(57)【要約】【課題】簡易な構成により、どの端末がどこの位置に存在するかを検知すること。【解決手段】基地局（４）は、電磁波を出射し、端末（２）からの反射波を受信する。そして、電磁波の往復時間や反射波の入射方向に基づいて端末（２）の位置を計測する。また、各端末（２）は、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局（４）は、受信した反射波と上記の規則とに基づいて反射元の端末（２）を判別する。【選択図】            図１
2004325272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一以上の基地局と一以上の端末とを備え、
前記各端末は、
電磁波を反射させる反射手段と、
他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有し、
前記各基地局は、
電磁波を出射する出射手段と、
当該出射手段により出射された電磁波が前記反射手段で反射された反射波を受信する受信手段と、
前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、
前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段とを有し、
前記距離計測手段の計測結果と前記端末判別手段の判別結果とを用いて前記各端末の位置を検知することを特徴とする測位システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有し、
前記方向計測手段の計測結果をさらに用いて前記各端末の位置を検知することを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項１または２に記載の測位システム。
【請求項４】
前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の測位システム。
【請求項５】
前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射し、
前記端末は、前記出射手段からの電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の測位システム。
【請求項６】
一以上の端末の位置を検知するために基地局から出射された電磁波を反射させる反射手段と、
他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有することを特徴とする端末。
【請求項７】
前記規則として、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項６に記載の端末。
【請求項８】
前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させることを特徴とする請求項６または７に記載の端末。
【請求項９】
信号で変調され前記基地局から出射された電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の端末。
【請求項１０】
一以上の端末の位置を計測する基地局であって、
電磁波を出射する出射手段と、
当該出射手段により出射された電磁波が前記端末で反射された、端末毎に割り当てられた規則に従った強度を持つ反射波を受信する受信手段と、
前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、
前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段と、
を有することを特徴とする基地局。
【請求項１１】
前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の基地局。
【請求項１２】
前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項１０または１１に記載の基地局。
【請求項１３】
前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の基地局。
【請求項１４】
請求項１〜５のいずれかに記載の測位システムと、
当該測位システムによって検知された前記端末の位置に応じた情報を無線通信により前記端末に提供する情報提供手段と、
を有することを特徴とする情報提供システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一以上の端末のそれぞれの位置を検知する測位システム、この測位システムで用いられる端末および基地局、ならびに、この測位システムにより得られた位置に応じた情報サービスを端末に提供する情報提供システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
端末の位置を測定する手法としては、複数の基点からの距離をもって算出するものや、基点からの距離と方位角をもって算出するものがある。
【０００３】
複数の基点からの距離をもって位置を算出する方法の例として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用したものが一般的に使われている。また、携帯電話等では、３地点にある基地局において、電磁波の電界の強度やタイムスタンプの比較による電磁波のトラベル時間の測定などによって、端末とそれぞれの基地局との間の距離の測定を行っている。
【０００４】
また、基点からの距離と角度をもって位置を算出する方法としてレーザレーダシステムがある。これは、レーザの出射方向を走査し、かつ、レーザのトラベル時間を測定することによって対象物の位置を計測するものである。
【０００５】
これらの他に、特許文献１には、光通信方法が記載されている。この光通信方法では、送信側および受信側のそれぞれの光送受信機の外側面に、指向性を有する複数の光送信部および光受信部をそれぞれ放射状に設ける。通信開始時に、送信側においては、光受信部をすべて有効状態にし、かつ、光送信部を順次独立して有効状態にして所定の信号を送信する。そして、この送信に対する受信側からの応答信号を受信して、その受信状態が最も良い光受信部および該光受信部と同一方向に指向性を有する光送信部をそれぞれ１つずつ有効状態にし、他を無効状態とする。一方、受信側においては、光受信部をすべて有効状態にした状態で送信側から送られてきた光を受信する。そして、複数の光受信部のうち受信状態が最も良い光受信部および該光受信部と同一方向に指向性を有する光送信部を有効状態にして他を無効状態とし、所定の応答信号を送信側に送る。これにより、送信側および受信側ともに、受信状態が最も良くなるような指向性でもって通信を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２８５１１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、基地局または端末の構成が複雑となってしまう。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構成により、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することができる測位システム、端末、基地局、および、測位システムを用いる情報提供システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するための第１の発明は、一以上の基地局と一以上の端末とを備え、前記各端末は、電磁波を反射させる反射手段と、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有し、前記各基地局は、電磁波を出射する出射手段と、当該出射手段により出射された電磁波が前記反射手段で反射された反射波を受信する受信手段と、前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段とを有し、前記距離計測手段の計測結果と前記端末判別手段の判別結果とを用いて前記各端末の位置を検知する測位システムである。
【００１０】
上記構成では、電磁波の往復時間に基づいて基地局から端末までの距離が計測される。また、端末毎に、他の端末と自身とを判別するための規則が割り当てられ、各端末は、割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させる。そして、基地局は、上記の規則を参照し、受信した反射波に基づいて反射元の端末を判別する。このため、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することが、簡易な構成で実現される。なお、強度制御手段としては、反射手段に入射する電磁波の強度を変化させるもの、反射手段から放射された電磁波の強度を変化させるもの、反射手段の反射率を変化させるもの等が挙げられる。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記基地局は、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有し、前記方向計測手段の計測結果をさらに用いて前記各端末の位置を検知するものである。
【００１２】
また、第３の発明は、第１または２の発明において、前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【００１３】
また、第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させるものである。
【００１４】
また、第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射し、前記端末は、前記出射手段からの電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有するものである。
【００１５】
また、第６の発明は、一以上の端末の位置を検知するために基地局から出射された電磁波を反射させる反射手段と、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有する端末である。
【００１６】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記規則として、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【００１７】
また、第８の発明は、第６または７の発明において、前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させるものである。
【００１８】
また、第９の発明は、第６〜８のいずれかの発明において、信号で変調され前記基地局から出射された電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有するものである。
【００１９】
また、第１０の発明は、一以上の端末の位置を計測する基地局であって、電磁波を出射する出射手段と、当該出射手段により出射された電磁波が前記端末で反射された、端末毎に割り当てられた規則に従った強度を持つ反射波を受信する受信手段と、前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段と、を有する基地局である。
【００２０】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有するものである。
【００２１】
また、第１２の発明は、第１０または１１の発明において、前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【００２２】
また、第１３の発明は、第１０〜１２のいずれかの発明において、前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射するものである。
【００２３】
また、第１４の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係る測位システムと、当該測位システムによって検知された前記端末の位置に応じた情報を無線通信により前記端末に提供する情報提供手段と、を有する情報提供システムである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る情報提供システムおよび測位システムについての好適な実施形態を第１の実施形態から第３の実施形態に分けて詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る情報提供システムの全体構成を示す概略図である。図１において、サーバ１と部屋Ｒ内の複数の端末２とは、部屋Ｒの天井に設置されたアクセスポイント３（以下、ＡＰ３と称す）を介して相互に無線通信可能となっている。ここで、ＡＰ３は親局であり、端末２は子局である。また、無線通信の方式としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）等がある。サーバ１は、端末２に対して当該端末２の位置に応じた情報を提供するものであり、部屋Ｒの天井には、端末２のそれぞれの位置を検知するための一以上の基地局４が設置されている。なお、サーバ１には、情報提供者による提供内容が予め登録されているものとする。
【００２６】
このような情報提供システムの動作について簡単に説明する。まず、基地局４は、この基地局４から端末２までの距離、および、基地局４に対する端末２の方向を計測し、計測結果をサーバ１に送信する。サーバ１は、基地局４から受けた計測結果と当該基地局４の既知である位置とに基づいて端末２の位置を検知し、検知された位置に応じた情報を、ＡＰ３を介して当該端末２に送信する。
【００２７】
なお、サーバ１、ＡＰ３、基地局４の間の通信は、無線でも有線でもよい。また、サーバ１、ＡＰ３、基地局４は、機能上の分別であるので、いずれの組み合わせで同一の装置内に実装されてもよい。また、ＡＰ３や基地局４の設置位置は、天井以外の場所であってもよいし、屋外であってもよい。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。図２において、部屋Ｒの天井には、部屋Ｒ内の端末２１、２２の位置を検知するために、基地局４１、４２が設置されている。基地局４１、４２は、電磁波を放射し、端末２１、２２からの反射波を用いて端末２１、２２の位置を計測する。具体的には、基地局４１、４２は、電磁波の放射と反射波の受信との時間差すなわち電磁波の往復時間に基づいて端末２１、２２までの距離を計測し、反射波の基地局４１、４２への入射方向に基づいて端末２１、２２の方向を計測する。基地局４１、４２の計測結果はサーバ１に送信され、サーバ１は、これらの計測結果に基づいて端末２１、２２の位置を検知する。
【００２９】
ここで、図２のように、基地局４１から見て端末２１またはその保持者の影になっている端末２２には、基地局４１からの電磁波は到達しない。このため、基地局４１は端末２２の位置を測定することができない。しかし、別の基地局４２によれば、端末２１、２２のそれぞれの位置の測定が可能である。このように、影の問題を勘案すると、基地局４は２つ以上であることが好ましい。ただし、基地局４は１つであってもよい。
【００３０】
図２において、基地局４２から放射される電磁波に着目する。基地局４２からの電磁波は、端末２１および２２で反射し、基地局４２には、端末２１からの反射波と端末２２からの反射波とが入射する。すると、それぞれの端末２１、２２からの反射電磁波が同時もしくは近い時間間隔で基地局４２に入射することになり、基地局４２では端末２１、２２の判別が困難となる。そこで、本実施形態に係る測位システムでは、端末２１、２２は、他の端末との判別のために端末毎に割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局４１、４２は、受信した反射波と上記規則とに基づいて反射元の端末を判別する。この方式については、後に詳細に説明する。
【００３１】
図３は、基地局４の構成を示す概略図である。図３において、基地局４は、略円錐形の広角レンズ４ａを有する。この広角レンズ４ａの頂点には、電磁波を放射するレーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源４ｂが設けられており、広角レンズ４ａの底面には、その全面に、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の受光素子アレイ４ｃが配置されている。これらの他に、基地局４は、端末２までの距離を計測する距離計測部４ｄ、端末２の方向を計測する方向計測部４ｅ、および反射元の端末２を判別する端末判別部４ｆを有する。このような構成を有する基地局４は、広角レンズ４ａの底面を天井側に向けて取り付けられる。
【００３２】
図４は、端末２の構成を示す概略図である。図４において、端末２の筐体２ａには、電磁波を反射させる反射体２ｂが設けられている。本実施形態では、反射体２ｂは、効率良く電磁波を反射させるために、電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させる回帰反射体となっている。具体的には、反射体２ｂは、支持体にガラスやプラスチックなどで形成された微小球体が塗布されたもの、コーナーキューブドキューブリック（ＣＣＣ）が面上に形成されたもの等である。また、筐体２ａには、反射体２ｂを覆うように、反射波の強度を変化させることができる強度可変部２ｃが設けられている。この強度可変部２ｃは、外部から反射体２ｂに入射する電磁波の強度または反射体２ｂから外部に放射する電磁波の強度を変化させることができるものであれば特に限定されないが、本実施形態では液晶シャッターである。さらに、端末２は、強度可変部２ｃを制御することにより反射波の強度を制御する強度制御部２ｄを有する。
【００３３】
以下、図３、４を用いて、基地局４による端末２の位置の計測について説明する。
【００３４】
基地局４を原点とする端末２の三次元直交座標上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、球座標（ｄ，θ，φ）から求められる。そこで、本実施形態では、基地局４から端末２までの距離ｄ、ならびに、基地局４に対する端末２の回転角θおよび仰角φを計測することにより端末２の位置を求める。
【００３５】
光源４ｂは、適当な間隔でパルス状の電磁波を放射する。光源４ｂから放射された電磁波は、端末２の反射体２ｂで反射され、反射波Ｌ１は、広角レンズ４ａにより集光され受光素子アレイ４ｃにて受光される。ここで、回転角θ、仰角φの方向から広角レンズ４ａに入射した反射波Ｌ１は、受光素子アレイ４ｃの領域のうち、回転角θおよび仰角φに対応する二次元直交座標上の部位（ｘ１、ｙ１）に入射する。受光素子アレイ４ｃは、受光信号を距離計測部４ｄおよび方向計測部４ｅに出力する。距離計測部４ｄは、電磁波の放射と反射波の受信との時間差を算出し、この時間差に光速を乗じて２で割ることにより、基地局４から端末２までの距離ｄを算出する。方向計測部４ｅは、反射波Ｌ１に反応した受光素子アレイ４ｃの素子の部位（ｘ１，ｙ１）を回転角θ、仰角φに変換し、基地局４に対する端末２の回転角θおよび仰角φを求める。
【００３６】
以下、反射元の端末２の判別について説明する。
【００３７】
図１において、端末２がＡＰ３を介してサーバ１に登録要求を送信すると、サーバ１は、ＡＰ３を介して端末２に対して、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとを割り当てる。このタイムスロットは、複数の端末２が同時に反射波を基地局４に返さないように各端末２に割り当てられる。すなわち、あるタイムスロットにおいて、基地局４からの電磁波を反射させることのできる端末２が１つだけとなるように設定される。サーバ１は、各端末２に対するタイムスロットの割当の状況を示すタイムスロット割当情報を基地局４に送信する。
【００３８】
図５は、タイムスロットの割当の例を示す図である。図５において、図２の端末２１に対し、単位周期Ｔの前半には、反射強度を強くするタイムスロットｓ１１が割り当てられ、後半には、反射強度を弱くするタイムスロットｓ１２が割り当てられている。一方、端末２２に対しては、前半に弱くするタイムスロットｓ２１が割り当てられ、後半に強くするタイムスロットｓ２２が割り当てられている。各端末２１、２２の強度制御部２ｄは、反射強度を強くするタイムスロットｓ１１、ｓ２２においては電磁波が透過するように強度可変部２ｃを制御し、弱くするタイムスロットｓ１２、ｓ２１においては電磁波が遮断されるように強度可変部２ｃを制御する。
【００３９】
図５において、基地局４の光源４ｂがタイムスロットｓ１１、ｓ２１内の時刻ｔ１に電磁波を放射すると、この電磁波は端末２１で強く反射され、端末２１による反射波はタイムスロットｓ１１、ｓ２１内の時刻ｔ２に基地局４の受光素子アレイ４ｃに受信される。ここで、端末２２による反射波はほとんど受信されない。受光素子アレイ４ｃの受信信号は端末判別部４ｆに出力され、端末判別部４ｆは、この受信信号とタイムスロット割当情報とに基づいて反射元の端末２１、２２を判別する。ここでは、反射波の受信時刻ｔ２は、端末２１に割り当てられた反射強度を強くするタイムスロットｓ１１内であり、端末２２に割り当てられた反射強度を弱くするタイムスロットｓ２１内であるので、反射元の端末は端末２１であると認識する。
【００４０】
以上のとおり、本実施形態によれば、各端末２は、他の端末２との判別のために割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局４は、受信結果と上記規則とに基づいて反射元の端末２を判別するので、簡易な構成で端末２の判別を行うことができる。特に、端末毎に反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとを割り当て、この割当状況と反射波の受信結果とに基づいて反射元の端末２を判別することとしているので、反射波の強度制御および端末２の判別が非常に簡易な構成で実現される。
【００４１】
また、従来のＧＰＳや携帯電話で用いられている位置計測方法は、衛星や移動体通信の基地局から携帯端末に対して電磁波が遮られることのない環境においてのみ適用可能であり、室内や構内等のようにその外部と内部とで無線通信が困難な場合には適用できない。これに対し、本実施形態によれば、基地局の構成は非常に簡易なものなので、室内に基地局を配置することができ、室内での位置検知が可能となる。
【００４２】
さらに、端末２の反射体２ｂとして回帰反射体を用いているので、無指向拡散反射する反射体を用いる場合と比較して、基地局４からの放射電磁波が確実に当該基地局４に戻るので、他の基地局４からの放射電磁波との混信を回避することができる。また、反射体２ｂによる反射波の強度が強くなるので、壁等の端末２以外の物体による反射波等の雑音の影響を小さくできる。このため、端末２以外の物体で反射したプローブが雑音となって位置計測精度の低下をもたらすというマルチパスの問題が軽減される。また、反射波の強度が強くなるので、基地局４からの電磁波の強度を弱くすることができる。
【００４３】
また、端末２側で位置計測のための電磁波を発生させる機器を持つ必要がないので、端末２の軽量化、省電力化を図ることができる。
【００４４】
また、従来のレーザレーダシステムでは、レーザを走査する機構が必要となる。走査機構としてはガルバノメータやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を使用したものがあるが、メカニカルな動きを排除することができないため、連続使用する際の耐久性が問題となる。これに対し、本実施形態によれば、電磁波を走査する機構は不要であり、耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、光源４ｂは１つでよいので、複数の光源を必要とする特許文献１に記載の光通信装置と比べ、基地局４の低消費電力化、製造及び制御の容易化を図ることができる。
【００４６】
また、電磁波のトラベル時間の測定は、簡易な電気回路からなる測定系によって数ｎｓ程度の精度で可能であり、位置誤差１ｍ程度を容易に達成することができる。すなわち、簡易な構成により、精度良く、端末２の位置を検知することができる。
【００４７】
また、基本的には一つの基地局４が位置を測定するため、基地局間や、端末２と基地局４との間で精緻な時刻同期が必要とされない。
【００４８】
また、端末側で基地局４へ回帰させる反射波の強度を制御することができるので、強度可変部２ｃの状態を設定するためのユーザインタフェースを追加すれば、位置情報を利用した情報提供システムへの参加または不参加を端末側のユーザの意図で決めることができる。これにより、自己の位置を情報提供者に知らせるかどうかを端末２のユーザが決定でき、ユーザのプライバシーを保護することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図６は、本実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図であり、部屋Ｒを天井側から眺めたものである。なお、情報提供システムの全体構成および動作は、第１の実施形態とほとんど同じなので説明を省略する。図６において、部屋Ｒの天井には、部屋Ｒ内の端末２３の位置を検知するために、基地局４３、４４、４５が設置されている。基地局４３、４４、４５は、電磁波の放射と反射波の受信との時間差に基づいて端末２３までの距離を計測する。本実施形態に係る測位システムでは、基地局４３、４４、４５により計測された３つの距離と、基地局４３、４４、４５の既知の位置とに基づいて、三角測量により端末２３の位置を算出する。この算出は、基地局４３、サーバ１等、任意の装置で行われればよい。
【００５０】
ここで、ある端末がある基地局から見て影になる場合、その端末の基地局からの距離を測定できない。したがって、基地局の数は、より多いほうが好ましい。ただし、三角測量を行うためには、基地局は少なくとも３つあればよい。また、例えば、ある地点からの距離だけを検知したい場合には、その地点に１つの基地局を配置すればよい。すなわち、基地局の数や配置位置は、目的や状況に応じて決められればよい。
【００５１】
図７は、基地局４３の構成を示す概略図である。図７において、基地局４３は、広角レンズ４３ａ、光源４３ｂ、集光レンズ４３ｃ、受光素子４３ｄ、距離計測部４３ｅ、端末判別部４３ｆを有する。光源４３ｂは、電磁波を放射する。この電磁波は端末２３で反射され、反射波は、広角レンズ４３ａ、集光レンズ４３ｃにより集光されＰＤ等の受光素子４３ｄにて受光される。受光素子４３ｄは、距離計測部４３ｅおよび端末判別部４３ｆに受光信号を出力し、距離計測部４３ｅおよび端末判別部４３ｆは、それぞれ距離の計測および端末の判別を行う。
【００５２】
なお、端末２３の構成、端末の位置の計測、端末の判別については、第１の実施形態とほとんど同じなので説明を省略する。
【００５３】
以上のとおり、本実施形態によれば、第１の実施形態で得られる効果の他に、基地局の構成が簡易化されるという効果が得られる。
【００５４】
（第３の実施形態）
本実施形態に係る測位システムは、第１、２の実施形態に係る測位システムとほとんど同じであるが、位置検知のために電磁波を放射する光源を用いて基地局から端末に信号を無線送信するものである。以下、図面を用いて本実施形態について説明するが、第１または第２の実施形態と共通する部分については説明を省略する。
【００５５】
図８は、本実施形態に係る基地局の構成を示す概略図である。図８において、基地局４６は、第１の実施形態と同様に、広角レンズ４６ａ、光源４６ｂ、受光素子アレイ４６ｃ、距離計測部４６ｄ、方向計測部４６ｅ、端末判別部４６ｆを有する。この基地局４６は、位置検知のための電磁波の他に、情報信号で変調された電磁波を放射する。
【００５６】
図９は、本実施形態に係る端末の構成を示す概略図である。図９において、端末２４は、筐体２４ａ、反射体２４ｂ、強度可変部２４ｃ、強度制御部２４ｄの他に、基地局からの電磁波を受信する電磁波受信部２４ｅと、当該電磁波受信部２４ｅにより受信された電磁波を復調して情報信号を取り出す復調部２４ｆとを有する。本実施形態では、反射体２４ｂは、ガラスやアクリルで作られており半透明である。よって、反射体２４ｂは、入射した電磁波の全てを反射または吸収しないで一部を透過させる。そこで、本実施形態では、電磁波受信部２４ｅとしてＰＤ等の受光素子を反射体２４ｂの内側に設置し、反射体２４ｂを透過した電磁波を受信する。ただし、電磁波を受信することができれば、電磁波受信部２４ｅの設置位置は特に限定されない。
【００５７】
以下、基地局４６から端末２４に情報信号を無線送信する場合における基地局４６および端末２４の動作について説明する。
【００５８】
基地局４６において、光源４６ｂは、端末の位置検知のために適当な間隔でパルス状の電磁波を放射するのに加えて、情報信号の送信先の端末２４に割り当てられた反射強度を強くするタイムスロット内に、情報信号で変調された電磁波を放射する。なお、変調の方式には、直接変調、外部変調などがあるが、ここではその方式は特に限定されない。また、光源４６ｂは、信号源および変調器を備えているものとする。
【００５９】
端末２４において、電磁波受信部２４ｅは、基地局４６からの電磁波を受信し、受信信号を復調部２４ｆに出力する。復調部２４ｆは、受信信号を復調して情報信号を取り出す。
【００６０】
以上のとおり、本実施形態によれば、端末の位置を検知するための設備を基地局から端末への情報信号の送信に活用できる。
【００６１】
なお、本発明は、上記の第１〜３の実施形態に限定されない。
【００６２】
例えば、第１の実施形態において、基地局４に代えて図１０に示される基地局４７を用いることができる。図１０において、基地局４７は、頂点に光源４７ｂが設けられた略円錐形の広角レンズ４７ａを有する。この広角レンズ４７ａの底面には、その全面に、液晶シャッター、ＭＥＭＳ光学スイッチ、ガルバノスキャナ等のスイッチングやスキャンにより電磁波の透過域を走査できる走査デバイス４７ｃが配置されている。そして、この走査デバイス４７ｃの後段に、集光レンズ４７ｄ、受光素子４７ｅが順に配置されている。この基地局４７では、走査デバイス４７ｃと受光素子４７ｅとの組み合わせにより、どの位置を走査している時に反射波を受信しているかを認識することができる。これにより、反射波の入射方向を知ることができ、反射元の端末の回転角θおよび仰角φを求めることができる。なお、図１０では、距離計測部、方向計測部、および端末判別部は省略されている。
【００６３】
また、現在得られる微小球やＣＣＣからなる回帰反射体では、完全に入射した方向に回帰するものを作ることは技術的に困難であり、反射体に入射した電磁波は回帰方向にある程度散乱しつつ反射する。このため、受光素子の位置は、光源の近傍であればよく、図３、７、８、１０に示される位置に限られない。また、光源と受光素子とは一体化している必要はない。
【００６４】
また、広角レンズや集光レンズは、電磁波の効率的な集光を助けるものであり、省略可能である。また、上記実施形態では、分かり易い例として広角レンズや集光レンズを採用したが、集光の目的において、光学系は、部品点数、コスト等を勘案して適切に設計されるべきであり、他のレンズ、組み合わせレンズ等が適当な位置に配されたものであってもよい。
【００６５】
また、端末毎に割り当てられる規則は、上記実施形態のものに限定されず、反射元の端末を判別することができれば、どのような規則であってもよい。例えば、規則として、端末毎に反射強度の変化パターンを割り当て、基地局において受信された反射波の強度の変化パターンを検出し、検出された変化パターンと端末毎に割り当てられた変化パターンとに基づいて反射元の端末を判別してもよい。
【００６６】
また、各端末への規則の割り当ては、どのような方法によって行われてもよく、サーバ１以外の他の装置によって行われてもよいし、予め各端末に割り当てられていてもよい。
【００６７】
また、端末は、上記実施形態のような無線通信端末に限られず、単なる測位端末であってもよい。
【００６８】
また、基地局から出射される電磁波は、光波に限定されず、マイクロ波等の他の電磁波であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁波の反射を利用して端末の位置を計測するとともに、端末において、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局において、受信された反射波と上記の規則とに基づいて反射元の端末を判別するので、簡易な構成により、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る情報提供システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。
【図３】基地局４の構成を示す概略図である。
【図４】端末２の構成を示す概略図である。
【図５】タイムスロットの割当の例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。
【図７】基地局４３の構成を示す概略図である。
【図８】第３の実施形態に係る基地局の構成を示す概略図である。
【図９】第３の実施形態に係る端末の構成を示す概略図である。
【図１０】基地局の別の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    サーバ
２、２１〜２３、２４    端末
２ａ、２４ａ    筐体
２ｂ、２４ｂ    反射体
２ｃ、２４ｃ    強度可変部
２ｄ、２４ｄ    強度制御部
２４ｅ    電磁波受信部
２４ｆ    復調部
３    アクセスポイント（ＡＰ）
４、４１、４２、４６    基地局
４ａ、４６ａ    広角レンズ
４ｂ、４６ｂ    光源
４ｃ、４６ｃ    受光素子アレイ
４ｄ、４６ｄ    距離計測部
４ｅ、４６ｅ    方向計測部
４ｆ、４６ｆ    端末判別部
４３〜４５    基地局
４３ａ    広角レンズ
４３ｂ    光源
４３ｃ    集光レンズ
４３ｄ    受光素子
４３ｅ    距離計測部
４３ｆ    端末判別部
４７    基地局
４７ａ    広角レンズ
４７ｂ    光源
４７ｃ    走査デバイス
４７ｄ    集光レンズ
４７ｅ    受光素子
【図１】
2004325272.tif 000003
【図２】
2004325272.tif 000004
【図３】
2004325272.tif 000005
【図４】
2004325272.tif 000006
【図５】
2004325272.tif 000007
【図６】
2004325272.tif 000008
【図７】
2004325272.tif 000009
【図８】
2004325272.tif 000010
【図９】
2004325272.tif 000011
【図１０】
2004325272.tif 000012