無線通信システム、及び無線通信システムにおける端末装置の認証方法
【課題】
会議室等の一時的に使用するエリア内において、端末装置の認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立する。
【解決手段】
無線通信により相互に通信可能な端末装置４０ａ、４０ｂが相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機２０ａ、２０ｂと、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信される前記符号を受信して、前記受信した符号に基づき前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機３０ａ、３０ｂと有し、端末装置４０ａ、４０ｂは、それぞれ、符号受信機３０ａ、３０ｂから前記フィンガープリントを取得し、取得したフィンガープリントを無線通信により互いに送受信して、自装置が取得したフィンガープリントと上記受信したフィンガープリントとの一致を条件に、互いを通信相手として認証する。
会議室等の一時的に使用するエリア内において、端末装置の認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立する。
【解決手段】
無線通信により相互に通信可能な端末装置４０ａ、４０ｂが相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機２０ａ、２０ｂと、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信される前記符号を受信して、前記受信した符号に基づき前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機３０ａ、３０ｂと有し、端末装置４０ａ、４０ｂは、それぞれ、符号受信機３０ａ、３０ｂから前記フィンガープリントを取得し、取得したフィンガープリントを無線通信により互いに送受信して、自装置が取得したフィンガープリントと上記受信したフィンガープリントとの一致を条件に、互いを通信相手として認証する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、及び無線通信システムにおける端末装置の認証方法に関し、特に、会議室等の一時的に使用する場所（エリア内）で構築される無線通信システム、及び無線通信システムにおける端末装置の認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）インフラの普及に伴い、有線又は無線のＬＡＮ（Local Area Network）に接続可能な端末装置が増え、情報授受の利便性が大きく向上してきた。このようなＬＡＮにおける通信規格として、有線ＬＡＮについてはIEEE802.3規格が、無線ＬＡＮについてはIEEE802.11規格が、広く使用されている。
【０００３】
上記IEEE802.11規格は、端末装置の認証方法等、ネットワーク管理手法を、有線ＬＡＮについてのIEEE802.3規格から転用しており、IEEE802.11規格に従って無線ＬＡＮを構築すれば、有線ＬＡＮから無線ＬＡＮへの移行や、有線ＬＡＮと無線ＬＡＮとの併用に際して、端末装置の設定を同様の手続により行なうことができる。しかし、無線ＬＡＮに有線ＬＡＮの管理手法を転用した結果、無線通信本来の利便性を損なうこともある。
【０００４】
例えば、IEEE802.11規格では、IEEE802.3規格と同様に、ネットワークに端末装置を接続する際に、当該端末装置の正当性などを厳密に判定すべく煩雑な認証手続を要求している。
一方で、例えばプロジェクタやディスプレイのように、ＰＣ（Personal Computer：パーソナルコンピュータ）と一対一で接続するインタフェースにも、無線技術が普及しているが、その接続の認証においても、ネットワーク接続と同様のセキュリティ機能、つまり、IEEE802.11規格で要求されたセキュリティ機能が継承されている。
【０００５】
このような一対一のインタフェースの接続は、例えば会議時間内だけでの利用など、一時的な接続であることが多く、接続の確立や接続端末装置の変更に、多くの煩雑な手順を要することは明らかに望ましくない。
また、電子情報の多様化に伴い、会議室内等においてＰＣ等の端末装置を持ち込んでファイルを共有する等の場面が増加しているが、このような限定されたエリア内における複数の端末装置間での一時的な接続においても同様である。
【０００６】
この課題の解決策として、端末装置間でＰＩＮ（Personal Identification Number）コード又はパスコードと呼ばれる認証コードを交換して端末装置の認証を行なう、ブルートゥース（登録商標）等のＰＡＮ（Personal Area Network）が考えられる。
上記ブルートゥース（登録商標）を用いた無線通信端末装置として、例えば、無線通信端末装置毎に他の無線通信端末装置（例えばオフィス内に存在する機器）の機器ＩＤ、プロファイル種別（機器の種類）、及び設置場所の位置情報を含む機器リストを予め記憶させておき、ユーザが各無線通信端末装置に表示される機器リストから、例えば所望の設置場所にある無線通信端末装置を選択することにより、当該ユーザの無線通信端末装置と当該選択された無線通信端末装置との間に無線通信接続を確立する無線通信端末装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された無線通信端末装置では、上記位置情報は機器リストに予め記憶させておくことが前提であるから、無線通信端末装置をその設置場所から移動してしまえば、機器リストの位置情報は意味を成さないものとなる。このため、上記従来の無線通信端末装置では、会議室等に移動した無線通信端末装置間で一時的な通信接続を行なうような用途においては、上記機器リストから通信相手を適切に選択することはできない。
【０００８】
また、本来、ブルートゥース（登録商標）等のＰＡＮにおいては、接続可能な物理的範囲（例えば会議室内或いは１０ｍ以内など）を明確に指定する手段が提供されていないため接続範囲が定まらず、接続対象となる対象物を識別するために、ＰＩＮコードの交換など、ネットワーク接続と同様のセキュリティ機能を確保するための認証手続きが必要となっており、接続を簡易に確立することができない。
このように、例えば会議室などの所定のエリア内における端末装置間の一時的な接続が望ましい場面に適した、簡便な認証、接続確立手段は未だ実現されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、会議室等の一時的に使用するエリア内における無線通信において、端末装置が場所と時間を同じくしていることを利用して、その認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機と、前記符号送信機から送信される前記符号を受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機と、を有し、前記端末装置は、前記符号受信機に接続されており、前記符号受信機から前記フィンガープリントを取得するフィンガープリント取得手段と、前記フィンガープリントを無線通信により送受信する無線通信手段と、前記無線通信手段により他の前記端末装置から受信したフィンガープリントと、前記フィンガープリント取得手段により前記符号受信機から取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する認証手段と、を有する無線通信システムである。
また、本発明は、無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムにおける端末装置の認証方法であって、符号送信機により、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する工程と、前記送信する工程において送信された前記符号を符号受信機により受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する工程と、前記符号受信機に接続された前記端末装置が、前記生成する工程において生成されたフィンガープリントを前記符号受信機から取得する工程と、前記端末装置が、前記取得する工程において取得したフィンガープリントを無線送信する工程と、他の前記端末装置が前記無線送信する工程において無線送信したフィンガープリントを受信し、受信した前記フィンガープリントと、前記取得する工程において取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する工程と、を有する、無線通信システムにおける端末装置の認証方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、会議室等の一時的に使用するエリア内において、端末装置の認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す無線通信システムにおける、符号送信機の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す無線通信システムにおける、符号受信機の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す符号受信機における、受光器の配置例を示す図である。
【図５】図２に示す符号送信機から送信されるランダムデータ及び当該ランダムデータにより生成されるフィンガープリントの一例を示す図である。
【図６】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置の他の配置例を示す図である。
【図８】図１に示す無線通信システムにおける、フィンガープリント記録処理の手順を示すフロー図である。
【図９】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置が他の端末装置から暗号鍵を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１０】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置が暗号鍵を受け取った後、他の端末装置が暗号鍵を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１１】図１に示す無線通信システムにおける、他の端末装置が暗号鍵を受け取った後の、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機の設置例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機の設置例を示す図である。
【図１４】図１３に示す符号送信機により囲まれたエリアにおける、符号受信機の配置例を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムにおける、４つの受光器を備える符号受信機の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す４つの受光器を備える符号受信機における、受光器の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
本実施形態に係る無線通信システムは、所定の照射角で出射する信号光に乗せて時間に伴って変化する符号として乱数データ（ランダムデータ）を送信する２つの符号送信機と、当該２つの符号送信機の出射光が交差するエリア内に置かれ、上記２つの符号送信機からのランダムデータをそれぞれ受信して、受信した２つのランダムデータに基づき（例えば、これらのランダムデータを結合させて）フィンガープリントを生成する符号受信機と、各符号受信機にそれぞれ接続された端末装置とを有する。そして、各端末装置は、自装置に接続された符号受信機からフィンガープリントを取得して、取得したフィンガープリントを無線通信により他の端末装置との間で送受信し、自装置と同じフィンガープリントを送信した他の端末装置を通信接続相手として認証して、無線通信接続を確立するものである。
なお、フィンガープリントとは、観測する者同士が、同一の時刻に同一の場所に在ると判断することのできる、当該時刻及び場所に固有の情報をいう。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
本無線通信システムは、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂと、前記２つの符号送信機２０ａ、２０ｂからの出射光を受光する符号受信機３０ａ、３０ｂと、符号受信機３０ａ、３０ｂにそれぞれ接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置４０ａ、４０ｂと、を有している。なお、符号送信機２０ａ、２０ｂと端末装置４０ａ、４０ｂとの接続は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＲＳ２３２Ｃ等のシリアルバスを用いて行なうことができる。また、符号受信機３０ａ、３０ｂは、符号送信機２０ａの出射光の照射領域２２ａと符号送信機２０ｂの出射光の照射領域２２ｂが交差するエリア２４ａに配置されている。
【００１５】
ここで、符号送信機２０ａと２０ｂ、符号受信機３０ａと３０ｂ、端末装置４０ａと４０ｂは、それぞれ同一の構成を有しているため、以下の説明においては、それぞれを総称するときはサフィックスを付さず「符号送信機２０」等と称し、個別に参照するときはサフィックスを付して「符号送信機２０ａ」等と称するものとする。
【００１６】
まず、符号送信機２０の構成について説明する。
図２は、符号送信機２０の構成を示すブロック図である。
符号送信機２０は、一定周期のクロック信号を発生するクロック発振部２０２と、第１及び第２の乱数発生部２０４、２０６と、タイミング生成部２０８と、パラレル／シリアル変換部２１０と、変調部２１２と、光源２１４と、を有している。ここで乱数発生部２０４及び２０６は、それぞれ、所定の系列の擬似乱数を生成する擬似乱数発生器を用いて構成することができる。
【００１７】
第２の乱数発生部２０６は、例えばクロック信号が高レベルとなったときに乱数を生成し、生成した乱数をタイミング生成部２０８に出力する。
タイミング生成部２０８は、第２の乱数発生部２０６が出力した乱数が所定の条件を満たすときに、第１の乱数発生部２０４に対し、第１の乱数発生部２０４内部で生成した乱数の出力を指示する出力指示信号を出力する。ここで、上記所定の条件とは、例えば、第２の乱数発生部２０６が出力した乱数が予め定めた所定の値の範囲にあること、あるいは、所定の値の倍数であることである。
【００１８】
第１の乱数発生部２０４は、例えばクロック信号が高レベルとなったときに乱数を生成し、タイミング生成部２０８からの出力指示信号を受信したときに、上記生成した乱数を、例えば８ｂｉｔのパラレルデータの形態で、パラレル／シリアル変換部２１０に出力する。
【００１９】
パラレル／シリアル変換部２１０は、第１の乱数発生部２０４から出力された８ｂｉｔパラレルデータを、クロック信号に同期してシリアルデータに変換し、変調部２１２に出力する。
【００２０】
変調部２１２は、パラレル／シリアル変換部２１０が出力した８ｂｉｔシリアルデータにより、光源２１４の駆動電流を制御してその出射光を強度変調する。なお、変調に際しては、上記８ｂｉｔシリアルデータの前後にスタートビット、パリティビット、及びストップビットを付して、調歩同期方式の信号とすることができる。
【００２１】
光源２１４は、所定の照射角で発散する光を出射する。このため、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光を交差させて、一つのエリア（図１の２４ａ）を形成することができる。
また、光源２１４は、変調部２１２により駆動され、第１の乱数発生部２０４が発生した乱数に基づく上記シリアルデータ（ランダムデータ）を、強度変調光として送信する。なお、光源２１４としては、可視光又は不可視光（例えば赤外線）を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。
【００２２】
符号送信機２０は、以上の構成により、第１の乱数発生部２０４が発生する乱数に基づいて、時々刻々変化する符号であるランダムデータを生成し、生成したランダムデータを光源２１４の出射光に乗せて送信する。
【００２３】
次に、符号受信機３０の構成について説明する。
図３は、符号受信機３０の構成を示すブロック図である。
符号受信機３０は、受光器３０２ａ及び３０２ｂと、復調部３０４と、フィンガープリント生成部３０６と、記録部３０８と、ＲＡＭ等で構成される記憶部３１０と、シリアル通信部３１２と、を有している。
【００２４】
受光器３０２ａ、３０２ｂは、それぞれ、符号送信機２０ａ及び２０ｂからの出射光である強度変調光を受信して、電気信号（強度変調信号）に変換する。ここで、受光器３０２ａ、３０２ｂは、符号送信機２０の光源２１４の発光波長に適合した、ホトダイオード（Photodiode）やホトトランジスタ（Phototransistor）等を用いることができる。また、受光器３０２ａ、３０２ｂは、相反する２つの方向から来る符号送信機２０ａ、２０ｂからの出射光をそれぞれ個別に受光できるように、例えば図４に示すように、１枚の基板３２の表裏にそれぞれ配置して構成する。なお、図４に示す矢印は、それぞれ、受光器３０２ａ及び３０２ｂに入射する符号送信機２０ａ又は２０ｂの出射光を示している。
【００２５】
復調部３０４は、受光器３０２ａ、３０２ｂが出力する電気信号を復調し、符号送信機２０ａ、２０ｂが送信したランダムデータ（８ｂｉｔデータ）を、それぞれ、送信元情報（そのランダムデータの送信元が符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部３０６に出力する。
【００２６】
フィンガープリント生成部３０６は、復調部３０４が出力したランダムデータを、その送信元毎に（すなわち、符号送信機２０ａ、２０ｂ毎に）記憶部３１０に記憶する。これにより、記憶部３１０には、常に、符号送信機２０ａから送信された最新のランダムデータと符号送信機２０ｂから送信された最新のランダムデータとが記憶される。その後、フィンガープリント生成部３０６は、記憶部３１０が記憶するこれら２つのランダムデータ（８ｂｉｔ）を結合して、フィンガープリント（１６ｂｉｔ）を生成し、記録部３０８に出力する。
上記の動作により、フィンガープリント生成部３０６は、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点で、新たなフィンガープリントを生成することとなる。
【００２７】
なお、上記フィンガープリントは、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信された２つのランダムデータに基づいて生成されるものであればよく、本実施形態のようにランダムデータを結合したものに限らず、２つのランダムデータの論理積や論理和であってもよい。
また、フィンガープリントの生成タイミングは、本実施形態のように、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータのいずれかが変化した時点に限らず、符号送信機２０ａ及び２０ｂからの２つのランダムデータの両方が変化した時点で行なうものとしてもよい。
【００２８】
次に、記録部３０８は、フィンガープリント生成部３０６が生成したフィンガープリントを、その生成順に記憶部３１０に記憶する。また、フィンガープリントの記憶数が所定数を超えたときに、最も古いフィンガープリントを記憶部３１０から削除して、常に所定数のフィンガープリントを記憶部３１０内に保持する。
また、シリアル通信部３１２は、ＵＳＢ等のシリアルバスを介して、端末装置４０との間でデータ授受を行なう。
【００２９】
図５は、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータ及び当該ランダムデータにより生成されるフィンガープリントの一例を示す図である。
図５Ａは、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータの送信波形の例を示す図であり、図５Ｂは図５Ａの部分拡大図及びフィンガープリントの例である。
【００３０】
符号送信機２０ａ、２０ｂからは、それぞれ独立に、異なるタイミングで異なるランダムデータが送信される（図５Ａ）。
図５Ｂに示すように、これらのランダムデータは調歩同期方式で送信されており、スタートビット（“１”）を先頭（図示左端）として、その後ろに８ｂｉｔのランダムデータ（符号送信機２０ａでは“０１０１１０１１”、符号送信機２０ｂでは“０１０１１０１０”）とパリティビットが続き、最後（図示右端）にストップビット（“０”）が送信されて、１つのランダムデータの送信が終了する。
【００３１】
符号受信機３０は、図５Ｂに示す２つのランダムデータを受信し、例えば、符号送信機２０ａからのランダムデータ“０１０１１０１１”の後ろに符号送信機２０ｂからのランダムデータ“０１０１１０１０”を結合して、１６ｂｉｔのフィンガープリント“０１０１１０１１０１０１１０１０”を生成する。
【００３２】
次に、端末装置４０の構成について説明する。
図６は、端末装置４０の構成を示すブロック図である。
端末装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２と、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）４４と、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）４６とで構成されるコンピュータと、無線通信部４８と、シリアル通信部４９と、を有している。
【００３３】
また、端末装置４０は、ＣＰＵ４２がコンピュータ・プログラムを実行することにより実現する機能実現手段として、認証手段４２０と、フィンガープリント取得手段４２２と、暗号化手段４２４と、復号手段４２６と、通信制御手段４２８と、を有している。なお、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。
【００３４】
フィンガープリント取得手段４２２は、シリアル通信部４９を介して、端末装置４０に接続された符号受信機３０の記憶部３１０が記憶しているフィンガープリントを取得する。
通信制御手段４２８は、無線通信部４８を介して、上記取得したフィンガープリントの送信や、他の端末装置４０から送信されたフィンガープリントの受信を行なう。
【００３５】
暗号化手段４２４及び復号手段４２６は、それぞれ、通信制御手段４２８によるフィンガープリントの送信及び受信に際し、暗号鍵を用いて当該フィンガープリントの暗号化及び復号を行なう。
【００３６】
認証手段４２０は、フィンガープリント取得手段４２２が取得したフィンガープリントと、通信制御手段４２８が他の端末装置４０から受信したフィンガープリントとを比較し、両者が一致することを条件として、当該他の端末装置４０を、無線通信接続を確立すべき相手として認証し、当該他の端末装置４０に対し、以降のデータ通信に用いる暗号鍵を送信する。
【００３７】
上記の構成を備える無線通信システムは、ユーザが符号送信機２０ａ、２０ｂの電源を投入すると、符号送信機２０ａ、２０ｂから、それぞれ独立に、時々刻々変化するランダムデータにより変調された強度変調光を継続的に出力する。
次に、ユーザが符号受信機３０ａ、３０ｂと端末装置４０ａ、４０ｂの電源を投入すると、符号受信機３０ａ、３０ｂは、それぞれ、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されたランダムデータを取得し、これらのランダムデータに基づいてフィンガープリントを生成して記録する。
【００３８】
続いて、端末装置４０ａ、４０ｂは、それぞれ、符号受信機３０ａ、３０ｂから最新のフィンガープリントを取得し、取得したフィンガープリントを、それぞれ自装置の暗号鍵αを用いて無線通信により互いに送受信する。そして、端末装置４０ａ、４０ｂは、互いが同じフィンガープリントを取得していれば、互いを通信接続相手として認証し、以降のデータ授受に使用する自装置の暗号鍵βを交換して、無線通信接続を確立する。
【００３９】
これにより、端末装置４０ａ、４０ｂは、ＰＩＮコード入力等のユーザ操作を求めることなく、フィンガープリントの取得と交換を自動的に行ない、通信接続相手の認証を簡易かつ迅速に行って、無線通信接続を確立することができる。
【００４０】
一方、図７に示す端末装置４０の配置例のように、符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光が交差するエリア２４ａの外に配置された符号受信機３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれか或いはそのいずれからもランダムデータを得ることができない。このため、これらの符号受信機３０ｃ、３０ｄ、３０ｅにそれぞれに接続された端末装置４０ｃ、４０ｄ、４０ｅは、エリア２４ａ内の端末装置４０ａ、４０ｂと同一のフィンガープリントを取得することができず、端末装置４０ａ、４０ｂとの間で通信接続を確立することができないこととなる。
【００４１】
その結果、エリア２４ａ内に存在する端末装置４０ａ、４０ｂ間でのみ無線通信接続が確立され、エリア２４ａ外の端末装置４０ｃ、４０ｄ、４０ｅに対するセキュリティが確保される。
したがって、端末装置４０の無線の到達範囲（例えば１０ｍ以内）に複数の会議スペースが隣接して存在するような場合でも、各会議スペースにそれぞれ符号送信機２０ａ、２０ｂを設置し、これら符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光の交差範囲として各会議スペースを区画することにより、認証・接続可能な物理的範囲（即ち同一の会議スペース）を明示的に制限した状態で、当該物理的範囲内に存在する端末装置４０間でのみ無線通信を接続することができる。
【００４２】
次に、無線通信システムが行う処理の手順について説明する。
本処理は、符号受信機３０がフィンガープリントの生成と記録を行なうフィンガープリント記録処理と、端末装置４０が、符号受信機３０により生成・記録されたフィンガープリントに基づき、他の端末装置４０を通信接続相手として認証して、無線通信接続を確立する通信接続処理とにより構成される。以下に、各処理の手順について説明する。
【００４３】
フィンガープリント記録処理
まず、符号受信機３０が行なうフィンガープリント記録処理の手順について、図８に示すフロー図にしたがって説明する。
ユーザが符号受信機３０の電源を投入すると（Ｓ１０１）、符号受信機３０は、受光器３０２ａ、３０２ｂにより、それぞれ、符号送信機２０ａ、２０ｂから信号光を受信し（Ｓ１０２）、復調部３０４は、受光器３０２ａ、３０２ｂの出力電流からランダムデータを復調し、当該ランダムデータを、その送信元情報（送信元が符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部３０６に出力する（Ｓ１０３）。
【００４４】
フィンガープリント生成部３０６は、復調部３０４から入力されたランダムデータを送信元毎（符号送信機２０ａ、２０ｂ）に記憶部３１０に記憶し（Ｓ１０４）、記憶部３１０が記憶する符号送信機２０ａ、２０ｂから受信したランダムデータをそれぞれ読み出して、これらのランダムデータを結合してフィンガープリントを生成し、記録部３０８に出力する（Ｓ１０５）。
【００４５】
続いて、記録部３０８は、フィンガープリント生成部３０６から入力されたフィンガープリントを記憶部３１０に記憶し（Ｓ１０６）、記憶部３１０に記憶されているフィンガープリントの数が所定数を超えたときは、最も古いフィンガープリントを記憶部３１０から削除した後（Ｓ１０７）、ステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。
上記の処理により、記憶部３１０には、直近に生成された所定数のフィンガープリントが常に保存されている状態となる。
なお、本処理は、ユーザが符号受信機３０の電源を断にすることにより終了する。
【００４６】
通信接続処理
次に、端末装置４０が行なう通信接続処理の手順について説明する。
本通信接続処理は、端末装置４０が他の端末装置４０に対して通信接続を要求する接続要求信号（後述するセッションリクエスト）を送信する接続要求処理と、他の端末装置４０からの通信接続の要求を受けて通信接続に必要な認証等を行なう接続応答処理とで構成される。
【００４７】
なお、端末装置４０間で行われる認証プロトコル（通信相手を認証するための処理手順）の理解を容易にするため、以下の説明では、端末装置４０ａが接続要求処理を行い、これに呼応して端末装置４０ｂが、接続応答処理を実行するものとして説明する。
【００４８】
図９は、端末装置４０ａが端末装置４０ｂから暗号鍵β２を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図、図１０は、端末装置４０ａが端末装置４０ｂから暗号鍵β２を受け取った後、端末装置４０ｂが端末装置４０ａから暗号鍵β１を受け取るまでの通信接続処理の手順を示すフロー図、図１１は、端末装置４０ｂが端末装置４０ａから暗号鍵β１を受け取った後の通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【００４９】
また、図９ないし図１１において、左側のフロー図は、端末装置４０ａが行なう接続要求処理の手順を示し、右側のフロー図は、端末装置４０ｂが行なう接続応答処理の手順を示し、左右のフロー図の間に記載した矢印は、端末装置４０ａと４０ｂとの間で無線通信により行なわれるデータ授受の方向を示している。
以下、接続要求処理と接続応答処理の手順について順に説明する。
【００５０】
接続要求処理
まず、接続要求処理の手順について、図９ないし図１１の左側に示すフロー図にしたがって説明する。
本接続要求処理は、端末装置４０ａの電源投入後、所定の時間間隔で、又は端末装置４０ａの操作部（不図示）を介したユーザからの指示により開始する。
【００５１】
本接続要求処理を開始すると、端末装置４０ａのフィンガープリント取得手段４２２は、シリアル通信部４９を介して、符号受信機３０から、その記憶部３１０が記憶する最新のフィンガープリント（フィンガープリント１とする）を読み出し（Ｓ２０１）、暗号化手段４２４は、自装置に固有の暗号鍵（α１とする）により、上記読み出されたフィンガープリント１を暗号化する（Ｓ２０２）。
【００５２】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、通信接続を要求する接続要求信号であるセッションリクエストと、上記暗号化されたフィンガープリント１とを、無線通信部４８を用いてブロードキャストする（Ｓ２０３）。
【００５３】
これに対し、端末装置４０ｂは、上記セッションリクエストと暗号化されたフィンガープリント１を受信して接続応答処理を開始し、後述する図９のステップＳ３０１及びＳ３０２において、上記受信した暗号化されたフィンガープリント１を、自装置の暗号鍵（α２とする）により更に暗号化（２重暗号化）して、端末装置４０ａに無線送信する。
【００５４】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された２重暗号化されたフィンガープリントを受信し（Ｓ２０４）、その復号手段４２６は、上記２重暗号化されたフィンガープリントを、暗号鍵α１を用いて復号し、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態とする（Ｓ２０５）。続いて、通信制御手段４２８は、上記暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信する（Ｓ２０６）。
【００５５】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図９のステップＳ３０３ないしＳ３０９の処理を行う。すなわち、端末装置４０ａが送信した上記暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を受信した後、自装置の暗号鍵α２によりこれを復号して、平文の（暗号化されていない）フィンガープリント１を得る。そして、自装置に接続されている符号受信機３０ｂの記憶部３１０に、上記復号したフィンガープリント１と一致するフィンガープリントが記憶されていれば、その後の通信に使用する暗号鍵（β２とする）と、当該符号受信機３０ｂの記憶部３１０が記憶する最新のフィンガープリント２とを、自装置の暗号鍵α２により暗号化して、端末装置４０ａへ無線送信する。
【００５６】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２とを受信して（Ｓ２０７）、図１０のステップＳ２０８に移行する。
以下、図１０の左側に示すフロー図に従って説明する。
【００５７】
続いて、暗号化手段４２４は、上記暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２とを自装置の暗号鍵α１により更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ２０８）、通信制御手段４２８は、上記２重暗号化した暗号鍵β２とフィンガープリント２とを、無線通信部４８を介して端末装置４０ｂへ無線送信する（Ｓ２０９）。
【００５８】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１０のステップＳ３１０ないしＳ３１２において、上記２重暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信して、自装置の暗号鍵α２によりこれを復号し、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、端末装置４０ａに無線送信する。
【００５９】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信し（Ｓ２１０）、復号手段４２６は、上記受信した暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、自装置の暗号鍵α１で復号して、平文の暗号鍵β２とフィンガープリント２を得る（Ｓ２１１）。また、通信制御手段４２８は、暗号鍵β２をＲＡＭ４６に記憶する（Ｓ２１２）。
【００６０】
次に、端末装置４０ａのフィンガープリント取得手段４２２は、符号受信機３０ａに記憶されているフィンガープリントをすべて読出し（Ｓ２１３）、認証手段４２０は、読み出されたフィンガープリントの中にフィンガープリント２と一致するフィンガープリントがあるか否かを判断する（Ｓ２１４）。そして、一致するフィンガープリントがあるときは（Ｓ２１４、Ｙｅｓ）、フィンガープリント２の送信元である端末装置４０ｂを通信相手として認証し、通信制御手段４２８に対し、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β１を端末装置４０ｂへ送信するよう指示する（Ｓ２１５）。一方、一致するフィンガープリントがないときは（Ｓ２１４、Ｎｏ）、端末装置４０ｂを通信相手として認証することなく、通信応答処理を終了する。
【００６１】
続いて、通信制御手段４２８は、暗号化手段４２４により、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α１で暗号化した後（Ｓ２１６）、暗号鍵α１で暗号化した暗号鍵β１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信して（Ｓ２１７）、図１１のステップＳ２１８に移行する。
【００６２】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１０のステップＳ３１３、図１１のステップＳ３１４及びＳ３１５により、暗号鍵α１で暗号化された暗号鍵β１を受信し、自装置の暗号鍵α２で更に暗号化（２重暗号化）し、２重暗号化した暗号鍵β１を、端末装置４０ａへ無線送信する。
【００６３】
以下、図１１の左側に示すフロー図にしたがって説明する。
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された、２重暗号化された暗号鍵β１を受信し（Ｓ２１８）、復号手段４２６は、受信した２重暗号化された暗号鍵β１を、暗号鍵α１を用いて復号して、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態とし（Ｓ２１９）、通信制御手段４２８は、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態の暗号鍵β１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信して（Ｓ２２０）、接続要求処理を終了する。
【００６４】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１１のステップＳ３１６ないしＳ３１８により、端末装置４０ａから、暗号鍵α２のみで暗号化された状態の暗号鍵β１を受信して、自装置の暗号鍵α２で復号し、平文の暗号鍵β１を取得した後、当該暗号鍵β１をＲＡＭ４６に記憶する。これにより、端末装置４０ｂの通信応答処理が完了し、端末装置４０ａと４０ｂとの間に通信接続が確立される。すなわち、端末装置４０ａと４０ｂとは、互いに保持する暗号鍵β１及びβ２を用い、端末装置４０ｂから４０ａへのデータ送信には暗号鍵β２を、端末装置４０ａから４０ｂへのデータ送信には暗号鍵β１を用いてデータを暗号化・復号することにより、互いにデータの授受を行う。
【００６５】
接続応答処理
次に、接続応答処理の手順について、図９ないし図１１の右側に示すフロー図にしたがって説明する。上述したように以下の説明では、本接続応答処理は、端末装置４０ａが行う接続要求処理に呼応して、端末装置４０ｂが実行するものとして説明する。
【００６６】
本接続応答処理は、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８が、端末装置４０ａからブロードキャストされたセッションリクエストと暗号化されたフィンガープリント１（図９のステップＳ２０３）を受信することにより開始する。
接続応答処理を開始すると、暗号化手段４２４は、通信制御手段４２８が受信した暗号化されたフィンガープリント１を、自装置の暗号鍵α２により更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ３０１）、通信制御手段４２８は、２重暗号化したフィンガープリント１を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３０２）。
【００６７】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図９のステップＳ２０６において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を受信し（Ｓ３０３）、復号手段４２６は、当該暗号化された状態のフィンガープリント１を自装置の暗号鍵α２で復号して、平文のフィンガープリント１を得る（Ｓ３０４）。
【００６８】
続いて、端末装置４０ｂのフィンガープリント取得手段４２２は、符号受信機３０ｂが記憶している全てのフィンガープリントを読み出し（Ｓ３０５）、認証手段４２０は、読み出したフィンガープリントの中にフィンガープリント１と一致するフィンガープリントがあるか否かを判断する（Ｓ３０６）。そして、一致するフィンガープリントがあるときは（Ｓ３０６、Ｙｅｓ）、フィンガープリント１の送信元である端末装置４０ａを通信相手として認証し、通信制御手段４２８に対し、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β２を端末装置４０ａへ送信するよう指示する（Ｓ３０７）。一方、一致するフィンガープリントがないときは（Ｓ３０６、Ｎｏ）、端末装置４０ａを通信相手として認証することなく、通信応答処理を終了する。
【００６９】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、暗号化手段４２４により、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β２と、符号受信機３０ｂが記憶している最新のフィンガープリント（フィンガープリント２とする）とを、自装置の暗号鍵α２で暗号化し（Ｓ３０８）、通信制御手段４２８は、暗号化した暗号鍵β２及びフィンガープリント２を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信して（Ｓ３０９）、図１０のステップＳ３１０に移行する。
以下、図１０の右側に示すフロー図にしたがって説明する。
【００７０】
続いて、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１０のステップＳ２０９において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α１及びα２で２重暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信し（Ｓ３１０）、復号手段４２６は、当該２重暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、自装置の暗号鍵α２で復号して、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を得る（Ｓ３１１）。続いて、通信制御手段４２８は、上記暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３１２）。
【００７１】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１０のステップＳ２１７において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α１で暗号化された暗号鍵β１を受信し（Ｓ３１３）、図１１のステップＳ３１３に移行する。
以下、図１１の右側に示すフロー図にしたがって説明する。
【００７２】
続いて、端末装置４０ｂの暗号化手段４２４は、図１０のステップＳ３１３において受信した暗号化された暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α２で更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ３１４）、通信制御手段４２８は、上記２重暗号化した暗号鍵β１を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３１５）。
【００７３】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１１のステップＳ２２０において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態の暗号鍵β１を受信し（Ｓ３１６）、復号手段４２６は、当該暗号化された状態の暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α２で復号して、平文の暗号鍵β１を得る（Ｓ３１７）。そして、得られた平文の暗号鍵β１をＲＡＭ４６に記憶した後（Ｓ３１８）、接続応答処理を終了する。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本無線通信システムでは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおける符号送信機２０を、既存の屋内照明装置の一部として、予め会議室内等に設置しておく。
【００７５】
本実施形態によれば、会議室などの一時的な接続認証が必要な場所において、新たに符号送信機２０を設置する必要がなく、各ユーザは、符号受信機３０を接続した端末装置４０を会議室等に持ち込むだけで、同一会議室内にある他の端末装置４０との無線通信接続を確立することができる。
【００７６】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機２０の設置例を示す図である。
図１２Ａは、屋内照明装置に符号送信機２０の光源２１４を配置した例を示す図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す光源２１４の配置により形成される無線通信エリア（無線通信接続を確立しようとするエリア）を示す図である。
【００７７】
図１２Ａでは、例えば蛍光灯などの３つの屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃのそれぞれについて、各屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの、幅方向の両側、長手方向に沿う傾斜した内側面部分（光反射面）のほぼ中央に、それぞれ光源２１４ａと２１４ｂ、２１４ｃと２１４ｄ、２１４ｅと２１４ｆが配置されている。これらの光源２１４ａないし２１４ｆは、それぞれ独立した符号送信機２０の一部である。なお、各光源２１４ａないし２１４ｆ以外の符号送信機２０の構成部分（不図示）については、各光源２１４ａないし２１４ｆの直近に配置してもよいし、遠隔にまとめて配置してもよい。
【００７８】
図１２Ｂは、図１２Ａに示す屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃとその下に広がる空間を示す図である。
屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの下に広がる空間には、光源２１４ａないし２１４ｆの出射光の照射領域２３ａないし２３ｆが形成され、屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの直下の空間には、それぞれ照射領域２３ａと２３ｂ、２３ｃと２３ｄ、２３ｅと２３ｆが交差するエリア２４ｂないし２４ｄが形成されている。
【００７９】
また、エリア２４ｂないし２４ｄの下の空間には、それぞれ照射領域２３ａと２３ｄ、及び、２３ｃと２３ｆが交差するエリア２４ｅ、２４ｆが形成されている。
これらのエリア２４ｂないし２４ｆの中から、例えば、会議等を行なうのに十分な広がり範囲を持っている領域として、エリア２４ｅ及び２４ｆを、それぞれ無線通信エリアとすることができる。
【００８０】
なお、図１２に示す例では、符号送信機２０の光源２１４を屋内照明装置５０の光反射板の一部に取り付ける構成としたが、これに限らず、例えば、屋内照明装置５０としてＬＥＤ照明装置が使用される場合には、当該屋内照明装置５０に使用されるＬＥＤ光源そのものを、符号送信機２０の光源２１４として用いることもできる。
【００８１】
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本無線通信システムでは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおける符号送信機２０が２つ（図１の２０ａ及び２０ｂ）であるのに対し、３つ以上の符号送信機２０を使用し、かつ、各符号送信機２０は、無線通信接続を確立しようとするエリア（無線通信エリア）を囲うように、かつ、全ての符号送信機２０の照射光が、当該エリアにおいて交差するように配置するものとする。
また、符号受信機３０は、２つの受光器３０２ａ、３０２ｂにより、上記３つ以上の符号送信機２０から送信されるそれぞれのランダムデータを受信して、少なくとも２つのランダムデータに基づいて、フィンガープリントを生成するものとする。
【００８２】
本実施形態によれば、符号送信機２０は、無線通信エリアを囲うように配置されるため、無線通信が確立される範囲をユーザに目で見て解りやすく示すことができる。すなわち、各符号送信機２０は、フィンガープリントを用いた接続認証によりセキュリティが確保された無線通信を行なうことのできる“セキュリティ区画”の範囲を示す目印となり、ユーザが安心感を持って通信接続を行なうことができる。なお、各符号送信機２０を、それぞれ可搬式の支持手段、例えば自立可能なスタンドに取り付けて配置することにより、“セキュリティ区画”の目印としての効果を更に向上することもできる。
【００８３】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機２０の設置例を示す図である。
図１３では、４つの符号送信機２０ｃないし２０ｆが、それぞれ自立可能なスタンド２６ａないし２６ｄに取り付けられている。また、符号送信機２０ｃないし２０ｆは、無線通信を確立しようとするエリアを囲うように、かつ、当該エリアにおいて全ての符号送信機２０ｃないし２０ｆの照射領域２２ｃないし２２ｆが交差するように配置されている。
【００８４】
図１４は、図１３に示す符号送信機２０ｃないし２０ｆにより囲まれたエリアにおける、符号受信機３０の配置例を示す図である。
図１４は、上記エリアの平面図であり、符号送信機２０ｃないし２０ｆにより囲まれたエリアに、２つの符号受信機３０ｃ、３０ｄが配置されている。
【００８５】
符号受信機３０ｃ及び３０ｄのユーザは、それぞれ、符号受信機３０ｃ及び３０ｄが備える２つの受光器３０２ａ、３０２ｂを取り付けた基板３２（図４）の方向を調整し、符号受信機３０ｃ、３０ｄが、それぞれ、符号送信機２０ｃないし２０ｆから少なくとも同じ２つのランダムデータを受信するようにすることができる。これにより、符号受信機３０ｃ、３０ｄは、同一のフィンガープリントを生成することができるので、符号受信機３０ｃ、３０ｄにそれぞれ接続された端末装置４０（不図示）の間で、無線通信接続を確立することができる。
【００８６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本システムでは、第３の実施形態に係る無線通信システムにおいて、直交する４つの方向から到来する光をそれぞれ受光できるように配置された４つの受光器を持つ符号受信機と、当該符号受信機に接続された端末装置４０とを有し、無線通信接続を確立する２つの端末装置４０のうち、少なくとも一方の端末装置４０が、上記４つの受光器を持つ符号受信機と接続されているものとする。
【００８７】
上記第３の実施形態に係る無線通信システムにおいては、例えば図１４において、符号受信機３０ｃ又は３０ｄがそれぞれ備える基板３２（図４）の方向が互いに直交し、符号受信機３０ｃは符号送信機２０ｃ、２０ｄからの照射光のみ受光し、符号受信機３０ｄは符号送信機２０ｅ、２０ｆからの照射光のみを受光するような場合において、符号受信機３０ｃ、３０ｄがそれぞれ備える基板３２（図４）の方向を調整することができないときは、符号受信機３０ｃと３０ｄは同一のフィンガープリントを生成できないこととなる。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、無線通信接続を行なう２つの端末装置４０のうち少なくとも一方の端末装置４０に４つの受光器を有する符号受信機が接続されている。この４つの受光器を有する符号受信機は、符号送信機２０ｃないし２０ｆからのすべての照射光を受光ことができるので、各符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される４つのランダムデータから、任意の２つのランダムデータで構成される全てのランダムデータの組み合わせに基づいてフィンガープリントを生成することができる。
【００８９】
このため、符号受信機３０により、符号送信機２０ｃないし２０ｆのうち２つの符号送信機（例えば符号送信機２０ｃ、２０ｄ）からの照射光しかできない場合でも、上記４つの受光器を有する符号受信機は、当該符号受信機３０が生成するフィンガープリントと同じフィンガープリントを必ず生成することができる。その結果、ユーザが符号受信機３０の設置方向を調整できない場合でも、符号受信機３０に接続された端末装置４０と、上記４つの受光器を備える符号受信機に接続された端末装置４０との間で、無線通信接続を確立することができる。
【００９０】
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
本無線通信システムは、無線通信を確立しようとするエリアを囲むように配置された符号送信機２０ｃないし２０ｆと、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの出射光が交差するエリアに配置された符号受信機３０、及び、４つの受光器を備える符号受信機６０と、符号受信機３０及び符号受信機６０にそれぞれ接続された端末装置４０ｃ、４０ｄを有している。
【００９１】
図１６は、符号受信機６０の構成を示すブロック図である。
符号受信機６０は、４つの受光器６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄと、復調部６０４と、フィンガープリント生成部６０６と、記録部６０８と、ＲＡＭ等で構成される記憶部６１０と、シリアル通信部６１２と、を有している。
【００９２】
受光器６０２ａないし６０２ｄは、それぞれ、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの出射光である強度変調光を受信して、電気信号（強度変調信号）に変換する。ここで、受光器６０２ａないし６０２ｄは、符号送信機２０の光源２１４の発光波長に適合した、ホトダイオード（Photodiode）やホトトランジスタ（Phototransistor）等を用いることができる。
図１７は、受光器６０２ａないし６０２ｄの配置例を示す図である。
受光器６０２ａないし６０２ｄは、互いに直交する４方向からの光を受光できるように、直方体のブロック６２の４つの側面部にそれぞれ配置されている。
【００９３】
復調部６０４は、受光器６０２ａないし６０２ｄが出力する電気信号を復調し、符号送信機２０ｃないし２０ｆが送信したランダムデータ（８ｂｉｔデータ）を、それぞれ、送信元情報（送信元が符号送信機２０ｃないし２０ｆのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部６０６に出力する。
【００９４】
フィンガープリント生成部６０６は、復調部６０４が出力したランダムデータを、その送信元毎に（すなわち、符号送信機２０ｃないし２０ｆ毎に）記憶部６１０に記憶する。これにより、記憶部６１０には、常に、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信されたそれぞれの最新のランダムデータが記憶される。その後、フィンガープリント生成部６０６は、記憶部６１０が記憶する符号送信機２０ｃないし２０ｆからのランダムデータから、任意の２つのランダムデータを抽出し結合することにより構成されるすべてのフィンガープリントを生成し、記録部６０８に出力する。
【００９５】
上記の動作により、フィンガープリント生成部６０６は、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点で、新たなフィンガープリントを生成することとなる。
なお、フィンガープリントの生成タイミングは、本実施形態のように、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点に限らず、例えば、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの２つのランダムデータのすべてが変化した時点で行なうものとしてもよい。
【００９６】
次に、記録部６０８は、フィンガープリント生成部６０６が生成したフィンガープリントを、その生成順に記憶部６１０に記憶する。また、フィンガープリントの記憶数が所定数を超えたときに、最も古いフィンガープリントを記憶部６１０から削除して、常に所定数のフィンガープリントを記憶部６１０内に保持する。
また、シリアル通信部６１２は、ＵＳＢ等のシリアルバスを介して、端末装置４０との間でデータ授受を行なう。
【００９７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本システムでは、第１ないし第４の実施形態に係る無線通信システムにおける端末装置４０の無線通信部４８は、５００ＭＨｚ以上の帯域幅、又は、中心周波数の２０％以上の帯域幅で行なわれる、いわゆる超広帯域無線（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）による無線通信を行なうものとする。
【００９８】
ＵＷＢは、近距離における通信に限定された出力電圧で規定された、同じ周波数帯を使う無線機器と混信することがない大容量通信に適した無線通信方式であり、本実施形態よれば、端末装置４０がＵＷＢによる無線通信を行なう無線通信部４８を備えることにより、近隣の端末装置４０どうしを簡単に接続して近距離大容量の無線通信システムを構築することができる。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によれば、場所と時刻を同じくする端末装置４０間にのみ共通するフィンガープリントを生成できるので、操作者（ユーザ）の操作を不要として、端末装置４０間に共通の認証を簡易かつ迅速に行うことができる。また、例えば１０ｍ以内の範囲であっても、当該範囲内に区別すべき領域がある場合には（隣接する会議スペースの広さが１０ｍ以内に存在する場合等）、当該領域のそれぞれについて、認証・接続可能な物理的範囲を、符号送信機２０の出射光の交差領域として明示的に制限することができる。
【符号の説明】
【０１００】
２０、２０ａ〜２０ｆ・・・符号送信機、３０、３０ａ〜３０ｆ、６０・・・符号受信機、４０、４０ａ〜４０ｄ・・・端末装置、４２・・・ＣＰＵ、４４・・・ＲＯＭ、４６・・・ＲＡＭ、４８・・・無線通信部、４９、３１２、６１２・・・シリアル通信部、５０ａ〜５０ｃ・・・屋内照明装置、２０２・・・クロック発振部、２０４、２０６・・・乱数発生部、２０８・・・タイミング生成部、２１０・・・パラレル／シリアル変換部、２１２・・・変調部、２１４、２１４ａ〜２１４ｆ・・・光源、３０２ａ、３０２ｂ、６０２ａ〜６０２ｄ・・・受光器、３０４、６０４・・・復調部、３０６、６０６・・・フィンガープリント生成部、３０８、６０８・・・記録部、３１０、６１０・・・記憶部、４２０・・・認証手段、４２２・・・フィンガープリント取得手段、４２４・・・暗号化手段、４２６・・・復号手段、４２８・・・通信制御手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開２００２−２９０４１６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、及び無線通信システムにおける端末装置の認証方法に関し、特に、会議室等の一時的に使用する場所（エリア内）で構築される無線通信システム、及び無線通信システムにおける端末装置の認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）インフラの普及に伴い、有線又は無線のＬＡＮ（Local Area Network）に接続可能な端末装置が増え、情報授受の利便性が大きく向上してきた。このようなＬＡＮにおける通信規格として、有線ＬＡＮについてはIEEE802.3規格が、無線ＬＡＮについてはIEEE802.11規格が、広く使用されている。
【０００３】
上記IEEE802.11規格は、端末装置の認証方法等、ネットワーク管理手法を、有線ＬＡＮについてのIEEE802.3規格から転用しており、IEEE802.11規格に従って無線ＬＡＮを構築すれば、有線ＬＡＮから無線ＬＡＮへの移行や、有線ＬＡＮと無線ＬＡＮとの併用に際して、端末装置の設定を同様の手続により行なうことができる。しかし、無線ＬＡＮに有線ＬＡＮの管理手法を転用した結果、無線通信本来の利便性を損なうこともある。
【０００４】
例えば、IEEE802.11規格では、IEEE802.3規格と同様に、ネットワークに端末装置を接続する際に、当該端末装置の正当性などを厳密に判定すべく煩雑な認証手続を要求している。
一方で、例えばプロジェクタやディスプレイのように、ＰＣ（Personal Computer：パーソナルコンピュータ）と一対一で接続するインタフェースにも、無線技術が普及しているが、その接続の認証においても、ネットワーク接続と同様のセキュリティ機能、つまり、IEEE802.11規格で要求されたセキュリティ機能が継承されている。
【０００５】
このような一対一のインタフェースの接続は、例えば会議時間内だけでの利用など、一時的な接続であることが多く、接続の確立や接続端末装置の変更に、多くの煩雑な手順を要することは明らかに望ましくない。
また、電子情報の多様化に伴い、会議室内等においてＰＣ等の端末装置を持ち込んでファイルを共有する等の場面が増加しているが、このような限定されたエリア内における複数の端末装置間での一時的な接続においても同様である。
【０００６】
この課題の解決策として、端末装置間でＰＩＮ（Personal Identification Number）コード又はパスコードと呼ばれる認証コードを交換して端末装置の認証を行なう、ブルートゥース（登録商標）等のＰＡＮ（Personal Area Network）が考えられる。
上記ブルートゥース（登録商標）を用いた無線通信端末装置として、例えば、無線通信端末装置毎に他の無線通信端末装置（例えばオフィス内に存在する機器）の機器ＩＤ、プロファイル種別（機器の種類）、及び設置場所の位置情報を含む機器リストを予め記憶させておき、ユーザが各無線通信端末装置に表示される機器リストから、例えば所望の設置場所にある無線通信端末装置を選択することにより、当該ユーザの無線通信端末装置と当該選択された無線通信端末装置との間に無線通信接続を確立する無線通信端末装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された無線通信端末装置では、上記位置情報は機器リストに予め記憶させておくことが前提であるから、無線通信端末装置をその設置場所から移動してしまえば、機器リストの位置情報は意味を成さないものとなる。このため、上記従来の無線通信端末装置では、会議室等に移動した無線通信端末装置間で一時的な通信接続を行なうような用途においては、上記機器リストから通信相手を適切に選択することはできない。
【０００８】
また、本来、ブルートゥース（登録商標）等のＰＡＮにおいては、接続可能な物理的範囲（例えば会議室内或いは１０ｍ以内など）を明確に指定する手段が提供されていないため接続範囲が定まらず、接続対象となる対象物を識別するために、ＰＩＮコードの交換など、ネットワーク接続と同様のセキュリティ機能を確保するための認証手続きが必要となっており、接続を簡易に確立することができない。
このように、例えば会議室などの所定のエリア内における端末装置間の一時的な接続が望ましい場面に適した、簡便な認証、接続確立手段は未だ実現されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、会議室等の一時的に使用するエリア内における無線通信において、端末装置が場所と時間を同じくしていることを利用して、その認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機と、前記符号送信機から送信される前記符号を受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機と、を有し、前記端末装置は、前記符号受信機に接続されており、前記符号受信機から前記フィンガープリントを取得するフィンガープリント取得手段と、前記フィンガープリントを無線通信により送受信する無線通信手段と、前記無線通信手段により他の前記端末装置から受信したフィンガープリントと、前記フィンガープリント取得手段により前記符号受信機から取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する認証手段と、を有する無線通信システムである。
また、本発明は、無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムにおける端末装置の認証方法であって、符号送信機により、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する工程と、前記送信する工程において送信された前記符号を符号受信機により受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する工程と、前記符号受信機に接続された前記端末装置が、前記生成する工程において生成されたフィンガープリントを前記符号受信機から取得する工程と、前記端末装置が、前記取得する工程において取得したフィンガープリントを無線送信する工程と、他の前記端末装置が前記無線送信する工程において無線送信したフィンガープリントを受信し、受信した前記フィンガープリントと、前記取得する工程において取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する工程と、を有する、無線通信システムにおける端末装置の認証方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、会議室等の一時的に使用するエリア内において、端末装置の認証を簡易かつ迅速に行なって通信接続を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す無線通信システムにおける、符号送信機の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す無線通信システムにおける、符号受信機の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す符号受信機における、受光器の配置例を示す図である。
【図５】図２に示す符号送信機から送信されるランダムデータ及び当該ランダムデータにより生成されるフィンガープリントの一例を示す図である。
【図６】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置の他の配置例を示す図である。
【図８】図１に示す無線通信システムにおける、フィンガープリント記録処理の手順を示すフロー図である。
【図９】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置が他の端末装置から暗号鍵を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１０】図１に示す無線通信システムにおける、端末装置が暗号鍵を受け取った後、他の端末装置が暗号鍵を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１１】図１に示す無線通信システムにおける、他の端末装置が暗号鍵を受け取った後の、通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機の設置例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機の設置例を示す図である。
【図１４】図１３に示す符号送信機により囲まれたエリアにおける、符号受信機の配置例を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムにおける、４つの受光器を備える符号受信機の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す４つの受光器を備える符号受信機における、受光器の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
本実施形態に係る無線通信システムは、所定の照射角で出射する信号光に乗せて時間に伴って変化する符号として乱数データ（ランダムデータ）を送信する２つの符号送信機と、当該２つの符号送信機の出射光が交差するエリア内に置かれ、上記２つの符号送信機からのランダムデータをそれぞれ受信して、受信した２つのランダムデータに基づき（例えば、これらのランダムデータを結合させて）フィンガープリントを生成する符号受信機と、各符号受信機にそれぞれ接続された端末装置とを有する。そして、各端末装置は、自装置に接続された符号受信機からフィンガープリントを取得して、取得したフィンガープリントを無線通信により他の端末装置との間で送受信し、自装置と同じフィンガープリントを送信した他の端末装置を通信接続相手として認証して、無線通信接続を確立するものである。
なお、フィンガープリントとは、観測する者同士が、同一の時刻に同一の場所に在ると判断することのできる、当該時刻及び場所に固有の情報をいう。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
本無線通信システムは、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂと、前記２つの符号送信機２０ａ、２０ｂからの出射光を受光する符号受信機３０ａ、３０ｂと、符号受信機３０ａ、３０ｂにそれぞれ接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置４０ａ、４０ｂと、を有している。なお、符号送信機２０ａ、２０ｂと端末装置４０ａ、４０ｂとの接続は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＲＳ２３２Ｃ等のシリアルバスを用いて行なうことができる。また、符号受信機３０ａ、３０ｂは、符号送信機２０ａの出射光の照射領域２２ａと符号送信機２０ｂの出射光の照射領域２２ｂが交差するエリア２４ａに配置されている。
【００１５】
ここで、符号送信機２０ａと２０ｂ、符号受信機３０ａと３０ｂ、端末装置４０ａと４０ｂは、それぞれ同一の構成を有しているため、以下の説明においては、それぞれを総称するときはサフィックスを付さず「符号送信機２０」等と称し、個別に参照するときはサフィックスを付して「符号送信機２０ａ」等と称するものとする。
【００１６】
まず、符号送信機２０の構成について説明する。
図２は、符号送信機２０の構成を示すブロック図である。
符号送信機２０は、一定周期のクロック信号を発生するクロック発振部２０２と、第１及び第２の乱数発生部２０４、２０６と、タイミング生成部２０８と、パラレル／シリアル変換部２１０と、変調部２１２と、光源２１４と、を有している。ここで乱数発生部２０４及び２０６は、それぞれ、所定の系列の擬似乱数を生成する擬似乱数発生器を用いて構成することができる。
【００１７】
第２の乱数発生部２０６は、例えばクロック信号が高レベルとなったときに乱数を生成し、生成した乱数をタイミング生成部２０８に出力する。
タイミング生成部２０８は、第２の乱数発生部２０６が出力した乱数が所定の条件を満たすときに、第１の乱数発生部２０４に対し、第１の乱数発生部２０４内部で生成した乱数の出力を指示する出力指示信号を出力する。ここで、上記所定の条件とは、例えば、第２の乱数発生部２０６が出力した乱数が予め定めた所定の値の範囲にあること、あるいは、所定の値の倍数であることである。
【００１８】
第１の乱数発生部２０４は、例えばクロック信号が高レベルとなったときに乱数を生成し、タイミング生成部２０８からの出力指示信号を受信したときに、上記生成した乱数を、例えば８ｂｉｔのパラレルデータの形態で、パラレル／シリアル変換部２１０に出力する。
【００１９】
パラレル／シリアル変換部２１０は、第１の乱数発生部２０４から出力された８ｂｉｔパラレルデータを、クロック信号に同期してシリアルデータに変換し、変調部２１２に出力する。
【００２０】
変調部２１２は、パラレル／シリアル変換部２１０が出力した８ｂｉｔシリアルデータにより、光源２１４の駆動電流を制御してその出射光を強度変調する。なお、変調に際しては、上記８ｂｉｔシリアルデータの前後にスタートビット、パリティビット、及びストップビットを付して、調歩同期方式の信号とすることができる。
【００２１】
光源２１４は、所定の照射角で発散する光を出射する。このため、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光を交差させて、一つのエリア（図１の２４ａ）を形成することができる。
また、光源２１４は、変調部２１２により駆動され、第１の乱数発生部２０４が発生した乱数に基づく上記シリアルデータ（ランダムデータ）を、強度変調光として送信する。なお、光源２１４としては、可視光又は不可視光（例えば赤外線）を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。
【００２２】
符号送信機２０は、以上の構成により、第１の乱数発生部２０４が発生する乱数に基づいて、時々刻々変化する符号であるランダムデータを生成し、生成したランダムデータを光源２１４の出射光に乗せて送信する。
【００２３】
次に、符号受信機３０の構成について説明する。
図３は、符号受信機３０の構成を示すブロック図である。
符号受信機３０は、受光器３０２ａ及び３０２ｂと、復調部３０４と、フィンガープリント生成部３０６と、記録部３０８と、ＲＡＭ等で構成される記憶部３１０と、シリアル通信部３１２と、を有している。
【００２４】
受光器３０２ａ、３０２ｂは、それぞれ、符号送信機２０ａ及び２０ｂからの出射光である強度変調光を受信して、電気信号（強度変調信号）に変換する。ここで、受光器３０２ａ、３０２ｂは、符号送信機２０の光源２１４の発光波長に適合した、ホトダイオード（Photodiode）やホトトランジスタ（Phototransistor）等を用いることができる。また、受光器３０２ａ、３０２ｂは、相反する２つの方向から来る符号送信機２０ａ、２０ｂからの出射光をそれぞれ個別に受光できるように、例えば図４に示すように、１枚の基板３２の表裏にそれぞれ配置して構成する。なお、図４に示す矢印は、それぞれ、受光器３０２ａ及び３０２ｂに入射する符号送信機２０ａ又は２０ｂの出射光を示している。
【００２５】
復調部３０４は、受光器３０２ａ、３０２ｂが出力する電気信号を復調し、符号送信機２０ａ、２０ｂが送信したランダムデータ（８ｂｉｔデータ）を、それぞれ、送信元情報（そのランダムデータの送信元が符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部３０６に出力する。
【００２６】
フィンガープリント生成部３０６は、復調部３０４が出力したランダムデータを、その送信元毎に（すなわち、符号送信機２０ａ、２０ｂ毎に）記憶部３１０に記憶する。これにより、記憶部３１０には、常に、符号送信機２０ａから送信された最新のランダムデータと符号送信機２０ｂから送信された最新のランダムデータとが記憶される。その後、フィンガープリント生成部３０６は、記憶部３１０が記憶するこれら２つのランダムデータ（８ｂｉｔ）を結合して、フィンガープリント（１６ｂｉｔ）を生成し、記録部３０８に出力する。
上記の動作により、フィンガープリント生成部３０６は、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点で、新たなフィンガープリントを生成することとなる。
【００２７】
なお、上記フィンガープリントは、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信された２つのランダムデータに基づいて生成されるものであればよく、本実施形態のようにランダムデータを結合したものに限らず、２つのランダムデータの論理積や論理和であってもよい。
また、フィンガープリントの生成タイミングは、本実施形態のように、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータのいずれかが変化した時点に限らず、符号送信機２０ａ及び２０ｂからの２つのランダムデータの両方が変化した時点で行なうものとしてもよい。
【００２８】
次に、記録部３０８は、フィンガープリント生成部３０６が生成したフィンガープリントを、その生成順に記憶部３１０に記憶する。また、フィンガープリントの記憶数が所定数を超えたときに、最も古いフィンガープリントを記憶部３１０から削除して、常に所定数のフィンガープリントを記憶部３１０内に保持する。
また、シリアル通信部３１２は、ＵＳＢ等のシリアルバスを介して、端末装置４０との間でデータ授受を行なう。
【００２９】
図５は、２つの符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータ及び当該ランダムデータにより生成されるフィンガープリントの一例を示す図である。
図５Ａは、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されるランダムデータの送信波形の例を示す図であり、図５Ｂは図５Ａの部分拡大図及びフィンガープリントの例である。
【００３０】
符号送信機２０ａ、２０ｂからは、それぞれ独立に、異なるタイミングで異なるランダムデータが送信される（図５Ａ）。
図５Ｂに示すように、これらのランダムデータは調歩同期方式で送信されており、スタートビット（“１”）を先頭（図示左端）として、その後ろに８ｂｉｔのランダムデータ（符号送信機２０ａでは“０１０１１０１１”、符号送信機２０ｂでは“０１０１１０１０”）とパリティビットが続き、最後（図示右端）にストップビット（“０”）が送信されて、１つのランダムデータの送信が終了する。
【００３１】
符号受信機３０は、図５Ｂに示す２つのランダムデータを受信し、例えば、符号送信機２０ａからのランダムデータ“０１０１１０１１”の後ろに符号送信機２０ｂからのランダムデータ“０１０１１０１０”を結合して、１６ｂｉｔのフィンガープリント“０１０１１０１１０１０１１０１０”を生成する。
【００３２】
次に、端末装置４０の構成について説明する。
図６は、端末装置４０の構成を示すブロック図である。
端末装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２と、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）４４と、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）４６とで構成されるコンピュータと、無線通信部４８と、シリアル通信部４９と、を有している。
【００３３】
また、端末装置４０は、ＣＰＵ４２がコンピュータ・プログラムを実行することにより実現する機能実現手段として、認証手段４２０と、フィンガープリント取得手段４２２と、暗号化手段４２４と、復号手段４２６と、通信制御手段４２８と、を有している。なお、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。
【００３４】
フィンガープリント取得手段４２２は、シリアル通信部４９を介して、端末装置４０に接続された符号受信機３０の記憶部３１０が記憶しているフィンガープリントを取得する。
通信制御手段４２８は、無線通信部４８を介して、上記取得したフィンガープリントの送信や、他の端末装置４０から送信されたフィンガープリントの受信を行なう。
【００３５】
暗号化手段４２４及び復号手段４２６は、それぞれ、通信制御手段４２８によるフィンガープリントの送信及び受信に際し、暗号鍵を用いて当該フィンガープリントの暗号化及び復号を行なう。
【００３６】
認証手段４２０は、フィンガープリント取得手段４２２が取得したフィンガープリントと、通信制御手段４２８が他の端末装置４０から受信したフィンガープリントとを比較し、両者が一致することを条件として、当該他の端末装置４０を、無線通信接続を確立すべき相手として認証し、当該他の端末装置４０に対し、以降のデータ通信に用いる暗号鍵を送信する。
【００３７】
上記の構成を備える無線通信システムは、ユーザが符号送信機２０ａ、２０ｂの電源を投入すると、符号送信機２０ａ、２０ｂから、それぞれ独立に、時々刻々変化するランダムデータにより変調された強度変調光を継続的に出力する。
次に、ユーザが符号受信機３０ａ、３０ｂと端末装置４０ａ、４０ｂの電源を投入すると、符号受信機３０ａ、３０ｂは、それぞれ、符号送信機２０ａ、２０ｂから送信されたランダムデータを取得し、これらのランダムデータに基づいてフィンガープリントを生成して記録する。
【００３８】
続いて、端末装置４０ａ、４０ｂは、それぞれ、符号受信機３０ａ、３０ｂから最新のフィンガープリントを取得し、取得したフィンガープリントを、それぞれ自装置の暗号鍵αを用いて無線通信により互いに送受信する。そして、端末装置４０ａ、４０ｂは、互いが同じフィンガープリントを取得していれば、互いを通信接続相手として認証し、以降のデータ授受に使用する自装置の暗号鍵βを交換して、無線通信接続を確立する。
【００３９】
これにより、端末装置４０ａ、４０ｂは、ＰＩＮコード入力等のユーザ操作を求めることなく、フィンガープリントの取得と交換を自動的に行ない、通信接続相手の認証を簡易かつ迅速に行って、無線通信接続を確立することができる。
【００４０】
一方、図７に示す端末装置４０の配置例のように、符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光が交差するエリア２４ａの外に配置された符号受信機３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれか或いはそのいずれからもランダムデータを得ることができない。このため、これらの符号受信機３０ｃ、３０ｄ、３０ｅにそれぞれに接続された端末装置４０ｃ、４０ｄ、４０ｅは、エリア２４ａ内の端末装置４０ａ、４０ｂと同一のフィンガープリントを取得することができず、端末装置４０ａ、４０ｂとの間で通信接続を確立することができないこととなる。
【００４１】
その結果、エリア２４ａ内に存在する端末装置４０ａ、４０ｂ間でのみ無線通信接続が確立され、エリア２４ａ外の端末装置４０ｃ、４０ｄ、４０ｅに対するセキュリティが確保される。
したがって、端末装置４０の無線の到達範囲（例えば１０ｍ以内）に複数の会議スペースが隣接して存在するような場合でも、各会議スペースにそれぞれ符号送信機２０ａ、２０ｂを設置し、これら符号送信機２０ａ、２０ｂの出射光の交差範囲として各会議スペースを区画することにより、認証・接続可能な物理的範囲（即ち同一の会議スペース）を明示的に制限した状態で、当該物理的範囲内に存在する端末装置４０間でのみ無線通信を接続することができる。
【００４２】
次に、無線通信システムが行う処理の手順について説明する。
本処理は、符号受信機３０がフィンガープリントの生成と記録を行なうフィンガープリント記録処理と、端末装置４０が、符号受信機３０により生成・記録されたフィンガープリントに基づき、他の端末装置４０を通信接続相手として認証して、無線通信接続を確立する通信接続処理とにより構成される。以下に、各処理の手順について説明する。
【００４３】
フィンガープリント記録処理
まず、符号受信機３０が行なうフィンガープリント記録処理の手順について、図８に示すフロー図にしたがって説明する。
ユーザが符号受信機３０の電源を投入すると（Ｓ１０１）、符号受信機３０は、受光器３０２ａ、３０２ｂにより、それぞれ、符号送信機２０ａ、２０ｂから信号光を受信し（Ｓ１０２）、復調部３０４は、受光器３０２ａ、３０２ｂの出力電流からランダムデータを復調し、当該ランダムデータを、その送信元情報（送信元が符号送信機２０ａ、２０ｂのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部３０６に出力する（Ｓ１０３）。
【００４４】
フィンガープリント生成部３０６は、復調部３０４から入力されたランダムデータを送信元毎（符号送信機２０ａ、２０ｂ）に記憶部３１０に記憶し（Ｓ１０４）、記憶部３１０が記憶する符号送信機２０ａ、２０ｂから受信したランダムデータをそれぞれ読み出して、これらのランダムデータを結合してフィンガープリントを生成し、記録部３０８に出力する（Ｓ１０５）。
【００４５】
続いて、記録部３０８は、フィンガープリント生成部３０６から入力されたフィンガープリントを記憶部３１０に記憶し（Ｓ１０６）、記憶部３１０に記憶されているフィンガープリントの数が所定数を超えたときは、最も古いフィンガープリントを記憶部３１０から削除した後（Ｓ１０７）、ステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。
上記の処理により、記憶部３１０には、直近に生成された所定数のフィンガープリントが常に保存されている状態となる。
なお、本処理は、ユーザが符号受信機３０の電源を断にすることにより終了する。
【００４６】
通信接続処理
次に、端末装置４０が行なう通信接続処理の手順について説明する。
本通信接続処理は、端末装置４０が他の端末装置４０に対して通信接続を要求する接続要求信号（後述するセッションリクエスト）を送信する接続要求処理と、他の端末装置４０からの通信接続の要求を受けて通信接続に必要な認証等を行なう接続応答処理とで構成される。
【００４７】
なお、端末装置４０間で行われる認証プロトコル（通信相手を認証するための処理手順）の理解を容易にするため、以下の説明では、端末装置４０ａが接続要求処理を行い、これに呼応して端末装置４０ｂが、接続応答処理を実行するものとして説明する。
【００４８】
図９は、端末装置４０ａが端末装置４０ｂから暗号鍵β２を受け取るまでの、通信接続処理の手順を示すフロー図、図１０は、端末装置４０ａが端末装置４０ｂから暗号鍵β２を受け取った後、端末装置４０ｂが端末装置４０ａから暗号鍵β１を受け取るまでの通信接続処理の手順を示すフロー図、図１１は、端末装置４０ｂが端末装置４０ａから暗号鍵β１を受け取った後の通信接続処理の手順を示すフロー図である。
【００４９】
また、図９ないし図１１において、左側のフロー図は、端末装置４０ａが行なう接続要求処理の手順を示し、右側のフロー図は、端末装置４０ｂが行なう接続応答処理の手順を示し、左右のフロー図の間に記載した矢印は、端末装置４０ａと４０ｂとの間で無線通信により行なわれるデータ授受の方向を示している。
以下、接続要求処理と接続応答処理の手順について順に説明する。
【００５０】
接続要求処理
まず、接続要求処理の手順について、図９ないし図１１の左側に示すフロー図にしたがって説明する。
本接続要求処理は、端末装置４０ａの電源投入後、所定の時間間隔で、又は端末装置４０ａの操作部（不図示）を介したユーザからの指示により開始する。
【００５１】
本接続要求処理を開始すると、端末装置４０ａのフィンガープリント取得手段４２２は、シリアル通信部４９を介して、符号受信機３０から、その記憶部３１０が記憶する最新のフィンガープリント（フィンガープリント１とする）を読み出し（Ｓ２０１）、暗号化手段４２４は、自装置に固有の暗号鍵（α１とする）により、上記読み出されたフィンガープリント１を暗号化する（Ｓ２０２）。
【００５２】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、通信接続を要求する接続要求信号であるセッションリクエストと、上記暗号化されたフィンガープリント１とを、無線通信部４８を用いてブロードキャストする（Ｓ２０３）。
【００５３】
これに対し、端末装置４０ｂは、上記セッションリクエストと暗号化されたフィンガープリント１を受信して接続応答処理を開始し、後述する図９のステップＳ３０１及びＳ３０２において、上記受信した暗号化されたフィンガープリント１を、自装置の暗号鍵（α２とする）により更に暗号化（２重暗号化）して、端末装置４０ａに無線送信する。
【００５４】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された２重暗号化されたフィンガープリントを受信し（Ｓ２０４）、その復号手段４２６は、上記２重暗号化されたフィンガープリントを、暗号鍵α１を用いて復号し、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態とする（Ｓ２０５）。続いて、通信制御手段４２８は、上記暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信する（Ｓ２０６）。
【００５５】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図９のステップＳ３０３ないしＳ３０９の処理を行う。すなわち、端末装置４０ａが送信した上記暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を受信した後、自装置の暗号鍵α２によりこれを復号して、平文の（暗号化されていない）フィンガープリント１を得る。そして、自装置に接続されている符号受信機３０ｂの記憶部３１０に、上記復号したフィンガープリント１と一致するフィンガープリントが記憶されていれば、その後の通信に使用する暗号鍵（β２とする）と、当該符号受信機３０ｂの記憶部３１０が記憶する最新のフィンガープリント２とを、自装置の暗号鍵α２により暗号化して、端末装置４０ａへ無線送信する。
【００５６】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２とを受信して（Ｓ２０７）、図１０のステップＳ２０８に移行する。
以下、図１０の左側に示すフロー図に従って説明する。
【００５７】
続いて、暗号化手段４２４は、上記暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２とを自装置の暗号鍵α１により更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ２０８）、通信制御手段４２８は、上記２重暗号化した暗号鍵β２とフィンガープリント２とを、無線通信部４８を介して端末装置４０ｂへ無線送信する（Ｓ２０９）。
【００５８】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１０のステップＳ３１０ないしＳ３１２において、上記２重暗号化された暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信して、自装置の暗号鍵α２によりこれを復号し、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、端末装置４０ａに無線送信する。
【００５９】
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信し（Ｓ２１０）、復号手段４２６は、上記受信した暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、自装置の暗号鍵α１で復号して、平文の暗号鍵β２とフィンガープリント２を得る（Ｓ２１１）。また、通信制御手段４２８は、暗号鍵β２をＲＡＭ４６に記憶する（Ｓ２１２）。
【００６０】
次に、端末装置４０ａのフィンガープリント取得手段４２２は、符号受信機３０ａに記憶されているフィンガープリントをすべて読出し（Ｓ２１３）、認証手段４２０は、読み出されたフィンガープリントの中にフィンガープリント２と一致するフィンガープリントがあるか否かを判断する（Ｓ２１４）。そして、一致するフィンガープリントがあるときは（Ｓ２１４、Ｙｅｓ）、フィンガープリント２の送信元である端末装置４０ｂを通信相手として認証し、通信制御手段４２８に対し、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β１を端末装置４０ｂへ送信するよう指示する（Ｓ２１５）。一方、一致するフィンガープリントがないときは（Ｓ２１４、Ｎｏ）、端末装置４０ｂを通信相手として認証することなく、通信応答処理を終了する。
【００６１】
続いて、通信制御手段４２８は、暗号化手段４２４により、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α１で暗号化した後（Ｓ２１６）、暗号鍵α１で暗号化した暗号鍵β１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信して（Ｓ２１７）、図１１のステップＳ２１８に移行する。
【００６２】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１０のステップＳ３１３、図１１のステップＳ３１４及びＳ３１５により、暗号鍵α１で暗号化された暗号鍵β１を受信し、自装置の暗号鍵α２で更に暗号化（２重暗号化）し、２重暗号化した暗号鍵β１を、端末装置４０ａへ無線送信する。
【００６３】
以下、図１１の左側に示すフロー図にしたがって説明する。
次に、端末装置４０ａの通信制御手段４２８は、端末装置４０ｂから送信された、２重暗号化された暗号鍵β１を受信し（Ｓ２１８）、復号手段４２６は、受信した２重暗号化された暗号鍵β１を、暗号鍵α１を用いて復号して、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態とし（Ｓ２１９）、通信制御手段４２８は、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態の暗号鍵β１を、無線通信部４８により端末装置４０ｂへ無線送信して（Ｓ２２０）、接続要求処理を終了する。
【００６４】
これに対し、端末装置４０ｂは、後述する図１１のステップＳ３１６ないしＳ３１８により、端末装置４０ａから、暗号鍵α２のみで暗号化された状態の暗号鍵β１を受信して、自装置の暗号鍵α２で復号し、平文の暗号鍵β１を取得した後、当該暗号鍵β１をＲＡＭ４６に記憶する。これにより、端末装置４０ｂの通信応答処理が完了し、端末装置４０ａと４０ｂとの間に通信接続が確立される。すなわち、端末装置４０ａと４０ｂとは、互いに保持する暗号鍵β１及びβ２を用い、端末装置４０ｂから４０ａへのデータ送信には暗号鍵β２を、端末装置４０ａから４０ｂへのデータ送信には暗号鍵β１を用いてデータを暗号化・復号することにより、互いにデータの授受を行う。
【００６５】
接続応答処理
次に、接続応答処理の手順について、図９ないし図１１の右側に示すフロー図にしたがって説明する。上述したように以下の説明では、本接続応答処理は、端末装置４０ａが行う接続要求処理に呼応して、端末装置４０ｂが実行するものとして説明する。
【００６６】
本接続応答処理は、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８が、端末装置４０ａからブロードキャストされたセッションリクエストと暗号化されたフィンガープリント１（図９のステップＳ２０３）を受信することにより開始する。
接続応答処理を開始すると、暗号化手段４２４は、通信制御手段４２８が受信した暗号化されたフィンガープリント１を、自装置の暗号鍵α２により更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ３０１）、通信制御手段４２８は、２重暗号化したフィンガープリント１を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３０２）。
【００６７】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図９のステップＳ２０６において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態のフィンガープリント１を受信し（Ｓ３０３）、復号手段４２６は、当該暗号化された状態のフィンガープリント１を自装置の暗号鍵α２で復号して、平文のフィンガープリント１を得る（Ｓ３０４）。
【００６８】
続いて、端末装置４０ｂのフィンガープリント取得手段４２２は、符号受信機３０ｂが記憶している全てのフィンガープリントを読み出し（Ｓ３０５）、認証手段４２０は、読み出したフィンガープリントの中にフィンガープリント１と一致するフィンガープリントがあるか否かを判断する（Ｓ３０６）。そして、一致するフィンガープリントがあるときは（Ｓ３０６、Ｙｅｓ）、フィンガープリント１の送信元である端末装置４０ａを通信相手として認証し、通信制御手段４２８に対し、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β２を端末装置４０ａへ送信するよう指示する（Ｓ３０７）。一方、一致するフィンガープリントがないときは（Ｓ３０６、Ｎｏ）、端末装置４０ａを通信相手として認証することなく、通信応答処理を終了する。
【００６９】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、暗号化手段４２４により、通信接続確立後の自装置宛の通信に使用する暗号鍵β２と、符号受信機３０ｂが記憶している最新のフィンガープリント（フィンガープリント２とする）とを、自装置の暗号鍵α２で暗号化し（Ｓ３０８）、通信制御手段４２８は、暗号化した暗号鍵β２及びフィンガープリント２を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信して（Ｓ３０９）、図１０のステップＳ３１０に移行する。
以下、図１０の右側に示すフロー図にしたがって説明する。
【００７０】
続いて、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１０のステップＳ２０９において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α１及びα２で２重暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を受信し（Ｓ３１０）、復号手段４２６は、当該２重暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、自装置の暗号鍵α２で復号して、暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を得る（Ｓ３１１）。続いて、通信制御手段４２８は、上記暗号鍵α１でのみ暗号化された状態の暗号鍵β２とフィンガープリント２を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３１２）。
【００７１】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１０のステップＳ２１７において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α１で暗号化された暗号鍵β１を受信し（Ｓ３１３）、図１１のステップＳ３１３に移行する。
以下、図１１の右側に示すフロー図にしたがって説明する。
【００７２】
続いて、端末装置４０ｂの暗号化手段４２４は、図１０のステップＳ３１３において受信した暗号化された暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α２で更に暗号化（２重暗号化）し（Ｓ３１４）、通信制御手段４２８は、上記２重暗号化した暗号鍵β１を、無線通信部４８を介して端末装置４０ａへ無線送信する（Ｓ３１５）。
【００７３】
次に、端末装置４０ｂの通信制御手段４２８は、図１１のステップＳ２２０において端末装置４０ａから送信される、暗号鍵α２でのみ暗号化された状態の暗号鍵β１を受信し（Ｓ３１６）、復号手段４２６は、当該暗号化された状態の暗号鍵β１を、自装置の暗号鍵α２で復号して、平文の暗号鍵β１を得る（Ｓ３１７）。そして、得られた平文の暗号鍵β１をＲＡＭ４６に記憶した後（Ｓ３１８）、接続応答処理を終了する。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本無線通信システムでは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおける符号送信機２０を、既存の屋内照明装置の一部として、予め会議室内等に設置しておく。
【００７５】
本実施形態によれば、会議室などの一時的な接続認証が必要な場所において、新たに符号送信機２０を設置する必要がなく、各ユーザは、符号受信機３０を接続した端末装置４０を会議室等に持ち込むだけで、同一会議室内にある他の端末装置４０との無線通信接続を確立することができる。
【００７６】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機２０の設置例を示す図である。
図１２Ａは、屋内照明装置に符号送信機２０の光源２１４を配置した例を示す図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す光源２１４の配置により形成される無線通信エリア（無線通信接続を確立しようとするエリア）を示す図である。
【００７７】
図１２Ａでは、例えば蛍光灯などの３つの屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃのそれぞれについて、各屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの、幅方向の両側、長手方向に沿う傾斜した内側面部分（光反射面）のほぼ中央に、それぞれ光源２１４ａと２１４ｂ、２１４ｃと２１４ｄ、２１４ｅと２１４ｆが配置されている。これらの光源２１４ａないし２１４ｆは、それぞれ独立した符号送信機２０の一部である。なお、各光源２１４ａないし２１４ｆ以外の符号送信機２０の構成部分（不図示）については、各光源２１４ａないし２１４ｆの直近に配置してもよいし、遠隔にまとめて配置してもよい。
【００７８】
図１２Ｂは、図１２Ａに示す屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃとその下に広がる空間を示す図である。
屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの下に広がる空間には、光源２１４ａないし２１４ｆの出射光の照射領域２３ａないし２３ｆが形成され、屋内照明装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの直下の空間には、それぞれ照射領域２３ａと２３ｂ、２３ｃと２３ｄ、２３ｅと２３ｆが交差するエリア２４ｂないし２４ｄが形成されている。
【００７９】
また、エリア２４ｂないし２４ｄの下の空間には、それぞれ照射領域２３ａと２３ｄ、及び、２３ｃと２３ｆが交差するエリア２４ｅ、２４ｆが形成されている。
これらのエリア２４ｂないし２４ｆの中から、例えば、会議等を行なうのに十分な広がり範囲を持っている領域として、エリア２４ｅ及び２４ｆを、それぞれ無線通信エリアとすることができる。
【００８０】
なお、図１２に示す例では、符号送信機２０の光源２１４を屋内照明装置５０の光反射板の一部に取り付ける構成としたが、これに限らず、例えば、屋内照明装置５０としてＬＥＤ照明装置が使用される場合には、当該屋内照明装置５０に使用されるＬＥＤ光源そのものを、符号送信機２０の光源２１４として用いることもできる。
【００８１】
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本無線通信システムでは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおける符号送信機２０が２つ（図１の２０ａ及び２０ｂ）であるのに対し、３つ以上の符号送信機２０を使用し、かつ、各符号送信機２０は、無線通信接続を確立しようとするエリア（無線通信エリア）を囲うように、かつ、全ての符号送信機２０の照射光が、当該エリアにおいて交差するように配置するものとする。
また、符号受信機３０は、２つの受光器３０２ａ、３０２ｂにより、上記３つ以上の符号送信機２０から送信されるそれぞれのランダムデータを受信して、少なくとも２つのランダムデータに基づいて、フィンガープリントを生成するものとする。
【００８２】
本実施形態によれば、符号送信機２０は、無線通信エリアを囲うように配置されるため、無線通信が確立される範囲をユーザに目で見て解りやすく示すことができる。すなわち、各符号送信機２０は、フィンガープリントを用いた接続認証によりセキュリティが確保された無線通信を行なうことのできる“セキュリティ区画”の範囲を示す目印となり、ユーザが安心感を持って通信接続を行なうことができる。なお、各符号送信機２０を、それぞれ可搬式の支持手段、例えば自立可能なスタンドに取り付けて配置することにより、“セキュリティ区画”の目印としての効果を更に向上することもできる。
【００８３】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムにおける、符号送信機２０の設置例を示す図である。
図１３では、４つの符号送信機２０ｃないし２０ｆが、それぞれ自立可能なスタンド２６ａないし２６ｄに取り付けられている。また、符号送信機２０ｃないし２０ｆは、無線通信を確立しようとするエリアを囲うように、かつ、当該エリアにおいて全ての符号送信機２０ｃないし２０ｆの照射領域２２ｃないし２２ｆが交差するように配置されている。
【００８４】
図１４は、図１３に示す符号送信機２０ｃないし２０ｆにより囲まれたエリアにおける、符号受信機３０の配置例を示す図である。
図１４は、上記エリアの平面図であり、符号送信機２０ｃないし２０ｆにより囲まれたエリアに、２つの符号受信機３０ｃ、３０ｄが配置されている。
【００８５】
符号受信機３０ｃ及び３０ｄのユーザは、それぞれ、符号受信機３０ｃ及び３０ｄが備える２つの受光器３０２ａ、３０２ｂを取り付けた基板３２（図４）の方向を調整し、符号受信機３０ｃ、３０ｄが、それぞれ、符号送信機２０ｃないし２０ｆから少なくとも同じ２つのランダムデータを受信するようにすることができる。これにより、符号受信機３０ｃ、３０ｄは、同一のフィンガープリントを生成することができるので、符号受信機３０ｃ、３０ｄにそれぞれ接続された端末装置４０（不図示）の間で、無線通信接続を確立することができる。
【００８６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本システムでは、第３の実施形態に係る無線通信システムにおいて、直交する４つの方向から到来する光をそれぞれ受光できるように配置された４つの受光器を持つ符号受信機と、当該符号受信機に接続された端末装置４０とを有し、無線通信接続を確立する２つの端末装置４０のうち、少なくとも一方の端末装置４０が、上記４つの受光器を持つ符号受信機と接続されているものとする。
【００８７】
上記第３の実施形態に係る無線通信システムにおいては、例えば図１４において、符号受信機３０ｃ又は３０ｄがそれぞれ備える基板３２（図４）の方向が互いに直交し、符号受信機３０ｃは符号送信機２０ｃ、２０ｄからの照射光のみ受光し、符号受信機３０ｄは符号送信機２０ｅ、２０ｆからの照射光のみを受光するような場合において、符号受信機３０ｃ、３０ｄがそれぞれ備える基板３２（図４）の方向を調整することができないときは、符号受信機３０ｃと３０ｄは同一のフィンガープリントを生成できないこととなる。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、無線通信接続を行なう２つの端末装置４０のうち少なくとも一方の端末装置４０に４つの受光器を有する符号受信機が接続されている。この４つの受光器を有する符号受信機は、符号送信機２０ｃないし２０ｆからのすべての照射光を受光ことができるので、各符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される４つのランダムデータから、任意の２つのランダムデータで構成される全てのランダムデータの組み合わせに基づいてフィンガープリントを生成することができる。
【００８９】
このため、符号受信機３０により、符号送信機２０ｃないし２０ｆのうち２つの符号送信機（例えば符号送信機２０ｃ、２０ｄ）からの照射光しかできない場合でも、上記４つの受光器を有する符号受信機は、当該符号受信機３０が生成するフィンガープリントと同じフィンガープリントを必ず生成することができる。その結果、ユーザが符号受信機３０の設置方向を調整できない場合でも、符号受信機３０に接続された端末装置４０と、上記４つの受光器を備える符号受信機に接続された端末装置４０との間で、無線通信接続を確立することができる。
【００９０】
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
本無線通信システムは、無線通信を確立しようとするエリアを囲むように配置された符号送信機２０ｃないし２０ｆと、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの出射光が交差するエリアに配置された符号受信機３０、及び、４つの受光器を備える符号受信機６０と、符号受信機３０及び符号受信機６０にそれぞれ接続された端末装置４０ｃ、４０ｄを有している。
【００９１】
図１６は、符号受信機６０の構成を示すブロック図である。
符号受信機６０は、４つの受光器６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄと、復調部６０４と、フィンガープリント生成部６０６と、記録部６０８と、ＲＡＭ等で構成される記憶部６１０と、シリアル通信部６１２と、を有している。
【００９２】
受光器６０２ａないし６０２ｄは、それぞれ、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの出射光である強度変調光を受信して、電気信号（強度変調信号）に変換する。ここで、受光器６０２ａないし６０２ｄは、符号送信機２０の光源２１４の発光波長に適合した、ホトダイオード（Photodiode）やホトトランジスタ（Phototransistor）等を用いることができる。
図１７は、受光器６０２ａないし６０２ｄの配置例を示す図である。
受光器６０２ａないし６０２ｄは、互いに直交する４方向からの光を受光できるように、直方体のブロック６２の４つの側面部にそれぞれ配置されている。
【００９３】
復調部６０４は、受光器６０２ａないし６０２ｄが出力する電気信号を復調し、符号送信機２０ｃないし２０ｆが送信したランダムデータ（８ｂｉｔデータ）を、それぞれ、送信元情報（送信元が符号送信機２０ｃないし２０ｆのいずれであるかを示す情報）と共にフィンガープリント生成部６０６に出力する。
【００９４】
フィンガープリント生成部６０６は、復調部６０４が出力したランダムデータを、その送信元毎に（すなわち、符号送信機２０ｃないし２０ｆ毎に）記憶部６１０に記憶する。これにより、記憶部６１０には、常に、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信されたそれぞれの最新のランダムデータが記憶される。その後、フィンガープリント生成部６０６は、記憶部６１０が記憶する符号送信機２０ｃないし２０ｆからのランダムデータから、任意の２つのランダムデータを抽出し結合することにより構成されるすべてのフィンガープリントを生成し、記録部６０８に出力する。
【００９５】
上記の動作により、フィンガープリント生成部６０６は、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点で、新たなフィンガープリントを生成することとなる。
なお、フィンガープリントの生成タイミングは、本実施形態のように、符号送信機２０ｃないし２０ｆから送信される２つのランダムデータのいずれかが変化した時点に限らず、例えば、符号送信機２０ｃないし２０ｆからの２つのランダムデータのすべてが変化した時点で行なうものとしてもよい。
【００９６】
次に、記録部６０８は、フィンガープリント生成部６０６が生成したフィンガープリントを、その生成順に記憶部６１０に記憶する。また、フィンガープリントの記憶数が所定数を超えたときに、最も古いフィンガープリントを記憶部６１０から削除して、常に所定数のフィンガープリントを記憶部６１０内に保持する。
また、シリアル通信部６１２は、ＵＳＢ等のシリアルバスを介して、端末装置４０との間でデータ授受を行なう。
【００９７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
本システムでは、第１ないし第４の実施形態に係る無線通信システムにおける端末装置４０の無線通信部４８は、５００ＭＨｚ以上の帯域幅、又は、中心周波数の２０％以上の帯域幅で行なわれる、いわゆる超広帯域無線（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）による無線通信を行なうものとする。
【００９８】
ＵＷＢは、近距離における通信に限定された出力電圧で規定された、同じ周波数帯を使う無線機器と混信することがない大容量通信に適した無線通信方式であり、本実施形態よれば、端末装置４０がＵＷＢによる無線通信を行なう無線通信部４８を備えることにより、近隣の端末装置４０どうしを簡単に接続して近距離大容量の無線通信システムを構築することができる。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によれば、場所と時刻を同じくする端末装置４０間にのみ共通するフィンガープリントを生成できるので、操作者（ユーザ）の操作を不要として、端末装置４０間に共通の認証を簡易かつ迅速に行うことができる。また、例えば１０ｍ以内の範囲であっても、当該範囲内に区別すべき領域がある場合には（隣接する会議スペースの広さが１０ｍ以内に存在する場合等）、当該領域のそれぞれについて、認証・接続可能な物理的範囲を、符号送信機２０の出射光の交差領域として明示的に制限することができる。
【符号の説明】
【０１００】
２０、２０ａ〜２０ｆ・・・符号送信機、３０、３０ａ〜３０ｆ、６０・・・符号受信機、４０、４０ａ〜４０ｄ・・・端末装置、４２・・・ＣＰＵ、４４・・・ＲＯＭ、４６・・・ＲＡＭ、４８・・・無線通信部、４９、３１２、６１２・・・シリアル通信部、５０ａ〜５０ｃ・・・屋内照明装置、２０２・・・クロック発振部、２０４、２０６・・・乱数発生部、２０８・・・タイミング生成部、２１０・・・パラレル／シリアル変換部、２１２・・・変調部、２１４、２１４ａ〜２１４ｆ・・・光源、３０２ａ、３０２ｂ、６０２ａ〜６０２ｄ・・・受光器、３０４、６０４・・・復調部、３０６、６０６・・・フィンガープリント生成部、３０８、６０８・・・記録部、３１０、６１０・・・記憶部、４２０・・・認証手段、４２２・・・フィンガープリント取得手段、４２４・・・暗号化手段、４２６・・・復号手段、４２８・・・通信制御手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開２００２−２９０４１６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、
時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機と、
前記符号送信機から送信される前記符号を受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機と、
を有し、
前記端末装置は、前記符号受信機に接続されており、前記符号受信機から前記フィンガープリントを取得するフィンガープリント取得手段と、
前記フィンガープリントを無線通信により送受信する無線通信手段と、
前記無線通信手段により他の前記端末装置から受信したフィンガープリントと、前記フィンガープリント取得手段により前記符号受信機から取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する認証手段と、
を有する無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機は、
所定の照射角を持つ光源と、
前記光源から出射する光を前記符号により変調する変調部と、
を有し、
前記符号受信機は、
前記符号送信機の前記光源からの出射光を受ける受光器と、
前記受光器の出力から前記符号を復調する復調部と、
を備える無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機は、乱数発生部を有し、前記符号を前記乱数発生部が発生した乱数に基づいて生成する無線通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された無線通信システムにおいて、
前記無線通信は、５００ＭＨｚ以上の帯域幅、又は、中心周波数の２０％以上の帯域幅で行なわれる超広帯域無線通信である無線通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機の前記光源は屋内照明装置に配置されている無線通信システム。
【請求項６】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機の前記光源は屋内照明装置である無線通信システム。
【請求項７】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機を３つ以上備え、
前記各符号送信機は、前記符号送信機がそれぞれ備える前記光源の出射光が交差するように配置されている無線通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載された無線通信システムにおいて、
前記各符号送信機は、それぞれ、可搬式の支持手段に配置されている無線通信システム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機を４つ備え、
前記符号受信機の少なくとも一つは前記受光器を４つ備え、
互いに無線通信接続を確立する前記端末装置の少なくとも一方は、前記４つの受光器を備える符号受信機と接続されている無線通信システム。
【請求項１０】
無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムにおける端末装置の認証方法であって、
符号送信機により、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する工程と、
前記送信する工程において送信された前記符号を符号受信機により受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する工程と、
前記符号受信機に接続された前記端末装置が、前記生成する工程において生成されたフィンガープリントを前記符号受信機から取得する工程と、
前記端末装置が、前記取得する工程において取得したフィンガープリントを無線送信する工程と、
他の前記端末装置が前記無線送信する工程において無線送信したフィンガープリントを受信し、受信した前記フィンガープリントと、前記取得する工程において取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する工程と、
を有する、無線通信システムにおける端末装置の認証方法。
【請求項１】
無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムであって、
時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する符号送信機と、
前記符号送信機から送信される前記符号を受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する符号受信機と、
を有し、
前記端末装置は、前記符号受信機に接続されており、前記符号受信機から前記フィンガープリントを取得するフィンガープリント取得手段と、
前記フィンガープリントを無線通信により送受信する無線通信手段と、
前記無線通信手段により他の前記端末装置から受信したフィンガープリントと、前記フィンガープリント取得手段により前記符号受信機から取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する認証手段と、
を有する無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機は、
所定の照射角を持つ光源と、
前記光源から出射する光を前記符号により変調する変調部と、
を有し、
前記符号受信機は、
前記符号送信機の前記光源からの出射光を受ける受光器と、
前記受光器の出力から前記符号を復調する復調部と、
を備える無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機は、乱数発生部を有し、前記符号を前記乱数発生部が発生した乱数に基づいて生成する無線通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された無線通信システムにおいて、
前記無線通信は、５００ＭＨｚ以上の帯域幅、又は、中心周波数の２０％以上の帯域幅で行なわれる超広帯域無線通信である無線通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機の前記光源は屋内照明装置に配置されている無線通信システム。
【請求項６】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機の前記光源は屋内照明装置である無線通信システム。
【請求項７】
請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機を３つ以上備え、
前記各符号送信機は、前記符号送信機がそれぞれ備える前記光源の出射光が交差するように配置されている無線通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載された無線通信システムにおいて、
前記各符号送信機は、それぞれ、可搬式の支持手段に配置されている無線通信システム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された無線通信システムにおいて、
前記符号送信機を４つ備え、
前記符号受信機の少なくとも一つは前記受光器を４つ備え、
互いに無線通信接続を確立する前記端末装置の少なくとも一方は、前記４つの受光器を備える符号受信機と接続されている無線通信システム。
【請求項１０】
無線通信により相互に通信可能な端末装置が相互に認証を行なって通信接続を確立する無線通信システムにおける端末装置の認証方法であって、
符号送信機により、時間と共に変化するそれぞれ異なる符号を送信する工程と、
前記送信する工程において送信された前記符号を符号受信機により受信し、前記受信した符号に基づいて前記符号を受信可能な空間に固有のフィンガープリントを生成する工程と、
前記符号受信機に接続された前記端末装置が、前記生成する工程において生成されたフィンガープリントを前記符号受信機から取得する工程と、
前記端末装置が、前記取得する工程において取得したフィンガープリントを無線送信する工程と、
他の前記端末装置が前記無線送信する工程において無線送信したフィンガープリントを受信し、受信した前記フィンガープリントと、前記取得する工程において取得したフィンガープリントとの一致を条件に、前記他の端末装置を通信相手として認証する工程と、
を有する、無線通信システムにおける端末装置の認証方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２１４９９（Ｐ２０１３−２１４９９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３１２５（Ｐ２０１１−１５３１２５）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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