明する。図２に、本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムを説明する概略図を示す。図２（ａ）は、キー１と携帯端末装置２が無線中継装置３を介さずに無線認証を行っている場合を示す概略図であり、図２（ｂ）は、キー１と携帯端末装置２が無線中継装置３を介して無線認証を行っている場合を示す概略図である。図２において、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３が中心に位置する楕円は、各装置が復調、復号可能な電波を他装置から受信できる範囲、または、他装置が復調可能な電波を送信できる範囲を示している。以下、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３のいずれかの装置において、当該装置が中心に位置する楕円の内部を当該装置の圏内、同楕円の外部を当該装置の圏外と称する。

キー１及び携帯端末装置２がそれぞれ他方の装置の圏内に位置する図２（ａ）において、キー１及び携帯端末装置２は、サーチモードまたは認証モードにて無線認証を行う。図３に、キー１及び携帯端末装置２による無線認証を実現するためのシーケンスを示す。

サーチモードにおける無線認証において、サーチ信号に対するサーチ応答を携帯端末装置２から受信したキー１は、チャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を携帯端末装置２と行っている。携帯端末装置２からチャレンジ信号を受信したキー１は、レスポンス信号を携帯端末装置２に送信した後、ＡＣＫ信号を携帯端末装置２から受信すると、チャレンジアンドレスポンス方式による認証が成功したものとみなし、認証モードに遷移する。また、キー１は、チャレンジリクエスト信号を携帯端末装置２に送信した時点を起点として計時を開始し、一方、携帯端末装置２は、チャレンジリクエスト信号をキー１から受信した時点を起点として計時を開始することによって、キー１及び携帯端末装置２は、以後のシーケンスの同期をとっている。

キー１は、計時を開始した時点（チャレンジリクエスト信号を携帯端末装置２に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジリクエスト信号を携帯端末装置２に送信するとともに、チャレンジリクエスト信号を携帯端末装置２に送信した時点を起点として計時を開始する。時間間隔Ｔは、キー１が前回チャレンジリクエスト信号を送信した時点から次にチャレンジリクエスト信号を送信する時点までの期間を指す。キー１は、携帯端末装置２からチャレンジ信号を受信すれば、このチャレンジ信号に対して暗号化処理を行って生成したレスポンス信号を携帯端末装置２に送信する。その後、キー１は、ＡＣＫ信号を携帯端末装置２から受信すると、チャレンジアンドレスポンス方式による認証が成功したものとみなし、認証モードを維持する。

一方、認証モードにおいて、キー１は、チャレンジ信号またはＡＣＫ信号を携帯端末装置２から受信できないまま所定の期間が経過すると、サーチモードに遷移してサーチ信号の送信を開始する。また、携帯端末装置２は、チャレンジリクエスト信号またはレスポンス信号をキー１から受信できないまま所定の期間が経過すると、サーチモードに遷移してサーチ信号を受信すべく待ち受けを開始する。

携帯端末装置２は、上述した、認証プロトコルに則った信号の送受信により相手装置を認証する処理（認証処理）の他に、キー１から受信した電波（例えば、キー１から受信するチャレンジリクエスト信号やレスポンス信号を伝送する電波）の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別する処理（受信強度判別処理）を行っている。同様に、キー１もまた、認証処理の他に、携帯端末装置２から受信した電波（例えば、キー１から受信するチャレンジ信号やＡＣＫ信号を伝送する電波）の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別する処理（受信強度判別処理）を行っている。本明細書では、認証処理と受信強度判別処理とを組み合わせた処理を総称して無線認証としている。なお、キー１または携帯端末装置２の一方のみが受信強度判別処理を行う場合も考えられる（この場合であっても、キー１及び携帯端末装置２両装置とも、認証処理は行っている）。この場合のように、自装置では受信強度判別処理を行わず認証処理のみを実施し、相手装置が受信強度判別処理及び認証処理を実施している場合、例えば、キー１が受信強度判別処理を行わず認証処理のみを実施し、携帯端末装置が受信強度判別処理及び認証処理を実施する場合、も無線認証と称する。

携帯端末装置２は、キー１との認証に失敗した場合、または、キー１から受信した電波の受信強度が所定値未満である場合（なお、受信強度の所定値は、携帯端末装置２の圏内及び圏外を分けるものではなく、携帯端末装置２の圏内を、受信強度が所定値以上の認証エリアと、受信強度が所定値未満の通信エリアに分けるものである）、携帯端末装置２に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。一方、携帯端末装置２は、キー１との認証に成功し、かつ、キー１から受信した電波の受信強度が所定値以上である場合、携帯端末装置２に備わる機能に施されていた制限を解除する。

キー１及び携帯端末装置２がそれぞれ他方の装置の圏内に位置する図２（ａ）において、キー１及び携帯端末装置２は、サーチモードまたは認証モードにて無線認証を行っているが、図２（ｂ）に示す、キー１及び携帯端末装置２がそれぞれ他方の装置の圏外に位置する場合には、キー１及び携帯端末装置２は、他方の装置との間で信号の送受信を行うことができない。ここで、本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムでは、キー１及び携帯端末装置２は、無線中継装置３を介して信号の送受信を行う。図４に、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による無線認証を実現するためのシーケンスを、図５に、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による無線認証処理時の送受信区間を表すタイムチャートを、それぞれ示す。

無線中継装置３は、キー１または携帯端末装置２が備えるアンテナのアンテナ利得よりも、高いアンテナ利得のアンテナを備えている。このため、無線中継装置３は、図２に示すように、復調、復号可能な電波を他装置から受信できる範囲、または、他装置が復調可能な電波を送信できる範囲が、キー１または携帯端末装置２よりも広い。また、無線中継装置３は、キー１が携帯端末装置２へ送信する信号または携帯端末装置２がキー１へ送信する信号を受信するために、キー１及び携帯端末装置２それぞれの識別ＩＤをデータとして保持しておく。

キー１または携帯端末装置２から各種信号を受信可能な無線中継装置３は、キー１及び携帯端末装置２から送信される各種信号を受信すべく、待ち受け状態を継続する。無線中継装置３は、キー１及び携帯端末装置２から送信される各種信号を受信して、無線中継装置３内に識別ＩＤを保持しているキー１及び携帯端末装置２が無線中継装置３の圏内にいることを判別した後、キー１からチャレンジリクエスト信号を受信すると、チャレンジリクエスト信号を受信した時点から予め取り決めておいた時間後（図４、図５では、Ｔ／２後）に、拡張エリア通知信号を携帯端末装置２に送信する（図５に示す期間Ｐａにおける、無線中継装置の処理に対応する。）。

認証モードにおいて認証処理及び受信強度判別処理を実行している携帯端末装置２は、キー１から受信した電波の受信強度が所定値未満であると判定した場合、チャレンジリクエスト信号を受信した時点から予め取り決めておいた時間後の時点に送信される拡張エリア通知信号を受信すべく、予め取り決めておいた時間後の時点において待ち受けを行う。一方、携帯端末装置２は、キー１から受信した電波の受信強度が所定値以上であると判定した場合、予め取り決めておいた時間後の時点において待ち受けを行わない（図５に示す期間Ｐａにおける、携帯端末装置の処理に対応する。）。

携帯端末装置２は、キー１から受信した電波の受信強度が所定値未満であると判定した場合、予め取り決めておいた時間後の時点に拡張エリア通知信号を受信すると、当該携帯端末装置２が無線中継装置３を介した無線認証を要求する旨を通知するＡＣＫ信号を無線中継装置３に送信する（図５に示す期間Ｐｂにおける、携帯端末装置の処理に対応する。）。その後、携帯端末装置２は、チャレンジリクエスト信号をキー１から受信すると、キー１に無線中継装置３を介した無線認証を要求するための情報を付加したチャレンジ信号をキー１に送信して、無線中継装置３を介した無線認証を行うようキー１に要求する（図５に示す期間Ｐｃにおける、携帯端末装置の処理に対応する。）。なお、携帯端末装置２は、キー１に無線中継装置３を介した無線認証を要求する情報を、レスポンス信号に対する応答信号であるＡＣＫ信号に付加することによって、無線中継装置３を介した無線認証を行うようキー１に要求してもよい。

キー１は、キー１に無線中継装置３を介した無線認証を要求する情報が付加されたチャレンジ信号（またはＡＣＫ信号）を受信すると、その後、当該キー１が無線中継装置３を介した無線認証を要求するための情報を付加したチャレンジリクエスト信号を送信して、当該キー１が無線中継装置３を介した無線認証を要求する旨を携帯端末装置２及び無線中継装置３に通知する（図５に示す期間Ｐｄにおける、キーの処理に対応する。）。

無線中継装置３は、上述したようにキー１及び携帯端末装置２の両方から無線中継装置３を介した無線認証を要求する信号を受信すると（図５に示す期間Ｐｂにて携帯端末装置から、期間Ｐｄにてキーから、それぞれ無線中継装置３を介した無線認証を要求する信号を受信している。）、キー１から次のチャレンジリクエスト信号を受信した以降の期間（図５に示す期間Ｐｅ以降の期間）において、キー１または携帯端末装置２から送信される信号を受信し、その受信した信号を増幅して相手装置に送信する。以下、図５に示す期間Ｐｅ以降の期間における、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による処理について説明する。

携帯端末装置２は、キー１からチャレンジリクエスト信号が送信される第１の時点（図５における点線Ｔ１によって特定される時点）と、第１の時点から時間Ｔ０後の第２の時点（図５における点線Ｔ２によって特定される時点）と、それぞれにて待ち受けを行う。携帯端末装置２は、第１の時点においてキー１から送信されるチャレンジリクエスト信号を待ち受け、第２の時点において無線中継装置３から送信される、増幅されたチャレンジリクエスト信号を待ち受ける。このように、携帯端末装置２が異なる時点にてキー１及び無線中継装置３それぞれからチャレンジリクエスト信号を待ち受けることによって、キー１及び無線中継装置３から送信される信号が衝突することを回避することができる。携帯端末装置２は、いずれか一方、または両方の時点にてチャレンジリクエスト信号を受信すれば、チャレンジ信号を送信する。

キー１もまた、携帯端末装置２からチャレンジ信号が送信される第３の時点（図５における点線Ｔ３によって特定される時点）と、第３の時点から時間Ｔ０後の第４の時点（図５における点線Ｔ４によって特定される時点）と、それぞれにて待ち受けを行う。キー１は、第３の時点において携帯端末装置２から送信されるチャレンジ信号を待ち受け、第４の時点において無線中継装置３から送信される、増幅されたチャレンジ信号を待ち受ける。携帯端末装置２と同様、キー１が異なる時点にて携帯端末装置２及び無線中継装置３それぞれからチャレンジ信号を待ち受けることによって、携帯端末装置２及び無線中継装置３から送信される信号が衝突することを回避することができる。キー１は、いずれか一方、または両方の時点にてチャレンジ信号を受信すれば、レスポンス信号を送信する。

図５では図示していないが、携帯端末装置２は、レスポンス信号に対しても、チャレンジリクエスト信号と同様の処理を実行し、また、キー１は、ＡＣＫ信号に対しても、チャレンジ信号と同様の処理を実行する。

携帯端末装置２は、図５に示す、キー１から受信する電波の受信強度が所定値未満である期間Ｐｅにおいて、キー１から受信した電波の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別するとともに、無線中継装置３から受信した電波の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別している。携帯端末装置２は、キー１との認証に失敗した場合、または、無線中継装置３から受信した電波の受信強度が所定値未満である場合、携帯端末装置２に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。一方、携帯端末装置２は、キー１との認証に成功し、かつ、無線中継装置３から受信した電波の受信強度が所定値以上である場合、携帯端末装置２に備わる機能に施されていた制限を解除する。さらに、携帯端末装置２は、キー１から受信する電波の受信強度が所定値未満から所定値以上に変化した場合、第２の時点での待ち受けを停止して無線中継装置３との通信を終了し、無線中継装置３を介さずにキー１との間で無線認証を行う。

キー１もまた、図５に示す、携帯端末装置２から受信する電波の受信強度が所定値未満である期間Ｐｅにおいて、携帯端末装置２から受信した電波の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別するとともに、無線中継装置３から受信した電波の受信強度を計測しその受信強度の大小を判別している。キー１は、携帯端末装置２から受信する電波の受信強度が所定値未満から所定値以上に変化した場合、第４の時点での待ち受けを停止して無線中継装置３との通信を終了し、無線中継装置３を介さずに携帯端末装置２との間で無線認証を行う。

無線中継装置３は、キー１と携帯体端末装置２の両方から信号をできない期間が一定期間経過した場合（例えば、周期Ｔの期間、キー１と携帯体端末装置２から信号を受信できない場合）、それ以後、キー１及び携帯体端末装置２から受信する信号の中継処理を停止し、キー１及び携帯端末装置２から送信される各種信号を受信すべく待ち受け状態に移行する（図５に示す期間Ｐ０に移行する）。

本発明の実施の形態のキー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による無線認証の処理の流れを、図６に示す、キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による、通常無線認証から中継無線認証に移行する場合のフローチャート、及び、図７に示す、キー１が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャート、図８に示す、携帯端末装置２が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャート、図９に示す、無線中継装置３が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャートを参照して、説明する。

認証モードに遷移したキー１及び携帯端末装置２は、まず、無線中継装置３を介さずに無線認証を行う（ステップ１１及びステップ２１。図６では、キー１及び携帯端末装置２によって行われる、無線中継装置３を介さない無線認証のことを通常無線認証と記載している）。携帯端末装置２は、通常無線認証中、キー１から受信した電波の受信強度を計測し、その受信強度が所定値以上であれば（ステップ２２、Ｎ）、通常無線認証を継続する。一方、携帯端末装置２は、キー１から受信した電波の受信強度が所定値未満であれば（ステップ２２、Ｙ）、無線中継装置３から送信される拡張エリア通知信号の有無を判別し、拡張エリア通知信号を受信するまで（ステップ２３、Ｙ）、通常認証を継続する。

ところで、無線中継装置３は、電源を投入されると、キー１及び携帯端末装置２から送信される各種信号を受信すべく、待ち受け状態を継続する（ステップ３１）。無線中継装置３は、受信した信号にキー１の識別ＩＤまたは携帯端末装置２の識別ＩＤが含まれているかを判別し（ステップ３２）、キー１の識別ＩＤを含む信号と携帯端末装置２の識別ＩＤを含む信号とを両方受信するまで（ステップ３３、Ｙ）、待ち受け状態を継続する（ステップ３１）。無線中継装置３は、キー１の識別ＩＤを含む信号と携帯端末装置２の識別ＩＤを含む信号とを両方受信すると（ステップ３３、Ｙ）、拡張エリア通知信号を送信する（ステップ３４）。

携帯端末装置２は、無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信すると（ステップ２３、Ｙ）、当該携帯端末装置２が無線中継装置３を介した無線認証を要求する旨を通知するＡＣＫ信号を無線中継装置３に送信する（ステップ２４）。その後、携帯端末装置２は、チャレンジリクエスト信号をキー１から受信すると、キー１に無線中継装置３を介した無線認証を要求するための情報を付加したチャレンジ信号をキー１に送信して、無線中継装置３を介した無線認証を行うようキー１に要求する（ステップ２５）。なお、図６では、キー１及び携帯端末装置２によって行われる、無線中継装置３を介した無線認証のことを中継無線認証と記載している。

キー１は、通常無線認証中に、中継無線認証を要求する情報が付加されたチャレンジ信号（またはＡＣＫ信号）を受信すると（ステップ１２、Ｙ）、その後、中継無線認証を要求するための情報を付加したチャレンジリクエスト信号を送信して、当該キー１が中継無線認証を要求する旨を携帯端末装置２及び無線中継装置３に通知する（ステップ１３）。

携帯端末装置２は、中継無線認証を要求する旨を含む情報をキー１から受信すると（ステップ２６、Ｙ）、キー１から次のチャレンジリクエスト信号を受信した以降、中継無線認証を開始する。また、無線中継装置３は、ステップ３５、及びステップ３６の処理にて、キー１及び携帯端末装置２の両方から中継無線認証を要求する信号を受信すると、キー１から次のチャレンジリクエスト信号を受信した以降、中継無線認証を開始する。

中継無線認証を開始した後、キー１は、携帯端末装置２からチャレンジ信号が送信される第３の時点以外に、第３の時点から時間Ｔ０後の第４の時点にて待ち受けを開始する（ステップ４１）。キー１は、第４の時点にて無線中継装置３から受信する電波の受信強度が所定値以上であれば（ステップ４２、Ｎ）、中継無線認証を継続する（ステップ４３）。一方、キー１は、第４の時点にて無線中継装置３から受信する電波の受信強度が所定値未満であれば（ステップ４２、Ｙ）、第４の時点での待ち受けを停止し（ステップ４４）、携帯端末装置２との間で通常無線認証を開始する（ステップ４５）。キー１は、第３の時点にて携帯端末装置２から受信する電波の受信強度が所定値以上であれば（ステップ４６、Ｙ）、通常無線認証を継続する（ステップ４７）。一方、キー１は、第３の時点にて携帯端末装置２から受信する電波の受信強度が所定値未満であれば（ステップ４６、Ｎ）、報知音等を鳴らすことによって利用者に無線認証に失敗した旨を知らせる（ステップ４８）。この処理を経ることによって、キー１は、中継無線認証から通常無線認証への移行をスムーズに行うことができる、すなわち、中継無線認証から通常無線認証への移行を短期間に行うことができる。

また、中継無線認証を開始した後、携帯端末装置２は、キー１からチャレンジリクエスト信号が送信される第１の時点以外に、第１の時点から時間Ｔ０後の第２の時点にて待ち受けを開始する（ステップ５１）。携帯端末装置２は、第２の時点にて無線中継装置３から受信する電波の受信強度が所定値以上であれば（ステップ５２、Ｎ）、中継無線認証を継続する（ステップ５３）。一方、携帯端末装置２は、第２の時点にて無線中継装置３から受信する電波の受信強度が所定値未満であれば（ステップ５２、Ｙ）、第２の時点での待ち受けを停止し（ステップ５４）、キー１との間で通常無線認証を開始する（ステップ５５）。携帯端末装置２は、第１の時点にてキー１から受信する電波の受信強度が所定値以上であれば（ステップ５６、Ｙ）、通常無線認証を継続する（ステップ５７）。一方、携帯端末装置２は、第１の時点にてキー１から受信する電波の受信強度が所定値未満であれば（ステップ５６、Ｎ）、携帯端末装置２に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す（ステップ５８）。この処理を経ることによって、携帯端末装置２は、中継無線認証から通常無線認証への移行をスムーズに行うことができる、すなわち、中継無線認証から通常無線認証への移行を短期間に行うことができ、また、携帯端末装置２に不要な機能制限が施されることを防ぐことができる。

また、中継無線認証を開始した後、無線中継装置３は、キー１または携帯端末装置２から信号を受信すると（ステップ６１、Ｙ）、計時を開始する（ステップ６２）。無線中継装置３は、計時を開始してから、さらにキー１または携帯端末装置２から信号を受信すると（ステップ６３、Ｙ）、それまで計時したカウントをリセットし（ステップ６４）、再度計時を開始する。一方、無線中継装置３は、計時を開始してから、さらにキー１または携帯端末装置２から信号を受信しないまま一定時間経過すると合（ステップ６３、Ｎ。ステップ６５、Ｙ）、キー１及び携帯体端末装置２から受信する信号の中継処理を停止し（ステップ６６）、キー１及び携帯端末装置２から送信される各種信号を受信すべく待ち受け状態に移行する（ステップ３１）。

以上、本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムによれば、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができる。さらに認証エリアが拡大することによって、キー及び携帯端末装置が無線認証時にサーチモードになり難くなるため、無線認証に伴う電力消費を軽減することができる。

なお、本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムでは、無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信した携帯端末装置２が、無線中継装置３を介した無線認証を要求する旨をキー１に通知する構成（すなわち、キー１が無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信しない構成）について説明したが、無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信したキー３が、無線中継装置３を介した無線認証を要求する旨を携帯端末装置２に通知する構成（すなわち、携帯端末装置２が無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信しない構成）であっても構わない。または、キー１及び携帯端末装置２が無線中継装置３から拡張エリア通知信号を受信し、異なるタイミングでその拡張エリア通知信号に対するＡＣＫ信号を無線中継装置３に送信する構成であっても構わない。

なお、本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムでは、キーが信号を送信し、携帯端末装置がその信号を受信し応答する形態（キーキックオフと称されることがある）について詳細に説明したが、逆の携帯端末装置キックオフ、すなわち、携帯端末装置が信号を送信し、キーがその信号を受信し応答する形態であっても構わない。

本発明の無線中継装置、携帯端末装置、キー、及び認証エリア拡張システムによれば、無線認証を実施する環境が変わった場合であっても、その環境に適した広さに認証エリアを拡大することができるという効果を奏し、無線認証を行う携帯端末装置、及びキーに関する分野において有用である。

本発明の実施の形態のキー、携帯端末装置、及び無線中継装置の機能ブロック図 （ａ）キー１と携帯端末装置２が無線中継装置３を介さずに無線認証を行っている場合を示す概略図 （ｂ）キー１と携帯端末装置２が無線中継装置３を介して無線認証を行っている場合を示す概略図本発明の実施の形態の認証エリア拡張システムを説明する概略図 キー１及び携帯端末装置２による無線認証を実現するためのシーケンス キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による無線認証を実現するためのシーケンス キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による無線認証処理時の送受信区間を表すタイムチャート キー１、携帯端末装置２及び無線中継装置３による、通常無線認証から中継無線認証に移行する場合のフローチャート キー１が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャート 携帯端末装置２が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャート 無線中継装置３が中継無線認証から通常無線認証に移行する場合のフローチャート

符号の説明

１ キー
１１ 近距離無線送受信部
１２ 近距離無線制御部
１３ 認証用ＩＤ記憶部
２ 携帯端末装置
２１ セルラー送受信部
２２ 報知部
２３ マイクロフォン
２４ 操作入力部
２５ 携帯端末制御部
２６ 無線通信ユニット
２６１ 近距離無線送受信部
２６２ 近距離無線制御部
２６３ 認証用ＩＤ記憶部
３ 無線中継装置
３１ 近距離無線送受信部
３２ 近距離無線制御部
３３ 認証用ＩＤ記憶部

Claims (10)

1. 携帯端末装置と、前記携帯端末装置との間で無線認証を行うキーと、のそれぞれとの間で無線通信を行う無線中継装置であって、
   前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して前記携帯端末装置に送信し、
   前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して前記キーに送信する、
   無線中継装置。
2. 請求項１記載の無線中継装置であって、
   前記キーが信号を送信する前記第１の時点、または前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点のいずれか一方の時点から所定の時間経過後に送信する拡張エリア通知信号に対して、前記キーまたは前記携帯端末装置のいずれか一方、または両方から応答信号を受信した場合、増幅した信号を前記携帯端末装置または前記キーに送信する、
   無線中継装置。
3. キーとの間で無線認証を行う携帯端末装置であって、
   前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、
   携帯端末装置。
4. 請求項３記載の携帯端末装置であって、
   キーとの認証に失敗した場合、前記携帯端末装置に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施し、
   キーとの認証に成功した場合、前記携帯端末装置に備わる機能に施されていた制限を解除する、
   携帯端末装置。
5. 請求項３記載の携帯端末装置であって、
   前記キーが信号を送信する前記第１の時点から所定の時間経過後に前記無線中継装置が送信する拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第２の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、
   携帯端末装置。
6. 請求項５記載の携帯端末装置であって、
   前記キーから受信する信号の受信強度が閾値未満であるときに前記拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第２の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、
   携帯端末装置。
7. 携帯端末装置との間で無線認証を行うキーであって、
   前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、
   キー。
8. 請求項７記載のキーであって、
   前記携帯端末装置が信号を送信する前記第３の時点から所定の時間経過後に前記無線中継装置が送信する拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第４の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、
   キー。
9. 請求項８記載のキーであって、
   前記携帯端末装置から受信する信号の受信強度が閾値未満であるときに前記拡張エリア通知信号を受信した場合、前記第４の時点にて前記無線中継装置から信号を受信する、
   キー。
10. 無線中継装置を介して携帯端末装置及びキーが無線認証を行う認証エリア拡張システムであって、
    前記無線中継装置は、
    前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して前記携帯端末装置に送信し、
    前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して前記キーに送信し、
    前記携帯端末装置は、
    前記キーが信号を送信する第１の時点とは異なる第２の時点にて、前記キーから前記第１の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信し、
    前記キーは、
    前記携帯端末装置が信号を送信する第３の時点とは異なる第４の時点にて、前記携帯端末装置から前記第３の時点にて受信した信号を増幅して送信する無線中継装置から、信号を受信する、
    認証エリア拡張システム。

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