JP2014238315A - 携帯端末の在圏判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺に干渉局が存在しても、室内における携帯端末の特定領域に対する在圏を正確に判定することができる携帯端末の在圏判定装置を提供する。
【解決手段】室内１の所定位置に固定して床に垂直方向の電波を放射して特定領域を形成する高指向性アンテナ１１と、高指向性アンテナ１１が送信する電波を受信してその受信信号強度の測定値を外部に発信する発信装置を備えた携帯端末２と、携帯端末２からの電波を受信する受信装置と、受信装置に接続され、所定時間内の携帯端末２からの受信信号強度の測定値の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、携帯端末の所持者が高指向性アンテナによって形成される特定領域内に入った、或いは特定領域から出たと判定する制御装置とを備える携帯端末の在圏判定装置である。
【選択図】図４

Description

本出願は、高指向性の電波を用いて形成した特定領域内に携帯端末が存在するか否か（在圏か否か）の判定を行うことができる携帯端末の在圏判定装置に関する。

従来、室内に入った人の、その室内における現在位置を検出したいという要望がある。特許文献１には、屋内にいる人に無線タグを所持させ、屋内には複数の無指向性アンテナを備えたアクセスポイントを配置し、アクセスポイントで無線タグが発信した電波を受信して、受信電波強度によって無線タグの屋内位置を測定する技術が開示されている。また、物体にＰＨＳ本体を取り付けて発信させ、物体の室内位置の探索者がＰＨＳ電波をアンテナを持つ指向性受信機で受信し、アンテナの向きと電界強度の強さで物体の方向を推定して物体の位置を判断する方法が特許文献２に開示されている。

一方、これらの方法とは別に、例えば、受付を通過した顧客が商談用の場所に到達した時には、商談用の画像を間髪なく顧客に提示して、商談を迅速に開始したいといった要望がある。この場合は、商談に訪れた顧客に画面付のユーザー端末を渡し、その顧客が商談用の場所に到達した時には、ユーザー端末の画面をその顧客の商談内容に応じた画面に切り替えて、商談を迅速に開始する方法が考えられる。しかし、この方法には特許文献１や特許文献２に開示の技術は使用できない。

このような室内における人の位置を検出する方法として、特許文献１や特許文献２に開示の技術とは異なるスポット測位法がある。このスポット測位法では、図１（ａ）に示すように、室内１において設置位置と電波の送信電力が固定された無線アクセスポイントＡＰから電波ＲＷを放射して高電界強度のゾーンが形成される。そして、人Ｈの持つ携帯端末２がこのゾーンに入った時に、携帯端末２に電波ＲＷを受信させて携帯端末２の室内の位置を推定している。以後、携帯端末２を持つ人Ｈがこのゾーンに居ることを在圏と言う。

そして、無線アクセスポイントＡＰがある位置を０として、無線アクセスポイントＡＰから離れた場所で受信される電波ＲＷの「位置‐受信信号強度特性」は、図１（ｂ）に示すようになる。横軸の距離は無線アクセスポイントＡＰから携帯端末２までの水平距離であり、縦軸は携帯端末２における受信信号強度情報ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）である。

携帯端末２で受信された電波ＲＷの受信信号強度情報ＲＳＳＩは、何らかの方法、例えば、携帯電話の基地局３に送信され、インターネット網４を通じてこの室内１における人Ｈの位置を監視しているサーバ５に送られる。サーバ５は携帯端末２から送られてくる電波ＲＷの受信信号強度情報ＲＳＳＩに基づいて室内１における人Ｈが、高電界強度のゾーンに入ったか否かを判定することができる。即ち、無線アクセスポイントＡＰ周辺の電界強度が一定値以上のゾーン（高電界強度ゾーン）に携帯端末２が入った際に、携帯端末２が無線アクセスポイントＡＰ周辺のスポットに在圏していると判定する。

受信信号強度情報ＲＳＳＩは、携帯端末２を持つ人Ｈによる遮蔽や反射、天井や壁などのマルチパスの影響などによって容易に１０〜２０ｄＢ程度の測定誤差を持つ。従って、図１（ｂ）に示すような環境で受信信号強度情報ＲＳＳＩの閾値判定によるスポット測位技術を適用すると、受信信号強度情報ＲＳＳＩが同一でも位置が異なっている地点が複数存在するので，直ちに数メートルから数十メートルの測位誤差が生じる。このため、測位結果を１つに絞り込めなくなる、つまり、複数の解が発生する虞がある。そこで、無線を使用するスポット測位技術では，伝搬環境の変動，すなわち，受信信号強度情報ＲＳＳＩの測定誤差や変動成分を吸収可能な方式が望まれていた。

この課題を解決するために、携帯端末２側における受信信号強度情報ＲＳＳＩが携帯端末２の受信感度近くまで小さくなるように無線アクセスポイントＡＰの送信電力を小さくし、同一の閾値が存在する範囲を狭くすることが考えられている。

特開２００６−３００９１８号公報

特開２００９−２３９５６２号公報

ところが、無線アクセスポイントＡＰの送信電力を小さくすると、周辺に同じ周波数や同じチャンネルを使用する干渉局が存在する場合に、大幅に性能が劣化することが判明した。これを図２を用いて説明する。図２の横軸は、ある受信地点における希望局と干渉局の受信信号強度情報ＲＳＳＩの比（Ｄ／Ｕ比）を示している。Ｄ／Ｕ比が１０ｄＢ以上の場合には、希望局の単位時間あたりの受信パケット数が３０パケット程度だったが、Ｄ／Ｕ比が１０ｄＢ以下の場合には希望局の単位時間あたりの受信パケット数が半分以下となっている。この結果は、希望局、すなわちロケーションビーコンの電波が周辺の強い干渉局の電波によって受信が困難になることを示している。

１つの側面では、本出願は、周辺に同じ周波数や同じチャンネルを使用する干渉局が存在しても、高指向性アンテナを用いて形成した特定領域内に、携帯端末が在圏しているかどうかを正確に検出することができる携帯端末の在圏判定装置を提供することを目的とする。

実施形態の一観点によれば、携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、携帯端末に内蔵され、高指向性アンテナが送信する電波を受信し、受信信号強度の測定値を外部に発信する発信装置と、高指向性アンテナから離れた位置にあり、携帯端末からの電波を受信する受信装置と、受信装置に接続され、携帯端末からの受信信号強度の測定値の所定時間内の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、携帯端末の所持者が高指向性アンテナによって形成される特定領域内に入った、或いは特定領域から出たと判定する制御装置とを備えることを特徴とする携帯端末の在圏判定装置が提供される。

実施形態の他の観点によれば、携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、携帯端末に内蔵され、高指向性アンテナが送信する電波を受信する受信回路と、受信した電波の受信信号強度を測定する測定回路と、携帯端末に搭載された表示器の表示画像を変更する制御回路とを備え、制御回路は測定回路の測定結果から、所定時間内の受信信号強度の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、携帯端末の所持者が高指向性アンテナによって形成される特定領域内に入ったと判定して、表示器の表示画像を変更することを特徴とする携帯端末の在圏判定装置が提供される。

（ａ）は比較技術のスポット測位方式の原理を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示した携帯端末の無線アクセスポイントからの距離に対応する受信信号強度情報を示す特性図である。 ある受信地点における希望局と干渉局の受信信号強度情報の比に対する干渉局と希望局の単位時間あたりの受信パケット数を示す線図である。 （ａ）は本出願に係る無線アクセスポイントのアンテナから放射された電波の分布と携帯端末を所持する人との関係を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したアンテナの構成の一例を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）に示したアンテナの指向性を示すアンテナ放射パターン図である。 （ａ）は本出願に係る携帯端末の在圏判定装置の一実施例の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）に示した送信アンテナへの進入角に対応するアンテナの水平放射パターンの実測値を示す線図である。 （ａ）は図４（ａ）に示した送信アンテナから放射された電波の水平面放射パターンの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した水平面放射パターンに対応する３次元放射パターン図である。 （ａ）は図４（ａ）に示した送信アンテナから無変調波が送信される場合の、送信アンテナへの進入角が０°、４５°、９０°（図には「°」は「ｄｅｇ」と記載）の場合における水平距離に対する受信信号強度の変化を示す図、（ｂ）は図４（ａ）に示した送信アンテナから変調波が送信される場合の、送信アンテナへの進入角が０°の場合における水平距離に対する受信信号強度の変化を示す図である。 （ａ）は本出願に係る携帯端末の在圏判定装置における携帯端末の特定領域に対する在圏と非在圏を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示した携帯端末が所定レベル以上の受信強度の電波を受信した回数により携帯端末が特定領域に在圏か非在圏かを判定する基準を示す図である。 高指向性アンテナを使用して特定を形成する場合の水平面放射パターンの一例を示す線図である。 （ａ）は図８に示した特性を備えたアンテナに対して、携帯端末を距離を変えて垂直方向に移動させた時の受信信号強度の変化を示す線図、（ｂ）は図８に示した特性を備えたアンテナに対して、携帯端末を床からの高さを変えて水平方向に移動させた時の受信信号強度の変化を示す線図である。 無指向性の理想アンテナを使用して特定を形成する場合の水平面放射パターンの一例を示す線図である。 （ａ）は図１０に示した特性を備えたアンテナに対して、携帯端末を距離を変えて垂直方向に移動した時の受信信号強度の変化を示す線図、（ｂ）は図１０に示した特性を備えたアンテナに対して、携帯端末を床からの高さを変えて水平方向に移動した時の受信信号強度の変化を示す線図である。 （ａ）は本出願に係る携帯端末の在圏判定装置で使用される携帯端末の内部構成の一部を示すブロック回路図、（ｂ）は（ａ）の携帯端末が携帯電話機である場合の携帯電話機の外観を示す斜視図である。 商談用テーブルを備えた展示場に設置された本出願に係る携帯端末の在圏判定装置の配置を示す説明図である。 複数の細長い通路が平行に並んでいるレイアウトのオフィスに本出願に係る携帯端末の在圏判定装置が配置された時の、アンテナの位置とその水平面放射パターンの関係を示す説明図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、比較技術で説明した部材と同じ部材には同じ符号を付して説明する。

図３（ａ）は、本出願に係る携帯端末の在圏判定装置１０の動作原理を説明する説明図であり、一実施例の高利得指向性アンテナ１１（以後、送信アンテナ１１という）と携帯端末２、及び携帯端末２を所持する人Ｈが示されている。本実施例では、床面１Ｆに無線アクセスポイントＡＰが設置され、この位置に送信アンテナ１１が、電波の放射面が床面１Ｆに垂直になるように設置されている。送信アンテナ１１の床面１Ｆからの高さは、本実施例では７０ｃｍである。本実施例における送信アンテナ１１は、例えば、図３（ｂ）に示すように、４つのパッチアンテナ１２を１つの平面上に並べ、狭い指向性（高指向性）を備えた垂直偏波の電波を放射させるようにして形成することができる。図３（ｃ）は図３（ｂ）に示した送信アンテナ１１の指向性が狭いことを示すアンテナ放射パターン図である。

図３（ａ）に示すように、送信アンテナ１１から放射された電波ＲＷは床に対して垂直方向の狭い指向性を備えており、送信アンテナ１１の直上の狭い範囲に強電界強度ゾーンがある。本出願の特定領域は、この強電界強度ゾーンのことである。そして、強電界強度ゾーンの中でも、送信アンテナ１１の上方（垂直方向）の空間では電界の等レベル線が疎であるが、床面から１ｍ程度の高さの水平方向では電界の等レベル線が密になっている。床面から１ｍ程度の高さとは、人Ｈが携帯端末２を所持した時の、携帯端末２の床面からの高さである。従って、送信アンテナ１１をビーコンと考えると、ビーコンから０．５〜２ｍの範囲が、携帯端末２によるビーコン検出範囲となる。

このような本出願における特定領域を形成することができるアンテナには、前述のパッチアレイアンテナ以外にも、以下のような種類がある。
（多素子を並べて高利得単一方向の高指向性を実現可能なアンテナ）
・対数周期（ログペリオディック）アンテナ
・八木・宇田アンテナ
・ループ八木アンテナ／クロス八木アンテナ
・導波管スロットアンテナ
・フェーズドアレーアンテナ
・アダプティブアレーアンテナ
（単一素子でエネルギ方向を絞って高利得単一方向の高指向性を実現可能なアンテナ）
・パラボラアンテナ
・コーナーリフレクタアンテナ
・カセグレンアンテナ／オフセットカセグレンアンテナ
・ホーンアンテナ／ホーンリフレクタアンテナ
・誘電体レンズアンテナ

図４（ａ）は、本出願に係る携帯端末の在圏判定装置１０の一実施例の構成を示すものである。送信アンテナ１１は、２．４ＧＨｚの周波数を送信する送信機６に接続されており、室内にあるテーブルの高さ（床面から０．７ｍ）に設置されている。送信アンテナ１１からは、床面１Ｆに垂直な方向に２．４ＧＨｚの電波ＲＷが放射される。送信アンテナ１１にはＥ面（電界面であり、偏波面とも呼ばれる）とこれに垂直なＨ面（磁界面）があり、以後、送信アンテナ１１への携帯端末２の進入角はこのＥ面に垂直な方向を０°とする。従って、携帯端末２をＨ面の方向から送信アンテナ１１に近づけた場合は、携帯端末２の送信アンテナ１１への進入角は９０°となる。なお、図面では「°」は「ｄｅｇ」と記してある。

本出願に係る携帯端末の在圏判定装置１０に備えられる携帯端末２には、２つのタイプを用意することができる。第１のタイプの携帯端末２Ａは、送信アンテナ１１からの電波ＲＷを受信した時に、その受信信号強度（以後受信レベルという）に応じて、携帯端末２の内部で処理を行うことができるものであり、その構成の一例を図１２（ａ）に示す。第２のタイプの携帯端末２Ｂは図１２（ｂ）に示すような携帯電話機を利用するものであり、受信レベルを外部に送信することができるものである。

図１２（ａ）に示される第１のタイプの携帯端末２Ａでは、本体２０にアンテナ２１が備えられており、本体２０の内部に受信回路２２、測定回路２３、制御回路２４及び表示器２５を備えるものである。制御回路２４にはメモリが含まれるものとする。第１のタイプの携帯端末２Ａでは、アンテナ２１を通じて受信回路２２で電波が受信されると、電波は測定回路２３でその受信レベルが測定される。そして、測定回路２３で測定された受信レベルによって、携帯端末２が送信アンテナ１１からの電波ＲＷを受信したことが制御回路２４によって判断されると、制御回路２４は表示器２５に表示する画像を図示しないメモリから読み出して表示する。

図１２（ｂ）に示される第２のタイプの携帯端末２Ｂは、携帯電話機の機能を備えると共に、図１２（ａ）に示した受信回路２２、測定回路２３及び制御回路２４を本体２０の中に備えるものである。表示器２５は携帯電話機２Ｂにある表示器２５をそのまま使用することができる。従って、第２のタイプの携帯端末２Ｂは、第１のタイプの携帯端末２Ａと同じ使い方ができると共に、外部に対して送信アンテナ１１からの電波ＲＷの受信状況を報告することができる。以後は、代表番号２を使用して携帯端末２を説明するが、携帯端末２は第１のタイプの携帯端末２Ａと第２のタイプの携帯端末２Ｂの両方を含むものとする。

図４（ａ）に戻って説明を続けると、携帯端末２は人が保持した状態で送信アンテナ１１に近づくことになる。携帯端末２が送信アンテナ１１に近づき、送信アンテナ１１から放射されている電波ＲＷを受信すると、携帯端末２の内部で電波ＲＷの受信レベルの変化が検出される。携帯端末２が第１のタイプの場合は、受信レベルの変化によって携帯端末２の送信アンテナ１１からの距離が判定され、判定した送信アンテナ１１から携帯端末２までの距離が所定距離以内の時に内部処理が行われる。携帯端末２が第２のタイプの場合は、受信レベルの変化がそのまま外部に送信されるか、或いは受信レベルの変化によって携帯端末２の送信アンテナ１１からの距離が判定される。受信レベルの変化がそのまま外部に送信される場合は、受信レベルの変化による携帯端末２の送信アンテナ１１からの距離の判定は、携帯端末２の外部にあるサーバ等によって行われる。

携帯端末２が第２のタイプの場合は、携帯端末２が携帯電話機である場合であり、携帯端末２からの情報がサーバ５に届くルートが３通り考えられる。第１のルートは、携帯端末２からの情報が、携帯電話の電波を使用して携帯電話機の基地局３のアンテナ３Ａで受信され、その情報がインターネット網４を利用して本実施例の携帯端末の在圏判定装置１０に含まれるサーバ５に送られるルートである。第２のルートは、携帯端末２からの情報が、無線ＬＡＮ（Ｗｉ-Ｆｉ）の電波を利用してルータ７に届けられ、その情報がインターネット網４を利用してサーバ５に送られるルートである。第３のルートは、携帯端末２からの情報が、無線ＬＡＮ（Ｗｉ-Ｆｉ）の電波を利用してルータ７に届けられ、その情報がルータ７に直接接続するサーバ５に送られるルートである。

いずれのルートの場合も、サーバ５は、入力された電波ＲＷの受信レベル、あるいは携帯端末２の位置の情報から、携帯端末２を所持する人が送信アンテナ１１が送信する電波ＲＷの受信領域に入ったことを検出することができる。ルータ７は同じ部屋、或いは送信アンテナ１１が設置された部屋に近い部屋に設置し、携帯端末２からのＷｉ−Ｆｉの電波が届かなければならない。また、サーバ５は、ルータ７と同じ部屋、送信アンテナ１１が設置された部屋に近い部屋、或いは送信アンテナ１１が設置された部屋とは別の場所に設置することができる。

ここで、本出願に係る携帯端末の在圏判定装置１０の送信アンテナ１１から放射される電波ＲＷの放射パターンについて説明する。図５（ａ）は、図４（ａ）に示した送信アンテナ１１から放射された電波ＲＷの水平面放射パターンの一例を示すものであり、図４（ａ）のｘ方向、ｙ方向が、それぞれ図４（ａ）のＨ面、Ｅ面に対応する。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した水平面放射パターンに対応する３次元放射パターンを示すものである。本実施例の送信アンテナ１１は、水平面放射パターンが円形ではなく、図５（ａ）に示すように、Ｙ軸方向とＸ軸方向とで不均一な放射特性を持つ水平面放射パターンで電波ＲＷを放射している。この理由は携帯端末２が送信アンテナ１１に近づいた場合、どの方向から送信アンテナ１１に近づいたかを区別するためである。

図４（ｂ）は図５（ａ）、（ｂ）のような放射パターンで電波を放射する送信アンテナ１１に、Ｅ面を基準として±９０°で近づいた時の、進入角に対する送信アンテナ１１の放射パターンの実測値を示すものである。前述のように、進入角はＥ面に向かって進入する時が０°であり、９０°がＨ面に向かって進入した時の角度であり、４５°がＥ面とＨ面の中間から送信アンテナ１１に向かって進入した角度である。

図６（ａ）は、図４（ａ）に示した送信アンテナ１１から無変調波を送信させ、携帯端末２の送信アンテナ１１への進入角を０°、４５°、９０°にした場合の、水平距離に対する受信レベル（受信信号強度）の変化の実測値を示すものである。携帯端末２の受信レベルはＥ面に近いほど大きく、送信アンテナ１１のＥ面に向かって携帯端末２を近づけた時は、送信アンテナ１１の近傍で、破線で囲んで示すように、受信レベルが急峻に立ち上がることが分る。

そこで、図４（ａ）に示した送信アンテナ１１から実際の無線ＬＡＮの変調波を送信させ、携帯端末２の送信アンテナ１１への進入角を０°のみにした場合の、水平距離に対する受信レベル（受信信号強度）の変化を実測すると図６（ｂ）に示すようになった。この場合も、水平距離５０ｃｍ以下の場合に受信レベルが急峻に変化することが分る。

そこで、本実施例では、携帯端末２における電波ＲＷの受信レベルの変化が急峻である場合に、携帯端末２が送信アンテナ１１から放射される電波ＲＷによって形成される特定領域（電波受信可能領域）内に入った、或いは特定領域内から出たと判定している。ここでは携帯端末２を所持する人Ｈが、特定領域内にいることを「在圏」と呼び、特定領域内にいないことを「非在圏」と呼ぶこととする。そして、携帯端末２を所持する人Ｈの「在圏」、「非在圏」の判定は、前述のように、携帯端末２における電波ＲＷの受信レベルの変化が急峻であった場合と、所定時間内の携帯端末２における電波ＲＷの受信レベルが所定レベル以上になった回数で行っている。

図７（ａ）は、室内１における本出願の携帯端末の在圏判定装置における携帯端末２の「在圏」、「非在圏」を説明するものであり、室内１の位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４ケ所に携帯端末２を所持する人Ｈが居る場合を考える。位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、位置Ｂのみが携帯端末２が特定領域内に入っているので、人Ｈが「在圏」であり、他の位置Ａ，Ｃ，Ｄは携帯端末２が特定領域内に入っていないので人Ｈは「非在圏」である。

図７（ｂ）は図７（ａ）に示した携帯端末が所定レベル以上の受信レベルの電波を受信した回数（図にはビーコン受信回数と記載）により、位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて携帯端末２を所持する人Ｈが「在圏」か「非在圏」かを判定する基準を示すものである。この実施例では、所定時間内のビーコン受信回数の閾値を１５回に設定してある。従って、位置Ａ，Ｃ，Ｄにおいては所定時間内のビーコン受信回数が１５回に満たないので「非在圏」と判定され、位置Ｂにおいては所定時間内のビーコン受信回数が１５回を超えているので「在圏」と判定されている。なお、一般的なビーコンの送出周期は１００ｍｓ程度であるので、所定時間は、例えば２〜３秒程度に設定すれば良いが、時間は特に限定されない。

次に、図３（ａ）に示したように送信アンテナ１１から電波ＲＷが放射されている状態における、携帯端末２の位置と受信レベル（ＲＳＳ）の関係について説明する。図８は高指向性アンテナを使用した場合の水平面放射パターンの一例を示す線図である。このような水平面放射パターンの電波ＲＷが送信アンテナ１１から放射されている状態で、携帯端末を、送信アンテナ１１からの距離を変えて垂直方向に移動した時の受信レベルの変化を図９（ａ）に示す。携帯端末の垂直方向の高さは０ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍ及び２００ｃｍである。また、図９（ｂ）は図８に示した水平面放射パターンの電波ＲＷが送信アンテナ１１から放射されている状態で、携帯端末を床からの高さを変えて水平方向に移動した時の受信レベルの変化を示している。

図９（ａ）、（ｂ）に示す特性から、携帯端末を水平移動させた場合は、高さ１５０ｃｍ以下で水平距離が５０ｃｍ以下の時に受信レベルの急峻な変化が見られることが分る。また、携帯端末を垂直移動させた場合は、高さ、或いは水平距離が５０ｃｍ以上なら、受信レベルの変化が小さいことが分る。

図１０は無指向性アンテナを使用した場合の水平面放射パターンの一例を示す線図である。このような水平面放射パターンの電波ＲＷが送信アンテナ１１から放射されている状態で、携帯端末を、送信アンテナ１１からの距離を変えて垂直方向に移動した時の受信レベルの変化を図１１（ａ）に示す。携帯端末の垂直方向の高さは０ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍ及び２００ｃｍである。また、図１１（ｂ）は図１０に示した水平面放射パターンの電波ＲＷが送信アンテナ１１から放射されている状態で、携帯端末を床からの高さを変えて水平方向に移動した時の受信レベルの変化を示している。

図１１（ａ）、（ｂ）に示す特性から、携帯端末を水平移動させた場合は、水平距離が５０ｃｍ以上なら受信レベルは常に変化が小さいことが分る。また、携帯端末を垂直移動させた場合は、高さが５０ｃｍ以上なら、受信レベルの変化が小さいことが分る。このように、無指向性アンテナを使用して図１０に示すような水平面放射パターンの電波ＲＷを送信アンテナ１１から放射した場合には、受信レベルの変化で携帯端末の位置を検出することはできないことが分る。

最後に、以上説明した本出願の携帯端末の在圏判定装置の適用例について説明する。図１３は、商談用テーブル３１を備えた室内展示場３０に設置された本出願に係る携帯端末の在圏判定装置の配置を示すものである。無線アクセスポイントは商談用テーブル３１の下にあり、ここに送信アンテナが設置されている。送信アンテナは床の上においても良いし、邪魔にならなければ商談用テーブル３１の上に置いても良い。また、送信アンテナは床の下に設置しても良く、更には、室内展示場３０の天井部に取り付けたり、天井裏に設置しても良い。

室内展示場３０にはその入口に受付３３があり、受付のテーブルに携帯端末置き場３２があって、訪問者に携帯端末を手渡すようになっている。受付３３で携帯端末を受け取った訪問者（携帯端末保持者）３４は、パーティション３７に誘導されて所定の歩行ルートをたどって商談用テーブル３１に向かう。符号３５は、例えば展示物を展示する展示棚である。この適用例では、携帯端末に図１２（ａ）に示した第１のタイプの携帯端末２Ａを使用することができる。

訪問者（携帯端末保持者）３４が商談用テーブル３１の周りに形成された電波受信可能領域（特定領域）３６に入ると、携帯端末２Ａが電波の受信レベルの急峻な変化により訪問者３４が商談用テーブル３１に近づいたことを検出する。すると、図１２（ａ）で説明した制御回路２４により、訪問者３４が所持する携帯端末の表示器の表示画面が商談に相応しい商談用の画面に切り替わる。このため、訪問者３４は商談用テーブル３１に到着すると同時に、携帯端末の表示画面を参照しながら商談に入ることができる。なお、訪問者の商談内容は受付３３において携帯端末に設定することが可能である。また、この適用例では、商談用テーブル３１は１つしか記載していないが、複数用意しておけば、異なる商談を同様に行うことができることは言うまでもない。

図１４は、複数のデスクの列４１によって複数の細長い通路４２が平行に並んでいるレイアウトのオフィス４０に、本出願に係る携帯端末の在圏判定装置が配置された時の、アンテナの位置とその水平面放射パターンの関係を示す適用例である。無線アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ１１は複数の細長い通路４２毎に設けられており、オフィス４０では複数の細長い通路４２に送信アンテナが露出すると邪魔になるので、送信アンテナは床の下、天井部、或いは天井裏に設置することになる。この適用例では、携帯端末に図１２（ｂ）に示した第２のタイプの携帯端末２Ａを使用することができる。

そして、図示を省略した送信アンテナから送信される電波の水平方向の放射パターンは、通路の長手方向に長く、幅方向に短い不均一な放射パターンとする。この適用例では、図７（ａ）、（ｂ）で説明したように、複数の細長い通路４２にいる従業員が所持する携帯端末の所定時間内のビーコン受信回数によって、その従業員の「在圏」をオフィス４０の外部で検出することができる。

このように、本出願の携帯端末の在圏判定装置によれば、室内に高指向性を備えた電波を放射可能な送信アンテナにより特定領域を形成し、室内における人物にこの電波を受信可能な携帯端末を所持させれば、その人の特定領域に対する在圏を正確に検出できる。特定領域は室内の複数個所に設置可能である。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。しかし、本出願における在圏判定装置は、室内での利用に効果的であるが、アンテナを屋外に設置して特定領域を形成し、携帯端末の所持者が、屋外の特定領域内に在圏しているかどうかを判定する場合にも適用が可能である。ここで、本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） 携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、
設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
前記携帯端末に内蔵され、前記高指向性アンテナが送信する電波を受信し、受信信号強度の測定値を外部に発信する発信装置と、
前記高指向性アンテナから離れた位置にあり、前記携帯端末からの電波を受信する受信装置と、
前記受信装置に接続され、前記携帯端末からの前記受信信号強度の測定値の所定時間内の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、前記携帯端末の所持者が前記高指向性アンテナによって形成される前記特定領域内に入った、或いは前記特定領域から出たと判定する制御装置とを備えることを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。
（付記２） 携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、
設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
前記携帯端末に内蔵され、前記高指向性アンテナが送信する電波を受信する受信回路と、受信した電波の受信信号強度を測定する測定回路と、前記携帯端末に搭載された表示器の表示画像を変更する制御回路とを備え、
前記制御回路は前記測定回路の測定結果から、所定時間内の前記受信信号強度の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、前記携帯端末の所持者が前記高指向性アンテナによって形成される前記特定領域内に入ったと判定して、前記表示器の表示画像を変更することを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。
（付記３） 前記高指向性アンテナの設置位置が、室内の床に置かれた机の下、床下、天井部、或いは天井裏の何れかであることを特徴とする付記１又は２に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記４） 前記高指向性アンテナから放射される電波は、水平面放射パターンが不均一な電波であることを特徴とする付記１から３の何れかに記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記５） 前記高指向性アンテナは、偏波面が不均一なアンテナであることを特徴とする付記４に記載の携帯端末の在圏判定装置。

（付記６） 前記制御装置は、前記発信装置からの前記受信信号強度の測定値のレベルが所定値を超えた回数を検出し、単位時間当たりの前記回数が予め設定した値を超えた場合に、前記携帯端末の所持者が、前記特定領域内に在圏すると判定することを特徴とする付記１に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記７） 前記携帯端末が、前記指向性アンテナから放射される電波を受信可能な携帯電話機であることを特徴とする付記１から６の何れかに記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記８） 前記携帯端末が、前記指向性アンテナから放射される電波を受信可能な受信回路と表示画面とを備えた前記室内専用のユーザー端末であることを特徴とする付記２に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記９） 前記高指向性アンテナは、送信周波数２．４ＧＨｚ帯の電波を放射することを特徴とする付記１から８の何れかに記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記１０） 前記高指向性アンテナは、複数の素子を並べて高利得で単一方向の指向性の強い電波を生成するアンテナであることを特徴とする付記１から９の何れかに記載の携帯端末の在圏判定装置。

（付記１１） 前記指向性アンテナは、単一の素子でエネルギ−を一方向に絞って放射させることにより、高利得で指向性の強い電波を生成するアンテナであることを特徴とする付記１から９の何れかに記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記１２） 前記受信装置は、前記携帯電話から発信された前記受信信号強度の測定値を、携帯電話の電話網とインターネットとを通じて受信することを特徴とする付記７に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記１３） 前記受信装置は、前記携帯電話から発信された前記受信信号強度の測定値を、無線ＬＡＮとインターネットとを通じて受信することを特徴とする付記７に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記１４） 前記受信装置は無線ＬＡＮに接続されており、前記携帯電話から発信された前記受信信号強度の測定値を、無線ＬＡＮを通じて受信することを特徴とする付記７に記載の携帯端末の在圏判定装置。
（付記１５） 室内に複数本の細長い通路が平行に並ぶレイアウトの部屋に設置された携帯端末の在圏判定装置であって、
前記細長い通路の各個の中央部に、前記細長い通路の方向に長い不均一な水平面放射パターンで電波を放射する付記４に記載の前記高指向性アンテナを備えた携帯端末の在圏判定装置。

（付記１６） 室内に受付と商談用テーブルを備えるレイアウトの部屋に設置された携帯端末の在圏判定装置であって、
前記商談用テーブルの位置に固定され、床に垂直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
表示画面を備え、前記高指向性アンテナから放射される電波を受信する受信回路と、前記受信回路が受信した電波の受信信号強度の測定回路及び前記表示画面の制御回路とを備える制御装置を内蔵する前記室内専用のユーザー端末とを備え、
前記指向性アンテナによって前記商談用テーブルの周囲に電波受信可能な特定領域を形成しておき、
前記受付には、前記ユーザー端末を訪問者に貸し出し可能に用意しておき、
前記制御装置は、前記測定回路によって前記ユーザー端末を所持する前記訪問者が前記特定領域に入ったことを検出すると、前記表示画面を商談用の画面に切り替えることを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。

１ 室内
２ 携帯端末
３ 基地局
４ インターネット網
５ サーバ
１０ 携帯端末の在圏判定装置
１１ 高利得指向性アンテナ（送信アンテナ）

Claims (5)

1. 携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、
   設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
   前記携帯端末に内蔵され、前記高指向性アンテナが送信する電波を受信し、受信信号強度の測定値を外部に発信する発信装置と、
   前記高指向性アンテナから離れた位置にあり、前記携帯端末からの電波を受信する受信装置と、
   前記受信装置に接続され、前記携帯端末からの前記受信信号強度の測定値の所定時間内の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、前記携帯端末の所持者が前記高指向性アンテナによって形成される前記特定領域内に入った、或いは前記特定領域から出たと判定する制御装置とを備えることを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。
2. 携帯端末の所持者が、特定領域内に在圏しているかどうかを判定する携帯端末の在圏判定装置であって、
   設置位置と送信電力が固定され、鉛直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
   前記携帯端末に内蔵され、前記高指向性アンテナが送信する電波を受信する受信回路と、受信した電波の受信信号強度を測定する測定回路と、前記携帯端末に搭載された表示器の表示画像を変更する制御回路とを備え、
   前記制御回路は前記測定回路の測定結果から、所定時間内の前記受信信号強度の変化が所定値以上の急峻な変化である場合に、前記携帯端末の所持者が前記高指向性アンテナによって形成される前記特定領域内に入ったと判定して、前記表示器の表示画像を変更することを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。
3. 前記制御装置は、前記発信装置からの前記受信信号強度の測定値のレベルが所定値を超えた回数を検出し、単位時間当たりの前記回数が予め設定した値を超えた場合に、前記携帯端末の所持者が、前記指向性アンテナによって形成される特定領域内に存在すると判定することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末の在圏判定装置。
4. 室内に複数本の細長い通路が平行に並ぶレイアウトの部屋に設置された携帯端末の在圏判定装置であって、
   前記細長い通路の各個には、その中央部に、前記細長い通路の方向に長い不均一な水平面放射パターンで電波を放射する前記指向性アンテナが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末の在圏判定装置。
5. 室内に受付と商談用テーブルを備えるレイアウトの部屋に設置された携帯端末の在圏判定装置であって、
   前記商談用テーブルの位置に固定され、床に垂直な方向に電波を放射する高指向性アンテナと、
   表示画面を備え、前記高指向性アンテナから放射される電波を受信する受信回路と、前記受信回路が受信した電波の受信信号強度の測定回路及び前記表示画面の制御回路とを備える制御装置を内蔵する前記室内専用のユーザー端末とを備え、
   前記指向性アンテナによって前記商談用テーブルの周囲に電波受信可能な特定領域を形成しておき、
   前記受付には、前記ユーザー端末を訪問者に貸し出し可能に用意しておき、
   前記制御装置は、前記測定回路によって前記ユーザー端末を所持する前記訪問者が前記特定領域に入ったことを検出すると、前記表示画面を商談用の画面に切り替えることを特徴とする携帯端末の在圏判定装置。

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