(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号の伝送の安定性を向上することができる、位置情報提供システムを提供すること。【解決手段】位置情報提供システム１は、衛星から送信されるＧＰＳ信号を用いて、建物の屋内にいるユーザに対して位置情報を提供するものであって、建物の屋外に設置されたものであって、衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する受信アンテナ１０と、建物の屋内において受信アンテナ１０と平面座標が一致するように設置されたものであって、受信アンテナ１０にて受信されたＧＰＳ信号を屋内に送信する送信アンテナ７０と、受信アンテナ１０と送信アンテナ７０とを相互に接続するものであって、受信アンテナ１０にて受信されたＧＰＳ信号を送信アンテナ７０に向けて光通信で伝送する光伝送手段を備える。【選択図】図１
2012007900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から送信されるＧＰＳ信号を用いて、建物の屋内にいるユーザに対して位置情報を提供する位置情報提供システムであって、
前記建物の屋外に設置されたものであって、前記衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
前記建物の屋内において前記受信手段と平面座標が一致するように設置されたものであって、前記受信手段にて受信されたＧＰＳ信号を屋内に送信する送信手段と、
前記受信手段と前記送信手段とを相互に接続するものであって、前記受信手段にて受信されたＧＰＳ信号を前記送信手段に向けて光通信で伝送する光伝送手段と、
を備える位置情報提供システム。
【請求項２】
前記光伝送手段は、無給電にて光信号を電気信号に変換する光電変換手段を備える、
請求項１に記載の位置情報提供システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置情報提供システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話端末のような携帯端末として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信されたＧＰＳ信号を用いて、位置を検出するものが提案されている。この携帯端末は、ＧＰＳ衛星から送られたＧＰＳ信号を受信し、当該受信したＧＰＳ信号に基づいて当該ＧＰＳ信号の受信点の位置を検出する。しかしながら、この携帯端末は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号が届かない建物の屋内では、当該ＧＰＳ信号の受信点の位置を検出することができなかった。そこで、建物の屋内であっても、ＧＰＳ信号を用いて当該ＧＰＳ信号の受信点の位置を提供することができる位置情報提供システムが提案されている。例えば、この位置情報提供システムは、建物の屋外に設置された受信機と、建物の屋内に設置されたアンテナと、受信機とアンテナとを相互に接続する電線とを備えて構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した位置情報提供システムは、ＧＰＳ信号の伝送の安定性に関して改善の余地があった。例えば、電気ノイズを発生させる機器又は漏電電波を発生させる電力線が設置されている場所に電線が配設された場合には、これら電気ノイズ又は漏電電波によって、電線におけるＧＰＳ信号の伝送が阻害されることにより、アンテナから安定したＧＰＳ信号の送信を行うことが困難になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＧＰＳ信号の伝送の安定性を向上することができる、位置情報提供システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の位置情報提供システムは、衛星から送信されるＧＰＳ信号を用いて、建物の屋内にいるユーザに対して位置情報を提供する位置情報提供システムであって、前記建物の屋外に設置されたものであって、前記衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する受信手段と、前記建物の屋内において前記受信手段と平面座標が一致するように設置されたものであって、前記受信手段にて受信されたＧＰＳ信号を屋内に送信する送信手段と、前記受信手段と前記送信手段とを相互に接続するものであって、前記受信手段にて受信されたＧＰＳ信号を前記送信手段に向けて光通信で伝送する光伝送手段とを備える。
【０００６】
請求項２に記載の位置情報提供システムは、請求項１に記載の位置情報提供システムにおいて、前記光伝送手段は、無給電にて光信号を電気信号に変換する光電変換手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の位置情報提供システムによれば、受信手段と送信手段の相互間において、受信手段にて受信されたＧＰＳ信号を受信手段から送信手段に向けて光伝送手段を介して光通信で伝送するので、建物の屋外又は屋外に設置された機器から発生する電気ノイズや電力線から発生する漏電電波等の影響を受けにくく、伝送による信号の損失が極めて小さいため、伝送の途中で信号を補正・増幅しなくても長距離伝送を行うことができ、ＧＰＳ信号の伝送の安定性を向上することができる
【０００８】
請求項２に記載の位置情報提供システムによれば、光伝送手段は、無給電にて光信号を電気信号に変換する光電変換手段を備えるので、乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を行うことができ、長期間メンテナンスフリーで動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る位置情報提供システムの構成を示す概念図である。
【図２】無給電ＯＮＵの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る位置情報提供システムの実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（構成）
本実施の形態に係る位置情報提供システムの設置対象となる「建物」の具体的な目的や構成は特記するものを除いて任意であり、ＧＰＳ信号を遮断する建物であり、例えば、ショッピングセンター、オフィスビル等の地上施設に限定されず、トンネル、地下街等の地下施設にも設置することができる。以下では、「建物」が、ショッピングセンターである場合を例として説明を行う。また、以下の説明では、本実施の形態の建物は、鉄筋コンクリート等で形成された床、天井、屋根、壁で構成されている。また、以下の説明では、「位置情報」とは、衛星から送られるＧＰＳ信号の受信点の位置を示す情報であって、例えば、緯度、経度、高度等に関する情報が含まれるものとする。
【００１２】
（構成−位置情報提供システム）
次に、位置情報提供システムの機械的及び電気的構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る位置情報提供システム１の構成を示す概念図である。図１に示すように、位置情報提供システム１は、受信アンテナ１０、受信機３０、光ケーブル４０、無給電ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）５０、及び送信アンテナ７０を備えて構成されている。
【００１３】
受信アンテナ１０は、衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する受信手段である。この受信アンテナ１０は、建物の屋外に設置されており、当該建物の屋根等に所定間隔毎に固定されている。これら受信アンテナ１０の各々の間隔の設定方法は任意であり、例えば、後述する各送信アンテナ７０のＧＰＳ信号の送信範囲が一定の場合には、当該ＧＰＳ信号の送信範囲の相互間に隙間が生じないように、受信アンテナ１０の各々の間隔が設定される。
【００１４】
ここで、「ＧＰＳ信号」とは、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号が含まれるが、これに限られず、例えば、高い測位精度を有する準天頂衛星から送信されるＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ−ｚｅｎｉｔｈ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）信号も含まれる。このＱＺＳＳ信号は、ＧＰＳ信号と同様に、無線通信で使用される周波数帯域１．５７５４ＧＨｚにおいてＰＲＮ番号（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ  ｎｕｍｂｅｒ：擬似雑音符号番号）で管理されており、ＧＰＳ信号と同様に取り扱うことができる。
【００１５】
また、受信アンテナ１０によるＧＰＳ信号の受信方法は任意であり、複数のＧＰＳ信号に基づいて受信アンテナ１０の位置を特定するために、当該受信アンテナ１０が複数の衛星から所定数のＧＰＳ信号（例えば４つ以上のＧＰＳ信号）を受信する。また、受信アンテナ１０が複数のＧＰＳ信号を受信する場合には、例えば、当該受信アンテナ１０がＧＰＳ衛星のみからＧＰＳ信号を受信したり、あるいは、ＧＰＳ衛星及び準天頂衛星からＧＰＳ信号及びＱＺＳＳ信号を組み合わせて受信してもよい。また、例えば、受信アンテナ１０からＧＰＳ信号を受信できる衛星が所定数以上ある場合には、当該受信アンテナ１０が受信状態の良好な衛星を公知の検出方法で検出する図示しない検出部を備えることにより、当該受信アンテナ１０が当該図示しない検出部にて検出された衛星のＧＰＳ信号を受信するようにしてもよい。
【００１６】
受信機３０は、受信アンテナ１０にて受信されたＧＰＳ信号を受信するものである。この受信機３０は、各受信アンテナ１０に対応して設けられており、建物の屋外に設置され、電線２０によって受信アンテナ１０と接続されている。また、この受信機３０は、チューナ３１、及びレーザダイオード（以下ＬＤ）３２を備えて構成されている。チューナ３１は、受信アンテナ１０にて受信された複数のＧＰＳ信号から所定のＧＰＳ信号を取得する取得手段である。具体的には、チューナ３１は、受信アンテナ１０にて受信されたＧＰＳ信号から所定の周波数帯域のＧＰＳ信号（例えば、周波数帯域１．５７５４ＧＨｚのＧＰＳ信号）を公知の方法にて取得する。ＬＤ３２は、チューナ３１にて取得されたＧＰＳ信号を、電気信号から光信号に変換する電光変換手段である。なお、本実施の形態では電光変換素子としてＬＤ３２が用いられているが、これに限られず、例えば、電光変換素子として公知のＬＥＤや公知の有機ＥＬ素子が用いられてもよい。
【００１７】
光ケーブル４０は、受信機３０にて光信号に変換されたＧＰＳ信号を送信アンテナ７０に向けて伝送する伝送手段である。光ケーブル４０は、各受信アンテナ１０に対応して設けられており、建物の屋外に設けられた受信機３０から建物の屋内に引き込まれるように配置され、受信機３０と無給電ＯＮＵ５０とを相互に接続している。
【００１８】
この光ケーブル４０を構成する光ファイバは、電気ノイズの影響を受けにくい材質、例えば、完全フッ素化ポリマー、ポリスチレン等のプラスチック材料やガラス材料等で形成されている。これにより、光ケーブル４０の配線経路の近傍において、当該光ケーブル４０の配線経路の近傍において電気ノイズを発生させる機器（例えば、空調機器等）や漏電電波等を発生させる電力線（例えば、照明機器等と電源とを接続する電力線等）が設置されていても、光ケーブル４０は、安定した信号の伝送を行うことができる。また、光ファイバがガラス材料等の絶縁材料で形成されているので、光ケーブル４０における信号の伝送ロスが電線に比べて極めて小さいことから、光ケーブル４０は、伝送の途中で信号を補正・増幅しなくても安定した長距離伝送を行うことができる。
【００１９】
また、光ケーブル４０の配線方法は任意であり、例えば、図１に示すように、受信アンテナ１０の直下位置の建物の天井の一部に設けられた配線口を介して光ケーブル４０を配線する方法（以下、直下型配線方法と称す。図１の左側）、あるいは、受信アンテナ１０から離れた位置の建物の天井部分又は壁部分等に設けられた配線口を介して光ケーブル４０を配線する方法がある（以下、迂回型配線方法と称す。図１の右側）。ここで、この迂回型配線方法において、複数の光ケーブル４０を一つの配線口を介して配線する場合に、複数の光ケーブル４０を束ねて配線することになるが、このような場合であっても、光ケーブル４０から漏電電波がほとんど発生しないため、安定した信号の伝送を行うことができると共に、光ケーブル４０の配線の施工性を向上させることができる。
【００２０】
無給電ＯＮＵ５０は、光ケーブル４０を介して伝送されたＧＰＳ信号を、無給電にて光信号から電気信号に変換する光電変換手段である。この無給電ＯＮＵ５０は、建物の屋内に配置されており、電線６０によって送信アンテナ７０と接続されている。この無給電ＯＮＵ５０の設置位置は任意であり、建物の天井の外観を向上させる位置に設置してもよく、例えば、上記直下型配線方法で光ケーブル４０が配設されている場合には、建物の天井に設置された配線口の内部に無給電ＯＮＵ５０を設置してもよい。あるいは、上記迂回型配線方法で光ケーブル４０が配設されている場合には、建物の天井の端に無給電ＯＮＵ５０を集約して設置してもよい。なお、光ケーブル４０及び無給電ＯＮＵ５０は、特許請求の範囲における光伝送手段を構成するものである。
【００２１】
図２は、無給電ＯＮＵ５０の回路図である。図２に示すように、無給電ＯＮＵ５０は、ＰＤ５１（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）、コンデンサ５２、及び出力端子５３を備えて構成されている。ＰＤ５１は、逆電圧の印加のない無バイアスモード（太陽電池モード）で使用されることにより、光ケーブル４０にて伝送されたＧＰＳ信号を、光信号から電気信号に変換する変換手段である。コンデンサ５２は、ＰＤ５１から出力される信号の交流成分のみを抽出する抽出手段である。出力端子５３は、コンデンサ５２を介して取り出された交流成分の信号を出力する出力手段である。これらＰＤ５１、コンデンサ５２、及び出力端子５３の接続関係としては、ＰＤ５１がコンデンサ５２によるＡＣ結合を介して出力端子５３に接続されている。
【００２２】
送信アンテナ７０は、無給電ＯＮＵ５０にて電気信号に変換されたＧＰＳ信号を建物の屋内に送信する送信手段である。図１に示すように、この送信アンテナ７０は、各受信アンテナ１０に対応するように設けられており、建物の屋内に配置され、当該建物の天井に固定されている。この送信アンテナ７０は、当該送信アンテナ７０の平面座標と受信アンテナ１０の平面座標とが一致するように配置されている。これにより、送信アンテナ７０にて送信されたＧＮＳ信号に基づいて特定される受信アンテナ１０の位置と実際に受信アンテナ１０が設置されている位置とを一致させることができる。なお、この送信アンテナ７０の具体的構成は任意であるが、例えば、送信アンテナ７０には、建物の屋内の広さに応じて、建物の屋内に送信されるＧＰＳ信号の送信範囲を任意に変えられるようにＧＰＳ信号の送信範囲を調整する図示しない送信範囲調整部が設けられてもよい。この図示しない送信範囲調整部を用いる場合には、例えば、送信アンテナ７０に取り付けられた図示しない操作部が管理人等によって操作されることにより、ＧＰＳ信号の送信範囲が調整されるようにしてもよい。
【００２３】
（位置情報提供システムの動作）
次に、位置情報提供システム１の動作について説明する。まず、図１に示すように、受信アンテナ１０は、複数の衛星から送信される所定数のＧＰＳ信号を受信するまで待機する。ここで、受信アンテナ１０が受信状態の良好な衛星からＧＰＳ信号を受信する場合には、例えば、上記の図示しない検出部によって公知な検出方法で衛星が検出された後に、当該図示しない検出部にて検出された衛星から当該受信アンテナ１０がＧＰＳ信号を受信する。その後、所定数のＧＰＳ信号が受信された場合に、受信アンテナ１０は、当該受信された所定数のＧＰＳ信号を電気信号として電線２０を介して受信機３０に送る。なお、この受信アンテナ１０と受信機３０との配置関係は任意であるが、電線２０が電気ノイズ等の影響を受けないようにするために、受信機３０を受信アンテナ１０の近傍に配置することが好ましい（後述する無給電ＯＮＵ５０と送信アンテナ７０との配置関係も同様）。
【００２４】
続いて、受信機のチューナ３１は、受信アンテナ１０から送られた所定数のＧＰＳ信号の中から所定の周波数帯域のＧＰＳ信号（以下、所定のＧＰＳ信号と称す）を公知の方法にて取得し、当該取得した所定のＧＰＳ信号を、電気信号として受信機のＬＤ３２に送る。次いで、受信機のＬＤ３２は、受信機のチューナ３１から送られた所定のＧＰＳ信号を、電気信号から光信号に変換する。その後、受信機３０は、当該変換した所定のＧＰＳ信号を、光ケーブル４０を介して無給電ＯＮＵ５０へ伝送する。ここで、この光ケーブル４０は、電気ノイズ等の影響を受けにくく、伝送による信号の損失が極めて小さいため、光ケーブル４０の配線経路の近傍に電気ノイズを発生する機器や電力線等が設置されていたり、あるいは当該光ケーブル４０の長さが長距離であっても、受信機３０から無給電ＯＮＵ５０に向けて安定した信号の伝送を行うことができる。
【００２５】
次に、無給電ＯＮＵ５０は、受信機３０から伝送された所定のＧＰＳ信号を、光信号から電気信号へ変換する。具体的には、図２に示すように、逆電圧が印加されていないＰＤ５１に、ＬＤ３２によって所定の大きさの光エネルギーが入射されると、光強度に比例した起電力が発生する。そして、この発生した起電力のうち、直流成分がコンデンサ５２によるＡＣ結合によりカットされることによって、交流成分のみが出力端子５３に出力される。これにより、無給電にて出力端子５３から電気信号を取り出して後段側に送ることができる。
【００２６】
図１に戻り、無給電ＯＮＵ５０は、当該無給電ＯＮＵ５０にて電気信号に変換された所定のＧＰＳ信号を、電線６０を介して送信アンテナ７０に送る。次いで、送信アンテナ７０は、当該無給電ＯＮＵ５０から送られた所定のＧＰＳ信号を、当該送信アンテナ７０のＧＰＳ信号の送信範囲内（例えば１０ｍ以内）において建物の屋内に送信する。これにより、送信アンテナ７０のＧＰＳ信号の送信範囲内にいるユーザは、当該ユーザが携帯する携帯端末（例えば、ＧＰＳ機能が搭載された携帯電話等）によって所定のＧＰＳ信号を受信することができ、当該受信された所定のＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法にて当該送信アンテナ７０に対応する受信機３０の位置に関する位置情報を取得することができる。
【００２７】
（効果）
このように本実施の形態によれば、受信機３０と送信アンテナ７０の相互間において、受信機３０にて受信されたＧＰＳ信号を受信機３０から送信アンテナ７０に向けて光ケーブル４０を介して光通信で伝送するので、建物の屋外又は屋外に設置された機器から発生する電気ノイズや電力線から発生する漏電電波等の影響を受けにくく、伝送による信号の損失が極めて小さいため、伝送の途中で信号を補正・増幅しなくても長距離伝送を行うことができ、ＧＰＳ信号の伝送の安定性を向上することができる。
【００２８】
また、光伝送手段は、無給電にて光信号を電気信号に変換する無給電ＯＮＵ５０を備えるので、乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を行うことができ、長期間メンテナンスフリーで動作することができる。
【００２９】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００３０】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
【００３１】
（位置情報提供システムの適用対象）
上述の本実施の形態では、位置情報提供システム１は、衛星から送信されるＧＰＳ信号が遮断される建物の屋内に適用した場合について説明したが、これに限られず、例えばビル陰によりＧＰＳ信号の受信状態が好ましくない場所等、すなわち建物の屋外に適用してもよい。
【００３２】
（無給電ＯＮＵについて）
上述の本実施の形態では、無給電にてＧＰＳ信号の光電変換を行う無給電ＯＮＵ５０を設けた場合について説明したが、例えば、外部からの電源の供給を受けてＧＰＳ信号の光電変換を行うＯＮＵを設けてもよい。
【００３３】
（送信アンテナのＧＰＳ信号の送信範囲について）
上述の本実施の形態では、各送信アンテナ７０のＧＰＳ信号の送信範囲は、当該ＧＰＳ信号の送信範囲の相互間に隙間が生じないようにすると説明したが、例えば、当該ＧＰＳ信号の送信範囲を重複させてもよい。この場合に、重複する範囲にいるユーザは、ユーザの携帯端末によって複数の送信アンテナ７０から送信されたＧＰＳ信号を受信することにより、当該受信したＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法にて当該重複する範囲の位置に関する位置情報を取得できるようにしてもよい。
【００３４】
（位置情報について）
上述の本実施の形態では、受信機３０にて受信されたＧＰＳ信号に基づいて位置情報を取得すると説明したが、例えば、当該取得した位置情報に基づいて、外部のサーバから建物の詳細情報（例えば、営業時間等の案内情報、食品売場の位置等の売場情報、タイムセール等のイベント情報等）をユーザの携帯端末を介して取得できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  位置情報提供システム
１０  受信アンテナ
２０、６０  電線
３０  受信機
３１  チューナ
３２  ＬＤ
４０  光ケーブル
５０  無給電ＯＮＵ
５１  ＰＤ
５２  コンデンサ
５３  出力端子
７０  送信アンテナ
【図１】
2012007900.tif 000003
【図２】
2012007900.tif 000004