(57)【要約】【課題】個々の装置毎に好適な認証を行うことができ、装置が小型かつ低消費電力である認証システムを提供する。【解決手段】ウルトラワイドバンドインパルス信号によって通信する認証対象装置及び認証実行装置を備える認証システムであって、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される前記ウルトラワイドバンドインパルス信号を用いて、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離を測定し、前記測定された前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離、及び前記交換された認証対象装置の識別情報との組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証し、前記認証の結果に基づいて制御対象を制御する。【選択図】図１
2007335961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウルトラワイドバンドインパルス信号によって通信する認証対象装置及び認証実行装置を備える認証システムであって、
前記認証実行装置及び前記認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される前記ウルトラワイドバンドインパルス信号を用いて、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離を測定し、
前記測定された前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離、及び前記交換された認証対象装置の識別情報との組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証し、
前記認証の結果に基づいて制御対象を制御することを特徴とする認証システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間で識別情報を交換すると略同時に、前記ウルトラワイドバンドインパルス信号を用いて、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離を測定することを特徴とする認証システム。
【請求項３】
一意の識別子が付与された少なくとも一つの認証対象装置と、記憶された認証条件に基づいて前記認証対象装置を認証する認証実行装置と、前記認証の結果に基づいて制御される制御対象装置と、を備える認証システムであって、
前記認証条件は、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離に関する第１距離情報、及び前記認証対象装置の識別子を含み、
前記第１距離情報は、前記認証対象装置の識別子に対応して規定されており、
前記各認証実行装置及び前記各認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される信号を用いて、前記各認証実行装置及び前記各認証対象装置の間の距離を測定し、
前記各認証実行装置は、前記各認証対象装置の識別子及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証し、
前記制御対象装置は、前記認証の結果に基づいて制御されることを特徴とする認証システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間で識別情報を交換すると略同時に、前記ウルトラワイドバンドインパルス信号を用いて、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離を測定することを特徴とする認証システム。
【請求項５】
請求項３において、
前記認証条件は、さらに、前記認証対象装置が存在する方向に関する情報を含み、
前記認証実行装置及び前記認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される信号を用いて、前記認証実行装置から見た前記認証対象装置の方向を取得し、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子、前記方向情報及び前記第１距離情報との組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項６】
請求項３において、
前記認証条件は、さらに、前記複数の認証実行装置の間の距離に関する第２距離情報を含み、
前記第１距離情報は、前記第２距離情報との関係で規定されており、
前記認証実行装置は、前記各認証対象装置の識別子及び前記第１距離情報との対応関係に基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項７】
請求項３において、
前記第１距離情報は、前記認証対象装置と前記複数の認証実行装置との間の距離に関する情報を含み、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項８】
請求項３において、
前記認証条件は、さらに、前記制御対象の状態に関する情報を含み、
前記第１距離情報は、前記制御対象の状態情報に対応して規定されており、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子、前記制御対象の状態情報及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項９】
請求項３において、
前記認証条件は、さらに、前記制御対象の制御内容に関する情報を含み、
前記第１距離情報は、前記制御内容情報に対応して規定されており、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子、前記制御内容情報及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項１０】
請求項３において、
前記認証条件は、前記認証実行装置が前記認証を実行する日付及び時刻の少なくとも一方に関する日時情報を含み、
前記第１距離情報は、前記日時情報に対応して規定されており、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子、前記日時情報及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項１１】
請求項３において、
前記認証条件は、略同時に認証される複数の前記認証対象装置の組み合わせに関する情報を含み、
前記第１距離情報は、前記組合せ情報に対応して規定されており、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置の識別子、前記組合せ情報及び前記第１距離情報の組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項１２】
請求項３において、
前記各認証実行装置は、前記認証対象装置との間で識別情報の交換に用いられる信号を送信する送信部を備え、
前記送信部は、前記各認証実行装置及び前記各認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される信号の送信出力を調整する送信出力調整部を備え、
前記送信出力調整部は、前記認証対象装置の認証が必要な範囲に従って、前記信号の出力を制御することを特徴とする認証システム。
【請求項１３】
請求項３において、
前記認証実行装置は、前記認証対象装置との間で識別情報の交換に用いられる信号を受信する受信部を備え、
前記受信部は、各認証実行装置及び前記各認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される信号の受信感度を調整する受信感度調整部を備え、
前記受信感度調整部は、前記認証対象装置の認証が必要な範囲に従って、前記信号の受信感度を制御することを特徴とする認証システム。
【請求項１４】
請求項３において、
前記各認証実行装置及び前記各認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される信号は、ウルトラワイドバンドインパルス信号であることを特徴とする認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証システムに関し、特に距離情報を認証条件に用いる認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサネットシステムのような無線ネットワークシステムにおいて、中継機や基地局をリーダ（認証実行装置）として用いる場合、無線通信可能距離が長い（例えば、３０ｍ）と、通信可能範囲内に存在する全てのタグを認証してしまう。例えば、入退室管理を行う場合、ドアから３０ｍ離れた場所からも、ドアの開錠が可能であり、セキュリティ上好ましくない。
【０００３】
そこで、セキュリティを向上するため、認証時に通信距離を近距離に制限する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００４】
一方、様々な認証対象装置（タグ）があることから、認証範囲の最適値は認証対象によって異なる。もし、同一のリーダ及びタグを用いた場合、認証範囲を一つの値に設定すると、一部の認証対象には適切な範囲となるが、他の認証対象には不適切な範囲となる。よって、セキュリティが脆弱になったり、利便性を欠いたり、システムが正常に動作しなくなったりする問題がある。
【０００５】
そこで、認証対象装置が自己の位置を検出し、認証時に、位置情報を認証装置に送付することによって、不正な利用者が他人になりすまし、認証を成功させる危険性を排除する方法が提案されている。具体的には、位置を検出する手段として、ＧＰＳ、加速度センサ及び無線在圏エリアを用いた位置検出が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。前述した課題を解決するために、特許文献３に開示された方法を用いれば、認証対象装置毎に認証が成功する範囲を適切に設定することができる。認証時には、前述した位置検出手段を用いて認証対象装置の位置を検出し、認証実行装置に識別子と共に位置情報を送信する。認証実行装置は識別子及び位置情報に基づいて認証をする。
【０００６】
さらに、無線を利用して、移動体の位置及び／又は移動体との距離を測定（測位及び／又は測距）する技術として、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）無線通信方式を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。特にインパルス方式のＵＷＢは、高精度な測距を行うことができる。すなわち、２つのＵＷＢ通信装置Ａ、Ｂ間の距離を測定する場合、まず装置ＡがＵＷＢ信号１を送信する。このＵＷＢ信号１を装置Ｂが受信し、ＵＷＢ信号２を返信する。信号１を送信してから信号２を受信するまでの時間から通信装置Ｂ内部での遅延時間を減算して、信号の伝播時間を算出する。信号は光速で伝播するため、伝搬時間に光速を乗算することによって、伝搬距離を算出することができる。
【０００７】
このＵＷＢを情報端末の認証に応用した関連技術として、特許文献５がある。但し、特許文献開５には、単に、アクセス権限を付与するための「認証」が開示されているのみである。
【特許文献１】特開２００５−１５９６９０号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９７２０号公報
【特許文献３】特開平１０−５６４４９号公報
【特許文献４】特開２００４−２５８００９号公報
【特許文献５】特開２００５−１２８９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
認証対象装置は人が携帯したり、物品に貼り付けられたりするため、バッテリによって駆動される小型な装置であることが望まれる。そのためには、認証のための装置以外の装置をなるべく減らすことが重要である。しかし、前述した特許文献３に記載された技術のように、ＧＰＳを用いる場合は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する受信機が必要となる。また、加速度センサを用いる場合は、加速度を検出する装置が必要となる。よって、位置検出装置を備えることは、認証対象装置の小型化及び低消費電力化の障害となっていた。
【０００９】
また、前述した特許文献３には、位置を検出する手段として、ＧＰＳ、加速度センサ及び無線在圏エリアによる位置検出が開示されているものの、ＵＷＢによる位置検出は一切開示されていない。すなわち、特許文献３には、ＵＷＢシステムによって、認証対象の位置情報を検出することは開示されていない。
【００１０】
さらに、特許文献５に開示されている「認証」は、対象に一意な識別子を用いて、個々の対象を認識するような、厳密な「認証」とは異なる。仮に、特許文献５に開示されている「認証」を広義の「認証」と解しても、個々の認証対象に固有の識別子と、その識別子を有する認証対象の位置や距離に関する情報とを関係付け、その関係に基づいて認証を行うシステム構成については、一切開示されていない。
【００１１】
例えば、特許文献５によると、「認証者」であるサーバからの距離のみに基づいてアクセスの可否を判定する。従って、同じ距離に存在する複数の対象を区別することができない。そのため、アクセス「可」の距離に存在する全ての対象は「アクセスが可能な対象」と認識され、アクセス「不可」の距離に存在する全ての対象は「アクセスが禁止される対象」と認識される。アクセス禁止と認識された対象にはＩＤ及びパスワードが送信されず、アクセス可能と認識された対象のみにＩＤ及びパスワードが送信される。
【００１２】
要するに、この文献に開示された技術によれば、まず距離のみに基づいて認証が行われた後、その認証結果によってＩＤが付与されたり付与されなかったりする。つまり、この文献には、そもそも、距離とＩＤとを関連付けて認証するという思想が開示されておらず、さらに、距離とＩＤとを関連付けて認証することは、システム構成上、不可能である。特に、認証動作によって拒否された対象のＩＤが認証に利用されることはあり得ない。
【００１３】
そのため、遠距離に存在していてもアクセスを許可したい対象と、接近しなければアクセス許可したくない対象とを区別して認証することが困難という問題がある。この文献は、このような「距離のみに基づいて認証を行う」システムにおいて、その距離を検出する一手段としてＵＷＢを例示的に開示するだけである。すなわち、単に、従来からよく知られたＵＷＢの「測位及び測距が可能である」という性質以上の技術的意義に何ら着目していない。そのため、ＵＷＢを用いることに対して「測位及び測距が可能である」こと以上の効果が期待できない。
【００１４】
さらに、前述した背景技術の組合せについて検討する。前述した特許文献３に記載された技術及び特許文献４に記載された技術を、単に組み合わせると、認証対象装置がＵＷＢを用いて自己の位置を検出することになる。この場合、距離情報を入手するためには、最低でも２回の信号の送受信が必要になる。
【００１５】
具体的には、１回目の信号の送受信（要求、送信及び確認の３ウェイハンドシェーク）で認証対象装置が測距をし、２回目の信号の送受信で認証実行装置に測距結果を送信する。１回目の信号の送信時には、ＩＤは既知であっても、距離情報は未知である。距離情報が既知となるのは、１回目の信号の送受信が完了した時である。その時に距離情報を知り得るのは、認証対象装置のみである。従って、２回目の信号の送受信で距離情報を認証実行装置に送付しなければ、認証実行装置は距離情報を入手できない。すなわち、背景技術の組み合わせによるシステムでは、１回の信号の送受信で、認証実行装置がＩＤと距離情報の両方を入手することは不可能である。
【００１６】
本発明は、認証のための装置以外の特別な装置を設けることなく、認証対象装置の位置情報を取得し、認証対象装置毎及び認証実行装置毎に適切な認証成立範囲を設定し、小型かつ低消費電力な認証対象装置及び認証実行装置を実現する認証システム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】
【００１７】
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、本発明の認証システムは、ウルトラワイドバンドインパルス信号によって通信する認証対象装置及び認証実行装置を備える認証システムであって、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の識別情報が各装置間で交換される前記ウルトラワイドバンドインパルス信号を用いて、前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離を測定し、前記測定された前記認証実行装置及び前記認証対象装置の間の距離、及び前記交換された認証対象装置の識別情報との組み合わせに基づいて、前記認証対象装置を認証し、前記認証の結果に基づいて制御対象を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、識別子を取得するための通信と、距離情報を取得するための測距とを略同時に実行でき、小型かつ低消費電力な認証対象装置及び認証実行装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお以下に説明する実施の形態は、本発明を実施するための一例を示したに過ぎず、本発明の実施の形態を限定するものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の認証システムの構成例を示すブロック図である。
【００２１】
第１の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、認証対象装置（タグ）６００及び制御対象（ドア）７０１を備える。なお、基地局、リーダ、タグ及びドアの数は限定されなく、複数存在していてもよい。よって、図１に示した構成例では、基地局３００の他に、基地局３９０及び３９１、リーダ４００の他に、リーダ４９０、４９１及び４９２、タグ６００の他にタグ６９０、６９１及び６９２を備える。
【００２２】
この基地局３００と他の基地局３９０及び３９１とは同一の構成でよい。リーダ４００と他のリーダ４９０、４９１及び４９２とは同一の構成でよい。また、タグ６００と他のタグ６９０、６９１及び６９２とは、それぞれ同一の構成でよい。そのため、特別に必要とする場合を除き、基地局３９０及び３９１、リーダ４９０、４９１及び４９２、タグ６９０、６９１及び６９２についての説明は省略する。説明を省略した場合、それぞれは、基地局３００、リーダ４００及びタグ６００と同様に動作する。
【００２３】
リーダ４００は、無線通信によってタグ６００と接続し、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を送信した後、ＩＤ返答信号Ｓ５０２を受信し、その後ＩＤ受取通知信号Ｓ５０３を送信する。
【００２４】
基地局３００は、無線通信によってリーダ４００と接続し、認証依頼信号Ｓ５０４を受信し、認証結果通知信号Ｓ５０５を送信する。また、基地局３００は、無線通信によってドア７０１と接続し、ドア開閉指示信号Ｓ５０６を送信する。
【００２５】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続し、認証依頼信号Ｓ２０１を受信し、認証結果通知信号Ｓ２０２を送信する。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態のサーバ１００の構成例を示すブロック図である。
【００２７】
サーバ１００は、認証用データベース１１０、認証部１２０、入力部１２５及び通信部１３０を備える。サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続し、認証依頼信号Ｓ２０１を受信し、認証結果通知信号Ｓ２０２を送信する。
【００２８】
認証部１２０は、メモリ１２１、判断部１２３及び設定部１２４を備える。メモリ１２１は、基地局３００から取得した情報１２２を格納する。例えば、リーダＩＤ、タグＩＤ及びリーダとタグ間の距離が、メモリ１２１に格納される。
【００２９】
判断部１２３及び設定部１２４は、格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって実施される。具体的には、判断部１２３は、メモリ１２１に格納された情報１２２を、認証用データベース１１０に格納した認証用データ１１１と照合し、認証の可否を判断する。設定部１２４は、入力部１２５から入力されたデータに基づいて、認証用データ１１１を設定する。また、認証用データ１１１は、他の装置からネットワーク２００を介して送信されたデータによって設定されてもよい。
【００３０】
入力部１２５は、キーボード及び／又はマウス等の入力装置を備える。
【００３１】
通信部１３０は、所定のプロトコルに従って、データを送受信するインターフェースである。例えば、ネットワーク２００がインターネット又はイントラネットである場合、通信部１３０は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従ってデータを送受信するネットワークインターフェースである。
【００３２】
認証用データベース１１０は、不揮発性記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ）によって構成されており、リーダとタグとの間の距離情報が、リーダＩＤ及びタグＩＤに関連させて格納されている。後述するように、リーダとタグとの間の距離が、認証用データベース１１０に格納された距離情報より小さければ、タグの認証が成功する。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施の形態の基地局３００の構成例を示すブロック図である。
【００３４】
基地局３００は、ネットワーク通信部３１０、信号処理部３２０、無線通信部３３０及びアンテナ３４０を備える。
【００３５】
信号処理部３２０は、格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって実施される。また、信号処理部３２０は、メモリ３２１を備える。メモリ３２１は、リーダ４００から取得した情報及びサーバ１００からネットワーク２００を介して取得した情報を格納する。信号処理部３２０は、メモリ３２１に格納した情報３２２を、必要に応じて、サーバ１００、リーダ４００及びドア７０１等に送信する。
【００３６】
ネットワーク通信部３１０は、所定のプロトコルに従って、データを送受信するインターフェースである。例えば、ネットワーク２００がインターネット又はイントラネットである場合、ネットワーク通信部３１０は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従ってデータを送受信するネットワークインターフェースである。
【００３７】
無線通信部３３０は、送信機及び受信機を備え、所定の無線通信プロトコルに従って、データを送受信するインターフェースである。
【００３８】
なお、基地局３００は、リーダ４００及びドア７０１以外にも、リーダ４９０及びドア７０２等の他の装置と接続されて、通信してもよい。
【００３９】
また、基地局３００とドア７０１とは、無線通信によって接続されるのではなく、有線通信によって接続されてもよい。又は、ドア７０１は、基地局３００を経由せず、他の装置を経由してネットワーク２００に接続してもよい。さらに、ドア７０１がＴＣＰ／ＩＰインターフェースを備え、直接ネットワーク２００に接続し、サーバ１００と通信してもよい。
【００４０】
図４は、本発明の第１の実施の形態のタグ６００及びリーダ４００の構成例を示すブロック図である。
【００４１】
リーダ４００は、アンテナ４１０、スイッチ４１１、無線通信部４２０及び信号処理部４５０を備える。
【００４２】
無線通信部４２０は、無線受信部４３０及び無線送信部４４０を備える。
【００４３】
無線受信部４３０は、低雑音増幅器４３１、ミキサ４３２Ａ、４３２Ｂ、低域通過フィルタ４３３Ａ、４３３Ｂ、可変利得増幅器４３４Ａ、４３４Ｂ、アナログデジタル変換器４３５Ａ、４３５Ｂ、局部発振器４３６及び位相調整器４３７を備える。また、無線受信部４３０は、二つの受信系統を備える。第１受信系は、ミキサ４３２Ａ、低域通過フィルタ４３３Ａ、可変利得増幅器４３４Ａ、アナログデジタル変換器４３５Ａを備える。第２受信系は、ミキサ４３２Ｂ、低域通過フィルタ４３３Ｂ、可変利得増幅器４３４Ｂ、アナログデジタル変換器４３５Ｂを備える。
【００４４】
無線受信部４３０に入力された信号は、低雑音増幅器４３１によって増幅され、ミキサ４３２Ａによって、局部発振器からのローカル信号と乗算され、周波数が変換される。なお、位相調整器４３７は、ローカル信号の位相を変化させ、位相がπ／２異なった信号を、第１受信系と第２受信系とに供給する。
【００４５】
その後、中間周波数に変換された信号は、低域通過フィルタ４３３Ａによって、所望の周波数信号が抽出され、可変利得増幅器４３４Ａによって所望のレベルまで増幅される。その後、増幅された中間周波数信号は、アナログデジタル変換器４３５Ａによってデジタル信号に変換され、信号処理部４５０に入力される。
【００４６】
無線送信部４４０は、電力増幅器４４１及びパルス生成器４４２を備える。信号処理部４５０によって生成された信号は、パルス生成器４４２に入力され、所定のパルス信号に変換される。その後、パルス信号は、所望のレベルまで増幅され、スイッチ４１１を介して、アンテナ４１０から送信される。
【００４７】
アンテナ４１０と、無線受信部４３０及び無線送信部４４０との間には、スイッチ４１１を備える。スイッチ４１１は、制御部（図示省略）からの制御信号に基づいて、送信と受信を切り替える。
【００４８】
スイッチ４１１及び無線通信部４４０の構成は、無線通信機能を実現するための一例に過ぎず、図示された構成に限定されない。例えば、スイッチ４１１の代わりにサーキュレータを用いてもよい。また、可変利得増幅器４３４を低域通過フィルタ４３３の前段に配置してもよい。さらに、局部発振器４３６及び位相調整器４３７の代わりにテンプレートパルス生成器を用いてもよい。
【００４９】
信号処理部４５０は、カウンタ４５１及びメモリ４５２を備える。カウンタ４５１は、リーダ４００とタグ６００との間の距離を測定するために計数する。メモリ４５２は、基地局３００及びタグ６００から取得した情報を格納する。さらにメモリ４５２は、他の装置がリーダ４００を一意に特定可能な識別子を格納する。
【００５０】
信号処理部４５０は、必要に応じて、メモリ４５２に格納された情報４５３を読み出して、基地局３００及びタグ６００等に伝送する。
【００５１】
図４には、タグ６００及び基地局４００との間の無線通信に用いられるパケットの構成も示す。
【００５２】
パケット５００は、プリアンブル、ＳＦＤ、ヘッダ及びデータを含む。
【００５３】
プリアンブルは、所定のビット列の信号で、受信側でビット同期をとるために使用される。ＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）は、プリアンブルとヘッダ及びデータとの間に存在する固有のビット列の信号で、プリアンブルの直後に配置され、フレームの開始を示す。ヘッダは、宛先アドレス、送信元アドレス及びデータ長等が含まれる。データは、このパケット５００で送信しようとするデータである。
【００５４】
カウンタ４５１の、カウント開始と停止のタイミングは、パケット５００の中のＳＦＤを用いるとよい。他に、ヘッダ又はデータに固有の符号列を加えてカウント開始と停止のタイミングを与えてもよい。
【００５５】
また、リーダ４００は、基地局３００の機能を備えてもよい。その場合、リーダ４００は、基地局３００を経由することなくネットワーク２００を介してサーバ１００と接続できる。また、基地局３００とリーダ４００とは、中継装置（例えば、他のリーダ）を経由して接続されてもよい。中継装置は、基地局とリーダとの間の通信を中継するため、アンテナ、無線送受信部及び信号処理部を備える。
【００５６】
タグ６００は、アンテナ６１０、無線通信部６２０及び信号処理部６３０を備える。信号処理部６３０は、リーダ４００から取得した情報を格納するメモリ６３１を備える。メモリ６３１は、他の装置がタグ６００を一意に識別可能な識別子を格納する。
【００５７】
図５は、本発明の第１の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す。
【００５８】
適用例７００では、二つのドア７０１、７０２が隣接して設けられている。各ドア７０１、７０２の近傍には、各々リーダ４００、４９０が設けられている。リーダ４００はドア７０１と関連付けられており、リーダ４９０はドア７０２と関連付けられている。
【００５９】
ドア７０１及び７０２は、錠、制御部及び通信部を備える。ドア７０１及び７０２は、ドア開閉指示信号Ｓ５０６を受信すると、受信したドア開閉指示信号Ｓ５０６の内容によって、解錠又は施錠をする。
【００６０】
リーダ４００、４９０は、基地局３００と無線によって接続され、リーダが受信したタグの情報を送信する。
【００６１】
図６は、本発明の第１の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。以下、図６を参照して、リーダ４００が、タグ６００の識別子とリーダ４００とタグ６００の間の距離情報とを取得し、認証する例について説明する。
【００６２】
まず、リーダ４００はＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を送信する。ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１は、リーダ４００の識別子を含む。また、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１の中のＳＦＤを送信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを開始する（８０１）。
【００６３】
次に、タグ６００は、リーダ４００によって送信されたＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を受信すると、ＩＤ返答信号Ｓ５０２を送信する。ＩＤ返答信号Ｓ５０２は、ＩＤ返答信号Ｓ５０２を送信するタグ６００の識別子と、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１に含まれるリーダ４００の識別子とを含む。ＩＤ返答信号Ｓ５０２に含まれるタグ６００の識別子とリーダ４００の識別子は、リーダ４００のみによって復号可能な暗号化手段（リーダ４００に特有の暗号鍵）によって暗号化してもよい。
【００６４】
次に、リーダ４００は、ＩＤ返答信号Ｓ５０２を受信する。そして、ＩＤ返答信号Ｓ５０２の中のＳＦＤを受信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを停止する（８０２）。カウンタ４５１によるカウントの停止後、リーダ４００は、ＩＤ受取通知信号Ｓ５０３を送信する。ＩＤ受取通知信号Ｓ５０３は、タグ６００のＩＤとリーダ４００のＩＤを含む。
【００６５】
次に、タグ６００は、ＩＤ受取通知信号Ｓ５０３を受信すると、所定の時間、リーダ４００から送信されるＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を受信しても、ＩＤ返答信号Ｓ５０２を送信しないようにする（８０３）。なお、タグ６００が、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を受信できないようにしてもよい。
【００６６】
一つのＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１に対し複数のタグがＩＤ返答信号Ｓ５０２を送信すると、リーダは同時に複数のＩＤ返答信号Ｓ５０２を受信できない。しかし、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を複数回行うことによって、リーダ４００の周囲に存在する複数のタグの識別子及び距離情報を取得することができる。これは、ＩＤ受取通知信号Ｓ５０３によって、既にＩＤ及び距離情報がリーダ４００によって取得されたタグは返答停止状態（８０３）にあるためである。
【００６７】
すなわち、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１を送信する度に、ＩＤ及び距離情報が未取得のタグのみがＩＤ返答信号Ｓ５０２を送信するため、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を繰り返すことによって、ＩＤ及び距離情報が取得されていないタグの数は減少する。
【００６８】
リーダ４００とタグ６００の間の距離は、カウンタ４５１のカウント数に基づいて算出される。まず、カウンタ４５１のカウント数からリーダ４００及びタグ６００内部での信号処理に要する時間に相当するカウント数を減じる。信号処理に要する時間は予めリーダ４００に記憶しておくとよい。又は、ＩＤ返答信号Ｓ５０２にタグ６００の内部処理に要する時間の情報を含めて、内部処理に要する時間の情報がタグ６００からリーダ４００に送信されてもよい。
【００６９】
また、ＩＤ返答信号Ｓ５０２が複数のタグから送信され、リーダ４００がタグ６００のＩＤ返答信号Ｓ５０２を受信できなかった場合は、タグ６００はＩＤ返答信号Ｓ５０２を再送してもよい。タグ６００がＩＤ返答信号Ｓ５０２を再送し、リーダ４００が受信した場合は、タグ６００がＩＤ返答信号Ｓ５０２を再送するまでに経過した時間も、カウンタ４５１のカウント数から減じる。
【００７０】
カウンタ４５１のカウント数から、各装置での信号処理に要する時間に相当する数が減算されたカウント数は、ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１及びＩＤ返答信号Ｓ５０２の伝播時間に相当する。自由空間中では、電波は光速で伝播するため、片道の伝播時間に光速を乗算することによって、リーダ４００とタグ６００との間の距離を算出することができる。
【００７１】
第１の実施の形態の適用例７００のような入退室管理システムの場合、タグを携帯する人を識別する必要があるため、測距精度は３０ｃｍ程度が必要とされる。また、３０ｃｍ程度の精度があれば、第１の実施の形態は一般的な開閉装置にも適用できる。さらに、第１の実施の形態は、空調、照明、ＯＡ機器及び家電等の動作制御にも適用できる。
【００７２】
測距精度３０ｃｍを実現するには、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）無線通信、特にインパルス方式のＵＷＢ（ＵＷＢ−ＩＲ）無線通信を用いるのが望ましい。ＵＷＢ無線通信とは、５００ＭＨｚ以上又は中心周波数の２０％以上という非常に広い周波数帯域を使用する無線通信である。また、ＵＷＢ−ＩＲ無線通信とは、ＵＷＢ無線通信の一方式で、短い時間幅のパルスを間欠的に送信する無線通信である。
【００７３】
図７は、ＵＷＢ−ＩＲ無線通信に用いられる信号波形の一例を示す。
【００７４】
３０ｃｍの測距精度を実現するためには、光速は３０万ｋｍ／秒であるため、１ナノ秒の時間分解能が必要である。すなわち、使用されるパルス信号のピークの位置を１ナノ秒の精度で検出する必要がある。そのため、パルス幅は２ナノ秒程度に短くするとよい。パルス幅を短くすると測距精度が向上し、パルス幅を長くすると測距精度は劣化する。そのため、必要な測距精度に応じてパルス幅を調整してもよい。
【００７５】
リーダ４００は、他のタグについても、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を行い、周囲に存在するタグの情報を取得する。その後、リーダ４００は、取得した識別子及び距離情報にリーダの識別子を付加し認証依頼信号Ｓ５０４を生成する。リーダ４００は、生成された認証依頼信号Ｓ５０４を基地局３００へ送信する。リーダ４００は、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を予め設定した回数だけ繰り返してもよいし、ＩＤ及び距離情報を取得していないタグが検出されなくなるまで繰り返してもよい。また、両方を併用してもよい。認証依頼信号Ｓ５０４は、リーダ４００の識別子、タグ６００の識別子及びリーダ４００とタグ６００の間の距離情報を含む。
【００７６】
また、図６に示すＩＤ及び距離情報取得手順８００は、リーダ４００がタグ６００より先に信号を送信し、リーダ４００がタグ６００の識別子及び距離情報を取得する。この場合、タグ６００は、リーダ４００からＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１がいつ送信されてもよいように、受信待ち受け状態となっている必要がある。タグ６００の無線通信部６２０は、リーダ４００の無線通信部４２０と同じ構成でよい。しかし、タグ６００が、受信信号強度を検出する簡易な検波器を別に備え、受信待ち受け状態では、この簡易検波器を使用し、無線通信部６２０の動作を停止させてもよい。ＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１がリーダ４００から送信されると、簡易検波器は、受信したＩＤ問い合わせ信号Ｓ５０１の強度を検出し、無線通信部６２０の動作を開始させる。これによって、タグ６００がＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行できる状態にする。このように、簡易検波器を使用することによって、タグ６００の受信待ち受け状態における消費電力を低減することができる。
【００７７】
基地局３００は、認証依頼信号Ｓ５０４を受信すると、受信した認証依頼信号Ｓ５０４をサーバ１００に転送する。
【００７８】
サーバ１００は、基地局３００から認証依頼信号Ｓ２０１を受信すると、認証用データ１１１を参照して認証判断を行う（８０４）。具体的には、サーバ１００は、受信した認証依頼信号Ｓ２０１の内容と、認証用データベース１１０に格納されている認証用データ１１１を照合し、認証条件を満たすか否かを判断する。認証用データ１１１はリーダの識別子、タグの識別子、及びリーダとタグの間の距離情報を含む。例えば、認証用データ１１１によると、リーダ１（４００）がタグ１（６００）の認証を依頼してきた場合は、リーダ４００とタグ６００の間の距離が３０ｃｍ未満であれば、認証が成功する。また、リーダ３（４９１）がタグ２（６９０）の認証を依頼してきた場合は、リーダ４９１とタグ６９０の間の距離に関わらず認証は失敗する。
【００７９】
サーバ１００は、認証判断を終えると、基地局３００に対して認証結果通知信号Ｓ２０２を送信する。基地局３００は、必要に応じて、認証結果通知信号Ｓ２０２の内容をリーダ４００及びドア７０１に転送する。
【００８０】
リーダ４００は、認証結果通知信号Ｓ５０５を受信すると、認証結果に基づいて、所定の動作をする。例えば、リーダ４００は、何らかの手段（例えば、表示又は音）によって、受信した認証結果をタグ６００を携帯している人に通知してもよい。また、リーダ４００は、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を再度繰り返してもよい。
【００８１】
ドア７０１は、ドア開閉指示信号Ｓ５０６を受信すると、認証結果に基づいて、所定の動作をする（８０５）。例えば、ドア７０１は、認証結果が成功であれば解錠し、認証結果が失敗であれば施錠する。また、ドア７０１は、表示部及び／又はスピーカを備え、認証結果が失敗であれば警告を発してもよい。
【００８２】
なお、ドア７０１が基地局３００を介さずにネットワーク２００と接続されてれば、サーバ１００は、基地局３００を介さずに、ドア開閉指示信号Ｓ５０６を送信してもよい。また、ドア７０１が他の基地局やリーダと接続されていれば、ドア開閉指示信号Ｓ５０６はそれらの装置によって中継されてもよい。
【００８３】
次に、前述した認証シーケンスの変形例を説明する。図６に示す認証シーケンスは、タグ６００よりもリーダ４００が先に信号を送信したが、リーダ４００よりもタグ６００が先に信号を送信し、リーダ４００がタグ６００の識別子及び距離情報を取得する方法もある。
【００８４】
図８は、タグ６００がリーダ４００に対して認証を要求する場合の、認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【００８５】
まず、タグ６００はリーダ４００に対して認証要求信号Ｓ５２１を送信する。
例えば、タグ６００が操作部を備え、操作部の操作によって、タグ６００が認証要求信号Ｓ５２１を送信してもよい。また、タグ６００が、周期的に、認証要求信号Ｓ５２１を送信してもよい。認証要求信号Ｓ５２１はタグ６００の識別子を含む。
【００８６】
次に、リーダ４００は、認証要求信号Ｓ５２１を受信すると、ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２を送信する。ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２は、ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２を送信するリーダ４００の識別子と、認証要求信号Ｓ５２１に含まれるタグ６００の識別子とを含む。また、ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２の中のＳＦＤを送信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを開始する（８０１）。
【００８７】
次に、タグ６００は、ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２を受信すると、認証要求停止信号Ｓ５２３を送信する。認証要求停止信号Ｓ５２３はリーダ４００の識別子とタグ６００の識別子を含む。
【００８８】
次に、リーダ４００は、認証要求停止信号Ｓ５２３を受信する。そして、認証要求停止信号Ｓ５２３の中のＳＦＤを受信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを停止する（８０２）。また、リーダ４００は、認証要求停止信号Ｓ５２３を受信すると、所定の時間、タグ６００から送信される認証要求信号Ｓ５２１を受信しても、ＩＤ受取通知信号Ｓ５２２を送信しないようにする（８５１）。又は、リーダ４００は、認証要求信号Ｓ５２１を受信できないようにしてもよい。
【００８９】
なお、リーダ４００とタグ６００の間の測距は、認証要求信号Ｓ５２１とＩＤ受取通知信号Ｓ５２２を用いてタグ６００が行ってもよい。なお、タグ６００が測距する場合は、タグ６００が、リーダ４００に備わるカウンタ４５１と同様のカウンタを備える必要がある。さらに、認証要求停止信号Ｓ５２３は、リーダ４００の識別子及びタグ６００の識別子に加えて、測距結果の情報を含む。
【００９０】
また、タグ６００が認証要求信号Ｓ５２１とＩＤ受取通知信号Ｓ５２２とを用いて測距する方法と、リーダ４００がＩＤ受取通知信号Ｓ５２２と認証要求停止信号Ｓ５２３とを用いて測距する方法との両方を併用してもよい。
【００９１】
ここまでの処理で、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０が完了する。
【００９２】
その後、リーダ４００は、認証依頼信号Ｓ５０４を送信する。その後の処理は、前述した図６に示す認証シーケンスと同じである。
【００９３】
前述したように、第１の実施の形態によると、リーダ４００とタグ６００との間の認証のための無線通信だけで、リーダ４００はタグ６００の識別子と距離情報の両方を取得することができる。リーダ４００とタグ６００との測距のために新たな装置を設けたり、測距のためだけに通信する必要がない。そのため、装置を小型にすることができる。また、装置の消費電力を低減することができる。さらに、認証に必要な時間も短縮することができる。
【００９４】
すなわち、前述した仮想的な従来技術と比較し、認証対象装置と認証実行装置との問での信号の送受信回数を半減することができるため、消費電力を低減することができる。
【００９５】
また、リーダ４００が測距する場合は、距離情報をデータに含める必要がないため、パケット長が長くなることを防ぐことができ、トラフィックの増加を防止できる。
【００９６】
また、ＧＰＳを用いる従来の方法と比べて、高精度に測距することができる。ＧＰＳの精度は数ｍであるのに対し、本発明の第１の実施の形態によると、数十ｃｍの精度を実現することができる。また、ＧＰＳは、衛星からの電波が受信できない屋内では使用が困難であるが、本発明の第１の実施の形態は、屋内でも容易に使用することができる。
【００９７】
また、第１の実施の形態では、加速度センサを用いる従来技術と異なり、初期設定を必要としない。
【００９８】
また、タグが測距する従来の方法では、タグとリーダの間は最低２回の通信が必要である。これに対し、第１の実施の形態では、タグとリーダの間は最低１回の通信で足りる。
【００９９】
また、認証用データ１１１を適切に設定すれば、タグ６００がドア７０１の解錠を試みた時に、隣のドア７０２の解錠を避けることができる。よって、セキュリティや利便性を向上できる。
【０１００】
また、リーダやタグの小型化及び低消費電力化によって、リーダの設置コストを低減することができる。また、人がタグを携帯しやすくなったり、物品にタグを貼り付けやすくなる。これによって、場所や環境の制約が緩和され、入退室管理だけではなく、一般的な開閉装置の制御、及び電子装置の制御等、様々な用途の認証システムに、本発明を導入することが可能となる。例えば、本発明は、タグを携帯した人が近づくと電源が入り使用可能な状態になる電子装置、及び薬品保管庫の施錠等に適用することができる。
【０１０１】
さらに、本発明を適用した認証システムは、認証用データベース１１０の設定を変更するだけで様々な用途に適用可能であり、システムや用途の変更及び追加などに柔軟に対応できる。
【０１０２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述した第１の実施の形態では、タグとリーダ間の距離を認証条件としたが、第２の実施の形態では、認証条件はさらにタグが存在する方向を含む。
【０１０３】
第２の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、認証対象装置（タグ）６００及び制御対象（ドア）７０１を備える。第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態とサーバ１００、基地局３００及びリーダ４００の構成が異なる。なお、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１０４】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続する。基地局３００は、無線通信によってリーダ４００及びドア７０１と接続する。リーダ４００は、無線通信によってタグ６００と接続する。
【０１０５】
なお、基地局３００とドア７０１は、有線通信によって接続されてもよい。また、ドア７０１は、リーダ４００と接続してもよい。また、ドア７０１は、ネットワーク２００を介してサーバ１００と接続してもよい。
【０１０６】
また、リーダ４００及び／又はドア７０１は、基地局の機能を備えてもよい。また、リーダ４００と基地局３００との間に中継装置を設けてもよい。なお、基地局、リーダ、タグ、ドアは複数設けられてもよい。
【０１０７】
図９は、本発明の第２の実施の形態のリーダ４００の構成例を示すブロック図である。
【０１０８】
リーダ４００は、アンテナ４１０及びアンテナ４１２を備える。さらに、リーダ４００は、アンテナ４１０とアンテナ４１２とを切り替えるスイッチ４１３を備える。アンテナ４１０は部屋の内側のみと通信するために使用され、アンテナ４１２は部屋の外側のみと通信するために使用される。
【０１０９】
メモリ４５２は、取得したタグの識別子、リーダとタグの間の距離情報、部屋の内外を示す方向情報及びリーダの識別子を格納する。信号処理部４５０は、必要に応じて、メモリ４５２に格納された情報４５４を読み出して、基地局３００及びタグ６００等に伝送する。
【０１１０】
図１０は、本発明の第２の実施の形態の基地局３００の構成例を示すブロック図である。基地局３００は、リーダ４００から取得した方向情報を含む情報３２３をメモリ３２１に格納する。
【０１１１】
図１１は、本発明の第２の実施の形態のサーバ１００の構成例を示すブロック図である。サーバ１００は、認証用データベース１１０に、タグの識別子、リーダの識別子、リーダとタグの間の距離情報及び方向情報を含む認証用データ１１２を格納する。サーバ１００は、基地局３００から取得した方向情報を含む情報１２６をメモリ１２１に格納する。
【０１１２】
図１２は、本発明の第２の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す。図１２は、第２の実施の形態の認証システムを上から見た様子を示す。
【０１１３】
適用例７０３では、二つのドア７０１、７０２が隣接して設けられている。各ドア７０１、７０２の近傍には、各々リーダ４００、４９０が設けられている。リーダ４００はドア７０１と関連付けられており、リーダ４９０はドア７０２と関連付けられている。
【０１１４】
各リーダ４００、４９０は、部屋の内部及び外部にアンテナを備え、各アンテナによって部屋の内外と無線で通信する。これによって、リーダ４００、４９０は、部屋の内外を区別することができる。
【０１１５】
図１３は、本発明の第２の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。以下、図１３を参照して、リーダ４００が、タグ６００の識別子とリーダ４００とタグ６００の間の距離情報とを取得し、さらに、アンテナ４１０とアンテナ４１２を切り替えることによって方向情報も取得し、認証する例について説明する。
【０１１６】
まず、リーダ４００は、第１のアンテナ４１０を選択し（８０６）、部屋の内側に対して、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行する。次に、第２のアンテナ４１２を選択し（８０７）、部屋の外側に対しても同様に、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行する。方向情報は、アンテナ選択８０６及び８０７のどちらでタグ６００の識別子及び距離情報を取得したかを示す情報で、タグ６００が部屋の内側にあるか、外側にあるかを識別する。
【０１１７】
このとき、部屋の内側に認証すべきタグが存在しないことが予めわかっている場合には、アンテナ４１０の選択８０６を省略し、アンテナ４１２の選択８０７から認証処理を開始してもよい。一方、部屋の外側に認証すべきタグが存在しないことが予めわかっている場合には、アンテナ４１２の選択８０７を省略してもよい。このようにすることで、認証に要する時間を短縮でき、消費電力を低減できる。
【０１１８】
なお、アンテナ選択８０６及び８０７のどちらでもタグ６００の識別子及び距離情報が取得できた場合、強い信号強度で情報が取得できたアンテナによって、タグ６００が部屋の内側にあるか、外側にあるかを識別してもよい。
【０１１９】
また、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の代わりに、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０（図８参照）を実行してもよい。
【０１２０】
リーダ４００は、各アンテナを用いたＩＤ及び距離情報取得手順を複数回繰り返し、周囲のタグの識別子及び距離情報を取得する。その後、リーダ４００は、アンテナ４１０及びアンテナ４１２の両方を選択し（８０８）、基地局３００に認証依頼信号Ｓ５０７を送信する。認証依頼信号Ｓ５０７及びＳ２０３は、リーダ４００の識別子、タグ６００の識別子、タグ６００とリーダ４００の間の距離情報及びタグ６００の方向情報を含む。
【０１２１】
このとき、基地局３００が部屋の内側に存在することが予めわかっている場合には、リーダ４００は、アンテナ選択８０８において、アンテナ４１０及びアンテナ４１２の両方を選択する必要はない。すなわち、リーダ４００は、アンテナ４１０のみを選択し、認証依頼信号Ｓ５０７を部屋の内側にのみ送信してもよい。一方、基地局３００が部屋の外側に存在することが予めわかっている場合には、リーダ４００は、アンテナ４１２のみを選択し、認証依頼信号Ｓ５０７を部屋の外側にのみ送信してもよい。このようにすることで、不要な電波の放射を抑え、無線送信部４４０の電力増幅器４４１が消費する電力を削減できる。
【０１２２】
サーバ１００は、認証依頼信号Ｓ２０３を受信すると、認証用データ１１２と認証依頼信号Ｓ２０３の情報とを照合し、認証判断を行う（８０４）。以後、前述した第１の実施の形態と同様に、認証結果をリーダ４００に通知し、ドア７０１にドアの開閉を指示する（Ｓ５０６、８０５）。
【０１２３】
認証用データ１１２はリーダの識別子、タグの識別子、リーダとタグの間の距離情報及び方向情報を含む。たとえば、リーダ１（４００）がタグ１（６００）の認証を依頼してきた場合は、タグ６００が部屋の外側にあれば、リーダ４００とタグ６００の間の距離が３０ｃｍ未満で認証が成功する。一方、タグ６００が部屋の内側にあれば、リーダ４００とタグ６００の間の距離が部屋の外側の時の２倍の距離６０ｃｍ未満で認証が成功する。
【０１２４】
図９及び図１３では、二つのアンテナを用いる例を示したが、用途によっては三つ以上のアンテナを用いてもよい。三つ以上のアンテナを用いることによって、より高精度な方向情報を得ることができる。また、基地局と通信するためのアンテナと、タグと通信するためのアンテナの、二つ以上のアンテナを備えてもよい。
【０１２５】
さらに、アレイアンテナを用い、詳細な方向情報を得ることも可能である。図１４は、アレイアンテナを備えたリーダ４００の構成例を示すブロック図である。
【０１２６】
図１４に示すリーダ４００は、アレイアンテナを構成するアンテナ素子４１４、４１５、４１６、４１７、位相・振幅調整部４６０、４６１、４６２、４６３、無線通信部４２０、及び信号処理部４５０を備える。各アンテナ素子４１４〜４１７で受信した信号は、位相・振幅調整部４６０〜４６３に入力され、所望の振幅及び位相に調整される。そして、各位相・振幅調整部４６０〜４６３から出力された信号は、混合されて、無線通信部４２０に入力される。
【０１２７】
リーダ４００を、このように構成すれば、アレイアンテナを構成する各アンテナで受信した電力及び位相に基づいて、タグから送信された信号の到来方向を推定することができる。また、到来方向を推定するだけではなく、各アンテナから送信する電力及び位相を調整することによって、特定の方向に向けて信号を送信することもできる。
【０１２８】
図１５から図１７は、本発明の第２の実施の形態の認証システムの他の適用例を説明する図である。
【０１２９】
図１５は、本発明の第２の実施の形態を部屋の照明の制御に適用した例を示す。
【０１３０】
リーダ４９１は、照明器具７０６が設置された部屋７０４の中央に設置され、指向性を持つ四つのアンテナを備える。各アンテナは通信範囲７１０、７１１、７１２、７１３で無線通信ができる。リーダ４９１は、各通信範囲７１０、７１１、７１２、７１３内に、タグが存在するか否かを識別する。タグが存在すれば（タグを携帯する人がいれば）照明７０６をつけ、タグが存在しなければ（タグを携帯する人がいなければ）照明を消す。これによって、無駄な照明を自動的に消灯し、コストを低減できる。
【０１３１】
図１６及び図１７は、本発明の第２の実施の形態を、表示装置に適用した例を示す。図１６は、表示装置の正面図であり、図１７は、表示装置の上面図である。
【０１３２】
リーダ４９２は、表示装置７０５に設置され、指向性アンテナ及び無指向性アンテナを備える。指向性アンテナは通信範囲７１４で通信でき、無指向性アンテナは通信範囲７１５で通信できる。指向性アンテナの通信範囲７１４は、表示装置に表示される情報を視認できる範囲に調整する。
【０１３３】
リーダ４９２は、指向性アンテナを用いてタグを認証し、無指向性アンテナを用いて基地局と通信する。よって、リーダ４９２は、通信範囲７１４に存在するタグを認証することができる。
【０１３４】
例えば、通信範囲７１４に権限あるタグが存在するときに、その情報を閲覧する権限のある人が表示装置に正対していると判断し、表示装置に機密情報を表示する。一方、権限のある人が表示装置の前から離れると、権限あるタグが認証できなくなるので、表示装置の表示内容を変更し、情報の漏えいを防ぐ。また、情報を閲覧する権限のない人が表示装置を視認できる範囲に入った場合のみ、表示装置の表示内容を変更し、情報漏えいを防ぐこともできる。このようにして、表示装置に表示される情報のセキュリティを高めることができる。
【０１３５】
前述したように、第２の実施の形態によると、アンテナを複数設置することによって、タグの存在する方向を特定することができる。これによって、認証条件に、ＩＤと距離情報の他に、方向情報を加えることが可能となり、より細かい認証条件の設定が可能となる。よって、セキュリティや利便性をよりいっそう向上することができる。
【０１３６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。前述した第１の実施の形態では、タグとリーダ間の距離を認証条件としたが、第３の実施の形態では、認証条件はタグと複数のリーダの間の距離の情報を含む。
【０１３７】
第３の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、リーダ４９０、認証対象装置（タグ）６００及び制御対象（ドア）７０８を備える。第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態とサーバ１００及び基地局３００の構成が異なる。なお、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１３８】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続する。基地局３００は、無線通信によってリーダ４００、リーダ４９０及びドア７０８と接続する。リーダ４００及びリーダ４９０は、無線通信によってタグ６００と接続する。
【０１３９】
なお、基地局３００とドア７０８は、有線通信によって接続されてもよい。また、ドア７０８は、リーダ４００及びリーダ４９０と接続してもよい。また、ドア７０８は、ネットワーク２００を介してサーバ１００と接続してもよい。
【０１４０】
また、リーダ４００、リーダ４９０及びドア７０１のいずれかが、基地局の機能を備えてもよい。また、リーダ４００と基地局３００との間に及び／又はリーダ４９０と基地局３００の間に中継装置を設けてもよい。また、リーダ４００及びリーダ４９０は、それぞれ異なる基地局を介してサーバ１００に接続してもよい。なお、基地局、リーダ、タグ及びドアは複数設けられてもよい。
【０１４１】
図１８は、本発明の第３の実施の形態のサーバ１００の構成例を示すブロック図である。サーバ１００は、認証用データベース１１０に、タグの識別子、リーダの識別子、リーダ間の距離情報及びリーダとタグの間の認証情報を含む認証用データ１１３を格納する。リーダ間の距離は、該当するリーダ同士で測距開始信号Ｓ５１３及び測距終了信号Ｓ５１４を送受信することによって測定される。
【０１４２】
リーダとタグの間の距離情報はリーダ間の距離に基づいて予め設定される。例えば、認証条件は、タグと二つのリーダとの距離の和と、リーダ間の距離の関係で規定される。より具体的には、タグ６００とリーダ４００の間の距離と、タグ６００とリーダ４９０の間の距離との和が、リーダ４００とリーダ４９０の間の距離９０ｃｍの１．５倍未満であれば認証が成功する。また、タグ６００とリーダ４００の間の距離と、タグ６００とリーダ４９０の間の距離との和が、リーダ４００とリーダ４９０の間の距離９０ｃｍより３０ｃｍ以内（すなわち１２０ｃｍ以内）であれば認証を成功させてもよい。
【０１４３】
すなわち、第３の実施の形態では、認証条件は、タグと二つのリーダとの距離の和と、リーダ間の距離に所定値を加えた又は所定値を乗じた値との比較によって規定される。
【０１４４】
図１９は、本発明の第３の実施の形態の基地局３００の構成例を示すブロック図である。基地局３００は、サーバ１００から受信したリーダ間測距支持信号Ｓ２０４及びリーダ間測距結果通知信号Ｓ５１２に含まれる情報３２４をメモリ３２１に格納する。基地局３００は、必要に応じて、メモリ３２１に格納された情報３２４をサーバ１００、リーダ４００及びリーダ４９０等に送信する。
【０１４５】
図２０は、本発明の第３の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す。図２０は、第３の実施の形態の認証システムを正面から見た様子及び上から見た様子を示す。
【０１４６】
適用例７０７では、左右にスライドして開閉するドア７０８の両側に、リーダ４００とリーダ４９０が設けられている。リーダ４００、４９０はドア７０８と関連付けられている。
【０１４７】
第３の実施の形態では、認証条件にリーダと複数のタグの間の距離情報を含む。例えば、前述したように、認証条件が、タグ６００とリーダ４００の間の距離と、タグ６００とリーダ４９０の間の距離との和が、リーダ４００とリーダ４９０の間の距離９０ｃｍの１．５倍未満であれば、楕円形の認証領域７１６が定まる。
【０１４８】
図２１は、本発明の第３の実施の形態の認証用データベース設定手順の例を説明するシーケンス図である。この設定手順は、システムを起動したときに実行されてもよいし、システム構築の際に初期設定として一度だけ実行されてもよいし、周期的に実行されてもよい。
【０１４９】
まず、サーバ１００は、リーダ４００及びリーダ４９０に対して、リーダ４００とリーダ４９０の間の距離を測定する指示信号Ｓ２０４を送信する。リーダ間測距指示信号Ｓ２０４は、測距するリーダの識別子（リーダ４００の識別子及びリーダ４９０の識別子）及び測距指示の情報を含む。サーバ１００は、リーダ間測距指示信号Ｓ２０４を、基地局３００を経由し、各リーダへ送信する。
【０１５０】
リーダ４００及びリーダ４９０は、基地局３００からリーダ間測距指示信号Ｓ５１１Ａ及びＳ５１１Ｂを受信すると、リーダ間の距離の測定を開始する。リーダ間測距指示信号Ｓ５１１には、どちらのリーダが測距開始信号Ｓ５１３を送信するかの情報も含まれている。図２１に示す場合、リーダ４００が、測距開始信号Ｓ５１３を送信し、距離を測定するが、リーダ４９０が、測距開始信号Ｓ５１３を送信し、距離を測定してもよい。
【０１５１】
次に、リーダ４００は、リーダ４９０との間の距離を測定するための測距開始信号Ｓ５１３を送信する。測距開始信号Ｓ５１３は、リーダ４００の識別子及びリーダ４９０の識別子が含まれる。また、測距開始信号Ｓ５１３の中のＳＦＤを送信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを開始する（８０９）。
【０１５２】
、リーダ４９０は、測距開始信号Ｓ５１３を受信すると、測距終了信号Ｓ５１４を送信する。測距終了信号Ｓ５１４は、リーダ４００の識別子とリーダ４９０の識別子を含む。
【０１５３】
次に、リーダ４００は、測距終了信号Ｓ５１４を受信する。そして、測距終了信号Ｓ５１４の中のＳＦＤを受信したタイミングで、カウンタ４５１はカウントを停止する（８１０）。第１の実施の形態で説明したように、カウンタ４５１のカウント数から信号の伝播時間を求め、信号の伝搬時間からリーダ間の距離情報を取得する。
【０１５４】
次に、リーダ４００は、リーダ４００の識別子及びリーダ４９０の識別子を取得した距離情報に付加し、測距結果通知信号Ｓ５１２を生成する。そして。リーダ４００は、生成された測距結果通知信号Ｓ５１２を基地局３００に送信する。
【０１５５】
基地局３００は、測距結果通知信号Ｓ２０５を受信すると、受信した測距結果通知信号Ｓ２０５をサーバ１００に送信する。
【０１５６】
図２２は、本発明の第３の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。以下、図２２を参照して、リーダ４００及びリーダ４９０がタグ６００の識別子とタグ６００との間の距離情報とを取得し、認証をする例について説明する。
【０１５７】
まず、リーダ４００とリーダ４９０は、それぞれＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行する。ＩＤ及び距離情報取得手順８００は複数回実行され、リーダ４００及びリーダ４９０の周囲に存在するタグの情報を取得する。なお、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の代わりに、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０（図８参照）を実行してもよい。
【０１５８】
次に、各リーダ４００、４９０は、取得した識別子及び距離情報に各リーダの識別子を付加し認証依頼信号Ｓ５０４Ａ、Ｓ５０４Ｂを生成する。生成された認証依頼信号Ｓ５０４Ａ、Ｓ５０４Ｂは、基地局３００へ送信される。基地局３００は受信した認証依頼信号Ｓ５０４Ａ、Ｓ５０４Ｂに含まれる情報を認証依頼信号Ｓ２０１Ａ、Ｓ２０１Ｂによってサーバ１００へ送信する。
【０１５９】
認証依頼信号Ｓ２０１を受信したサーバ１００は、認証用データベース１１０に格納された認証用データ１１３と、メモリ１２１に格納された認証依頼信号Ｓ２０１に含まれる情報１２２とを照合し、認証判断を行う（８０４）。例えば、認証用データ１１３によると、リーダ１（４００）及びリーダ２（４９０）から認証依頼を受けた場合、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離と、タグ１（６００）とリーダ２（４９０）の間の距離の和が、図２１で示した設定手順で測定したリーダ４００とリーダ４９０の間の距離（９０ｃｍ）の１．５倍の距離未満であれば、認証が成功する。また、タグ３（６９１）とリーダ３（４９１）の間の距離と、タグ３（６９１）とリーダ４（４９２）の間の距離との和が、図２１で示した設定手順で測定したリーダ３（４９１）とリーダ４（４９２）の間の距離１．８ｍに６０ｃｍを足した距離未満であれば認証が成功する。
【０１６０】
以後、前述した第１の実施の形態と同様に、基地局３００を介して、リーダ４００、４９０に認証結果を通知し（Ｓ２０２、Ｓ５０５Ａ、Ｓ５０５Ｂ）、ドア７０８にドアの開閉を指示する（Ｓ５０６、８０５）。
【０１６１】
図２１及び図２２に示した例では、リーダは二つであったが、三つ以上のリーダを備えてもよい。三つ以上の位置が既知のリーダを用いれば、３点測量によりタグの位置を特定することもできる。また、図２２に示す例では、各リーダとタグの間の距離の和を用いて認証を成功させるかを判断したが、各リーダとタグの間の距離に対して演算を行った結果を用いて認証を成功させるかを判断してもよい。和に限らず様々な演算をすることによって、より好適な認証条件を設定することができる。
【０１６２】
また、全てのリーダがタグの識別子及びタグとの間の距離情報を取得したが、一部のリーダのみがタグの識別子及びタグとの間の距離情報を取得してもよい。すなわち、各リーダのうち一つが、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行する。この場合、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行するリーダとタグとの間の距離情報を用いて、認証を成立させるかを判断する。なお、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行しない他のリーダは、タグで代用することもできる。
【０１６３】
前述したように、第３の実施の形態によると、複数の小型のリーダを設置するだけで、より細かい認証条件の設定が可能となり、セキュリティや利便性をよりいっそう向上することができる。
【０１６４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。前述した第１の実施の形態では、タグとリーダ間の距離を認証条件としたが、第４の実施の形態では、認証条件はさらに制御対象の制御状態を含む。すなわち、第４の実施の形態では、ドアの状態によって認証が成功する距離の条件を変える。
【０１６５】
第４の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、認証対象装置（タグ）６００及び制御対象（ドア）７０１を備える。第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態とサーバ１００及び基地局３００の構成が異なる。なお、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１６６】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続する。基地局３００は、無線通信によってリーダ４００及びドア７０１と接続する。リーダ４００は無線通信によってタグ６００と接続する。
【０１６７】
なお、基地局３００とドア７０１は、有線通信によって接続されてもよい。また、ドア７０１は、リーダ４００と接続してもよい。また、ドア７０１は、ネットワーク２００を介してサーバ１００と接続してもよい。
【０１６８】
また、リーダ４００及び／又はドア７０１は、基地局の機能を備えてもよい。また、リーダ４００と基地局３００との間に中継装置を設けてもよい。なお、基地局、リーダ、タグ及びドアは複数設けられてもよい。
【０１６９】
図２３は、本発明の第４の実施の形態のサーバ１００の構成例を示すブロック図である。サーバ１００は、認証用データベース１１０に、ドアの閉鎖時と開放時の双方について、タグの識別子、リーダの識別子及びリーダとタグの間の距離情報を含む認証用データ１１４を格納する。また、サーバ１００は、認証依頼信号Ｓ２０１とドア開閉状況通知信号Ｓ２０６とに含まれる情報１２７をメモリ１２１に格納する。
【０１７０】
図２４は、本発明の第４の実施の形態の基地局３００の構成例を示すブロック図である。基地局３００は、ドア７０１から受信したドア開閉状況通知信号Ｓ５１５に含まれる情報３２５をメモリ３２１に格納する。基地局３００は、必要に応じて、メモリ３２１に格納された情報３２５をサーバ１００、リーダ４００及びドア７０１に送信する。
【０１７１】
図２５は、本発明の第４の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す。図２５は、第４の実施の形態の認証システムを上から見た様子を示す。
【０１７２】
適用例７０９では、ドア７０１の近傍にリーダ４００が設けられている。リーダ４００はドア７０１と関連付けられている。
【０１７３】
第４の実施の形態では、ドアの開閉状態に応じて認証条件を変更する。例えば、ドア７０１が閉まっていれば近距離でのみ認証が成功し（７１７）、ドア７０１が開いていればタグの認証距離を長くする（７１８）。これによって、ドア７０１の開口部の端を通過するタグも認証することができる。
【０１７４】
図２６は、本発明の第４の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。リーダ４００がタグ６００の識別子とタグ６００との間の距離情報を取得し、サーバ１００がドア７０１の開閉状況に基づいて認証をする例について説明する。
【０１７５】
まず、ドア７０１は、周期的に又は状態が変化した時に、開閉状況通知信号Ｓ５１５を送信する。開閉状況通知信号Ｓ５１５は、ドア７０１のＩＤとドアの状態（例えば、開閉状態、動作状態）の情報を含む。なお、サーバ１００がドア７０１に開閉状況通知信号Ｓ５１５を送信するように要求してもよい。
【０１７６】
次に、基地局３００は開閉状況通知信号Ｓ５１５の情報を含む開閉状況通知信号Ｓ２０６をサーバ１００に送信する。サーバ１００は、受信した開閉状況通知信号Ｓ２０６に基づいて、ドア７０１の開閉状況を把握する。
【０１７７】
リーダ４００は、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行して、リーダ４００の周囲に存在するタグの情報を取得する。なお、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の代わりに、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０（図８参照）を実行してもよい。
【０１７８】
次に、リーダ４００は、取得した識別子及び距離情報にリーダの識別子を付加し認証依頼信号Ｓ５０４を生成する。そして、リーダ４００は、生成された認証依頼信号Ｓ５０４を基地局３００に送信する。
【０１７９】
基地局３００は、認証依頼信号Ｓ５０４を受信すると、認証依頼信号Ｓ２０１をサーバ１００に送信する。
【０１８０】
サーバ１００は、基地局３００から認証依頼信号Ｓ２０１を受信すると、認証依頼信号Ｓ２０１及び開閉状況通知信号Ｓ５１５に含まれる情報を、認証用データ１１４と照合し、認証判断を行う（８０４）。例えば、リーダ１（４００）から認証依頼を受けた場合、タグ１（６００）については、ドア７０１が開いていれば、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満のとき認証が成功する。一方、ドア７０１が閉まっていれば、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が３０ｃｍ未満（ドア７０１が開いている状態よりも６０ｃｍ短い）のときに認証が成功する。リーダ３（４９１）から認証依頼を受けた場合、タグ４（６９２）については、ドア７０１が開いていればタグ４（６９２）とリーダ３（４９１）の間の距離が９０ｃｍ未満のときに認証が成功し、ドア７０１が閉まっていれば、認証は失敗する。
【０１８１】
以後、前述した第１の実施の形態と同様に、基地局３００を介して、リーダ４００、４９０に認証結果を通知し（Ｓ２０２、Ｓ５０５）、ドア７０１にドアの開閉を指示する（Ｓ５０６、８０５）。
【０１８２】
また、制御対象の制御状態以外にも、制御内容、日時又は周囲の状況に応じて認証条件を変更することもできる。例えば、昼と夜で認証条件を変更してもよい。例えば、昼はタグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満のとき認証を成立させ、夜は３０ｃｍ未満のとき認証を成立させてもよい。
【０１８３】
また、室内に人が居る場合と居ない場合とで認証条件を変更してもよい。例えば、室内に人が居る場合は、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満のとき認証を成立させ、室内に人が居ない場合は、３０ｃｍ未満のとき認証を成立さてもよい。さらに、ドア７０１の開錠制御について、室内に居る人が室外に出るために開錠する場合は、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満のとき認証を成立させ、室外に居る人が室内に入るために開錠する場合は、３０ｃｍ未満のとき認証を成立さてもよい。
【０１８４】
また、タグの認証が成立した距離との関係で制御内容を変更して、制御対象を制御してもよい。例えば、ドアの開閉制御について、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が６０ｃｍ未満で認証が成立した場合は、ドアを５秒間開いた状態で維持し、３０ｃｍ未満で認証が成立した場合は、ドアを１０秒間開いた状態で維持させてもよい。
【０１８５】
前述したように、第４の実施の形態によると、各制御対象の制御状態に好適な認証条件を設定することができるため、セキュリティや利便性をよりいっそう向上することができる。また、制御対象の制御状態の他の状態によって好適な認証条件を設定することができる。すなわち、セキュリティを優先させたり、利便性を優先させたり、様々な状況に柔軟に対応できる認証システムを構築することができる。
【０１８６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。前述した第１の実施の形態では、タグとリーダ間の距離を認証条件としたが、第５の実施の形態では、認証条件はさらに複数のタグの組み合わせの情報を含む。すなわち、第５の実施の形態では、認証されるタグの組み合わせによって認証が成功する距離の条件を変える。
【０１８７】
第５の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、認証対象装置（タグ）６００、タグ６９０及び制御対象（ドア）７０１を備える。第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態とサーバ１００の構成が異なる。なお、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１８８】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続する。基地局３００は、無線通信によってリーダ４００及びドア７０１と接続する。リーダ４００は無線通信によってタグ６００及びタグ６９０と接続する。
【０１８９】
なお、基地局３００とドア７０１は、有線通信によって接続されてもよい。また、ドア７０１は、リーダ４００と接続してもよい。また、ドア７０１は、ネットワーク２００を介してサーバ１００と接続してもよい。
【０１９０】
また、リーダ４００及び／又はドア７０１は、基地局の機能を備えてもよい。また、リーダ４００と基地局３００との間に中継装置を設けてもよい。なお、基地局、リーダ、タグ、ドアは複数設けられてもよい。
【０１９１】
図２７は、本発明の第５の実施の形態のサーバ１００の構成例を示すブロック図である。サーバ１００は、認証用データベース１１０に、複数のタグの組み合わせについて、タグの識別子、リーダの識別子及びリーダとタグの間の距離情報を含む認証用データ１１５を格納する。
【０１９２】
図２８は、本発明の第５の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す。図２８は、第５の実施の形態の認証システムを上から見た様子を示す。
【０１９３】
適用例７３０では、ドア７０１の近傍にリーダ４００が設けられている。リーダ４００はドア７０１と関連付けられている。
【０１９４】
第５の実施の形態では、リーダ付近に存在するタグの組み合わせに対応して認証条件を変更する。例えば、タグ６００が単独でリーダ４００に近づいた場合は、狭い認証範囲７１９でタグ６００の認証が成功する。一方、タグ６００とタグ６９０の双方がリーダ４００に近づいた場合は、広い認証範囲７２０でタグ６００の認証が成功する。
【０１９５】
図２９は、本発明の第５の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。リーダ４００がタグ６００とタグ６９０のＩＤ及び各タグとリーダ４００の間の距離情報を取得し、サーバ１００がタグの組み合わせに基づいて認証可否を判断する場合について説明する。
【０１９６】
まず、リーダ４００は、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行して、リーダ４００の周囲に存在するタグの情報を取得する。なお、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の代わりに、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０（図８参照）を実行してもよい。
【０１９７】
リーダ４００は、タグ６００の情報とタグ６９０の情報をＩＤ及び距離情報取得手順８００によって取得した場合、これらの取得した情報は認証依頼信号Ｓ５０４、Ｓ２０１によって基地局３００を介してサーバ１００へ送信される。
【０１９８】
サーバ１００は、タグ６００の情報及びタグ６９０の情報Ｓ２０１を基地局３００から受信すると、タグ６００及びタグ６９０の双方についてリーダ４００から認証依頼されたことを認識する。
【０１９９】
その後、サーバ１００は、タグ６９０が存在する場合のタグ６００の認証条件、及びタグ６００が存在する場合のタグ６９０の認証条件を、それぞれ認証依頼信号Ｓ２０１に含まれる情報と照合し、認証判断８０４を行う。
【０２００】
例えば、リーダ１（４００）がタグ１（６００）とタグ２（６９０）の双方の認証依頼をした場合は、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満であれば、タグ１（６００）の認証が成功する。また、タグ２（６９０）とリーダ１（４００）の間の距離が９０ｃｍ未満であれば、タグ２（６９０）の認証が成功する。そして、認証依頼のあった全てのタグ（タグ１（６００）及びタグ２（６９０））の認証が成功すれば、認証成功と判断する。一方、認証依頼のあった一部のタグ（タグ１（６００）又はタグ２（６９０））の認証が失敗すれば、全てのタグの認証失敗と判断する。
【０２０１】
また、リーダ１（４００）から、タグ１（６００）の認証依頼があり、タグ２（６９０）の認証依頼がなかった場合は、認証用データベース１１５の「単独」の欄が参照され、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が３０ｃｍ未満であれば、タグ１（６００）の認証を成立させる。
【０２０２】
また、リーダ１（４００）から、タグ１（６００）とタグ２（６９０）双方の認証依頼があっても、タグ２（６９０）とリーダ１（４００）の間の距離が十分に（例えば、どのタグも条件を問わず認証が成立しない距離以上、９０ｃｍ以上）離れていれば、認証用データベース１１５の「単独」の欄が参照され、タグ１（６００）とリーダ１（４００）の間の距離が３０ｃｍ未満であれば、タグ１（６００）の認証を成立させてもよい。この場合、各リーダに対して、「単独」と判定するための基準となる距離を設定し、認証用データベース１１５に格納するとよい。
【０２０３】
以後、前述した第１の実施の形態と同様に、基地局３００を介して、リーダ４００、４９０に認証結果を通知し（Ｓ２０２、Ｓ５０５）、ドア７０１にドアの開閉を指示する（Ｓ５０６、８０５）。
【０２０４】
前述したように、第５の実施の形態によると、複数のタグの組み合わせに応じて適切な認証条件を設定することができるため、セキュリティや利便性をよりいっそう向上できる。例えば、本実施の形態を適用した入退室管理システムが作動しているドアを大きな荷物を運んで通過する場合は、リーダに接近するのが困難であることから、二つのタグの組み合わせによって、認証範囲を広くするとよい。
【０２０５】
また、例えば、本実施の形態を適用した入退室管理システムが作動している部屋において、部屋内に保管されているタグを貼付した機密文書を部屋の外に持ち出す場合、入退室権限と文書持ち出し権限を分離して設定することが可能となる。すなわち、タグを貼付した機密文書の持ち出し権限を、入退室権限を持つ人の中の、一部の人のみに与えることが可能となる。機密文書に貼付されたタグと持ち出し権限を持つ人が携帯するタグの組み合わせの場合のみ認証を成立させ、制限区域からの持ち出しを許可するのである。
【０２０６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と異なり、リーダ４００が送信出力と受信感度を調整する機能を備える。
【０２０７】
第６の実施の形態の認証システムは、サーバ１００、ネットワーク２００、基地局３００、認証実行装置（リーダ）４００、認証対象装置（タグ）６００及び制御対象（ドア）７０１を備える。第６の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と基地局３００及びリーダ４００の構成が異なる。なお、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０２０８】
サーバ１００は、ネットワーク２００を介して基地局３００と接続する。基地局３００は、無線通信によってリーダ４００及びドア７０１と接続する。リーダ４００は無線通信によってタグ６００と接続する。
【０２０９】
なお、基地局３００とドア７０１は、有線通信によって接続されてもよい。また、ドア７０１は、リーダ４００と接続してもよい。また、ドア７０１は、ネットワーク２００を介してサーバ１００と接続してもよい。
【０２１０】
また、リーダ４００及び／又はドア７０１は、基地局の機能を備えてもよい。また、リーダ４００と基地局３００との間に中継装置を設けてもよい。なお、基地局、リーダ、タグ、ドアは複数設けられてもよい。
【０２１１】
図３０は、本発明の第６の実施の形態のリーダ４００の構成例を示すブロック図である。
【０２１２】
第６の実施の形態のリーダ４００の無線受信部４３０は、可変利得低雑音増幅器４３８、ミキサ４３２Ａ、４３２Ｂ、低域通過フィルタ４３３Ａ、４３３Ｂ、可変利得増幅器４３４Ａ、４３４Ｂ、アナログデジタル変換器４３５Ａ、４３５Ｂ、局部発振器４３６及び位相調整器４３７を備える。また、無線送信部４４０は、可変利得電力増幅器４４３及びパルス生成器４４２を備える。信号処理部４５０は、カウンタ４５１、メモリ４５２、送信出力設定部４５５及び受信感度設定部４５６を備える。
【０２１３】
リーダ４００は、最大認証成立距離設定信号Ｓ５１６を受信すると、受信した最大認証距離の情報４５７をメモリ４５２に格納する。そして、送信出力設定部４５５は、メモリ４５２に格納された情報４５７及び送信出力設定テーブル４５８に基づいて、可変利得電力増幅器４４３の利得を設定する。また、受信感度設定部４５６は、メモリ４５２に格納された情報４５７及び受信感度設定テーブル４５９に基づいて、可変利得低雑音増幅器４３８の利得を設定する。
【０２１４】
図３１は、本発明の第６の実施の形態の基地局３００の構成例を示すブロック図である。基地局３００は、サーバ１００から受信した最大認証距離設定信号Ｓ２０７に含まれる情報３２６をメモリ３２１に格納する。基地局３００は、必要に応じて、メモリ３２１に格納された情報３２６をサーバ１００、リーダ４００及びドア７０１に送信する。
【０２１５】
以下にシーケンス図を用いて本発明の第６の実施の形態の最大認証成立距離の設定を含む認証手順を説明する。
【０２１６】
図３２は、本発明の第６の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。サーバ１００がリーダ４００の最大認証成立距離を設定し、リーダ４００がタグ６００の識別子及びタグ６００とリーダ４００の間の距離情報を取得し、認証する例について説明する。
【０２１７】
まず、サーバ１００は、認証用データベース１１０に基づいて、各リーダの最大認証成立距離情報を算出し、最大認証成立距離設定信号Ｓ２０７を送信する。認証用データ１１１に規定されているように、最大認証成立距離は、リーダ１（４００）では９０ｃｍ、リーダ４９０では３０ｃｍ、リーダ４９１では９０ｃｍ、リーダ４９２では１．８ｍである。最大認証成立距離設定信号Ｓ２０７は、リーダＩＤと最大認証成立距離の情報を含む。
【０２１８】
基地局３００は、最大認証成立距離設定信号Ｓ２０７を受信すると、受信した最大認証成立距離設定信号Ｓ２０７に含まれる情報をメモリ３２１に格納する。そして、基地局３００は、メモリ３２１に格納された情報３２６に基づいて、各リーダに対して最大認証成立距離設定信号Ｓ５１６を送信する。
【０２１９】
リーダ４００は、基地局３００から最大認証成立距離設定信号Ｓ５１６を受信すると、受信した最大認証成立距離設定信号Ｓ５１６に従って、送信出力及び受信感度を設定する（８１１）。送信出力設定テーブル４５８によると、送信距離を９０ｃｍに設定する場合は、送信出力設定部４５５は利得可変電力増幅器４４３に対して４ビットの設定信号「００１０」を出力する。また、受信感度設定テーブル４５９によると、受信距離を９０ｃｍに設定する場合は、受信感度設定部４５６は利得可変低雑音増幅器４３８に対して４ビットの設定信号「００１０」を出力する。
【０２２０】
リーダ４００は、送信出力及び受信感度を設定した後、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を実行する。ＩＤ及び距離情報取得手順８００は複数回実行され、リーダ４００から送受信距離の範囲に存在するタグの情報を取得する。なお、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の代わりに、ＩＤ及び距離情報取得手順８５０（図８参照）を実行してもよい。
【０２２１】
その後、リーダ４００は、送信出力及び受信感度の設定を解除する（８１２）。送信出力設定テーブル４５８によると、送信距離を最大に設定する場合は、送信出力設定部４５５は利得可変電力増幅器４４３に対して４ビットの設定信号「１１１１」を出力する。また、受信感度設定テーブル４５９によると、受信距離を最大に設定する場合は、受信感度設定部４５６は利得可変低雑音増幅器４３８に対して４ビットの設定信号「１１１１」を出力する。
【０２２２】
リーダ４００は、送信出力及び受信感度の設定を解除した後、認証依頼信号Ｓ５０４を基地局３００を介して、サーバ１００に送信する（Ｓ２０１）。
【０２２３】
サーバ１００は、認証依頼信号Ｓ２０１を受信すると、認証依頼信号Ｓ２０１に含まれる情報を、認証用データ１１１と照合し、認証判断を行う（８０４）。
【０２２４】
以後、前述した第１の実施の形態と同様に、基地局３００を介して、リーダ４００、４９０に認証結果を通知し（Ｓ２０２、Ｓ５０５）、ドア７０１にドアの開閉を指示する（Ｓ５０６、８０５）。
【０２２５】
なお、送信出力及び受信感度を設定する信号は必ずしも４ビットの信号でなくてもよい。
【０２２６】
また、送信出力の設定は、利得可変電力増幅器４４３の利得を設定する方法以外に、無線送信部４４０の外部又は内部に減衰器を挿入してもよい。また、アンテナ４１０を利得の低いアンテナに切り替えてもよい。しかし、新たに減衰器やアンテナを必要としない、利得可変電力増幅器４４３の利得の設定が最適である。
【０２２７】
また、受信感度の設定は、利得可変低雑音増幅器４３８の利得を設定する方法以外に、無線受信部４３０の外部又は内部に減衰器を挿入してもよい。また、アンテナ４１０を利得の低いアンテナに切り替えてもよい。しかし、新たに減衰器やアンテナを必要としない、利得可変低雑音増幅器４３８の利得の設定が望ましい。
【０２２８】
また、送信出力及び受信感度は、システムの起動時に設定してもよいが、システムの構築時に初期設定として一度だけ設定してもよい。また、送信出力及び受信感度を周期的に設定してもよい。周期的に、送信出力及び受信感度を設定する場合、制御対象の制御状態及び／又は日時に応じて設定を変更してもよい。
【０２２９】
また、大まかに受信感度を設定すればよい場合には、図３３に示す方法が、消費電力を削減できるので望ましい。
【０２３０】
図３３は、本発明の第６の実施の形態のリーダ４００の受信部４７０の構成例を示すブロック図である。
【０２３１】
リーダ４００は、図３０に示した無線受信部４３０の代わりに、図３３に示した無線受信部４７０を備える。
【０２３２】
無線受信部４７０は、第１受信部４７１、第２受信部４７２及びスイッチ４７３を備える。第１受信部４７１は、図３０に示した無線受信部４３０と同じ構成であり、第２受信部４７２は、簡易な受信機で、ダイオード等で構成される整流器４７４、増幅器４７５及びアナログ・デジタル変換器４３５Ｃを備える。
【０２３３】
次に、無線受信部４７０を用いて受信感度を切り替える方法を説明する。送信出力及び受信感度設定８１１を行う前は、第１受信部４７１で信号を受信するように、スイッチ４７３が切り替えられる。送信出力及び受信感度設定８１１では、第２受信部４７２で信号を受信するようにスイッチ４７３が切り替えられる。第２受信部４７２は第１受信部４７１よりも受信感度が低く設計されている。また、送信出力及び受信感度設定解除８１２では、第１受信部４７１で信号を受信するように、スイッチ４７３が切り替えられる。
【０２３４】
前述したように、第６の実施の形態によると、リーダ４００は最大認証成立距離以上離れた場所に存在する認証が不要なタグと通信しなくなる。よって、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の試行回数を低減でき、認証に必要な時間を短縮することができる。これにより、認証処理速度が早くなり、利便性をよりいっそう向上できる。
【０２３５】
また、ＩＤ及び距離情報取得手順８００の試行回数が低減でき、認証依頼信号の情報量も低減できるため、リーダやタグの消費電力を低減できる。これによって、リーダやタグに搭載するバッテリの小型化でき、さらに、バッテリによる動作時間を長くできるので、利便性をよりいっそう向上できる。
【０２３６】
また、ＩＤ及び距離情報取得手順８００を行う範囲を近距離に限定するため、不要な電波の放射を抑え、離れたところからの不正なアクセスにさらされる危険性が小さくなる。これによって、セキュリティをよりいっそう向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の認証システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のサーバの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のタグ及びリーダの構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態が適用されるＵＷＢ−ＩＲ無線通信に用いられる信号波形の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の認証手順の他の一例を説明するシーケンス図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の認証システムの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のサーバの構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態のリーダの他の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の認証システムの他の適用例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の認証システムの他の適用例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の認証システムの他の適用例を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態のサーバの構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態の認証用データベース設定手順の例を説明するシーケンス図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態のサーバの構成例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図２７】本発明の第５の実施の形態の認証システムの構成例を示す図である。
【図２８】本発明の第５の実施の形態の認証システムを入退室管理システムに適用した例を示す図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図３０】本発明の第６の実施の形態のリーダの構成例を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第６の実施の形態の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第６の実施の形態の認証手順の一例を説明するシーケンス図である。
【図３３】本発明の第６の実施の形態のリーダの受信部の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１００  サーバ
１１０  認証用データベース
１２０  認証部
１３０、３１０  ネットワーク通信部
２００  ネットワーク
３００、３９０、３９１  基地局
３２０、４５０、６３０  信号処理部
３３０、４２０、６２０  無線通信部
３４０、４１０、４１２、６１０  アンテナ
４００、４９０、４９１、４９２  認証実行装置（リーダ）
４１１、４１３  スイッチ
４３０  無線受信部
４４０  無線送信部
６００、６９０、６９１、６９２  認証対象装置（タグ）
７０１、７０２、７０８  制御対象
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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