(57)【要約】【課題】通話のための品質を確保しつつ最小検知エリアを縮小して位置情報の検知精度を高めることができる。【解決手段】ＰＨＳアンテナ１と無線子機２との交信により建物内の各フロアの無線子機の位置情報を抽出して利用するＰＨＳ位置情報利用システム３〜６であって、スリットを設けた金属製ボックスにＰＨＳアンテナを収容したスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１を配置し、該スリット付金属製ボックス収容型アンテナ１による最小検知エリアを１乃至複数組み合わせて論理的エリアを設定して、各論理的エリア毎に位置情報を抽出するように構成し、アンテナの向きとスリットの方向を変え、あるいはアンテナ出力を変えることにより簡便に最小検知エリアを調整、縮小できるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＨＳアンテナと無線子機との交信により建物内の各フロアの無線子機の位置情報を抽出して利用するＰＨＳ位置情報利用システムであって、スリットを設けた金属製ボックスにＰＨＳアンテナを収容したスリット付金属製ボックス収容型アンテナを配置し、該スリット付金属製ボックス収容型アンテナによる最小検知エリアを１乃至複数組み合わせて論理的エリアを設定して、各論理的エリア毎に位置情報を抽出するように構成したことを特徴とするＰＨＳ位置情報利用システム。
【請求項２】
前記ＰＨＳアンテナは、前記金属製ボックス内において前記スリットと直交又は平行の向きに配置されることを特徴とする請求項１記載のＰＨＳ位置情報利用システム。
【請求項３】
前記無線子機は、少なくともＰＨＳ子機又は無線タグであることを特徴とする請求項１又は２記載のＰＨＳ位置情報利用システム。
【請求項４】
前記金属製ボックスは、使用周波数信号の１波長又は２分の１波長のスリット長を設けたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＰＨＳ位置情報利用システム。
【請求項５】
前記金属製ボックスは、正方形の蓋部とボックス部からなり蓋部の中央に前記スリットを設けることにより、蓋部の取り付け方向を９０°変えてスリットの方向を変えられるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＰＨＳ位置情報利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＨＳアンテナと無線子機との交信により建物内の各フロアの無線子機の位置情報を抽出して利用するＰＨＳ位置情報利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
構内用ＰＨＳを利用した位置情報表示システムは、ＰＨＳ子機が接続している受信装置（アンテナ）の設置位置からＰＨＳ子機を携帯している各人の在席エリアを算出するシステムである（例えば、特許文献１参照）。このシステムにより在席・不在席の判定はもとにより、エリア内の人数情報を建物内設備機器の運転制御と連動させることにより省力化、省エネ化を図ることが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０３８１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
精度の高い在席位置の特定やより効果的な機器の運転制御を行うためには、位置情報の最小検知エリアをできるだけ小さくする必要がある。しかしながら、ＰＨＳ本来の機能である通話のための品質を確保するためには、アンテナ出力を大きくする必要がある。位置情報検知エリアは、このアンテナ出力に依存しているため、従来は、最小検知エリアがアンテナの接続範囲である半径３０ｍ〜５０ｍにも及び、本来の目的を達成できる精度を得るのは難しかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、通話のための品質を確保しつつ最小検知エリアを縮小して位置情報の検知精度を高めることができるようにするものである。
【０００６】
そのために本発明は、ＰＨＳアンテナと無線子機との交信により建物内の各フロアの無線子機の位置情報を抽出して利用するＰＨＳ位置情報利用システムであって、スリットを設けた金属製ボックスにＰＨＳアンテナを収容したスリット付金属製ボックス収容型アンテナを配置し、該スリット付金属製ボックス収容型アンテナによる最小検知エリアを１乃至複数組み合わせて論理的エリアを設定して、各論理的エリア毎に位置情報を抽出するように構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
前記ＰＨＳアンテナは、前記金属製ボックス内において前記スリットと直交又は平行の向きに配置され、前記無線子機は、少なくともＰＨＳ子機又は無線タグであり、前記金属製ボックスは、使用周波数信号の１波長又は２分の１波長のスリット長を設けたものであり、また、正方形の蓋部とボックス部からなり蓋部の中央に前記スリットを設けることにより、蓋部の取り付け方向を９０°変えてスリットの方向を変えられるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るＰＨＳ位置情報利用システムの実施の形態を示す図、図２は本発明に係るＰＨＳ位置情報利用システムの他の実施の形態を示す図である。図中、１、８はスリット付金属製ボックス収容型アンテナ、２はＰＨＳ子機、３はＰＢＸ、４は位置情報データ抽出システム、５は入退出管理システム、６は位置情報表示システム、７は在席率解析システム、９は無線タグを示す。
【０００９】
図１において、スリット付金属製ボックス収容型アンテナ１は、スリットを設けたスリット付金属製ボックスにＰＨＳ（パーソナル・ハンディフォーン・システム）受信装置であるＰＨＳアンテナを収容したものであり、このスリット付金属製ボックスにより位置情報を検知する最小検知エリアを簡便に調整、縮小できるようにしている。ＰＨＳ子機２は、各人が携帯するものであり、最小検知エリアでスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１と通話のための品質が確保されるようになっている。
【００１０】
位置情報データ抽出システム４は、ＰＢＸ（交換機）３、スリット付金属製ボックス収容型アンテナ１を介してＰＨＳ子機２と交信することにより、ＰＨＳ子機２が接続されているスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１の位置からそのＰＨＳ子機２の位置情報データを抽出するものであり、入退出管理システム５は、位置情報データ抽出システム４により抽出される各ＰＨＳ子機２の位置情報データに基づき位置情報検知エリアでの入退出を管理するものである。位置情報表示システム６は、建物のフロア、検知エリア、論理エリア、子機などの設定、登録、位置情報データ抽出システム４により抽出される各ＰＨＳ子機２の位置情報データに基づき、各子機の位置情報の検索、表示、在席／不在席等、位置情報の表示を行うものである。
【００１１】
ＰＨＳシステムには、ＰＨＳ子機２の電源オフに対する特別な信号をＰＢＸ３に発信することはない。そのため、ＰＨＳ子機２の電源を切って退出した場合、本人は建物内に存在しなくても建物内のエリア（電源を切ったエリア）にいるように表示（居残り表示）されてしまう。このような居残り表示が発生すると、実人数と検知人数に誤差が生じ、位置情報精度が落ちてしまう。居残り表示をリセットし不在表示にするには、実際にその番号に電話をかけるか、無鳴動呼出しをかけるかの方法がある。この無鳴動呼出し時の信号の流れを示したのが▲１▼〜▲５▼である。
【００１２】
居残り表示による位置情報精度の低下を防止するための無鳴動呼出し時の信号の流れは、まず入退出管理システム５にて居室（建物）外への退出検出を位置情報データ抽出システム４へ移報することにより（フロー▲１▼）、位置情報データ抽出システム４からＰＢＸ３に退出者の端末への無鳴動呼出し命令を発行し（フロー▲２▼）、ＰＢＸ３から当該ＰＨＳ子機２へ無鳴動呼出しをかけ、応答がない場合にはＰＢＸ３の情報をリセットする（フロー▲３▼）。位置情報データ抽出システム４は、ＰＢＸ３より最新の位置情報データを抽出し（フロー▲４▼）、位置情報表示システム６へ反映させる（フロー▲５▼）。
【００１３】
また、上記無鳴動呼出しの他に居残り表示による精度低下の対策として、入退出管理システム５で居室（建物）外への退出検出を位置情報データ抽出システム４へ移報して（フロー▲１▼）、上記のフロー▲２▼〜▲４▼を実行することなく、退出者を特定し位置情報表示システム６へ反映させることにより（フロー▲５▼）、強制的に圏外表示させるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、ＰＨＳ位置情報を利用して建物内の位置情報表示及び在席率を解析する機能を備えた本発明の他の実施の形態を示したのが図２である。図２において、在席率解析システム７は、位置情報データ抽出システム４により抽出される各ＰＨＳ子機２の位置情報データに基づき在席者数を検知することにより、例えば各時間帯や曜日、時期などにおける在席率の解析を行ったり、時系列で在席率の変動を求めるものである。また、各エリア毎に在席者数を検知することにより、建物内全人員の数、建物内フロア別人員の数、建物内エリア別人員の数を求めることができ、それらの一覧表示、フロア毎、エリア別人員の数を平面図で表示したり、個人名称、内線番号から対象者の現在・指定時の位置情報、移動情報、在席率情報などを表示することもできる。
【００１５】
本実施形態では、まず、建物内にいる各人が携帯するＰＨＳ子機２、無線タグ９のスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１、８の配置から決まる位置情報エリアに対するデータを取り込み（フロー▲１▼）、位置情報データ抽出システム４において位置情報表示システム６及び在席率解析システム７に対応したフォーマットに位置情報を変換する（フロー▲２▼）。この時のフォーマットは、ＰＨＳシステムのみ、ＰＨＳシステム＋無線タグシステム、無線タグシステムのみの３パターンの入力に対応する。そして、位置情報表示システム６においては、位置情報の目的に合わせた論理的エリアに合わせて位置情報を表示する（フロー▲３▼）。位置情報は、ネットワークに対応したグラフィカルなユーザインターフェイスを持つ。同様に在席率解析システム７においては、在席率を表示する（フロー▲４▼）。このとき、表示可能な項目としては、例えば論理的エリアの在席率時系列表示、端末移動情報表示、指定日時位置情報表示などがある。
【００１６】
上記実施形態により、位置情報表示システムでは、特別な設備や操作を必要とせずに、本人が意識することなく現在位置の情報をリアルタイムに表示することができ、在席率解析システム７では、調査対象者の記憶に頼っていた位置情報を、自動的に記録することにより精度が向上し、例えばアンケートを記入するための手間を省略でき、膨大な集計データの整理にかかる手間と時間を短縮することができる。
【００１７】
次に、本実施形態で用いているスリット付金属製ボックス収容型アンテナについて詳述する。図３はスリット付金属製ボックス収容型アンテナのスリット配置を説明するための図、図４は通信可能エリアの違いを説明するための図、図５はスリット付金属製ボックスの概要を説明するための図である。
【００１８】
本発明で用いられるスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１には、ＰＨＳアンテナ１ａの向きに対して金属製ボックス１ｂのスリット１ｃを図３（Ａ）に示すように直交配置させるものと、図３（Ｂ）に示すように平行配置するものとがある。ここでスリット１ｃはダイポールアンテナと同等の効果をみせることにより、図４（Ａ）に示すように無指向性であった通話可能エリアに図４（Ｂ）に示すように指向性を持たせることができる。このとき、スリット長は、アンテナの効果を出現させるために、例えばＰＨＳ信号１．９ＧＨｚの１波長１６０ｍｍ、１／２波長８０ｍｍとされる。さらにスリット付金属製ボックス収容型アンテナ１は、スリット付金属性ボックス１ｂに入れることにより、居室内での電界強度を減少させることが可能になり、通話可能エリアを縮小させる効果もある。したがって、図２で説明したようにＰＨＳアンテナのみならず、無線タグ等の位置情報に利用可能なアンテナにも有効である。
【００１９】
スリット付金属製ボックス１ｂは、例えばＳＵＳなどの金属材料を用い、ＰＨＳ信号１．９ＧＨｚの１波長１６０ｍｍの長さのスリット１ｃを設ける場合、その幅を１０ｍｍとし、図５（Ａ）に示すような縦・横３００〜４００ｍｍの金属性蓋部１ｂ１と、図５（Ｂ）に示すような高さ４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度の金属性ボックス部１ｂ２とにより構成される。勿論、これらの値に全てが限定されるものではなく、例えばスリット１ｃは、カッターによる切り込み幅程度までさらに細く（極細に）してもよい。この場合の実施形態としては、例えば極細のスリットを設けた金属テープをスリット１ｃの上に貼り付けることによっても簡便に実現できる。しかも、このような実現方法によれば、種々のスリット幅の極細スリット付金属テープを用意し貼り換えることができ、スリット幅を簡単に調整できるようになる点でもより便利な方法といえる。また、金属性ボックス部１ｂ２の横面には適宜接続線引出しのための小さな開口部が設けられる。
【００２０】
また、金属性ボックス部１ｂ２の折り曲げて立ち上げている４隅部は、ハンダ付けや溶接処理され、金属性ボックス部１ｂ２の上面に対して金属性蓋部１ｂ１は、ビス止めで取り付け固定される。金属性ボックス部１ｂ２の上面に設けられている一定幅の折り曲げ部は、金属性ボックス部１ｂ２の上面と金属性蓋部１ｂ１との隙間からの漏れを防いでいる。なお、縦・横のサイズを同じにすることで、金属性蓋部１ｂ１の取り付け方向を９０度変えることができるので、スリットを直交、平行のいずれの方向の配置にも対応できるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態のスリット付金属製ボックス収容型アンテナによる具体的な通信可能エリアの違いについて説明する。図６は金属製ボックスなしのアンテナにおける出力電界強度の分布を示す図、図７はスリット直交配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナにおける出力電界強度の分布を示す図、図８はスリット平行配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナにおける出力電界強度の分布を示す図である。
【００２２】
まず、検証では、実建物居室で、間仕切りなしの大部屋（約５０ｍ×１６ｍ、Ａ〜Ｑ×▲１▼〜▲６▼）で、机・椅子・棚（金属製）が配置され、アンテナの出力レベル調整（強、中、弱）３パターン×アンテナ指向性制御（金属製ボックスなし、スリット直交配置、スリット平行配置のそれぞれスリット付金属製ボックス収容型アンテナ）３パターンの計９パターンについて、それぞれの電界強度をＰＨＳ子機により測定した。なお、スリット長は１／２波長（８０ｍｍ）とし、アンテナは、ＢＳで示すＨ−▲１▼の位置に設置した。
【００２３】
良好な通話を行うには出力が３５ｄＢ以上必要であるが、金属製ボックスなしのアンテナを用いると、それぞれアンテナ出力「強」の場合には図６（Ａ）、「中」の場合には図６（Ｂ）、「弱」の場合には図６（Ｃ）に示す出力電界強度になり、アンテナ出力が「弱」においても半径１２ｍ〜１３ｍ（２スパン）程度、面積にして４５０〜５３０ｍ２  程度の通信可能エリアになってしまう。
【００２４】
しかし、本実施形態で示したスリット直交配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナを用いると、それぞれアンテナ出力「強」の場合には図７（Ａ）、「中」の場合には図７（Ｂ）、「弱」の場合には図７（Ｃ）に示す出力電界強度になるので、アンテナ出力が「中」において、約６ｍ〜１０ｍ（６０ｍ２  ）程度まで通信可能エリアを調整できることが確認できた。さらにスリット平行配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナを用いると、それぞれアンテナ出力「強」の場合には図８（Ａ）、「中」の場合には図８（Ｂ）、「弱」の場合には図８（Ｃ）に示す出力電界強度になり、アンテナ出力が「強」においても、約１２ｍ〜１２ｍ（１４４ｍ２  ）程度まで通信可能エリアを調整できることが確認できた。
【００２５】
また、上記検証結果によれば、スリット付金属製ボックス収容型アンテナを採用することにより、円形であった通信可能エリアに指向性を持たせることを可能とし、スリットの向きとボックス内アンテナ配置を組み合わせることにより、最小検知エリアを縮小させる効果もあることが確認できた。
【００２６】
図９は最小検知エリアを縮小して実現できるＰＨＳ位置情報利用の目的に応じた計画例とその効果を説明するための図である。
人数情報を設備機器の運転制御に連動させる際には、設備機器である例えば空調機が受け持つエリア区分や照明器具の点滅区分が位置情報のエリアと整合がとれている必要がある。例えば空調エリアでは、２〜３スパン（１２ｍ〜２０ｍ）程度、照明設備では１スパン（６ｍ）程度で分割されていることがある。また、在席率を解析しＦＭ（ファシリティ・マネジメント）業務へ利用する場合には、部署単位での位置情報が必要になる。
【００２７】
そのためには、スパン単位でエリアの分割を可能にすると、位置情報を検知する最小エリアの調整、設備機器の運転制御や在席率解析等へ対応した論理的エリアの設定がより柔軟に対応できることになる。居室内にアンテナを配置することにより、アンテナ配置から決まる最小検知エリアの分布が例えば図９（Ａ）に示すように▲１▼〜▲６▼に調整されると、図９（Ｂ）に示すように空調機の運転制御範囲に合わせて、最小検知エリアを１乃至複数組み合わせることにより、最小検知エリア▲１▼と▲４▼を組み合わせて論理エリア「Ａ」、最小検知エリア▲２▼と▲５▼を組み合わせて論理エリア「Ｂ」、最小検知エリア▲３▼と▲６▼を組み合わせて論理エリア「Ｃ」の３つでの位置情報を利用することができ、また、図９（Ｃ）に示すように在席率を解析したいエリアに合わせて、最小検知エリア▲１▼、▲２▼、▲４▼、▲５▼を組み合わせて論理エリア「イ」、最小検知エリア▲３▼、▲６▼を組み合わせて論理エリア「ロ」として解析を行うことができる。このように最小検知エリアを小さくすることにより、目的に応じたＰＨＳ位置情報利用が可能となる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ＰＨＳ位置情報利用システムとして、位置情報データを抽出して入退出管理や在席率解析に利用するシステムを説明したが、設備機器制御、個別に通報、報知するシステム利用するものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＰＨＳアンテナと無線子機との交信により建物内の各フロアの無線子機の位置情報を抽出して利用するＰＨＳ位置情報利用システムであって、スリットを設けた金属製ボックスにＰＨＳアンテナを収容したスリット付金属製ボックス収容型アンテナを配置し、該スリット付金属製ボックス収容型アンテナによる最小検知エリアを１乃至複数組み合わせて論理的エリアを設定して、各論理的エリア毎に位置情報を抽出するように構成したので、アンテナの向きとスリットの方向を変え、あるいはアンテナ出力を変えることにより簡便に最小検知エリアを調整、縮小することができる。
【００３０】
ＰＨＳアンテナは、金属製ボックス内においてスリットと直交又は平行の向きに配置され、無線子機は、少なくともＰＨＳ子機又は無線タグであり、金属製ボックスは、使用周波数信号の１波長又は２分の１波長のスリット長を設けたものであり、また、正方形の蓋部とボックス部からなり蓋部の中央にスリットを設けることにより、蓋部の取り付け方向を９０°変えてスリットの方向を変えられるようにしたので、簡単な構成の付加、調整により通話のための品質を確保しつつ最小検知エリアを縮小して位置情報の検知精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＰＨＳ位置情報利用システムの実施の形態を示す図である。
【図２】本発明に係るＰＨＳ位置情報利用システムの他の実施の形態を示す図である。
【図３】スリット付金属製ボックス収容型アンテナのスリット配置を説明するための図である。
【図４】通信可能エリアの違いを説明するための図である。
【図５】スリット付金属製ボックスの概要を説明するための図である。
【図６】金属製ボックスなしのアンテナにおける出力電界強度の分布を示す図である。
【図７】スリット直交配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナにおける出力電界強度の分布を示す図である。
【図８】スリット平行配置のスリット付金属製ボックス収容型アンテナにおける出力電界強度の分布を示す図である。
【図９】最小検知エリアを縮小して実現できるＰＨＳ位置情報利用の目的に応じた計画例とその効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１、８…スリット付金属製ボックス収容型アンテナ、２…ＰＨＳ子機、３…ＰＢＸ、４…位置情報データ抽出システム、５…入退出管理システム、６…位置情報表示システム、７…在席率解析システム、９…無線タグ
【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】
2004304463.tif 000009
【図８】
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【図９】
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