(57)【要約】【課題】移動端末の位置の検出精度を高めることのできる、赤外線を用いた位置検出システムを提供すること。【解決手段】複数の位置情報送信器が天井にマトリックス状に配置される。各位置情報送信器は、一つのハウジングに４つの赤外線ＬＥＤを収納するように構成される。各単位空間に対して、各位置情報送信器に設けられている４つの赤外線ＬＥＤのうち、この単位空間の内側に設けられている赤外線ＬＥＤからの赤外線がそれぞれ照射される。これらの赤外線には同一の位置情報が重畳されている。この結果、移動端末が、これらの赤外線のうちの少なくともいずれか１つからの赤外線を受信することによって、移動端末は自分がどの単位空間に位置するかを特定することができる。【選択図】図７
2007183178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位空間のそれぞれに向けて各単位空間に個別に割り当てられた位置情報を赤外線によって送信する複数の赤外線発光部と、
使用者によって携帯され、前記位置情報送信器によって送信される位置情報を受信する移動端末とを備えた位置検出システムであって、
前記複数の赤外線発光部は、同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信する互いに離れて配置された第１の赤外線発光部および第２の赤外線発光部を含み、
前記移動端末は、前記第１の赤外線発光部または前記第２の赤外線発光部から照射される赤外線を受光する受光部と、前記受光部によって受光された赤外線が示す位置情報に基づいて当該移動端末の位置を検出する位置検出手段とを含む、位置検出システム。
【請求項２】
前記複数の赤外線発光部は、前記単位空間の天井または床面に配置され、
各前記赤外線発光部の光軸は、鉛直方向を基準として、対応する単位空間の中心寄りに傾いている、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記単位空間は直方体の形状を有しており、
前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部は、前記単位空間の第１の頂点と、当該第１の頂点とは異なる第２の頂点にそれぞれ配置される、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部は、前記単位空間のいずれか１つの平面の第１の頂点と当該第１の頂点に対向する第２の頂点にそれぞれ配置される、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記複数の赤外線発光部は、互いに異なる方向であってなおかつ前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部とは異なる方向から、前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部と同一の位置情報を送信する第３の赤外線発光部および第４の赤外線発光部をさらに含む、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記単位空間は直方体の形状を有しており、
前記第１の赤外線発光部、前記第２の赤外線発光部、前記第３の赤外線発光部および前記第４の赤外線発光部は、前記単位空間の天井および床面のいずれか一方の平面の４つの頂点にそれぞれ配置される、請求項５に記載の位置検出システム。
【請求項７】
天井または床面において、隣接する４つの単位空間によって共有される各頂点に位置情報送信器がそれぞれ配置され、
各前記位置情報送信器には、当該位置情報送信器が配置されている頂点を共有している４つの単位空間のそれぞれに向けて異なる位置情報を送信する４つの赤外線発光部がそれぞれ配置される、請求項６に記載の位置検出システム。
【請求項８】
前記位置情報送信器に配置された４つの赤外線発光部を予め定められた順番で順次発光させる発光制御部をさらに備える、請求項７に記載の位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基本領域の上方に複数個の赤外線送信器を配置し、同一の基本領域に対して複数個の赤外線送信器から同一の情報を含んだ赤外線を投射することが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、光リモコン送信機において、複数個の発光素子を光軸を変えて配置することによって、光リモコン送信機から発せられる光の指向角を広げることが開示されている。
【特許文献１】特開平１−２９２９１６号公報
【特許文献２】実開平３−１２５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、各領域に対して複数の赤外線送信器をどのように照射するかについては明確に開示していないが、明細書から推測すると、全ての赤外線送信器について、鉛直方向に（すなわち鉛直方向に対して光軸が平行となるように）まっすぐ照射しているものと考えられる（明細書第３頁左下欄第３行〜第１２行）。しかし、赤外線の照射方向を鉛直方向に設定すると、赤外線の受光範囲が赤外線送信器の直下およびその近傍範囲に限定されるため、赤外線の検出精度が低下するという問題がある。特に赤外線の照射範囲は、赤外線送信器に近いほど狭まるので、赤外線送信器に近い位置では、トランスポンダが赤外線送信器の直下から少しでもずれると赤外線を受光できなくなるという問題がある。さらに、使用者の立つ位置や姿勢によっては、赤外線送信器から照射された赤外線が使用者の頭や背中で遮られてしまい、トランスポンダで受光することができないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２は、光の指向角を広げることについて開示しているが、所定の各領域に対して位置情報を赤外線で送信する場合の赤外線の受光精度を上げる方法については何ら開示していない。特に、発光素子と受光部との間に障害物が存在した場合には、障害物によって赤外線が遮られてしまい、情報の伝達に支障が生じる。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、移動端末の位置の検出精度を高めることのできる、赤外線を用いた位置検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお括弧内の参照符号、図番号および補足説明は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００８】
本発明の位置検出システムは、複数の単位空間のそれぞれに向けて各単位空間に個別に割り当てられた位置情報を赤外線によって送信する複数の赤外線発光部（ＬＥＤ）と、使用者によって携帯され、前記位置情報送信器によって送信される位置情報を受信する移動端末（１０）とを備える。前記複数の赤外線発光部は、同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信する互いに離れて配置された第１の赤外線発光部および第２の赤外線発光部を含む。前記移動端末は、前記第１の赤外線発光部または前記第２の赤外線発光部から照射される赤外線を受光する受光部（３３）と、前記受光部によって受光された赤外線が示す位置情報に基づいて当該移動端末の位置を検出する位置検出手段（２１）とを含む。
【０００９】
なお、前記複数の赤外線発光部は、前記単位空間の天井または床面に配置され、各前記赤外線発光部の光軸は、鉛直方向を基準として、対応する単位空間の中心寄りに傾いていてもよい（図８）。
【００１０】
また、前記単位空間は直方体の形状を有しており、前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部は、前記単位空間の第１の頂点と、当該第１の頂点とは異なる第２の頂点にそれぞれ配置されてもよい。なお「頂点に配置される」とは、厳密に頂点に配置されていることを要求するものではなく、一見して頂点に配置されているように見えれば足り、その限りにおいて頂点の近傍に配置されてもよい。
【００１１】
また、前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部は、前記単位空間のいずれか１つの平面の第１の頂点と当該第１の頂点に対向する第２の頂点にそれぞれ配置されてもよい。
【００１２】
また、前記複数の赤外線発光部は、互いに異なる方向であってなおかつ前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部とは異なる方向から、前記第１の赤外線発光部および前記第２の赤外線発光部と同一の位置情報を送信する第３の赤外線発光部および第４の赤外線発光部をさらに含んでもよい。これにより、４つの赤外線受光部のうち、いずれか１つの赤外線受光部から照射される赤外線さえ受信できれば移動端末の位置を判別することができるので、移動端末の位置の判別精度をより高めることができる。
【００１３】
また、前記単位空間は直方体の形状を有しており、前記第１の赤外線発光部、前記第２の赤外線発光部、前記第３の赤外線発光部および前記第４の赤外線発光部は、前記単位空間の天井および床面のいずれか一方の平面の４つの頂点にそれぞれ配置されてもよい。これにより、４つの頂点からそれぞれ照射される４つの赤外線のうち、いずれか１つの赤外線さえ受信できれば移動端末の位置を判別することができるので、移動端末の位置の判別精度をより高めることができる。
【００１４】
また、天井または床面において、隣接する４つの単位空間によって共有される各頂点に位置情報送信器がそれぞれ配置され、各前記位置情報送信器には、当該位置情報送信器が配置されている頂点を共有している４つの単位空間のそれぞれに向けて異なる位置情報を送信する４つの赤外線発光部がそれぞれ配置されてもよい。これにより、互いに隣接する４つの単位空間に向けてそれぞれ赤外線を照射する４つの赤外線発光部を１つのユニットで構成するので、赤外線発光部の取付工程の負担を減らすことができる。
【００１５】
また、前記位置検出システムは、前記位置情報送信器に配置された４つの赤外線発光部を予め定められた順番で順次発光させる発光制御部（２００）をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の位置検出システムによれば、各単位空間について、異なる場所から単位空間の異なる方向へ向けて同一の位置情報を送信する少なくとも２つの赤外線を照射し、移動端末は、これらの少なくとも２つの赤外線のうち、いずれか１つを受信することによって自己の位置する単位空間を判別するので、移動端末の位置の判別精度を高めることができる。特に、２つの赤外線のうちの一方の赤外線の照射範囲でカバーできない部分を他方の赤外線の照射範囲でカバーすることができるので、仮に一方の赤外線発光部の光軸からずれた位置に移動端末が位置する場合でも、他方の赤外線を受光することが可能なため、位置情報の受信精度を上げることができる。また、移動端末を携帯する使用者の位置や姿勢などによって一方の赤外線が使用者の頭や背中で遮られたとしても、他方の赤外線は使用者の頭や背中で遮られることなく移動端末に届くので、位置情報の受信精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る位置検出システムについて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要を示している。本実施形態では、天井に複数の位置情報送信器１００がマトリックス状に設置されている。また、床には地図が描かれており、移動端末１０を携帯したユーザは床に描かれた地図の上を自由に移動することができる。
【００１９】
図２は、本実施形態の位置検出システムの全体の構成を示すブロック図である。天井に配置された複数の位置情報送信器１００は、送信器制御装置２００からの制御信号に基づいてそれぞれ所定のタイミングで赤外線を送信する。この赤外線には位置情報が含まれている。この位置情報は、移動端末１０の現在位置を判定するために利用される。ユーザによって携帯される移動端末１０は、位置情報送信器１００から送信された赤外線を受信する機能を備えており、位置情報送信器１００から赤外線を受信すると、そこに重畳されている位置情報に基づいて自身の現在位置を判定する。
【００２０】
次に、移動端末１０の詳細について説明する。なお、本実施形態では移動端末１０として携帯型ゲーム機を用いているが、当然ながら本発明はこれに限定されない。
【００２１】
図３は、移動端末１０の外観図である。図３において、移動端末１０は、第１のＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶表示装置）１１および第２のＬＣＤ１２を含む。ハウジング１３は上側ハウジング１３ａと下側ハウジング１３ｂとによって構成されており、第１のＬＣＤ１１は上側ハウジング１３ａに収納され、第２のＬＣＤ１２は下側ハウジング１３ｂに収納される。第１のＬＣＤ１１および第２のＬＣＤ１２の解像度はいずれも２５６ｄｏｔ×１９２ｄｏｔである。なお、本実施形態では表示装置としてＬＣＤを用いているが、例えばＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：電界発光）を利用した表示装置など、他の任意の表示装置を利用することができる。また任意の解像度のものを利用することができる。
【００２２】
上側ハウジング１３ａには、後述する１対のスピーカ（図４の３０ａ、３０ｂ）からの音を外部に放出するための音抜き孔１８ａ、１８ｂが形成されている。
【００２３】
下側ハウジング１３ｂには、入力装置として、十字スイッチ１４ａ、スタートスイッチ１４ｂ、セレクトスイッチ１４ｃ、Ａボタン１４ｄ、Ｂボタン１４ｅ、Ｘボタン１４ｆ、Ｙボタン１４ｇ、Ｌボタン１４ＬおよびＲボタン１４Ｒが設けられている。また、さらなる入力装置として、第２のＬＣＤ１２の画面上にタッチパネル１５が装着されている。また、下側ハウジング１３ｂには、電源スイッチ１９や、メモリカード１７およびスティック１６を収納するための挿入口も設けられている。なお、入力装置として、タッチパネル１５のみを使用するのであれば、十字スイッチ１４ａ、スタートスイッチ１４ｂ、セレクトスイッチ１４ｃ、Ａボタン１４ｄ、Ｂボタン１４ｅ、Ｘボタン１４ｆ、Ｙボタン１４ｇ、Ｌボタン１４ＬおよびＲボタン１４Ｒは設けなくてもよい。
【００２４】
タッチパネル１５としては、例えば抵抗膜方式や光学式（赤外線方式）や静電容量結合式など、任意の方式のものを利用することができる。タッチパネル１５は、その表面をスティック１６で触れると、その接触位置に対応する座標データを出力する機能を有している。本実施形態では、タッチパネル１５として、第２のＬＣＤ１２の解像度と同じく２５６ｄｏｔ×１９２ｄｏｔの解像度（検出精度）のものを利用する。ただし、必ずしもタッチパネル１５の解像度と第２のＬＣＤ１２の解像度が一致している必要はない。
【００２５】
さらに上側ハウジング１３ａおよび下側ハウジング１３ｂには、位置情報送信器１００から送信された赤外線を受信するための赤外線受光部３３がそれぞれ設けられている。赤外線受光部３３は、移動端末１０を保持するユーザの手や指によって覆われない位置に配置されなければならない。本実施形態では、２つの赤外線受光部３３を移動端末１０の対角線上で互いに離れた位置に配置することにより、仮に一方の赤外線受光部３３がユーザの手や指で覆われたとしても、他方の赤外線受光部３３によって位置情報送信器１００から送信された赤外線を受信することができる。
【００２６】
メモリカード１７はコンピュータプログラム（位置検出プログラム）を記録した記録媒体であり、下部ハウジング１３ｂに設けられた挿入口に着脱自在に装着される。
【００２７】
次に、図４を参照して移動端末１０の内部構成を説明する。
【００２８】
図４において、ハウジング１３に収納される電子回路基板２０には、ＣＰＵコア２１が実装される。ＣＰＵコア２１には、バス２２を介して、コネクタ２３が接続されるとともに、入出力インターフェース回路（図面ではＩ／Ｆ回路と記す）２５、第１ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２６、第２ＧＰＵ２７、ＲＡＭ２４、およびＬＣＤコントローラ３１が接続される。コネクタ２３には、メモリカード１７が着脱自在に接続される。メモリカード１７は、位置検出プログラムを記憶するＲＯＭ１７ａと、バックアップデータを書き換え可能に記憶するＲＡＭ１７ｂを搭載する。メモリカード１７のＲＯＭ１７ａに記憶された位置検出プログラムはＲＡＭ２４にロードされ、ＲＡＭ２４にロードされた位置検出プログラムがＣＰＵコア２１によって実行される。ＲＡＭ２４には、位置検出プログラムの他にも、ＣＰＵコア２１が位置検出プログラムを実行して得られる一時的なデータや、画像データが記憶される。Ｉ／Ｆ回路２５には、タッチパネル１５、右スピーカ３０ａ、左スピーカ３０ｂ、図３の十字スイッチ１４ａやＡボタン１４ｄ等から成る操作スイッチ部１４、および赤外線受光部３３が接続される。右スピーカ３０ａと左スピーカ３０ｂは、音抜き孔１８ａ、１８ｂの内側にそれぞれ配置される。
【００２９】
第１ＧＰＵ２６には、第１ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）２８が接続され、第２ＧＰＵ２７には、第２ＶＲＡＭ２９が接続される。第１ＧＰＵ２６は、ＣＰＵコア２１からの指示に応じて、ＲＡＭ２４に記憶されている画像データに基づいて第１の画像を生成し、第１ＶＲＡＭ２８に描画する。第２ＧＰＵ２７は、同様にＣＰＵコア２１からの指示に応じて第２の画像を生成し、第２ＶＲＡＭ２９に描画する。第１ＶＲＡＭ２８および第２ＶＲＡＭ２９はＬＣＤコントローラ３１に接続されている。
【００３０】
ＬＣＤコントローラ３１はレジスタ３２を含む。レジスタ３２はＣＰＵコア２１からの指示に応じて０または１の値を記憶する。ＬＣＤコントローラ３１は、レジスタ３２の値が０の場合は、第１ＶＲＡＭ２８に描画された第１の画像を第１のＬＣＤ１１に出力し、第２ＶＲＡＭ２９に描画された第２の画像を第２のＬＣＤ１２に出力する。また、レジスタ３２の値が１の場合は、第１ＶＲＡＭ２８に描画された第１の画像を第２のＬＣＤ１２に出力し、第２ＶＲＡＭ２９に描画された第２の画像を第１のＬＣＤ１１に出力する。
【００３１】
なお、上記のような移動端末１０の構成は単なる一例に過ぎず、本発明の位置検出システムに利用される移動端末としては、位置情報送信器からの信号を受信する手段と、受信した信号に基づいて位置を検出する手段を少なくとも備えていればよい。
【００３２】
なお、本発明の位置検出プログラムは、メモリカード１７などの外部記憶媒体を通じて移動端末１０に供給されるだけでなく、有線または無線の通信回線を通じて移動端末１０に供給されてもよいし、さらには移動端末１０の内部の不揮発性記憶装置に予め記録されていてもよい。
【００３３】
次に、位置情報送信器１００の構造について説明する。位置情報送信器１００は、図５に示すように、一つのハウジングに４つの赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を収納するように構成される。各赤外線ＬＥＤ（第１ＬＥＤ、第２ＬＥＤ、第３ＬＥＤ、第４ＬＥＤ）からの赤外線は、それぞれ天井から床に向かって照射されるが、互いに平行に（すなわち光軸が互いに平行になるように）照射されるのではなく、図６に示すようにやや外側に向けてそれぞれ照射される。なお、各ＬＥＤの照射範囲は、図５に示すような、赤外線を通す筒状部材の長さを調整することによってある程度調整することができる。
【００３４】
次に、位置情報送信器１００を用いた位置情報の送信方法について説明する。位置情報送信器１００は、図７に示すように天井にマトリックス状に配置される。ここで、図７に示すように４つの位置情報送信器１００を頂点とした直方体の空間を「単位空間」と称し、この直方体を構成する６つの面のうちの床面を「単位領域」と称することとする。図７に示す４つの位置情報送信器１００ａ〜１００ｄは、それぞれ図５に示す構造を有している。これらの位置情報送信器１００ａ〜１００ｄを頂点とする単位空間に対しては、各位置情報送信器１００ａ〜１００ｄに設けられている４つの赤外線ＬＥＤのうち、この単位空間の内側に設けられている赤外線ＬＥＤからの赤外線がそれぞれ照射される。これらの赤外線には同一の位置情報（単位空間毎に個別に割り当てられた位置情報）が重畳されている。この結果、移動端末１０が例えば図７に示す単位空間内に位置している場合には、位置情報送信器１００ａ〜１００ｄのうちの少なくともいずれか１つからの赤外線を受信することによって、移動端末１０は自分がどの単位空間に位置するかを特定することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、図７に示すように各単位空間に向けて同一の位置情報を重畳した複数の赤外線を異なる方向から照射するようにしている。具体的には、各単位空間の天井の４つの頂点にそれぞれ配置された赤外線ＬＥＤを、鉛直方向を基準として、赤外線の光軸が対応する単位空間の中心寄りに傾くように配置される。このように単位空間の天井の４つの頂点にそれぞれ赤外線ＬＥＤを配置し、かつ赤外線ＬＥＤから照射される赤外線の光軸が単位空間の内部方向（中心寄り）に向かうように赤外線ＬＥＤを傾けて配置することによって、各単位空間内において、ある赤外線ＬＥＤからの赤外線の照射範囲ではカバーできない空間を他の赤外線ＬＥＤでカバーすることができるので、単位空間全体を効率良く赤外線の照射範囲に含めることができ、赤外線の受信精度を上げることができる。また、赤外線の光軸が傾いているので、例えば、使用者が移動端末１０を上から覗き込むような姿勢を取っても、光軸を傾けない場合に比べて、赤外線が使用者の頭部によって遮られる確率を下げることができる。その結果、図８のように、ある位置情報送信器１００からの赤外線がユーザの頭部などで遮られて移動端末１０の赤外線受光部３３に到達しない場合でも、別の位置情報送信器１００からの、同一の位置情報を重畳した赤外線が移動端末１０の赤外線受光部３３に到達するため、移動端末１０においてより確実に現在位置を特定することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、位置情報送信器１００を天井に設置しているが、本発明はこれに限らず、位置情報送信器１００を床に設置してもよいし、天井と床の両方に設置してもよい。
【００３７】
次に、位置情報送信器１００による位置情報の送信タイミングについて説明する。
【００３８】
本実施形態では、位置情報を用いて振幅変調された赤外線が各赤外線ＬＥＤから照射される。そして、各赤外線ＬＥＤから照射される赤外線の周波数帯域は共通である。したがって、異なる位置情報が重畳された赤外線が移動端末１０の赤外線受光部３３に同時に到達した場合には、混信によりエラーが発生してしまう。そこで、このような混信によるエラーを避けるために、本実施形態では、隣接する単位空間に対して同時に赤外線が照射されないように、送信器制御装置２００によって各赤外線ＬＥＤの発光タイミングを制御している。
【００３９】
以下、図９〜図１２を参照して、送信器制御装置２００による発光タイミングの制御の詳細を説明する。図９〜図１２は、位置情報送信器１００よりも上方から床を見下ろした様子を示している。各位置情報送信器１００の内部に鎖線で示されている４つの円は赤外線ＬＥＤを表しており、それらの円のうちの黒塗りの円は、位置情報を送信している赤外線ＬＥＤを表している。
【００４０】
本実施形態では、送信器制御装置２００は、まず最初の２５ｍｓの間は図９の黒塗りの円で示される赤外線ＬＥＤに赤外線を照射させ、次の２５ｍｓの間は図１０の黒塗りの円で示される赤外線ＬＥＤに赤外線を照射させ、さらに次の２５ｍｓの間は図１１の黒塗りの円で示される赤外線ＬＥＤに赤外線を照射させ、さらに次の２５ｍｓの間は図１２の黒塗りの円で示される赤外線ＬＥＤに赤外線を照射させる。その後は、送信器制御装置２００によって同様の制御が繰り返される。つまり、ｎ、ｍを整数としたときに、最初の２５ｍｓの間は単位領域（１＋２ｎ，１＋２ｍ）に対して位置情報（１＋２ｎ，１＋２ｍ）がそれぞれ送信され、次の２５ｍｓの間は単位領域（１＋２ｎ，２＋２ｍ）に対して位置情報（１＋２ｎ，２＋２ｍ）がそれぞれ送信され、さらに次の２５ｍｓの間は単位領域（２＋２ｎ，１＋２ｍ）に対して位置情報（２＋２ｎ，１＋２ｍ）がそれぞれ送信され、さらに次の２５ｍｓの間は単位領域（２＋２ｎ，２＋２ｍ）に対して位置情報（２＋２ｎ，２＋２ｍ）がそれぞれ送信される。このようにして各位置情報が１００ｍｓの周期で送信されることになる。なお、１００ｍｓの周期は単なる一例に過ぎず、位置検出システムの用途に応じて最適な周期を採用すべきである。
【００４１】
ところで図９では、単位領域（１，１）、（１，３）、（３，１）、（３，３）に対して、位置情報（１，１）、（１，３）、（３，１）、（３，３）を含んだ赤外線がそれぞれ照射される。ここで、例えば位置情報（１，１）を含む赤外線は、単位領域（１，１）だけでなく、その隣接領域の一部にも照射されている。しかしながら、本実施形態では後述するように位置情報の受信頻度に基づいて移動端末１０の現在位置が判別されるので、そのことによって移動端末１０の現在位置が判別不可能となってしまうことはない。位置情報（１，１）を含む赤外線の照射範囲は、少なくとも単位領域（１，１）の全体をカバーする範囲であって、かつ同時に照射される他の位置情報を含む赤外線の照射範囲と重複しない範囲であればよい。他の位置情報を含む赤外線の照射範囲についても同様である。
【００４２】
次に、図１３を参照して位置情報の受信頻度について説明する。図１３は、位置情報（２，２）の重畳された赤外線が単位領域（２，２）に向けて複数回照射されたときに、移動端末１０の位置によって位置情報（２，２）の受信頻度（照射回数に対する受信成功回数の比率）がどのように変化するのかを示した図である。なお、この受信頻度の特性は、赤外線ＬＥＤの種類や位置情報送信器１００の構造や赤外線受光部３３の性能や赤外線受光部３３の設置位置等に依存するが、大まかには図１３に示すように単位領域（２，２）の中心から離れるほど位置情報（２，２）の受信頻度が減少する傾向となる。
【００４３】
上記のように、単位領域の中心から離れるほど、その単位領域に対応する位置情報の受信頻度は低下する傾向にあるので、移動端末１０において複数の位置情報を受信した場合には、それらの位置情報の受信頻度を比較することによって、移動端末１０は自分の現在位置を判定することができる。例えば、ある期間において各位置情報が６回ずつ送信され、移動端末１０が位置情報（２，２）を６回（受信頻度としては１００％）、位置情報（２，３）を３回（受信頻度としては５０％）それぞれ受信した場合には、移動端末１０は受信頻度が最も高い位置情報（ここでは位置情報（２，２））に対応する単位領域（２，２）上に位置していると判定される。
【００４４】
なお、このような受信頻度を検出することによって、位置情報が示す位置よりも詳細な位置を検出することができる。上の例では、移動端末１０が単位領域（２，２）上に位置しており、かつ位置情報（２，３）の受信頻度が５０％であることから、移動端末１０は、単位領域（２，２）の中心から単位領域（２，３）側にずれた位置に位置していることが分かる。特に、図１３のような受信頻度の特性を考慮すれば、そのズレの量は単位領域の一辺の長さの約４分の１であることが分かる。
【００４５】
なお、移動端末１０の詳細な現在位置を計算するための簡易的な手法の一つとして、移動端末１０において受信された各位置情報（もし位置情報が２次元座標で表されていない場合には、位置情報を２次元座標で表したもの）を、受信回数（もしくは受信頻度）に応じて重み付け平均（加重平均）する手法がある。例えば、ある期間において、移動端末１０が位置情報（１，１）を２回、位置情報（１，２）を６回、位置情報（２，１）を１回、位置情報（２，２）を２回それぞれ受信した場合には、（（１，１）×２＋（１，２）×６＋（２，１）×１＋（２，２）×２）／（２＋６＋１＋２）を計算し、この計算結果である（１．３，１．７）を移動端末１０の現在位置とする。ここで、計算結果である（１．３，１．７）は、単位領域の一辺の長さを１としたときに、単位領域（１，１）の中心位置から、単位領域（２，１）に向かって０．３、単位領域（１，２）に向かって０．７ずれた位置を表している。
【００４６】
上記のように、移動端末１０の現在位置を、位置情報が示す位置よりも詳細に検出することにより、所望の位置検出精度を達成するために必要となる位置情報送信器１００の個数を削減することができ、位置検出システムのコストを低減することができる。
【００４７】
次に、移動端末１０を携帯するユーザが地図上を移動したときの、移動端末１０の動作を説明する。
【００４８】
床面には、特定の地域（本実施形態では京都）の地図が描かれている。この地図は、この地域を人工衛星から撮影することによって得られた衛星写真であってもよい。このような地図が描かれた床の上をユーザが歩くことによって、ユーザはあたかも自分がその地域の上空を実際に散歩しているかのような新鮮で不思議な感覚を受ける。
【００４９】
図１４は、床に描かれた地図の一部と単位領域との対応関係を示している。地図には、図１５に示すように複数の名所が含まれている。移動端末１０を携帯するユーザが、地図に含まれているいずれかの名所の真上もしくはその近くに移動すると、移動端末１０の第２のＬＣＤ１２には、その名所の説明が自動的に表示される。例えば、ユーザが図１５の名所Ａ（五条大橋）の上に移動すると、移動端末１０の第２のＬＣＤ１２には図１６に示すように名所Ａ（五条大橋）の説明が表示される。
【００５０】
以下、位置検出システムで実行される処理の詳細を説明する。
【００５１】
図１７は、移動端末１０のＲＡＭ２４のメモリマップである。ＲＡＭ２４には、位置検出プログラム５０、名所データ５１、および受信回数データ５２が記憶される。位置検出プログラム５０は、メモリカード１７のＲＯＭ１７ａからＲＡＭ２４にロードされ、ＣＰＵコア２１によって実行される。名所データ５１は、メモリカード１７のＲＯＭ１７ａからＲＡＭ２４にロードされ、位置検出プログラム５０の実行時にＣＰＵコア２１によって適宜に参照される。受信回数データ５２は、位置検出プログラム５０の実行時にＣＰＵコア２１によって作成および更新される。
【００５２】
名所データ５１は、地図に含まれる予め決められた複数の名所に関するデータである。図１８は、名所データ５１の一具体例を示している。図１８において、名所データ５１には、名所毎に、名所が位置する単位領域と、名所に関する説明データが含まれている。
【００５３】
受信回数データ５２には、図１９に示すように、位置情報毎の受信回数が記憶される。
【００５４】
次に、図２０のフローチャートを参照して、位置検出プログラム５０に基づくＣＰＵコア２１の処理の流れを説明する。
【００５５】
まずＣＰＵコア２１は、ステップＳ１１で、時間カウントを開始する。
【００５６】
ステップＳ１２では、図１９に示す受信回数データ５２における各位置情報の受信回数を０にリセットする。
【００５７】
ステップＳ１３では、いずれかの赤外線受光部３３において、いずれかの位置情報送信器１００からの赤外線を受信したかどうかを判断する。そして、赤外線を受信した場合には処理はステップＳ１４に進み、赤外線を受信していない場合には処理はステップＳ１６に進む。
【００５８】
ステップＳ１４では、受信した赤外線から位置情報を取得する。
【００５９】
ステップＳ１５では、取得した位置情報の受信回数をインクリメントすることによって受信回数データ５２を更新する。
【００６０】
ステップＳ１６では、ステップＳ１１で時間をカウントしてから所定時間（例えば２００ｍｓ）が経過したかどうかを判断する。そして、所定時間が経過した場合には処理はステップＳ１７に進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳ１３に戻る。ここで、所定時間とは、各位置情報の受信頻度を計測するための期間に相当するが、この所定時間を短くすれば、移動端末１０の現在位置の検出周期は短くなるが、検出精度は低くなる。逆に所定時間を長くすれば、移動端末１０の現在位置の検出周期は長くなるが、その分だけ検出精度は高くなる。したがって、所定時間の大きさは用途に応じて最適な値に設定されるべきである。
【００６１】
ステップＳ１７では、受信回数データ５２を参照して、各位置情報の受信頻度に基づいて移動端末１０の現在位置を判別する。本実施形態では、最も受信頻度の高い位置情報に対応する単位領域上に移動端末１０が存在するものと判定するが、本発明はこれに限らず、前述したように位置情報よりも細かい精度で移動端末１０の現在位置を判別するようにしてもよい。
【００６２】
ステップＳ１８では、名所データ５１を参照して、ステップＳ１７で判別された移動端末１０の現在位置に対応する名所が存在するかどうかを判断する。そして、名所が存在する場合には処理はステップＳ１９に進み、存在しない場合には処理はステップＳ１１に戻る。
【００６３】
なお、ステップＳ１７において、位置情報よりも細かい精度で移動端末１０の現在位置を判別する場合には、図１８に示すような名所データ５１の替わりに、図２１に示すように、各名所の位置をより細かく指定した名所データ５１を用いることができる。これにより、例えば同一の単位領域に複数の名所が存在する場合でも、移動端末１０がどの名所の上に位置するかを判別して、対応する名所の説明文を移動端末１０の第２のＬＣＤ１２に表示させることも可能となる。なお、図２１の例では、各名所の位置を図１５の破線に対応する円形の範囲で指定しているが、名所の位置の指定の仕方はこれに限らない。
【００６４】
ステップＳ１９では、移動端末１０の現在位置に対応する名所の説明データに基づいて第２のＬＣＤ１２に説明文を表示する。
【００６５】
ステップＳ１９の後は、処理はステップＳ１１に戻る。
【００６６】
なお、本実施形態では、上記のように所定時間が経過する毎に移動端末１０の現在位置を判別しているが、本発明はこれに限らない。例えば、各位置情報の受信回数の合計が所定回数に達する毎に移動端末１０の現在位置を判別してもよい。また、いずれかの位置情報を受信する毎に、最近受信した過去８回分の位置情報に基づいて現在位置を判別してもよい。この場合にＣＰＵコア２１で実行される処理の流れを図２２に示す。図２２のフローチャートが図２０のフローチャートと大きく異なる点は、赤外線の受信回数が８以上になったときに、過去８回分の位置情報に基づいて加重平均演算により移動端末１０の現在位置を検出する点である。加重平均演算の詳細については前述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
【００６７】
以上のように、本実施形態によれば、４つの赤外線ＬＥＤを用いて同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信することで、移動端末の位置の検出精度を高めることができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、一つの単位空間に対して４つの赤外線ＬＥＤを設置しているが、本発明はこれに限らず、一つの単位空間に対して少なくとも２つの赤外線ＬＥＤを設置すればよい。一つの単位空間に対して２つの赤外線ＬＥＤを設置する場合には、２つの赤外線ＬＥＤを、単位空間を構成するいずれかの平面の第１の頂点とこの第１の頂点に対向する第２の頂点にそれぞれ配置するのが好ましい。このように配置することによって、一つの単位空間に対して２つの赤外線ＬＥＤを設置した場合でも、単位空間全体を効率良く赤外線の照射範囲に含めることができ、移動端末の位置情報の検出精度を上げることができる。なお当然ながら、一つの単位空間に対して設置する赤外線ＬＥＤの数が多いほど、移動端末の位置の検出精度は、より向上する。
【００６９】
なお、本実施形態では、位置情報送信器１００から送信される赤外線の混信を防ぐために、図９から図１２に示す４つのフェーズからなるサイクルで各位置情報送信器１００から赤外線を送信するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、各位置情報の受信領域の直径が単位領域の一辺の長さの２倍から３倍の範囲にある場合には、図２３に示すように、９つのフェーズ、すなわちｍ、ｎを整数としたときに位置情報（０＋３ｍ，０＋３ｎ）を送信する第１フェーズ、位置情報（０＋３ｍ，１＋３ｎ）を送信する第２フェーズ、位置情報（０＋３ｍ，２＋３ｎ）を送信する第３フェーズ、位置情報（１＋３ｍ，０＋３ｎ）を送信する第４フェーズ、位置情報（１＋３ｍ，１＋３ｎ）を送信する第５フェーズ、位置情報（１＋３ｍ，２＋３ｎ）を送信する第６フェーズ、位置情報（２＋３ｍ，０＋３ｎ）を送信する第７フェーズ、位置情報（２＋３ｍ，１＋３ｎ）を送信する第８フェーズ、位置情報（２＋３ｍ，２＋３ｎ）を送信する第９フェーズからなるサイクルで各位置情報送信器１００から赤外線を照射すればよい。なお、図２３における破線は、第１フェーズで照射される赤外線の照射範囲の一例を示している。
【００７０】
さらには、図２４に示すように、４行４列の単位領域を一つのまとまり（以下、基本領域と称す）として、各基本領域に含まれる１６個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。なお図２４において、基本領域の境界を太線で示している。また、図２５に示すように、２行３列の単位領域を一つの基本領域として、各基本領域に含まれる６個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。より一般的に言うと、ｎ行ｍ列（ただしｎ、ｍはいずれも２以上の整数）の単位領域を一つの基本領域として、各基本領域に含まれる（ｎ×ｍ）個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。なお、各基本領域は、格子状に整然と配置されている必要は無く、例えば図２６に示すように、ｎ行ｍ列の単位領域を一つの基本領域として、隣接する基本領域が列方向に（ｍ／２）列分ずれるように配置しても良い。このような配置には、図９のように２行２列の単位領域から成る基本領域を格子状に配置した場合に比べて赤外線の許容照射範囲が広がるという利点と、図２３のように３行３列の単位領域から成る基本領域を格子状に配置した場合に比べて基本領域を構成する単位領域数が９個から８個に減るため、各位置情報の送信周期を短くする（すなわち位置情報の送信頻度を高める）ことができるという利点がある。
【００７１】
さらには、前述の種々の例のようにｎ行ｍ列の単位領域から成る基本領域を互いに隣接するように配置するのではなく、複数の単位領域を不規則に配置しても構わない。
【００７２】
また、位置情報送信器１００から送信される赤外線の混信を防ぐために、上記のように隣り合う単位領域に対する位置情報の送信タイミングをずらす代わりに、隣り合う単位領域に対する赤外線の周波数帯域を異ならせるようにしてもよい。この場合、周波数帯域の異なる複数の赤外線を同時に受信する機能を移動端末１０に設けることにより、隣り合う単位領域に対する位置情報の送信タイミングをずらすことなく、赤外線の混信による受信エラーを防ぐことができる。
【００７３】
また、本実施形態では、位置情報送信器１００から位置情報を送信するとしたが、必要に応じて位置情報以外の情報を付加情報として送信するようにしてもよい。例えば、送信器制御装置２００から任意の情報を各位置情報送信器１００に送信し、この情報が付加情報として位置情報送信器１００から位置情報とともに送信されるようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、図５に示した４つの赤外線ＬＥＤを備えた位置情報送信器１００を天井にマトリックス上に配置する例を説明したが、本発明はこれに限らず、位置情報送信器１００の代わりに４つの赤外線ＬＥＤを天井にそれぞれ個別に設置するようにしても構わない。ただし、図５に示すような位置情報送信器１００を用いれば、赤外線ＬＥＤを天井に設置するときの作業の手間や配線の手間を削減でき、また赤外線ＬＥＤから照射される赤外線の光軸の傾き調整の手間も削減できるので、非常に有利である。
【００７５】
また、本実施形態では、本発明の位置情報システムを用いることによって、地図上を移動する移動端末１０の画面に自動的に名所の説明を表示する例を説明したが、本発明の位置情報システムを他の任意の用途にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】位置検出システムの外観図
【図２】位置検出システムの構成を示すブロック図
【図３】移動端末１０の外観図
【図４】移動端末１０の内部構成を示すブロック図
【図５】位置情報送信器１００の外観図
【図６】位置情報送信器１００から照射される４つの赤外線の照射範囲を示す図
【図７】単位空間および単位領域を示す図
【図８】単位空間を水平方向から見た図
【図９】赤外線ＬＥＤの発光タイミングを説明するための図
【図１０】赤外線ＬＥＤの発光タイミングを説明するための図
【図１１】赤外線ＬＥＤの発光タイミングを説明するための図
【図１２】赤外線ＬＥＤの発光タイミングを説明するための図
【図１３】位置情報の受信位置と受信頻度との関係を示す図
【図１４】床面に描かれた地図と単位領域との対応関係を示す図
【図１５】床面に描かれた地図に含まれる名所の例
【図１６】移動端末１０の第２のＬＣＤ１２に表示される名所の説明の一例
【図１７】移動端末１０のＲＡＭ２４のメモリマップ
【図１８】名所データ５１の一例
【図１９】受信回数データ５２の一例
【図２０】移動端末１０のＣＰＵコア２１で実行される処理の流れを示すフローチャート
【図２１】名所データ５１の他の一例
【図２２】移動端末１０のＣＰＵコア２１で実行される処理の流れを示す他のフローチャート
【図２３】赤外線ＬＥＤの発光タイミングの他の例を示す図
【図２４】赤外線ＬＥＤの発光タイミングのさらに他の例を示す図
【図２５】赤外線ＬＥＤの発光タイミングのさらに他の例を示す図
【図２６】赤外線ＬＥＤの発光タイミングのさらに他の例を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１０  移動端末
１１  第１のＬＣＤ
１２  第２のＬＣＤ
１３  ハウジング
１３ａ  上側ハウジング
１３ｂ  下側ハウジング
１４  操作スイッチ部
１４ａ  十字スイッチ
１４ｂ  スタートスイッチ
１４ｃ  セレクトスイッチ
１４ｄ  Ａボタン
１４ｅ  Ｂボタン
１４ｆ  Ｘボタン
１４ｇ  Ｙボタン
１４Ｌ  Ｌボタン
１４Ｒ  Ｒボタン
１５  タッチパネル
１６  スティック
１７  メモリカード
１７ａ  ＲＯＭ
１７ｂ  ＲＡＭ
１８ａ，１８ｂ  音抜き孔
１９  電源スイッチ
２０  電子回路基板
２１  ＣＰＵコア
２２  バス
２３  コネクタ
２４  ＲＡＭ
２５  Ｉ／Ｆ回路
２６  第１ＧＰＵ
２７  第２ＧＰＵ
２８  第１ＶＲＡＭ
２９  第２ＶＲＡＭ
３０ａ  右スピーカ
３０ｂ  左スピーカ
３１  ＬＣＤコントローラ
３２  レジスタ
３３  赤外線受光部
５０  位置検出プログラム
５１  名所データ
５２  受信回数データ
１００  位置情報送信器
２００  送信器制御装置
【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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