JP2011228841A - 無線認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信マスタの個数を少なく抑えることができ、かつ通信マスタの通信エリアも好適な範囲で確保することができる無線認証システムを提供する。
【解決手段】リーダライタ１０に、車内通信エリアを形成する１次アンテナ１２を設ける。また、リーダライタ１０に、１次アンテナ１２の送受信電波を中継可能な２次アンテナ１５を設ける。そして、２次アンテナ１５の２次アンテナ切換スイッチ３３をオンオフすることにより、２次アンテナ１５の有効無効を切り換え、リーダライタ１０の通信エリアを車内外のどちらかに設定する。ここでは、２次アンテナ１５が無効の場合、１次アンテナ１２のみが有効となって車内通信エリアが形成され、２次アンテナ１５が有効の場合、１次アンテナ１２及び２次アンテナ１５が電磁誘導により結合し、２次アンテナによって車外通信エリアが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線により通信端末の認証を行う無線認証システムに関する。

近年、携帯電話に車両のＩＤコードを登録して、携帯電話を車両キーとして使用する携帯電話キーシステム（例えば特許文献１等参照）が考案されている。このシステムには、例えばFelica（登録商標）等の通信技術が応用される。そして、車両に設置したリーダライタに携帯電話をかざして携帯電話からＩＤコードを取得し、このＩＤコードによりＩＤ照合（かざし照合）を行う。そして、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動操作等が許可又は実行される。

この場合、携帯電話が車外及び車内のどちらにあるのかを判定しなければならないので、リーダライタは車外及び車内にそれぞれ設置されることになる。例えば、車外リーダライタは車内のドアトリムの上面に配置されるとともに、車内リーダライタは車内センターコンソール等に配置される。そして、車外からドアガラス越しに車外リーダライタに携帯電話をかざして車外かざし照合が成立すれば、ドアロック施解錠が許可又は実行される。車内リーダライタに携帯電話をかざして車内かざし照合が成立すれば、エンジン始動が許可される。

特開２００７−１３７１３５号公報

しかし、リーダライタを車外と車内とのそれぞれ設置した場合には、リーダライタが複数必要となるので、その分だけリーダライタに要するコストが増大する。このため、リーダライタの個数を少なく抑えたい要望があった。但し、リーダライタをただ単に車外及び車内共通の１つとしただけでは、リーダライタの通信エリアは非常に狭く、かつ指向性も存在するので、リーダライタの通信エリアを車外と車内との両方を充分にカバーできるエリアとするには、現実として非常に難しい実情があった。

本発明の目的は、通信マスタの個数を少なく抑えることができ、かつ通信マスタの通信エリアも好適な範囲で確保することができる無線認証システムを提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタとその通信端末とが近距離無線通信により相互通信が可能であり、前記通信マスタからの問合せを契機に前記通信端末が固有の識別情報を前記通信マスタに返信して、当該識別情報により前記通信端末を認証する無線認証システムにおいて、前記通信マスタのアンテナを１次アンテナとし、当該１次アンテナの送受信電波を中継して、該１次アンテナと異なる領域に通信エリアを形成可能な２次アンテナと、前記２次アンテナの有効無効を切り換える有効無効切換手段と、前記有効無効切換手段を介して前記２次アンテナの有効無効を切り換えることにより、前記通信マスタのエリア形成箇所を設定する通信エリア設定手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、２次アンテナが無効の場合、２次アンテナによる電波中継が不可となる。このため、１次アンテナが通信動作をとった際には、１次アンテナのみが機能し、通信マスタには１次アンテナの通信エリアが形成される。一方、２次アンテナが有効の場合、２次アンテナによる電波中継が可能となる。このため、１次アンテナが通信動作をとった際には、１次アンテナ及び２次アンテナの両方が機能し、通信マスタにはこれらアンテナの通信エリアが形成される。即ち、２次アンテナが有効の場合には、通信マスタの通信エリアを２次アンテナに切り換えることが可能となる。

よって、本構成の場合、１台の通信マスタで、１次アンテナによる通信エリアと、２次アンテナによる通信エリアとの２エリアを形成することが可能となる。このため、それぞれの通信エリアごとに個別の通信マスタを設ける必要がなくなるので、通信マスタの個数を減らすことが可能となる。また、１台の通信マスタを共用化しても、１次アンテナ及び２次アンテナの各アンテナによって、各々個別の通信エリアを形成するので、明確な区切りのあるエリア形成も可能となる。このため、通信マスタの個数削減と通信エリア確保との両立が可能となる。

本発明では、前記２次アンテナは、１つの環状のアンテナ線の途中を絞ることで、その両側に環状アンテナを有する形状をとり、これらの一方を前記１次アンテナとの電波結合部とし、他方を当該２次アンテナの電波入出力部として、前記１次アンテナの送受信電波を中継することを要旨とする。

この構成によれば、１つの環状アンテナを加工することによって、簡単に本構成の２次アンテナを製造することが可能となる。
本発明では、前記１次アンテナを車両の車内アンテナとし、前記２次アンテナを車外アンテナとし、これらアンテナのうちどちらで通信が成立したのかを見ることにより、前記通信端末が車内外のどちらに位置しているのかを判定する車内外判定手段を備えたことを要旨とする。

この構成によれば、無線認証システムを車両に応用し、通信端末が車内外のどちらに位置するのかを判定するので、通信端末の認証を車外認証と車内認証とにそれぞれ区分けすることが可能となる。

本発明では、前記電波結合部は、前記車内アンテナに対して車内と反対側に配置されていることを要旨とする。
この構成によれば、車内アンテナが車内側に位置する配置位置をとるので、車内アンテナの通信エリアが車内側に向くことになる。よって、車内に持ち込まれた通信端末が車内アンテナの通信エリアに入り易くなるので、車内アンテナの通信成立性を確保することが可能となる。

本発明では、前記１次アンテナ及び前記２次アンテナは、通信エリアの向きが互いに異なる向きをとるように配置されていることを要旨とする。
この構成によれば、通信エリアが互いに異なる向きをとるように１次アンテナ及び２次アンテナを配置可能としたので、１次アンテナ及び２次アンテナで各々好適となる通信エリアの向きが異なっていても、これに対応することが可能となる。

本発明では、車内には、前記通信端末の置き場所が設けられ、前記通信端末が前記置き場所に置かれたことを、前記置き場所に設けた検出手段で検出すると、前記車内アンテナが前記問い合せの送信を開始して、前記通信端末と前記車内アンテナとが自動で前記認証を実行することを要旨とする。

この構成によれば、車内の通信端末の置き場所に通信端末を載置すれば、その時点で認証が自動で実行されるので、認証開始のための特別な操作をユーザに課す必要がない。よって、ユーザの利便性を向上することが可能となる。

本発明によれば、通信マスタの個数を少なく抑えることができ、かつ通信マスタの通信エリアも好適な範囲で確保することができる。

一実施形態における携帯電話キーシステムの概略構成を示す構成図。 ２次アンテナの外観を示す平面図。 ２次アンテナ中継式の通信原理を示す説明図。 車外かざし照合の通信態様を示す説明図。 車外かざし照合の通信の等価回路を示す回路図。 車内かざし照合の通信態様を示す説明図。 車内かざし照合の通信の等価回路を示す回路図。 別例における２次アンテナの外観を示す平面図。

以下、本発明を具体化した無線認証システムの一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、携帯電話２に車両１のＩＤコードを登録することにより、携帯電話２を電子キーとして使用する携帯電話キーシステム３が設けられている。携帯電話キーシステム３の通信には、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）として例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）が使用されている。ＲＦＩＤには、例えばFeliCa（登録商標）や等が使用されている。ＲＦＩＤの周波数には、例えばＨＦ（High Frequency）が使用されている。なお、携帯電話２が通信端末に相当する。

携帯電話キーシステム３は、携帯電話２を車両１の極近傍に近づける「かざし」によって、携帯電話２のＩＤ（Identification）照合を実行する。即ち、携帯電話２を車両１の極近傍にかざして携帯電話２が車両１から駆動電波Ｓｖを受信すると、駆動電波Ｓｖを電源に携帯電話２がＩＤ信号Ｓidを車両１に返信し、ＩＤ信号Ｓidに含まれるＩＤコードによって携帯電話２のＩＤ照合、いわゆるかざし照合を実行する。なお、駆動電波Ｓｖが問い合せ及び送受信電波を構成し、ＩＤ信号Ｓidが識別情報及び送受信電波を構成する。

携帯電話キーシステム３には、車外でかざし照合が成立すれば、ドアロックの施解錠が実行されるドアエントリー機能と、車内でかざし照合が成立すれば、車内に設置されたプッシュ操作式のエンジンスイッチ４を押し操作するのみでエンジンが始動するワンプッシュエンジンスタート機能とがある。エンジンスイッチ４は、エンジン始動操作のみならず、車両１の電源遷移操作も可能となっている。

車両１には、携帯電話２との間でＩＤ照合を実行するＩＤ照合装置５と、ドアロックの施解錠を管理するドアロック装置６と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置７とが設けられ、これらが車内バス８を介して接続されている。ＩＤ照合装置５には、ＩＤ照合装置５のコントロールユニットとして照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が設けられている。照合ＥＣＵ９は、近距離無線通信により携帯電話２からＩＤコードを取得した際、同ＩＤコードを自身のものと照らし合わせることによりＩＤ照合を実行する。

車両１には、携帯電話２と近距離無線通信が可能なリーダライタ１０が設けられている。リーダライタ１０は、例えば非接触ＩＣカードのような端末と電磁誘導により電波の送受信が可能な通信機の一種である。リーダライタ１０の本体部１０ａには、送信電波の変調や、受信電波の復調／増幅などを実行する通信回路１１が設けられている。なお、リーダライタ本体部１０ａが通信マスタに相当する。

通信回路１１には、車外リーダライタ１０のアンテナ１２が接続されている。アンテナ１２は、アンテナ線（アンテナエレメント）を環状に複数巻回した磁界アンテナの一種のループアンテナが使用される。アンテナ１２は、アンテナコイル１３と、共振用のコンデンサ１４との直列共振回路からなる。アンテナ１２は、電波の送信及び受信の両方が可能な送受信アンテナとなっている。

また、本例の場合、リーダライタ１０のアンテナ１２を１次アンテナ１２として、この１次アンテナ１２の電波を２次アンテナ１５で中継することにより、１台のリーダライタ本体部１０ａを車外及び車外で共用する２次アンテナ中継式となっている。本例の２次アンテナ１５は、１次アンテナ１２と電磁誘導により結合して、１次アンテナ１２の送受信電波を中継するアンテナである。本例では、１次アンテナ１２がかざし照合の車内通信エリアを形成し、２次アンテナ１５がかざし照合の車外通信エリアを形成する。なお、１次アンテナ１２が車内アンテナを構成し、２次アンテナが車外アンテナを構成する。

一方、携帯電話２には、携帯電話２の各種動作を制御する端末制御部１６が設けられている。携帯電話２には、リーダライタ１０と近距離無線通信を実行するタグ１７が設けられている。タグ１７には、タグ１７の動作を管理する通信制御回路１８が設けられている。通信制御回路１８には、携帯電話２を車両キーとして機能させるべくＩＤコードが登録されている。

通信制御回路１８には、タグ１７のアンテナとして送受信アンテナ１９が接続されている。送受信アンテナ１９は、磁界アンテナの一種であるループアンテナが使用される。送受信アンテナ１９は、アンテナ線を環状に巻回したアンテナコイル２０と、共振用のコンデンサ２１との直列共振回路からなる。タグ１７は、リーダライタ１０から近距離無線通信によって駆動電波Ｓｖを受信すると起動し、自身に登録されたＩＤコードを含むＩＤ信号Ｓidを、近距離無線通信を介してリーダライタ１０に返信する。

車両１には、リーダライタ１０の動作を制御するリーダライタ制御ＥＣＵ２２が設けられている。リーダライタ制御ＥＣＵ２２は、車両１が駐車状態又は停車状態の際、リーダライタ１０から駆動電波Ｓｖを断続的に送信させる。そして、リーダライタ制御ＥＣＵ２２は、駆動電波Ｓｖの応答としてタグ１７からＩＤ信号Ｓidを受信すると、このＩＤコードを照合ＥＣＵ９に転送する。照合ＥＣＵ９は、リーダライタ制御ＥＣＵ２２からＩＤコードを入力すると、このＩＤコードを照合し、携帯電話２が正規通信相手か否かを判定する。

図２に示すように、本例の２次アンテナ１５は、１つの大きなループ状のアンテナ線を、その中央において絞って、その両側のアンテナ線を環状に形成したアンテナコイル２３となっている。本例の場合、２次アンテナ１５には、２つの環状アンテナ２４，２５と、これらを繋ぐ一対の接続アンテナ２６，２７とが形成されている。また、環状アンテナ２４，２５及び接続アンテナ２６，２７は、環状に繋いだ１本のアンテナ線として形成されている。

図２及び図３に示すように、２次アンテナ１５は、一対の環状アンテナ２４，２５において１次アンテナ１２に重ね配置された第１環状アンテナ２４側が、電波結合部２８として形成されている。電波結合部２８は、２次アンテナ１５を１次アンテナ１２に電磁結合させる箇所である。電波結合部２８には、電波結合部２８のアンテナ基板として基板２９が設けられている。基板２９の実装面には、２次アンテナ１５のアンテナコイル２３の一部が第１環状アンテナ２４として実装されている。第１環状アンテナ２４は、アンテナ線を環状に複数巻回したアンテナパターンをとる。

図３に示すように、電波結合部２８は、１次アンテナ１２が車内側を向くように、１次アンテナ１２に対して車内と反対側に配置されている。これは、１次アンテナ１２の通信エリアが車内通信エリアとして使用されるためである。また、１次アンテナ１２は、磁束がアンテナコイル１３の内部を突き抜けるように発生するため、コイル面が左右方向に沿う向き、つまり横向きに配置されている。電波結合部２８は、１次アンテナ１２との電磁誘導により起電力を生じて電波送受信を行うので、１次アンテナ１２に沿う向き、つまり横向きに配置されている。

また、２次アンテナ１５は、一対の環状アンテナ２４，２５において１次アンテナ１２に重ね配置されていない第２環状アンテナ２５側が、電波入出力部３０として形成されている。電波入出力部３０は、車外において携帯電話２をかざす箇所である。電波入出力部３０には、電波入出力部３０のアンテナ基板として基板３１が設けられている。基板３１の実装面には、２次アンテナ１５のアンテナコイル２３の一部が第２環状アンテナ２５として実装されている。第２環状アンテナ２５も、アンテナ線を環状に複数巻回したアンテナパターンをとる。

電波入出力部３０は、第２環状アンテナ２５の通信エリアが窓越しに車外を向くように、例えばドアトリムの上面に配置されている。また、電波入出力部３０は、第２環状アンテナ２５のコイル内に発生する磁束が車外を向くべく、コイル面が上下方向に沿う向き、つまり縦向きに配置されている。

このように、２次アンテナ１５には、電波結合部２８及び電波入出力部３０が形成されているので、電波結合部２８によって１次アンテナ１２と繋がり、電波入出力部３０によって携帯電話２と無線通信する。また、本例の２次アンテナ１５は、電波結合部２８及び電波入出力部３０の一方に誘起された電波と同じ電波が、他方にも同様に誘起される動作をし、これにより電波中継機能が可能となっている。

図２に示すように、第２環状アンテナ２５の一部には、２次アンテナ１５用の共振コンデンサ３２が接続されている。よって、２次アンテナ１５は、アンテナコイル２３及び共振コンデンサ３２の直列共振回路となり、この直列共振回路によってアンテナとして機能する。

第２環状アンテナ２５と共振コンデンサ３２との間には、２次アンテナ１５のアンテナコイル２３を１本のアンテナ線として繋げるか否かを設定する２次アンテナ切換スイッチ３３が接続されている。２次アンテナ切換スイッチ３３は、共振コンデンサ３２に対して直列接続されている。このため、２次アンテナ切換スイッチ３３がオフをとると、アンテナコイル２３が途中で分断されるので、２次アンテナ１５が無効となる。一方、２次アンテナ切換スイッチ３３がオンをとると、アンテナコイル２３が１本の環状のアンテナ線となるので、２次アンテナ１５が有効となる。なお、２次アンテナ切換スイッチ３３が有効無効切換手段に相当する。

図１に示すように、車両１には、車内における携帯電話２の置き場所としてクレードル３４が設けられている。クレードル３４には、クレードル３４に携帯電話２がセットされたか否かを検出するセット検出部３５が設けられている。セット検出部３５は、例えばマイクロスイッチや光センサ等が使用されている。セット検出部３５は、クレードル３４に携帯電話２がセットされると、検出信号をリーダライタ制御ＥＣＵ２２に出力して、セット有りの旨を通知する。なお、クレードル３４が置き場所に相当し、セット検出部３５が検出手段に相当する。

また、クレードル３４の近傍位置には、リーダライタ１０の１次アンテナ１２が配置されている。よって、クレードル３４に携帯電話２がセットされると、そのセット状態において携帯電話２が１次アンテナ１２と極近傍状態をとり、携帯電話２と１次アンテナ１２とが車内かざし照合可能となる。

リーダライタ制御ＥＣＵ２２には、２次アンテナ切換スイッチ３３のオンオフを切り換えることにより、車内外の通信エリアを切り換える通信エリア設定部３６が設けられている。通信エリア設定部３６は、車両駐車時、２次アンテナ切換スイッチ３３をオンすることにより、１次アンテナ１２から断続送信される駆動電波Ｓｖを２次アンテナ１５により中継送信して、車外通信エリアを形成する。また、通信エリア設定部３６は、セット検出部によってクレードル３４への携帯電話２のセットをセット検出部３５によって確認すると、２次アンテナ切換スイッチ３３をオフして、１次アンテナ１２のみから駆動電波Ｓｖを断続送信させ、車内通信エリアを形成する。なお、通信エリア設定部３６が通信エリア設定手段に相当する。

リーダライタ制御ＥＣＵ２２には、携帯電話２が車内外のどちらに位置するのかを判定する車内外判定部３７が設けられている。車内外判定部３７は、２次アンテナ１５による車外通信エリア形成時、２次アンテナ１５を介してかざし照合が成立することを確認すると、２次アンテナ切換スイッチ３３をオフして、今度は１次アンテナ１２でかざし照合が成立するか否かを確認する。そして、１次アンテナ１２でかざし照合が成立しなければ、携帯電話２が車外に存在するとして、車外かざし照合を成立と処理する。

一方、車内外判定部３７は、セット検出部３５からの通知によって１次アンテナ１２で車内通信エリアを形成する際、１次アンテナ１２でかざし照合が成立することを確認すると、携帯電話２が車内に存在するとして、車内かざし照合を成立と処理する。なお、車内外判定部３７が車内外判定手段に相当する。

次に、本例の携帯電話キーシステム３の動作を図４及び図７に従って説明する。
まず、図４に示すように、車両１が駐車状態（エンジン停止、ドアロック施錠）をとる際、リーダライタ制御ＥＣＵ２２は車外かざし照合の成立可否を常時確認する。このとき、通信エリア設定部３６は、２次アンテナ切換スイッチ３３をオンして、２次アンテナ１５を有効にする。よって、１次アンテナ１２と２次アンテナ１５とが電磁誘導による結合が可能となり、２次アンテナ１５が１次アンテナ１２の中継アンテナとして機能する。

このとき、リーダライタ制御ＥＣＵ２２は、１次アンテナ１２から駆動電波Ｓｖを断続的に送信する。ここでは、２次アンテナ１５が有効になっているので、１次アンテナ１２及び２次アンテナ１５の通信が電磁誘導によって確立される。つまり、１次アンテナ１２の駆動電波Ｓｖが電波結合部２８に誘起され、電波結合部２８と同一アンテナ線である電波入出力部３０にも、同様の駆動電波Ｓｖが誘起される。このため、１次アンテナ１２の駆動電波Ｓｖが２次アンテナ１５により中継されて、駆動電波Ｓｖが車外に送信される。

そして、運転者がドアロックを解錠するには、携帯電話２を車外から２次アンテナ１５にかざす操作をとる。このとき、図５の等価回路に示すように、１次アンテナ１２と２次アンテナ１５とが電磁誘導により通信が確立し、２次アンテナ１５とタグ１７とが電磁誘導により通信が確立するので、リーダライタ１０及びタグ１７の近距離無線通信が確立する。よって、タグ１７がリーダライタ１０からの駆動電波Ｓｖによって起動し、その応答としてＩＤ信号Ｓidを車両１に返信する。

リーダライタ制御ＥＣＵ２２は、タグ１７からＩＤ信号Ｓidを受信すると、このＩＤ信号Ｓidに含まれるＩＤコードを照合ＥＣＵ９に転送する。照合ＥＣＵ９は、タグ１７のＩＤコードを照合し、ＩＤ照合が成立することを確認すると、車外かざし照合が成立すると認識する。

車外かざし照合が成立すると、車内外判定部３７は、携帯電話２が車外に存在するものか否か最終確認する。このとき、車内外判定部３７は、２次アンテナ切換スイッチ３３をオフに切り換えることにより、１次アンテナ１２のみを有効にして、車内かざし照合が成立する状況となっていないか確認する。ここでは、携帯電話２が車外に存在するので、車内かざし照合は成立しない。よって、車内外判定部３７は、携帯電話２が車外に存在すると認識して、このときのかざし照合を車外かざし照合として処理する。

このため、照合ＥＣＵ９は、携帯電話２が車内に存在すると認識する状況下でＩＤ照合が成立することを確認するので、車外かざし照合を成立として処理し、ドアロックを解錠する。なお、携帯電話２を２次アンテナ１５に再度かざして、車外かざし照合を成立させると、今度はドアロックが解錠される。

ドアロック解錠後、運転者が乗車した際には、クレードル３４に携帯電話２がセットされる。通信エリア設定部３６は、セット検出部３５から検出信号を入力すると、運転者が車内に乗車したと認識し、今度は車内かざし照合を開始する。このとき、通信エリア設定部３６は、２次アンテナ切換スイッチ３３をオフのままとして、２次アンテナ１５を無効にする。よって、２次アンテナ１５は１次アンテナ１２との電磁結合ができず、結果として１次アンテナ１２のみが機能する。

クレードル３４にセットされた携帯電話２は、１次アンテナ１２と極近傍状態をとる。よって、車内かざし照合において１次アンテナ１２から駆動電波Ｓｖが送信された際には、図６に示すように、携帯電話２が１次アンテナ１２の通信エリアに入り込む。このとき、図７の等価回路に示すように、１次アンテナ１２とタグ１７とが電磁誘導により通信が確立するので、リーダライタ１０及びタグ１７の近距離無線通信が確立する。よって、タグ１７がリーダライタ１０からの駆動電波Ｓｖによって起動し、その応答としてＩＤ信号Ｓidを車両１に返信する。

リーダライタ制御ＥＣＵ２２は、車内かざし照合の際、タグ１７からＩＤ信号Ｓidを受信すると、このＩＤ信号Ｓidに含まれるＩＤコードを照合ＥＣＵ９に転送する。照合ＥＣＵ９は、タグ１７のＩＤコードを照合し、車内に携帯電話２が存在すると認識する状況下でＩＤ照合が成立することを確認すると、車内かざし照合を成立として処理し、エンジンスイッチ４による電源状態遷移操作を許可する。

以上により、本例においては、リーダライタ１０の１次アンテナ１２の送受信電波を中継可能な２次アンテナ１５を設け、２次アンテナ１５の有効無効を切り換えることにより、リーダライタ１０の通信エリアを車内外のどちらかに切り換える。よって、１台のリーダライタ本体部１０ａで車外通信エリア及び車内通信エリアの両方形成することが可能となるので、１台のリーダライタ本体部１０ａを車内アンテナ及び車外アンテナの両方で共用可能となる。このため、アンテナごとにリーダライタ本体部１０ａを設けずに済むので、リーダライタ本体部１０ａの個数を削減することが可能となる。

また、このように１台のリーダライタ本体部１０ａを共用しても、車外通信エリアは２次アンテナ１５によって形成し、車内通信エリアは１次アンテナ１２で形成するように、各通信エリアをそれぞれ個別のアンテナによって形成する。よって、車外通信エリアと車内通信エリアとを、それぞれ明確な区分けのエリアによって形成するので、車外通信及び車内通信の各通信成立性も確保される。よって、リーダライタ本体部１０ａの個数削減と、通信エリア確保との両立が可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）リーダライタ１０に２次アンテナ１５を設け、２次アンテナ１５の有効無効を切り換えることにより、車両１に車外通信エリア又は車外通信エリアを形成する。よって、１台のリーダライタ本体部１０ａを車内外で共用することが可能となるので、リーダライタ本体部１０ａの個数を削減することができる。また、車外通信エリア及び車内通信エリアを別々のエリアに設定可能となるので、リーダライタ本体部１０ａを車内外で共用化しても、車内外の各通信において通信成立性が悪化することもない。

（２）本例の２次アンテナ１５は、１つのループアンテナの中央部を絞り、その両側に２つの環状アンテナ２４，２５を有する形状をとる。このため、１つのループアンテナを単に形状加工するだけで、電波中継可能な２次アンテナ１５を簡単に製造することができる。

（３）１次アンテナ１２を車内アンテナとし、２次アンテナ１５を車外アンテナとして、携帯電話２が車内外のどちらに位置するのかを判定するので、携帯電話２のかざし照合を車外照合と車内照合とにそれぞれ区分けすることができる。

（４）２次アンテナ１５を電波結合部２８及び電波入出力部３０を有する構造とし、電波結合部２８を１次アンテナ１２に対して車内と反対側に配置した。このため、１次アンテナ１２としての車内アンテナが車内側に位置する配置位置をとるので、車内アンテナの通信エリアが車内側を向くことになる。よって、車内に持ち込まれた携帯電話２が車内アンテナの通信エリアに入り易くなるので、車内かざし照合の通信成立性を向上することができる。

（５）１次アンテナ１２を横向きに配置し、２次アンテナ１５（電波入出力部３０）を縦向きに配置するように、１次アンテナ１２と２次アンテナ１５を、それぞれ異なる配置向きとすることが可能である。よって、１次アンテナ１２と２次アンテナ１５とで各々要求する通信エリアの向きが異なっていても、これに対応することができる。

（６）携帯電話２がクレードル３４にセットされたことがクレードル３４のセット検出部３５により検出されると、１次アンテナ１２が通信を開始して車内かざし照合が実行される。よって、携帯電話２をクレードル３４にセットすれば、その時点で車内かざし照合が自動で実行されるので、車内かざし照合開始のための特別な操作をユーザに課す必要がない。よって、ユーザの利便性をよくすることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・２次アンテナ切換スイッチ３３は、共振コンデンサ３２に対して直列接続されることに限定されない。例えば、図８に示すように、２次アンテナ切換スイッチ３３を共振コンデンサ３２に対して並列に接続し、２次アンテナ切換スイッチ３３をオフすることで２次アンテナ１５を有効とし、２次アンテナ切換スイッチ３３をオンすることで、２次アンテナ１５を無効としてもよい。この場合、２次アンテナ１５を無効とした際、２次アンテナ１５は単なるアンテナコイルのみの部材となるので、状態切り換え時にアンテナ線がショートすることがない。

・１次アンテナ１２と電波入出力部３０の配置向きは、各々別の向きをとることに限定されず、同じとしてもよい。
・２次アンテナ１５は、２つの環状アンテナ２４，２５のみ有する形状に限定されず、例えば３つ以上持つものでもよい。

・１次アンテナ１２は、１つのみに限らず、複数設けてもよい。
・電波入出力部３０を複数配置する場合、その配置パターンは、直列でも並列でもどちらでもよいし、これらを組み合わせたパターンとしてもよい。

・電波結合部２８及び電波入出力部３０のアンテナ面積は、同一に限らず、異ならせてもよい。
・電波入出力部３０の配置位置は、ドアトリムに限定されず、例えば車内天井やドアガラス等でもよい。

・携帯電話２のかざし箇所に、かざし位置を通知する絵柄や文字等を描画してもよい。
・環状アンテナ２４，２５は、四角状に限らず、例えば円形状としてもよい。
・タグ１７は、端末制御部１６から独立したＩＣチップであることに限定されず、タグ１７の機能が端末制御部１６に組み込まれていてもよい。

・通信端末は、携帯電話２に限らず、ＩＤコードを無線により送信可能な端末であれば、何でもよい。
・近距離無線通信は、ＲＦＩＤに限らず、他の通信方式が採用可能である。

・送受信電波は、駆動電波ＳｖやＩＤ信号Ｓidに限らず、通信形式に応じた種々の電波が採用可能である。
・携帯電話キーシステム３の各アンテナ（２次アンテナ１５）は、ループアンテナに限らず、例えばダイポールアンテナ等の他のアンテナも使用可能である。

・携帯電話キーシステム３の周波数は、ＨＦに限定されず、例えばＬＦ（Low Frequency）やＵＨＦ（Ultra High Frequency）等を使用してもよい。また、双方向通信の行きと帰りとで電波の周波数を異ならせてもよい。

・タグ１７のＩＤコードは、登録変更可能としてもよい。
・２次アンテナ切換スイッチ３３は、例えばトランジスタ等のスイッチング素子も使用可能である。

・車内の携帯電話２の置き場所は、クレードル３４に限定されない。例えば、車内センターコンソールの一部を携帯電話２の置き場所としてもよい。
・セット検出部３５は、マイクロスイッチや光センサに限定されず、例えば磁気センサとしてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項３〜６のいずれかにおいて、前記車外アンテナは、前記車内においてドア寄りの位置に配置され、車外に位置する前記通信端末とドアガラス越しに無線通信可能となっている。この構成によれば、車外アンテナといっても車内を配置位置とするので、車外アンテナが車外に露出してしまうことがない。

（ロ）請求項１〜６，前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記有効無効切換手段は、前記２次アンテナの共振コンデンサに直列配置されたスイッチ手段であって、当該スイッチ手段がオンすると、直列共振回路が成立して前記２次アンテナが有効となり、該スイッチ手段がオフすると、前記直列共振回路が不成立となって前記２次アンテナが無効となる。この構成によれば、アンテナ線上のスペースをスイッチ手段の配置位置とするので、これら部品群を１つのアンテナ部品として集約することが可能となる。

（ハ）請求項１〜６，前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記有効無効切換手段は、前記２次アンテナの共振コンデンサに並列配置されたスイッチ手段であって、当該スイッチ手段がオフすると、直列共振回路が成立して前記２次アンテナが有効となり、前記スイッチ手段がオンすると、前記共振回路が不成立となって前記２次アンテナが無効となる。この構成によれば、２次アンテナを無効とすべくスイッチ手段がオンされた際には、２次アンテナが単なる１本のアンテナコイルの線となることにより、２次アンテナが無効となる。よって、２次アンテナを無効とすべくスイッチ手段のオンオフを切り換えた際に、ショート等が生じ難い。

１…車両、２…通信端末としての携帯電話、１０…通信マスタとしてのリーダライタ、１２…１次アンテナ、１５…２次アンテナ、２４，２５…環状アンテナ、２８…電波結合部、３０…電波入出力部、３３…有効無効切換手段としての２次アンテナ切換スイッチ、３４…置き場所としてのクレードル、３５…検出手段としてのセット検出部、３６…通信エリア設定手段としての通信エリア設定部、３７…車内外判定手段としての車内外判定部、Ｓｖ…問い合せ及び送受信電波を構成する駆動電波、Ｓid…識別情報及び送受信電波を構成するＩＤ信号。

Claims (6)

1. 通信マスタとその通信端末とが近距離無線通信により相互通信が可能であり、前記通信マスタからの問合せを契機に前記通信端末が固有の識別情報を前記通信マスタに返信して、当該識別情報により前記通信端末を認証する無線認証システムにおいて、
   前記通信マスタのアンテナを１次アンテナとし、当該１次アンテナの送受信電波を中継して、該１次アンテナと異なる領域に通信エリアを形成可能な２次アンテナと、
   前記２次アンテナの有効無効を切り換える有効無効切換手段と、
   前記有効無効切換手段を介して前記２次アンテナの有効無効を切り換えることにより、前記通信マスタのエリア形成箇所を設定する通信エリア設定手段と
   を備えたことを特徴とする無線認証システム。
2. 前記２次アンテナは、１つの環状のアンテナ線の途中を絞ることで、その両側に環状アンテナを有する形状をとり、これらの一方を前記１次アンテナとの電波結合部とし、他方を当該２次アンテナの電波入出力部として、前記１次アンテナの送受信電波を中継する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線認証システム。
3. 前記１次アンテナを車両の車内アンテナとし、前記２次アンテナを車外アンテナとし、これらアンテナのうちどちらで通信が成立したのかを見ることにより、前記通信端末が車内外のどちらに位置しているのかを判定する車内外判定手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線認証システム。
4. 前記電波結合部は、前記車内アンテナに対して車内と反対側に配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線認証システム。
5. 前記１次アンテナ及び前記２次アンテナは、通信エリアの向きが互いに異なる向きをとるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の無線認証システム。
6. 車内には、前記通信端末の置き場所が設けられ、前記通信端末が前記置き場所に置かれたことを、前記置き場所に設けた検出手段で検出すると、前記車内アンテナが前記問い合せの送信を開始して、前記通信端末と前記車内アンテナとが自動で前記認証を実行する
   ことを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の無線認証システム。

Images