JP4750061B2 - 携帯端末装置およびキー、並びに無線認証システム - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末装置とキーとの間で無線認証を行い、携帯端末装置との無線認証に成功していたキーが無線認証に失敗したときに警報音を鳴らす無線認証システムに関し、特に、複数のキーとの間で無線認証を行う携帯端末装置、およびその携帯端末装置と無線認証を行うキーに関する。

携帯電話に代表される携帯端末装置とキー（キーは、アンテナとＩＣチップとを少なくとも搭載した無線通信回路を指し、ＩＣチップに格納された情報がアンテナを介して携帯端末装置との間で送受信される。）との間で行われる無線認証技術（例えば、特許文献１）を利用して、そのキーが取り付けられた対象物が盗難されることを防ぐ盗難防止システムが提案されている。例えば、図９に示す、従来の盗難防止システムの概要図のように、ＰＣ９１１、カメラ９１２、サングラス９１３にはキーが取り付けられており、認証エリア（図９（ａ）、９（ｂ）に示す、携帯端末装置９１を中心とする円の内側）にあったＰＣ９１１、カメラ９１２、サングラス９１３のうちのいずれか一つでも非認証エリア（図９（ａ）、９（ｂ）に示す、携帯端末装置９１を中心とする円の外側）に持ち運ばれると、携帯端末装置９１または非認証成エリアに持ち運ばれた対象物が報知音を発するものが挙げられる。
特許第２９３１２７６号

しかしながら、上記の盗難防止システムには次のような課題がある。すなわち、キーが取り付けられた対象物の数が多くなればなるほど、認証エリアの中心にいる携帯端末装置９１が移動したときに、その対象物のいずれかの位置が認証エリアから非認証エリアに変わる可能性が高まり、その結果、対象物が持ち運ばれていないにも関わらず携帯端末装置またはキーが警報音を出力してしまう恐れがある。このような不必要な警報音が頻発してしまうという課題は、盗難防止システムの信頼性に関わる大きな問題である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、キーが取り付けられる対象物の数が増えても、その対象物が持ち運ばれていないにも関わらず警報音が出力されてしまうことを抑制することができる携帯端末装置およびキー、並びに無線認証システムを提供することを目的とする。

本発明の携帯端末装置は、キーと無線通信を行う無線部と、前記無線部により前記キーから受信する無線電波の受信強度を検出する検出部と、報知部と、複数の前記キー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第１のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化し、かつ、第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する制御部と、を備えるものである。

また、本発明の携帯端末装置は、前記制御部が、複数の前記キー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、前記第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第１のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化した場合、前記報知部に報知処理を行わせないよう制御する、ものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記制御部が、複数の前記キー毎に所定の時間間隔で前記検出部により検出する受信強度のうち、前記第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、当該第１のキーから前回受信した無線電波の受信強度から変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、当該第２のキーから前回受信した無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する、ものを含む。

この構成により、キーが取り付けられる対象物の数が増えても、その対象物が持ち運ばれていないにも関わらず警報音が出力されてしまうことを抑制することができる。

また、本発明の携帯端末装置は、前記制御部が、前記検出部により複数の前記キー毎に検出した受信強度のうち、前記第１のキーから受信した無線電波の受信強度が、ある閾値以上から前記閾値未満へ変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する、ものを含む。

この構成により、受信強度の変化したキーが認証エリアから非認証エリアへ移動したのかを判別することによって、携帯端末装置を保持する利用者が視認できる程度の認証エリア内（すなわち、盗難の恐れが少ないエリア内）にてキーが取り付けられた対象物が持ち運ばれている場合には、警報音を鳴らさないため、不要な警報音が頻発することを避けることができる。

本発明の無線認証システムは、本発明の携帯端末装置と、キーと、を含んで構成されるものである。

また、本発明の無線認証システムは、前記キーが、前記携帯端末装置または他のキーと無線通信を行うキー無線部と、前記キー無線部により前記携帯端末装置または前記他のキーから受信する無線電波の受信強度を検出するキー検出部と、前記携帯端末装置および前記他のキー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、前記他のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該他のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化した場合、報知処理を行わせるための報知要求信号を前記携帯端末装置に送信するよう前記キー無線部を制御するキー制御部と、を備え、前記携帯端末装置の前記制御部が、前記無線部により前記キーから前記報知要求信号を受信すると、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御するものを含む。

この構成により、携帯端末装置は、あるキーが取り付けられた対象物が携帯端末装置を中心とする円に沿って移動しているときでも、警報音を出力する。このため、携帯端末装置の利用者は、対象物が持ち運ばれていることに洩れなく気付くことができる。

本発明の携帯端末装置およびキー、並びに無線認証システムによれば、キーが取り付けられる対象物の数が増えても、その対象物が持ち運ばれていないにも関わらず警報音が出力されてしまうことを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態の無線認証システムについて説明する。まず、図１に示す、本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の一例、および、図２に示す、本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例を参照して、本発明の実施の形態の無線認証システムによる処理の概略を説明する。

まず、携帯端末装置とキーとの間で行われる無線認証技術について説明する。図１では、携帯端末装置１を中心とする円で囲まれる領域であって、携帯端末装置１がその円の内部に位置するキー２１、２２、２３と通信可能な領域を認証エリアと称し、逆に、携帯端末装置１を中心とする円の外の領域であって、携帯端末装置１がその円の外部に位置するキー２１、２２、２３と通信不可能な領域を非認証エリアと称している。携帯端末装置１は、キー２１、２２、２３が非認証エリアに存在するときには、キー２１、２２、２３から受信する電波の受信強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）が弱いことから、キー２１、２２、２３との間での認証に失敗したと判定する（以下、携帯端末装置およびキーが認証に失敗している状態のことを待ち受けモードと称する場合がある）。一方、携帯端末装置１は、キー２１、２２、２３が認証エリアに存在するときにはキー２１、２２、２３と無線通信を行って認証用のコードを受信し、その認証用のコードが所定のものであれば認証に成功したと判定し（以下、携帯端末装置およびキーが認証に成功している状態のことを認証モードと称する場合がある）、所定のものでなければ認証に失敗したと判定する。以下、携帯端末装置１−キー２１、２２、２３間で無線認証処理のために送受されるデータの内容について説明する。

携帯端末装置１は、予めキー２１、２２、２３との間でペアリングされた際に割り当てられてる認証用のコード（以下、識別ＩＤと称する）を一定の周期で送信しており、一方、キー２１、２２、２３は、各キーに割り当てられた一定の周期のスロットにて、携帯端末装置１から送信されてくる識別ＩＤを受信すべく待ち受けている。なお、この処理およびこれ以後の処理は、キー２１、２２、２３と携帯端末装置１との処理が逆でも構わない。

キー２１、２２、２３が携帯端末装置１によって通信することができない非認証エリアに位置するとき、キー２１、２２、２３は、携帯端末装置１から送信される識別ＩＤを受信することはできず、待ち受けモードを維持する。その後、キー２１、２２、２３が非認証エリアから認証エリアに移動すると、キー２１、２２、２３は、識別ＩＤを受信し、携帯端末装置１から受信した識別ＩＤと、キー２１、２２、２３が記憶する予めペアリングされた識別ＩＤと、が一致すると判定し次第、これらの識別ＩＤが一致した旨（つまり、一定距離以内にペアリングされたキーが存在する旨）を携帯端末装置１に通知して、認証モードに移行することになる。

携帯端末装置１は、識別ＩＤが一致した旨をキー２１、２２、２３から通知されると、以後キー２１、２２、２３との間でチャレンジアンドレスポンス方式を用い、周期的に認証を行う。具体的には、携帯端末装置１は、識別ＩＤが一致した旨を通知する信号をキー２１、２２、２３から受信すると、チャレンジリクエストをキー２１、２２、２３へ送信し、チャレンジリクエストを受信したキー２１、２２、２３は、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号を携帯端末装置１へ送信し、チャレンジ信号を受信した携帯端末装置１は、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キー２１、２２、２３へ送信し、レスポンス信号を受信したキー２１、２２、２３は、復号化したレスポンス信号とチャレンジ信号とが一致すると認証に成功したと判断し、復号化したレスポンス信号とチャレンジ信号とが不一致だと認証に失敗したと判断する。なお、認証モードにおいて携帯端末装置１とキー２１、２２、２３との間で送受される各種信号には、携帯端末装置１の識別ＩＤと、その信号を送信または受信するキー２１、２２、２３の識別ＩＤと、が含まれているため、携帯端末装置１は、各種信号に含まれるキー２１、２２、２３の識別ＩＤを参照して、各種信号がどのキー２１、２２、２３が送信したものかを判別し、キー２１、２２、２３もまた、携帯端末装置１が送信した各種信号に含まれるキー２１、２２、２３の識別ＩＤを参照して、各種信号が自機宛てに送信されたものであるか否かを判別している。携帯端末装置１は、認証に成功した場合には、所定の時間間隔で上記の処理を再度行い、一方、認証に失敗した場合には、待ち受けモードに移行して識別ＩＤの送信を開始する。なお、携帯端末装置１−キー２１、２２、２３間でのチャレンジアンドレスポンス方式を用いた認証中に、上述の信号の送受が途絶えた場合でも、携帯端末装置１は待ち受けモードに移行して識別ＩＤの送信を開始することになる。

携帯端末装置１は、上述のようにキー２１、２２、２３との間で無線認証処理を行い、キー２１、２２、２３との認証に成功すると、そのキー２１、２２、２３から受信する、各種信号を伝送している電波の受信強度（ＲＳＳＩ）の計測を開始する。携帯端末装置１は、認証モード中の各種信号を伝送している電波の受信強度（ＲＳＳＩ）を計測する度に、受信強度を記憶しており、図１（ａ）では、ある時刻ｔ１において、キー２１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ１）を「１０」、キー２２から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ２）を「７」、キー２３から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ３）を「７」、として記憶しているものとする。

この後、図１（ｂ）のように、キー２２が取り付けられた対象物が持ち運ばれたとき（時刻ｔ２）、携帯端末装置１がキー２２から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ２）は、「４」に変化したとする。なお、キー２２は、非認証エリアに移動しているため認証モードが待ち受けモードに遷移しているが、このとき、携帯端末装置１は、待ち受けモード中の各種信号を伝送している電波の受信強度（ＲＳＳＩ）を計測している。

携帯端末装置１は、時刻ｔ１に計測した受信強度と時刻ｔ２に計測した受信強度とを比較し、少なくとも１つの受信強度が変化していると見なせ、かつ、少なくとも１つの受信強度が変化していないと見なせる場合、警報音を出力する。図１では、キー２１およびキー２３から受信した電波の受信強度は変化しておらず、かつ、キー２２から受信した電波の受信強度は変化しているため、携帯端末装置１は、警報音を出力する。

一方、ある時刻ｔ１において、キー２１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ１）を「１０」、キー２２から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ２）を「７」、キー２３から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ３）を「７」、として記憶していた携帯端末装置１が、図２（ｂ）のように移動したとき（時刻ｔ３）、携帯端末装置１がキー２１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ１）は「７」に、携帯端末装置１がキー２２から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ２）は「４」に、携帯端末装置１がキー２３から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ３）は「４」に、それぞれ変化したとする。時刻ｔ１に計測した受信強度と時刻ｔ２に計測した受信強度とを比較した携帯端末装置１は、全ての受信強度が変化しているため、警報音を出力しない。

本発明の実施の形態の携帯端末装置は、少なくとも二つ以上のキーから受信した電波の受信強度が、それ以前のある時点でそれらのキーから受信した電波の受信強度と比較して、少なくとも１つの受信強度が変化していると見なせ、かつ、少なくとも１つの受信強度が変化していないと見なせる場合、携帯端末装置利用者が持ち運ぶべき携帯端末装置が移動していないにも関わらずキーが取り付けられた対象物が移動しているとみなし、警報音を出力する。一方、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、全ての受信強度が変化していると見なせる場合、携帯端末装置利用者が携帯端末装置を持ち運んでおり対象物は移動していないとみなし、警報音を出力しない。この構成により、対象物が持ち運ばれていないにも関わらず携帯端末装置利用者の動きによって警報音が出力されることを防ぎ、キーを取り付けられた対象物が移動しているときに絞って警報音を出力することができる。この結果、本発明の実施の形態の無線認証システムを適用した盗難防止システムの信頼性を向上させることができる。以下、本発明の実施の形態の無線認証システムにおける携帯端末装置およびキーの構成、および処理について、詳細に説明する。

図３に、本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーの機能ブロック図を示す。本発明の実施の形態の携帯端末装置１は、無線認証部１１、携帯通信用無線制御部１２、出力部１３、操作キー１４、携帯端末制御部１５、を含んで構成される。また、本発明の実施の形態のキー２は、無線認証部２４、警報音出力部２５を含んで構成される。

携帯端末装置１の無線認証部１１において、認証用無線制御部１１１は、アンテナを介して、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）等を用いて、ペアリング処理により携帯端末装置１と対に設定したキー２の識別コードが含まれる信号の送受信を所定の通信プロトコルに基づき制御する。認証用無線制御部１１１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。

認証制御部１１３は、無線通信で使用される電波の受信強度（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（認証エリアおよび非認証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。認証制御部１１３は、計測した受信強度が閾値以上であれば、続いて、デコードされたデータに含まれるキー２の識別ＩＤをキー２との間で行ったペアリング処理によって予め取得しておいた識別ＩＤと比較し、一致すればキー２との認証に成功したことを通知する使用制限解除信号を携帯端末制御部１１５に出力し、一致しなければキー２との認証に失敗したことを通知する使用制限要求信号を携帯端末制御部１１５に出力する。一方、認証制御部１１３は、計測した受信強度が閾値未満であれば、キー２との認証に失敗したことを通知する使用制限要求信号を携帯端末制御部１１５に出力する。

さらに、認証制御部１１３は、計測した受信強度が閾値以上であれば、計測した受信強度を、その受信強度を計測した電波にデータとして含まれているキー２の識別ＩＤに対応付けて、受信強度記憶部１１２に記憶させる。また、認証制御部１１３は、計測した受信強度が閾値未満であっても、その受信強度の電波をデコードしたデータから識別ＩＤを特定することができる限りにおいて、計測した受信強度を、その受信強度を計測した電波にデータとして含まれているキー２の識別ＩＤに対応付けて、受信強度記憶部１１２に記憶させる。認証制御部１１３は、キー２から識別ＩＤを含む電波を受信する度に（あるいは、同電波を所定回受信する度に）、逐次、計測した受信強度をキー２の識別ＩＤに対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶させる。

受信強度処理部１１４は、受信強度記憶部１１２に新たな一対の受信強度と識別ＩＤが記憶される度に、その一対のうちの受信強度と、受信強度記憶部１１２に記憶されたその識別ＩＤにより特定される受信強度のうちの、次に新しい受信強度と、を比較する。受信強度処理部１１４は、比較した結果、それらの受信強度に同一と見なせない程度の差があれば、警報要求信号を携帯端末制御部１５に出力する。なお、「同一と見なせない程度の差」とは、例えば、上記新たな受信強度が、上記次に新しい受信強度に比して、±２０％以上増減している状態、が挙げられる。

携帯端末制御部１５は、認証制御部１１３から使用制限要求信号を通知されている期間中、携帯端末装置１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る。携帯端末制御部１５による制限の例としては、携帯電話用基地局との間の無線通信処理を制御する携帯通信用無線制御部１２にその通信処理の一部あるいは全てを行わせないように制御したり、出力部１３のうちのスピーカ１３１に音を出力させないように、マイク１３２に収音させないように、ＬＣＤ１３３に表示させないように制御したり、操作キー１４に入力操作を受け付けないように制御したり、などが挙げられる。さらに、携帯端末制御部１５は、認証制御部１１３から警報要求信号を通知されれば、所定の報知方法、例えば、出力部１３のうちのスピーカ１３１にある音を出力させたり、ＬＣＤ１３３に画像または文字などを表示させるよう制御する。

また、キー２の無線認証部２４において、認証用無線制御部２４１は、アンテナを介して、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）等を用いて、ペアリング処理によりキー２と対に設定した携帯端末装置１の識別コードが含まれる信号の送受信を所定の通信プロトコルに基づき制御する。認証用無線制御部２４１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。認証処理部２４３は、無線通信で使用される電波の受信強度（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（認証エリアおよび非認証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。認証処理部２４３は、計測した受信強度が閾値以上であれば、続いて、デコードされたデータに含まれる携帯端末装置１の識別ＩＤを携帯端末装置１との間で行ったペアリング処理によって予め取得しておいた識別ＩＤと比較し、一致すれば携帯端末装置１との認証に成功したことを通知する警報解除信号を警報音出力部２５に出力し、一致しなければ携帯端末装置１との認証に失敗したことを通知する警報要求信号を警報音出力部２５に出力する。一方、認証処理部２４３は、計測した受信強度が閾値未満であれば、携帯端末装置１との認証に失敗したことを通知する警報要求信号を警報音出力部２５に出力する。

警報音出力部２５は、スピーカによって構成され、認証処理部２４３から警報要求信号を入力すると、警報音の出力を開始する。

次に、上記のように構成される本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーによる処理の流れを、図４に示す、本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーにより行われる無線通信処理のタイムチャートを参照して説明する。なお、図４に示すタイムチャートは、一台の携帯端末装置１と２個のキー（キー２１とキー２２）とからなる無線認証システムによって信号が送受信されるタイミングを示している。

キー２１、２２との間での無線認証にそれぞれ成功し、認証モードに移行した携帯端末装置１は、キー２１およびキー２２にそれぞれ割り当てられたスロットにて、各種信号によって変調した変調信号をキー２１およびキー２２に送信する。携帯端末装置１は、まず、キー２１に割り当てられたスロットに、チャレンジリクエスト（図４では、ＲＥＱと記載している。）を送信する（ステップ１１）。キー２１は、携帯端末装置１からチャレンジリクエストを受信すると（ステップ２１ａ）、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号（図４では、ＲＥＳと記載している。）を携帯端末装置１に送信する（ステップ２２ａ）。携帯端末装置１は、キー２１からチャレンジ信号を受信したとき（ステップ１２）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ ａ１）とキー２１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶する。携帯端末装置１の認証制御部１１３は、計測した受信強度とキーの識別ＩＤとを対応付ける際には、キー２１から受信したチャレンジ信号に含まれる識別ＩＤを抽出して、その識別ＩＤと受信強度とを対応付ける。なお、携帯端末装置１からキー２１に送信される信号の一例としてチャレンジリクエストを、キー２１から携帯端末装置１に送信される信号の一例としてチャレンジ信号を、それぞれ挙げたが、これらの信号に限るものではなく、認証モードおよび待ち受けモードにおいて携帯端末装置１とキー２１との間で送受信される各種信号全てが対象となる。

続いて、携帯端末装置１は、キー２２に割り当てられたスロットに、チャレンジリクエストを送信する（ステップ１３）。キー２２は、携帯端末装置１からチャレンジリクエストを受信すると（ステップ２３ｂ）、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号を携帯端末装置１に送信する（ステップ２４ｂ）。携帯端末装置１は、キー２２からチャレンジ信号を受信したとき（ステップ１４）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ ｂ１）とキー２２の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶する。

さらに、再度、携帯端末装置１は、上述したステップ１１からステップ１４の処理を、キー２１は、ステップ２１ａとステップ２２ａの処理を、キー２２は、ステップ２３ｂとステップ２４ｂの処理を、繰り返す。処理の説明は上述した通りであるため省略する。なお、図４では、繰り返しとなる携帯端末装置１による処理にステップ１５からステップ１８の参照符号を、繰り返しとなるキー２１による処理にステップ２５ａからステップ２６ａの参照符号を、繰り返しとなるキー２２による処理にステップ２７ｂからステップ２８ｂの参照符号を、それぞれ割り当てている。また、図４では、ステップ１６において携帯端末装置１が計測した受信強度を（ＲＳＳＩ ａ２）、ステップ１８において携帯端末装置１が計測した受信強度を（ＲＳＳＩ ｂ２）、と記載している。

携帯端末装置１は、上述のように、少なくとも二つのキーから個別に受信した電波の受信強度をそれぞれ、少なくとも２度計測すると、各キー毎に受信強度の差分をとり（すなわち、「（ＲＳＳＩ ａ２」−（ＲＳＳＩ ａ１）」と「（ＲＳＳＩ ｂ２」−（ＲＳＳＩ ｂ１）」を算出する。）、計測した時点の最も新しい受信強度が次に新しい受信強度に比して増減しているかいないかを判別する。上記の差分が「０」である場合に受信強度が変化していないと判別すべきではあるが、無線伝搬環境が変わることや他電子機器から発生するノイズなどの影響を考慮に入れて、次に新しい受信強度に対する上記差分の割合を算出し（すなわち、「（（ＲＳＳＩ ａ２」−（ＲＳＳＩ ａ１））／（ＲＳＳＩ ａ１）」と「（（ＲＳＳＩ ｂ２」−（ＲＳＳＩ ｂ１））／（ＲＳＳＩ ｂ１）」を算出する。）、その値が例えば±２０％の範囲内であれば受信強度が変化していないと判別し、その値が±２０％の範囲外であれば受信強度が変化している判別する。なお、受信強度が変化している、していないを編別する条件は、上記「２０％」に限るものではなく、無線伝搬環境が変わることや他電子機器から発生するノイズなどの影響を考慮に入れて適宜設定することが好ましい。

携帯端末装置１は、少なくとも二つのキーから個別に受信した電波の受信強度のうち、少なくとも一つが変化しており、かつ、別の一つが変化していないと判別すれば、警報音を鳴らす。一方、携帯端末装置１は、少なくとも二つのキーから個別に受信した電波の受信強度のうち、全てが変化しているあるいは全てが変化していないと判別すれば、警報音を鳴らさない。

以上、本発明の実施の形態の携帯端末装置によれば、対象物が持ち運ばれていないにも関わらず携帯端末装置利用者の動きによって警報音が出力されることを防ぎ、キーを取り付けられた対象物が移動しているときに絞って警報音を出力することができる。この結果、本発明の実施の形態の無線認証システムを適用した盗難防止システムの信頼性を向上させることができる。

なお、上述した本発明の実施の形態の携帯端末装置は、キーから受信する電波における受信強度の変化を検出する構成であるが、これに加えて、次に説明するような受信強度に関する条件を検出するようにしてもよい。すなわち、「（（ＲＳＳＩ ａ２」−（ＲＳＳＩ ａ１））／（ＲＳＳＩ ａ１）」と「（（ＲＳＳＩ ｂ２」−（ＲＳＳＩ ｂ１））／（ＲＳＳＩ ｂ１）」を算出し、少なくとも二つのキーから個別に受信した電波の受信強度のうち、少なくとも一つが変化しており、かつ、別の一つが変化していないと判別した場合、携帯端末装置１は、さらに、受信強度の変化したキーが認証エリアから非認証エリアへ移動したのかを判別する。キー２１が第三者によって持ち運ばれた場合で具体的に説明すると、携帯端末装置１は、「（（ＲＳＳＩ ａ２」−（ＲＳＳＩ ａ１））／（ＲＳＳＩ ａ１）」が±２０％の範囲外であり、「（（ＲＳＳＩ ｂ２」−（ＲＳＳＩ ｂ１））／（ＲＳＳＩ ｂ１）」が±２０％の範囲内である場合、「ＲＳＳＩ ａ１」が予め設定された閾値（認証エリアおよび非認証エリアを区分けするための数値）以上であり、かつ、「ＲＳＳＩ ａ２」がその閾値未満であれば、警報音を鳴らす。

このように、受信強度の変化したキーが認証エリアから非認証エリアへ移動したのかを判別することによって、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、携帯端末装置を保持する利用者が視認できる程度の認証エリア内（すなわち、盗難の恐れが少ないエリア内）にてキーが取り付けられた対象物が持ち運ばれている場合には、警報音を鳴らさないため、不要な警報音が頻発することを避けることができる。

ところで、本発明の実施の形態の携帯端末装置により、対象物が持ち運ばれていないにも関わらず携帯端末装置利用者の動きによって警報音が出力されることを防ぎ、キーを取り付けられた対象物が移動しているときに絞って警報音を出力することができるが、対象物が次に説明する条件で移動しているときには、携帯端末装置は、警報音を出力しないことになる。すなわち、図５の本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例に示すように、キー２２が取り付けられた対象物が携帯端末装置１を中心とする円に沿って移動しているときには、携帯端末装置は、キー２２から受信する受信強度（ＲＳＳＩ ２）が変化しないため、警報音を出力しない。対象物を持ち去ろうとする第三者が、所定の範囲内で周回していることは考え難いが、携帯端末装置１から警報音が出力されない結果、携帯端末装置の利用者は、対象物が持ち運ばれていることに気付くことが遅れる恐れがある。このため、以降では、キーが携帯端末装置１を中心とする円に沿って移動しているときにも警報音を出力する携帯端末装置について説明する。

図６に、本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例を示す。キー２１、２２、２３は、携帯端末装置および自機以外のキーから受信した電波の受信強度を計測できるよう構成されている（その構成については、後述する。）。図６では、キー２２がそれらの受信強度を計測している場合を示している。なお、携帯端末装置１もキー２１、２２、２３から受信した電波の受信強度を計測しているが、図６のようにキーが移動する場合は計測した受信強度が変化しないため、図６には携帯端末装置が計測した受信強度については図示していない。

キー２２は、携帯端末装置１、およびキー２１、２３から受信する、各種信号を伝送している電波の受信強度（ＲＳＳＩ）を計測する度に、受信強度を記憶しており、図６（ａ）では、ある時刻ｔ１において、キー２１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ４）を「６」、携帯端末装置１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ５）を「７」、キー２３から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ６）を「１２」、として記憶しているものとする。

この後、図６（ｂ）のように、キー２２が取り付けられた対象物が携帯端末装置１を中心とする周回上で持ち運ばれたとき（時刻ｔ２）、キー２２がキー２１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ４）は「３」に、キー２２がキー２３から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ６）は「６」に、それぞれ変化したとする（キー２２が携帯端末装置１から受信した電波の受信強度（ＲＳＳＩ５）は変化なし）。キー２２は、時刻ｔ１に計測した受信強度と時刻ｔ２に計測した受信強度とを比較し、他のキー２１、２３の少なくとも１つの受信強度が変化していると見なせる場合、警報音の出力を要求する警報要求信号を携帯端末装置１に送信する。その警報要求信号を受信した携帯端末装置１は、警報音を出力する。

このように、あるキー２２に、他のキー２１、２３が送信する電波の受信強度を計測させ、その変化を検出した場合に携帯端末装置１に通知する構成によって、携帯端末装置１は、あるキー２２が取り付けられた対象物が携帯端末装置１を中心とする円に沿って移動しているときでも、警報音を出力する。このため、携帯端末装置１の利用者は、対象物が持ち運ばれていることに洩れなく気付くことができる。なお、持ち運ばれるキー２２に他のキー２１、２３からの電波の受信強度を計測させる構成について説明したが、他のキー２１、２３に同様の構成を設けることによっても、携帯端末装置１は同様の効果が得られる。例えば、キー２１に、他のキー２２、２３が送信する電波の受信強度を計測させ、その変化を検出した場合に携帯端末装置１に通知する構成を設けた場合、持ち運ばれるキー２２からの電波の受信強度が変化すると見なせるため、警報音の出力を要求する警報要求信号を携帯端末装置１に送信する。

次に、他のキーが送信する電波の受信強度を計測し、その受信強度に応じて警報要求信号を携帯端末装置に送信するキーの構成、およびその処理の具体的な流れについて説明する。図７に、本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーの機能ブロック図を示す。図７の構成図は、キーが受信強度記憶部２４２、受信強度処理部２４４を備える点が図３の構成図とはことなる。なお、携帯端末装置の構成および処理、並びにキーの認証用無線制御部２４１の構成および処理は、図３を用いて説明した処理と同様であるため、ここでの説明を省略する。

複数のキーを用いた無線認証システムでは、各キーは、時分割されたスロットのうちの一つのスロットが他のキーと重複しないように割り当てられており、自身に割り当てられたスロットの期間のみ、送信あるいは受信を行う。このため、図４からわかるように、キーは、携帯端末装置のみと無線通信を行っている。以降では、キーは、他のキーからの電波も受信する必要があるため、次に説明する処理を実行する。

すなわち、認証処理部２４３は、全てのスロットの期間で無線電波を受信可能に認証用無線制御部２４１を制御し、自身に割り当てられたスロットの期間では、携帯端末装置と無線通信を行い、それ以外のスロットの期間では、携帯端末装置と他のキーとの間で無線通信されている電波の強度を検出する。認証処理部２４３は、自身に割り当てられたスロットの期間では、計測した受信強度が閾値以上であれば、計測した受信強度を、その受信強度を計測した電波にデータとして含まれている携帯端末装置１の識別ＩＤに対応付けて、受信強度記憶部１１２に記憶させる。また、認証処理部２４３は、自身に割り当てられたスロットの期間では、計測した受信強度が閾値未満であっても、その受信強度の電波をデコードしたデータから識別ＩＤを特定することができる限りにおいて、計測した受信強度を、その受信強度を計測した電波にデータとして含まれている携帯端末装置１に対応付けて、受信強度記憶部２４２に記憶させる。認証処理部２４３は、携帯端末装置１の識別ＩＤを含む電波を受信する度に（あるいは、同電波を所定回受信する度に）、逐次、計測した受信強度を携帯端末装置１に対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶させる。

一方、認証処理部２４３は、自身に割り当てられたスロット以外の期間では、その受信強度の電波をデコードしたデータから識別ＩＤを特定することができる限りにおいて、計測した受信強度を、その受信強度を計測した電波にデータとして含まれている携帯端末装置１の識別ＩＤまたは他のキーの識別ＩＤに対応付けて、受信強度記憶部１１２に記憶させる。

受信強度処理部２４４は、受信強度記憶部２４２に新たな一対の受信強度と識別ＩＤが記憶される度に、その一対の受信強度と、受信強度記憶部２４２に記憶されたその識別ＩＤにより特定される受信強度のうちの、次に新しい受信強度と、を比較する。受信強度処理部２４４は、比較した結果、それらの受信強度に同一と見なせない程度の差があれば、警報要求信号を警報音出力部２５に出力する。なお、「同一と見なせない程度の差」とは、例えば、上記新たな受信強度が、上記次に新しい受信強度に比して、±２０％以上増減している状態、が挙げられる。

次に、上記のように構成される本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーによる処理の流れを、図８に示す、本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーにより行われる無線通信処理のタイムチャートを参照して説明する。なお、図８に示すタイムチャートは、一台の携帯端末装置１と２個のキー（キー２１とキー２２）とからなる無線認証システムによって信号が送受信されるタイミングを示している。

キー２１、２２との間での無線認証にそれぞれ成功し、認証モードに移行した携帯端末装置１は、キー２１およびキー２２にそれぞれ割り当てられたスロットにて、各種信号によって変調した変調信号をキー２１およびキー２２に送信する。携帯端末装置１は、まず、キー２１に割り当てられたスロットに、チャレンジリクエスト（図８では、ＲＥＱと記載している。）を送信する（ステップ１１）。キー２１は、携帯端末装置１からチャレンジリクエストを受信すると（ステップ２１ａ）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｔ１）と携帯端末装置１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。さらに、キー２１は、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号（図８では、ＲＥＳと記載している。）を携帯端末装置１に送信する（ステップ２２ａ）。一方、キー２２は、チャレンジリクエストの受信強度を計測し（ステップ２１ｂ）、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｔ１’）と携帯端末装置１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。キー２１およびキー２２の認証処理部２４３は、計測した受信強度と携帯端末装置の識別ＩＤとを対応付ける際には、携帯端末装置１から受信したチャレンジリクエストに含まれる識別ＩＤを抽出して、その識別ＩＤと受信強度とを対応付ける。なお、携帯端末装置１からキー２１に送信される信号の一例としてチャレンジリクエストを、キー２１から携帯端末装置１に送信される信号の一例としてチャレンジ信号を、それぞれ挙げたが、これらの信号に限るものではなく、認証モードおよび待ち受けモードにおいて携帯端末装置１とキー２１、２２との間で送受信される各種信号全てが対象となる。

携帯端末装置１は、キー２１からチャレンジ信号を受信したとき（ステップ１２）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度とキー２１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶する。一方、キー２２は、チャレンジ信号の受信強度を計測し（ステップ２２ｂ）、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｋ１’）とキー２１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。

続いて、携帯端末装置１は、キー２２に割り当てられたスロットに、チャレンジリクエストを送信する（ステップ１３）。キー２２は、携帯端末装置１からチャレンジリクエストを受信すると（ステップ２３ｂ）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｔ２’）と携帯端末装置１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。さらに、キー２２は、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号を携帯端末装置１に送信する（ステップ２４ｂ）。一方、キー２１は、チャレンジリクエストの受信強度を計測し（ステップ２３ａ）、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｔ２）と携帯端末装置１の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。

携帯端末装置１は、キー２２からチャレンジ信号を受信したとき（ステップ１４）、その信号の受信強度を計測し、その計測した受信強度とキー２２の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部１１２に記憶する。一方、キー２１は、チャレンジ信号の受信強度を計測し（ステップ２４ａ）、その計測した受信強度（ＲＳＳＩ Ｋ１）とキー２２の識別ＩＤとを対応付けて受信強度記憶部２４２に記憶する。

さらに、再度、携帯端末装置１は、上述したステップ１１からステップ１４の処理を、キー２１は、ステップ２１ａからステップ２４ａの処理を、キー２２は、ステップ２１ｂからステップ２４ｂの処理を、繰り返す。処理の説明は上述した通りであるため省略する。なお、図８では、繰り返しとなる携帯端末装置１による処理にステップ１５からステップ１８の参照符号を、繰り返しとなるキー２１による処理にステップ２５ａからステップ２８ａの参照符号を、繰り返しとなるキー２２による処理にステップ２５ｂからステップ２８ｂの参照符号を、それぞれ割り当てている。また、図８では、キー２１がステップ２５ａにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｔ３）、キー２１がステップ２７ａにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｔ４）、キー２１がステップ２８ａにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｋ２）、キー２２がステップ２５ｂにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｔ３’）、キー２２がステップ２６ｂにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｋ２’）、キー２２がステップ２７ｂにおいて計測した受信強度を（ＲＳＳＩ Ｔ４’）と記載している。

キー２１およびキー２２は、上述のように、携帯端末装置１と他のキーから個別に受信した電波の受信強度をそれぞれ、少なくとも２度計測すると、携帯端末装置１と他のキー毎に受信強度の差分をとり（すなわち、キー２１は、「（ＲＳＳＩ Ｔｎ＋１」−（ＲＳＳＩ Ｔｎ）」（なお、ｎ＝１、２、３）と「（ＲＳＳＩ Ｋ２」−（ＲＳＳＩ Ｋ１）」を算出する。また、キー２２は、「（ＲＳＳＩ Ｔｎ＋１’」−（ＲＳＳＩ Ｔｎ）’」（なお、ｎ＝１、２、３）と「（ＲＳＳＩ Ｋ２’」−（ＲＳＳＩ Ｋ１’）」を算出する。）、計測した時点の最も新しい受信強度が次に新しい受信強度に比して増減しているかいないかを判別する。上記の差分が「０」である場合に受信強度が変化していないと判別すべきではあるが、無線伝搬環境が変わることや他電子機器から発生するノイズなどの影響を考慮に入れて、次に新しい受信強度に対する上記差分の割合を算出し（すなわち、キー２１は、「（（ＲＳＳＩ Ｔｎ＋１」−（ＲＳＳＩ Ｔｎ））／（ＲＳＳＩ Ｔｎ）」と「（（ＲＳＳＩ Ｋ２」−（ＲＳＳＩ Ｋ１））／（ＲＳＳＩ Ｋ１）」を算出する。また、キー２２は、「（（ＲＳＳＩ Ｔｎ＋１’」−（ＲＳＳＩ Ｔｎ’））／（ＲＳＳＩ Ｔｎ’）」と「（（ＲＳＳＩ Ｋ２’」−（ＲＳＳＩ Ｋ１’））／（ＲＳＳＩ Ｋ１’）」を算出する。）、その値が例えば±２０％の範囲内であれば受信強度が変化していないと判別し、その値が±２０％の範囲外であれば受信強度が変化している判別する。なお、受信強度が変化している、していないを編別する条件は、上記「２０％」に限るものではなく、無線伝搬環境が変わることや他電子機器から発生するノイズなどの影響を考慮に入れて適宜設定することが好ましい。

キー２１およびキー２２は、他のキーから個別に受信した電波の受信強度のうち、少なくとも一つが変化していると判別すれば、警報要求信号を携帯端末装置１に送信する。この警報要求信号を受信した携帯端末装置１は、警報音を出力することになる。

以上、本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーによれば、携帯端末装置は、あるキーが取り付けられた対象物が携帯端末装置を中心とする円に沿って移動しているときでも、警報音を出力する。このため、携帯端末装置の利用者は、対象物が持ち運ばれていることに洩れなく気付くことができる。

本発明の携帯端末装置およびキー、並びに無線認証システムによれば、キーが取り付けられる対象物の数が増えても、その対象物が持ち運ばれていないにも関わらず警報音が出力されてしまうことを抑制することができるという効果を奏し、複数のキーとの間で無線認証を行う携帯端末装置、およびその携帯端末装置と無線認証を行うキーの分野において有用である。

本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の一例 本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例 本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーの機能ブロック図 本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーにより行われる無線通信処理のタイムチャート 本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例 本発明の実施の形態の無線認証システムの構成図の他例 本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーの機能ブロック図 本発明の実施の形態の携帯端末装置およびキーにより行われる無線通信処理のタイムチャート 従来の盗難防止システムの概要図

符号の説明

１ 携帯端末装置
１１ 無線認証部
１１１ 認証用無線制御部
１１２ 受信強度記憶部
１１３ 認証制御部
１１４ 受信強度処理部
１２ 携帯通信用無線制御部
１３ 出力部
１３１ スピーカ
１３２ マイク
１３３ ＬＣＤ
１４ 操作キー
１５ 携帯端末制御部
２ キー
２１、２２、２３ キー
２４ 無線認証部
２４１ 認証用無線制御部
２４２ 受信強度記憶部
２４３ 認証処理部
２４４ 受信強度処理部
９１ 携帯端末装置
９１１、９１２、９１３ キー

Claims (6)

1. キーと無線通信を行う無線部と、
   前記無線部により前記キーから受信する無線電波の受信強度を検出する検出部と、
   報知部と、
   複数の前記キー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第１のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化し、かつ、第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する制御部と、
   を備える携帯端末装置。
2. 請求項１記載の携帯端末装置であって、
   前記制御部は、複数の前記キー毎に所定の時間間隔で前記検出部により検出する受信強度のうち、前記第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、当該第１のキーから前回受信した無線電波の受信強度から変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、当該第２のキーから前回受信した無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する、
   携帯端末装置。
3. 請求項１またま２記載の携帯端末装置であって、
   前記制御部は、前記検出部により複数の前記キー毎に検出した受信強度のうち、前記第１のキーから受信した無線電波の受信強度が、ある閾値以上から前記閾値未満へ変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化していない場合、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する、
   を備える携帯端末装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯端末装置であって、
   前記制御部は、複数の前記キー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、前記第１のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第１のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化し、かつ、前記第２のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該第２のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化した場合、前記報知部に報知処理を行わせないよう制御する、
   携帯端末装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯端末装置と、キーと、を含んで構成される無線認証システム。
6. 請求項５記載の無線認証システムであって、
   前記キーは、
   前記携帯端末装置または他のキーと無線通信を行うキー無線部と、
   前記キー無線部により前記携帯端末装置または前記他のキーから受信する無線電波の受信強度を検出するキー検出部と、
   前記携帯端末装置および前記他のキー毎に前記検出部により検出する受信強度のうち、前記他のキーから受信する無線電波の受信強度が、それまでに当該他のキーから受信していた無線電波の受信強度から変化した場合、報知処理を行わせるための報知要求信号を前記携帯端末装置に送信するよう前記キー無線部を制御するキー制御部と、
   を備え、
   前記携帯端末装置は、
   前記制御部は、前記無線部により前記キーから前記報知要求信号を受信すると、前記報知部に報知処理を行わせるよう制御する、
   無線認証システム。

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