1(57)【特許請求の範囲】【請求項１】自己相関特性が強い疑似ノイズを測定対象物に向かって放射し、測定対象物により反射された疑似ノイズを受信し、疑似ノイズに互に異なる係数を畳み込んでなる畳み込みノイズ（Ｃ（ｔ））との対応するビッ
トどうしの積を加算して相互相関値を得、得られた相互相関値に基づいて距離を測定することを特徴とする距離測定方法。
【請求項２】疑似ノイズがｍ−系列符号であり、畳み込
みノイズ（Ｃ（ｔ））が、ｍ−系列符号に測定期待値
10（Wj）を係数として畳み込んでなるものである上記特許請求の範囲第１項記載の距離測定方法。
【請求項３】測定期待値（Wj）が測定許容範囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０である上記特許請求の範囲第２項記載の距離測定

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方法。
【請求項４】搬送波に対してｍ−系列符号に基づく変調を施して測定対象物に向かって放射する送信手段（61）（62）（63）（64）と、測定対象物により反射された信号を受信して距離を得る受信手段（１）（２）（３）（65）（66）（67）（68）とを有し、上記受信手段（１）（２）（３）（65）（66）（67）（68）が、送信手段（61）（62）（63）（64）におけるｍ−系列符号と等しいｍ系列符号に対してビット・シフト毎に異なる測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号（Ｃ（ｔ））を出力する畳み込み符号出力手段（１）と、受信したｍ−系列符号と畳み込み符号（Ｃ（ｔ））との対応するビッ
トどうしの積を加算して相互相関値を得る相関手段（２）と、相互相関値に基づいて距離を算出する距離算
出手段（３）とを含んでいることを特徴とする距離測定

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装置。
【請求項５】畳み込み符号出力手段（１）が、測定許容範囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０である測定期待値（Wj）を畳み込んでなる畳み込み符号（Ｃ（ｔ））を出力するものである
上記特許請求の範囲第４項記載の距離測定装置。
【請求項６】機器（９）の操作者に装着される疑似ノイズ放射源（81）と、機器（９）の互に離れた所定箇所に装着された疑似ノイズ受信手段（７）と、複数の疑似ノ
イズ受信手段（７）から出力される距離に基づいて操作
者の相対位置を算出する相対位置算出手段（４）とを有し、疑似ノイズ受信手段（７）が、放射される疑似ノイズと等しい疑似ノイズに対してビット・シフト毎に異なる測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号（Ｃ（ｔ））を出力する畳み込み符号出力手段（１）と、受信した疑似ノイズと畳み込み符号（Ｃ（ｔ））との対応
するビットどうしの積を加算して相互相関値を得る相関
手段（２）と、相互相関値に基づいて距離を算出する距
離算出手段（３）とを含んでいることを特徴とする相対位置測定装置。
【請求項７】疑似ノイズ放射源（81）がｍ系列音源であり、機器（９）が３次元グラフィックス表示装置であり、３次元グラフィックス表示装置が、算出された相対位置に基づいて視線方向を設定するものである上記特許請求の範囲第６項記載の相対位置測定装置。
【請求項８】畳み込み符号出力手段（１）が、測定許容範囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０である測定期待値（Wj）を畳み込んでなる畳み込み符号（Ｃ（ｔ））を出力するものである
上記特許請求の範囲第６項記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞
この発明は距離測定方法、その装置および相対位置測定装置に関し、ｍ−系列符号に代表される疑似ノイズを用いて測定対象物までの距離を測定するための方法、その装置および機器に対する操作者の相対位置を測定するための装置に関する。＜従来の技術、および発明が解決しようとする課題＞
従来から疑似ノイズの一種であるｍ−系列符号を用いて測定対象物までの距離を測定できることが知られている。
第11図は従来の距離測定装置の構成を概略的に示すブロック図であり、搬送波発振器から出力される搬送波信号を平衡変調器に供給するとともに、ｍ−系列符号発生器から出力されるｍ−系列符号をも平衡変調器に供給して搬送波をｍ−系列符号により変調し、トランスデュー
サにより測定対象物に向かって変調信号を放射する。そして、測定対象物により反射された変調信号をレシーバにより受信し、可変遅延器を通してｍ−系列符号が供給されている平衡ミキサに受信信号を供給することにより

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測定対象物のインパルス応答を得、このインパルス応答
を同期検出器を通して距離計数器に供給するとともに、可変遅延器を通したｍ−系列符号および可変遅延器を通さないｍ−系列符号を距離計数器に供給することにより測定対象物までの距離を測定するようにしている。
即ち、この装置においては、基準となるｍ−系列符号を測定対象物に放射し、測定対象物により反射されたｍ−系列符号に対して、基準となるｍ−系列符号を１ビットずつ順次シフトさせたｍ−系列符号との相互相関を得、相互相関値の最大値が得られるシフト量のｍ−系列
符号に基づいてｍ−系列符号の伝播時間を得ることができる。そして、得られた伝播時間および既知の波動伝播
速度に基づいて測定対象物までの距離を測定することができる。
また、ｍ−系列符号は自己相関特性が著しく高いのであるから、放射するｍ−系列符号の強度を大きくしなくてもノイズの影響を効果的に排除して著しく高精度の距離測定を行なうことができる。特に、ｍ−系列符号は簡
単に符号長を長くすることができ、しかも符号長を長くすればするほどノイズの影響を排除できるので、所望の距離測定精度を達成することができる。即ち、距離分解能でΔｌは、波動伝播速度をCm/sec、符号長をＬビッ
ト、符号の１周期をTsecとすれば、Δｌ≦CT/L （ｍ）となるので、Ｌを大きくすることにより距離分解能を小さくすることができる。
しかし、相互相関値の最大値を検出しなければならないのであるから、符号長に対応する種類のシフトされた
ｍ−系列符号との相互相関値を算出することが必須とな
り、距離測定を行なうのに必要な時間が著しく長くなってしまうという不都合がある。そして、この不都合は、
距離測定精度を高めれば高めるほど顕著になってしまう。
このような不都合を解消させようとすれば、符号長に対応する種類のシフトされたｍ−系列符号のそれぞれに基づいて相互相関値を得るための相関器を準備しておけばよいが、相関器の数が著しく増加してしまい、距離測定装置が著しく大型化してしまうという不都合を生じることになる。
また、何れの場合においても、多重反射を伴なうような環境下においては、相互相関値の最大値が各反射経路毎に検出されることになるので、測定対象物までの距離を正確に測定することが著しく困難になってしまうとい
う不都合もある。
従来から３次元グラフィックス表示装置においては、
表示図形に存在感をもたせるために立体視を行なわせる
ようにしているが、立体視だけ十分な存在感をもたせる
ことができるという保証がなく、操作者の画面に対する相対位置を検出し、検出位置に基づいて視線方向を得、視線方向に対応して表示図形の透視等を変えることが要

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求される。
このような要求を満足させるための方法として３次元グラフィックス表示装置の互に異なる箇所において超音波によるパルス・エコー法に基づく距離測定を行ない、複数の距離測定結果に基づいて操作者の相対位置を測定する方法が考えられる。
しかし、超音波によるパルス・エコー法に基づく距離測定を行なう場合には、オフィス・オートメーション機
器（以下、OA機器と略称する）が発する騒音に起因する
誤動作を生じる可能性があること、音声入力インターフ
ェースが誤動作する可能性があること、距離測定の有効範囲をグラフィックス表示装置の近傍のみに限定することができず、多重反射等の影響を受けて誤動作を生じる可能性があること、同一方式のインターフェースとの干渉を回避できないこと等の不都合が生じ、この結果、グラフィックス表示装置に対する操作者の相対位置を正確に測定することが殆ど不可能になってしまうという問題がある。
このような問題を解消させるために、搬送波をｍ−系
列符号で変調して放射し、グラフィックス表示装置側において受信信号を復調することが考えられる。しかし、受信側において相互相関値の最大値を検出しなければならないのであるから、符号長に対応する種類のシフトされたｍ−系列符号との相互相関値を算出することが必須となり、距離測定を号なうのに必要な時間が著しく長くなってしまうという不都合がある。そして、この不都合
は、距離測定精度を高めれば高めるほど顕著になってしまい、グラフィックス表示装置における表示の高速性を大幅に損なうことになってしまう。
このような不都合を解消させようとすれば、符号長に対応する種類のシフトされたｍ−系列符号のそれぞれに基づいて相互相関値を得るための相関器を準備しておけばよいが、相関器の数が著しく増加してしまい、距離測定を行なうための装置が著しく大型化してしまうという不都合を生じることになる。
また、何れの場合においても、一般器にグラフィック
ス表示装置は多重反射を伴ない易い環境下に設置されているのであるから、相互相関値の最大値が各反射経路毎に検出されることになり、測定対象物までの距離を正確に測定することが著しく困難になってしまう。
したがって、現状においては、操作者の相対位置（画面を見る方向等）を自動的に測定し、測定結果に基づいて視線方向を算出し、算出された視線方向に応じて表示
図形の透視等を変えることは全く行なわれていない。
また、グラフィックス表示装置以外の機器においても、操作者の相対位置を検出して相対位置に基づく制御等を行なうことが好ましい機器であれば、同様の不都合を生じることになる。
＜発明の目的＞
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ

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り、構成を複雑化することなく、しかも著しく短時間で
測定対象物までの距離を測定することができ、さらに、多重反射の影響を簡単に排除できる新規な距離測定方法
およびその装置を提供することを目的としている。
また、この発明は、構成を複雑化することなく、しかも著しく短時間で機器に対する操作者の相対位置を正確に測定することができる新規な相対位置測定装置を提供することを他の目的としている。
＜課題を解決するための手段＞
上記の目的を達成するための、この発明の距離測定方
法は、自己相関特性が強い疑似ノイズを測定対象物に向かって放射し、測定対象物により反射された疑似ノイズを受信し、疑似ノイズに互に異なる係数を畳み込んでなる畳み込みノイズとの対応するビットどうしの積を加算して相互相関値を得、得られた相互相関値に基づいて距離を測定する方法である。
但し、疑似ノイズがｍ−系列符号であり、畳み込みノ
イズが、ｍ−系列符号に測定期待値を係数として畳み込んでなるものであることが一層好ましい。
この場合において、測定期待値が測定許容範囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０であることが好ましい。
上記の目的を達成するための、この発明の距離測定装置は、搬送波に対してｍ−系列符号に基づく変調を施して測定対象物に向かって放射する送信手段と、測定対象物により反射された信号を受信して距離を得る受信手段とを有し、上記受信手段が、送信手段におけるｍ−系列
符号と等しいｍ−系列符号に対してビット・シフト毎に異なる測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号を出力する畳み込み符号出力手段と、受信したｍ−系列符号と畳み込み符号との対応するビットどうしの積を加算して相互相関値を得る相関手段と、相互相関値に基づいて距離を算出する距離算出手段とを含んでいる。
但し、畳み込み符号出力手段としては、測定許容範囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０である測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号を出力するものであることが好ましい。
また、この発明の相対位置測定装置は、機器の操作者に装着される疑似ノイズ放射源と、機器の互に離れた所
定箇所に装着された疑似ノイズ受信手段と、複数の疑似ノイズ受信手段から出力される距離に基づいて操作者の相対位置を算出する相対位置算出手段とを有し、疑似ノイズ受信手段が、放射される疑似ノイズと等しい疑似ノ
イズに対してビット・シフト毎に異なる測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号を出力する畳み込み符号出力
手段と、受信した疑似ノイズと畳み込み符号との対応す
るビットどうしの積を加算して相互相関値を得る相関手
段と、相互相関値に基づいて距離を算出する距離算出手段とを含んでいる。
但し、疑似ノイズ放射源がｍ−系列音源であり、機器

(4)7が３次元グラフィックス表示装置であり、３次元グラフ
ィックス表示装置が、算出された相対位置に基づいて視線方向を設定するものであることが好ましい。
そして、畳み込み符号出力手段としては、測定許容範
囲内においてのみ単調に変化する０以外の値であり、他の範囲において０である測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号を出力するものであることが好ましい。
＜作用＞以上の距離測定方法であれば、自己相関特性が強い疑似ノイズを測定対象物に向かって放射し、測定対象物により反射された疑似ノイズを受信し、相互相関値を得る
場合に、畳み込みノイズとの対応するビットどうしの積を加算して相互相関値を得るようにしているので、伝播距離に対応するシフト量の疑似ノイズに基づいて最も大きな相互相関値が得られる。そして、この相互相関値
は、シフトされた疑似ノイズ毎に予め所定の係数が畳み込まれているのであるから、得られた相互相関値に基づいて係数、即ち、該当する疑似ノイズのシフト量を求めることができる。この結果、求められたシフト量に基づいて測定対象物までの距離を測定することができる。
第２の発明の距離測定方法であれば、疑似ノイズを簡単に生成することができ、生成された疑似ノイズに基づ
いて簡単に、かつ短時間で測定対象物までの距離を測定することができる。
第３の発明の距離測定方法であれば、測定対象物が測定許容範囲内に存在する場合には０以外の相互相関値が得られ、逆に、測定許容範囲外に存在する場合には相互相関値が０になる。したがって、多重反射等が生じる環境下において測定対象物までの距離を測定する場合に、測定許容範囲を適正に定めることにより多重反射等に基づく測定誤差を確実に解消することができる。
以上の構成の距離測定装置であれば、搬送波に対して
ｍ−系列符号に基づく変調を施して測定対象物に向かって放射し、測定対象物により反射された信号を受信して距離を得る場合において、送信手段におけるｍ−系列符号と等しいｍ−系列符号に対してビット・シフト毎に異なる測定期待値を畳み込んでなる畳み込み符号と受信したｍ−系列符号との対応するビットどうしの積を加算して相互相関値を得るのであるから、得られた相互相関値に基づいてどの測定期待値が畳み込まれたｍ−系列符号との相互相関値が最大になったのかを検出できる。この
結果、該当する測定期待値が畳み込まれたｍ−系列符号のビット・シフト量に基づいて測定対象物までの距離を正確に、かつ短時間で測定することができる。
第５の発明の距離測定装置であれば、測定対象物が測定許容範囲内に存在する場合には０以外の相互相関値が得られ、逆に、測定許容範囲外に存在する場合には相互相関値が０になる。したがって、多重反射等が生じる環境下において測定対象物までの距離を測定する場合に、測定許容範囲を適正に定めることにより多重反射等に基

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づく測定誤差を確実に解消することができる。
以上の構成の相対位置測定方法であれば、機器の操作者に装着された疑似ノイズ放射源から放射される疑似ノイズを、機器の互に離れた所定箇所に装着された疑似ノ
イズ受信手段により受信する。各疑似ノイズ受信手段においては、畳み込み符号出力手段から出力される畳み込
み符号と受信した疑似ノイズとに基づいて相互相関手段
により相互相関値を得、距離算出手段により距離を算出する。具体的には、自己相関特性が強い疑似ノイズを受信し、相互相関値を得る場合に、畳み込みノイズとの対応するビットどうしの積を加算して相互相関値を得るよ
うにしているので、伝播距離に対応するシフト量の疑似ノイズに対して最も大きな相互相関値が得られる。そして、この相互相関値は、シフトされた疑似ノイズ毎に予め所定の係数が畳み込まれているのであるから、得られた相互相関値に基づいて係数、即ち、該当する疑似ノイ
ズのシフト量を求めることができる。この結果、求められたシフト量に基づいて操作者までの距離を測定することができる。
そして、全ての疑似ノイズ受信手段から出力される距離に基づいて相対位置算出手段により操作者の相対位置を算出することができる。したがって、機器においては、算出された相対位置に基づいて、予め設定されている処理を行なうことができる。
第７の発明の相対位置測定方法であれば、音波をｍ−系列符号で変調することにより簡単に疑似ノイズを得る
ことができる。そして、得られた疑似ノイズに基づいて操作者の相対位置を算出し、算出結果に基づいて視線方向を設定することにより、表示図形の透視等を視線方向に応じて変えることができる。
第８の発明の相対位置測定装置であれば、操作者が測定許容範囲内に位置する場合には０以外の相互相関値が得られ、逆に、測定許容範囲外に位置する場合には相互相関値が０になる。したがって、多重反射等が生じる環境下において操作者の相対位置を測定する場合に、測定許容範囲を適正に定めることにより多重反射等に基づく測定誤差を確実に解消して正確な相対位置の測定を行なうことができる。
但し、ｍ−系列符号以外の疑似ノイズであっても、自己相関特性が強いものであれば採用することが可能である。
さらに詳細に説明すると、ｍ−系列符号とは、ある長さの段数を有するシフト・レジスタ、または遅延素子により構成される帰還型符号発生器で発生できる符号のうち最も長い符号系列であり、最大周期系列または最長系列とも呼ばれている。このｍ−系列符号はｊ進符号の形をとり得るが、２進符号を例にとれば、系列の１周期での 1"の出現回数と 0"の出現回数nとは１ビットの差しかない。即ち、2 −１ビット長のｍn‑1−系列符号であれば、 1"の出現回数が2 回であり、

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n‑1
0"の出現回数が2 −１回である。具体的には、ｎ＝３の場合を考えれば、 1011100"のように 1"の出現回数が１回だけ多くなる。
0" 1"の統計的分布を一定である。そして、連なりの相対的位置は符号系列毎に異なるが、各長さの連なりの出現回数は同じ長さの系列では一定である。
ｍ−系列符号の自己相関は、０ビット・シフトに対nしては2 −１（系列長と等しい）であり、０±１の範囲のビット・シフト部分を除いて−１である（これらは一致している部分の個数をカウントすることにより得られる）。そして、０±１の範囲のビット・シフト部分ではn
自己相関値は−１から2 −１まで直線的に変化する。
（第12図参照）ｍ−系列符号の位相をシフトしたものと元の系列符号との２を法とする和は、元の系列符号を別の大きさだ
けシフトしたものとなる。
ｎ段発生器のとり得る内部状態の全てが符号系列の１周期中のあるクロック時刻に出現する。即ち、各状態は１回だけ、かつ１クロック時間だけ出現する。
という性質を有していることが知られている。即ち、ノ
イズとは自己相関特性が強く、少しでも位相がずれると相関値が殆ど無視し得る値になることが知られているが、上記ｍ−系列符号も、符号長が長くなればなるほど
上記の性質に近づいてゆくので、疑似ノイズとして使用される。
そして、このｍ−系列符号を測定対象物に放射し、測定対象物により反射されたｍ−系列符号を受信すれば、元のｍ−系列符号と受信されたｍ−系列符号とは伝播距
離（測定対象物までの距離の２倍）に対応するビット数
だけシフトした状態である。したがって、等しいビット数だけシフトされたｍ−系列符号との相互相関をとることにより最大の相互相関値が得られる。
ところで、従来はこのシフト量を求めるために、１ビットずつ順次シフトされた複数のｍ−系列符号に基づいて相互相関値を算出し、最大の相互相関値が得られるシフト量を検出するようにしていたため、相互相関値算出
回路をシフトされたｍ−系列符号の種類に対応して設けるか、またはシフトされたｍ−系列符号毎に相互相関値
算出動作を順次行なうようにしていた。
一方、本件発明者はｍ−系列符号に代表される疑似ノイズについて鋭意研究を重ねた結果、例えば、ｍ−系列
符号については、符号 0"を −1"に置換し、同一のｍ−系列符号の互に位相が異なるものを複数個加算して得られた符号と元の符号との相互相関が個々のｍ−系列符号と基準ｍ−系列符号との相互相関の和に等しくなることを見出し、この知見に基づいて本件発明を完成させたのである。即ち、例えば、第10図A1に示す基準ｍ−系列
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符号（ビット長が2 −１の符号 1011100"）を例にとれ
ば、＋１ビット、＋２ビット、＋４ビットだけ位相シフトさせたｍ−系列符号はそれぞれ 0101110" 0010111"

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101100101"（第10図B1,C1,D1参照）になり、＋１ビッ
ト、＋２ビット、＋４ビットだけ位相シフトさせたｍ−系列符号を全て加算して得られる符号は第10図E1に示す状態になる。そして、基準ｍ−系列符号を測定対象物に放射し、測定対象物から反射されてきたｍ−系列符号と第10図E1に示す符号との相互相関を算出すれば、反射されてきたｍ−系列符号と基準ｍ−系列符号との位相シフトに対応する位置にピークが得られる。即ち、反射されてきたｍ−系列符号と基準ｍ−系列符号との位相シフトが＋１ビット、＋２ビット、または＋４ビットである場
合に、＋１ビット、＋２ビット、または＋４ビットだけ
位相シフトした位置にピークが得られる。そして、＋１
ビットだけ位相シフトした位置に得られるピーク、＋２
ビットだけ位相シフトした位置に得られるピーク、＋４
ビットだけ位相シフトした位置に得られるピークは、互
いに同じ値である。
しかし、＋１ビット、＋２ビット、＋４ビットだけ位
相シフトさせたｍ−系列符号にそれぞれ互に異なる係数（例えば、後述する測定期待値に対応するもの）を畳み込んでおけば、上記相互相関のピークの値は該当するビ
ットだけ位相シフトさせたｍ−系列符号に対する係数のみに対応して変化する。
尚、第10図A2は基準ｍ−系列符号の自己相関値、第10
図B2〜D2は、位相シフトが＋１ビット、＋２ビット、＋４ビットのｍ−系列符号と基準ｍ−系列符号との相互相関値を示す波形である。
本件発明は上記の知見に基づいて完成されたものであり、受信されたｍ−系列符号との相互相関をとる系列符号として、送信されたｍ−系列符号が受信されるまでの所要時間の長短に対応させるべく順次１ビットずつシフ
トされたｍ−系列符号を採用するとともに、これらのｍ−系列符号にそれぞれ互いに異なる測定期待値を畳み込んだものを用いているので、受信されたｍ−系列符号のビット・シフト量（送信されたｍ−系列符号が受信されるまでの所要時間に対応するビット・シフト量）と等しいビット数だけシフトされたｍ−系列符号との相互相関（対応するビットどうしの積を加算して得られる値）が最大になり、しかも得られた最大の相互相関値は測定期
待値が畳み込まれている関係上、相互相関値に基づいてどの測定期待値が畳み込まれたｍ−系列符号に基づいて最大の相互相関値が得られたかを検出できる。したがって、１回相互相関値を算出するだけでよく、所要時間を著しく短縮できるとともに、相互相関値算出回路が１回路のみでよいから、構成を著しく簡素化できる。
＜実施例＞
以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第１図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示すブロック図であり、送信側においては、搬送波発振器（61）から出力される搬送波信号を平衡変調器（62）に供(6)11給するとともに、ｍ−系列符号発生器（63）から出力される基準ｍ−系列符号をも平衡変調器（62）に供給して搬送波を基準ｍ−系列符号により変調し、トランスデューサ（64）により測定対象物に向かって変調信号を放射する。また、受信側においては、測定対象物から反射された変調信号をレシーバ（65）により受信し、可変遅延器（66）を通してｍ−系列符号が供給されている平衡ミキサ（67）に受信信号を供給して測定対象物のインパル
ス応答を得、このインパルス応答を同期検出器（68）を通して相互相関器（２）に供給し、測定対象物までの距離に対応する相互相関値を得るようにしている。そしnて、単なるｍ−系列符号ではなく、符号長が2 −１ビットの基準ｍ−系列符号ｍ（ｔ）を順次１ビットずつシフ
トされたｍ−系列符号にそれぞれ互に異なる測定期待値n
Wj（ｊ＝0,1,…2 −２）を畳み込んでなる系列符号（以下、測距符号という）Ｃ（ｔ）
Ｃ（ｔ）＝ΣWj・ｍ（ｔ＋ｊΔＴ）を生成する測距符号発生器（１）を有し、未知の位相シ
フト量のｍ−系列符号ｍ（ｔ＋ｘΔＴ）と測距符号Ｃ（ｔ）との相互相関値を上記相互相関器（２）により算出するようにしている。さらに、得られた相互相関値にオフセット補正を施すオフセット補正回路（３）をも有している。但し、 0"レベルを確定するために、測定期
待値W0＝０に設定してある。
第２図は測距符号発生器の構成の一例を示すブロックn図であり、ｍ＝（2 −２）個の測定期待値Wm,…W2,W1をそれぞれ乗算器（11m）…（112）（111）および加算器（12m）……（122）（121）を介してパイプライン・レ
ジスタを構成するレジスタ（13m）…（132）（131）に供給している。そして、上記乗算器（111）（112）…
（11m）には、ｍ−系列符号は系列符号発生器（14）から出力される基準ｍ−系列符号が供給されている。また、パイプライン・レジスタを構成する各レジスタの内容は次段の加算器に供給されて、位相シフトが施された状態での加算を行なうようにしている。尚、最も前段の加算器（121）には測定期待値W0に相当する 0"が供給されており、最も後段のレジスタ（13m）の内容がデー
タ・バスに送出される。
したがって、この実施例においては、全ての測定期待
値Wm,…W2,W1に対して基準ｍ−系列符号に基づく変調を施すことになるが、それぞれパイプライン・レジスタを構成するレジスタ（131）（132）…（13m）を通して次段の加算器に供給されるのであるからｍ−系列符号の１ビットずつずれたタイミングで加算されることになり、最終的に測距符号Ｃ（ｔ）が得られる。そして、ｍ−系
列符号のビット長が長くなっても、乗算器、加算器およびパイプライン・レジスタを構成するレジスタの個数が増加するだけであるから、構成が特に複雑化するという不都合はない。また、測定期待値Wjの個数を増加させないのであれば、装置の回路規模を変化させなくてもよ

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12い。
以上の構成の距離測定装置において、未知のシフト量のｍ−系列符号ｍ（ｔ＋ｘΔＴ）が受信されれば、ｘ−１＜ｊ＜ｘ＋１を満足するｊビット・シフトのｍ−系列
符号との相互相関値が最大値として得られ、相互相関器（２）から出力される。但し、この相互相関値自体はそのままでは距離に対応する値になっていないので、オフセット補正回路（３）により補正し、必要に応じて距離に変換する処理を施すことにより、距離に対応する値を得ることができる。以上の説明から明らかなように、測定期待値Wjは任意に設定することが可能である。
＜実施例２＞
第３図は測定可能範囲を設定する場合を説明する図であり、同図（Ａ）は測定期待値Wjを、同図（Ｂ）は測距
符号とｍ−系列符号との相互相関関数を、それぞれ示している。
測定期待値Wjは、第３図（Ａ）に示すように、０≦ｊn≦2 −２の範囲において設定されているのであるが、具体的な値としては、ｊ＝k1においてWk1＝１であり、ｊ＝k2においてWk2＝０なるように直線的に変化する値が設定されているとともに、残余の範囲においてWj＝０に設定されている。
したがって、測距符号とｍ−系列符号との相互相関関n数ψは、ｊ＝k1においてψ＝2 −（k2−k1）/2であり、ｊ＝k2においてψ＝−（k2−k1）/2であり、しかもk1≦ｊ≦k2の範囲においてψが直線的に変化し、ｊ≦k1−１
およびk2≦ｊの範囲においてψ＝−（k2−k1）/2である。
以上の測距符号Ｃ（ｔ）を用いて距離測定を行なう場
合には、測定対象物がk1≦ｊ＜k2の範囲内に存在する場
合にのみ−（k2−k1）/2よりも大きい相互相関値が得られる。したがって、第３図（Ｃ）に示すように、ψ＝−（k2−k1）/2の場合における距離ＤをDk2＝CTk1/l、ψn＝2 −（k2−k1）/2の場合における距離ＤをDk1＝CTk2/l（但し、ｌ＝ΣWj）とすべくオフセット補正を施すことにより測定対象物までの距離を測定することができる。即ち、測定期待値Wjをこの実施例のように設定しておけば、単にオフセット補正を施すだけで距離を測定することができる。
この実施例においては、CTk1/l≦Ｄ≦Dk1＝CTk2/lの範囲内においてのみ距離測定が可能であることから、この範囲内に入らない障害物、多重反射の影響等を確実に排除することができ、正確な距離測定を行なうことができる。
＜実施例３＞
第４図はこの発明の距離測定装置の他の実施例の受信部の要部を示すブロック図であり、第１図の実施例と異なる点は、測距符号発生器（１）と相互相関器との間にセレクタ（４）を介在させ、系列符号発生器（５）から出力される所望のビット・シフト量のｍ−系列符号と測(7)13距符号とを選択的に相互相関器（２）に供給する点のみである。
第５図は系列符号発生器（５）の構成を示すブロック
図であり、ｊ個のシフト・レジスタ（511）（512）…
（51j）を直列接続しているとともに、出力段のシフト
・レジスタからの出力および所定段のシフト・レジスタの出力に基づく排他的論理和演算結果を入力段のシフト
・レジスタに供給している。そして、シフト・レジスタ（51j）からの出力をｍ段の遅延シフト・レジスタ（52）に供給し、セレクタ（53）によりシフト・レジスタ（52）の所望段からの信号を取出すようにしている。但j
し、シフト・レジスタの段数ｊは、2 −１≧ｍとなる値
jであり、しかも2 −１回の周期で同一のビット・パター
ンが繰返すように所定段が設定されている。そして、図示していないが、セレクタ（53）から出力される２値データのうち、 0"レベルを −1"レベルに変換するための変換回路が設けられている。具体的には、シフト・レジスタ（511）（512）…（51j）が７段であればｍ−系
列符号のビット長が127ビットになる。
したがって、この実施例の場合には、先ず、上記実施例と同様に測距符号Ｃ（ｔ）に基づく距離測定を行ない、次いで、測定された距離に基づいて該当するビット・シフト量のｍ−系列符号を出力すべくセレクタ（53）を制御することにより相互相関値を算出することにより、距離測定精度を高めることができる。
尚、実施例1,2,3において、例えば、乱数、バロワ系
列符号等、ｍ−系列符号以外の疑似ノイズであって自己相関特性が強いものを用いて距離測定を行なうことが可能であるほか、任意のビット長の疑似ノイズを採用することが可能であり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能である。
＜実施例４＞
第８図はこの発明の相対位置測定装置が装着されたグ
ラフィックス表示装置を示す概略斜視図であり、立体視用の眼鏡、フィルタ用の眼鏡等（以下、単に眼鏡と称する）（８）の所定位置に疑似ノイズ送波器（81）が装着されているとともに、CRTディスプレイ装置（９）の両端所定位置に疑似ノイズ受信部（７）が装着されている。そして、上記疑似ノイズ送波器（81）としては、例
えば、疑似ノイズとしてのｍ−系列符号に基づいて２相変調を施した超音波を放射するものが使用される。尚、
両疑似ノイズ受信部（７）同士の距離がｄに設定されており、各疑似ノイズ受信部（７）と疑似ノイズ送波器（81）との距離をそれぞれl1,l2で示している。
第６図はこの発明の相対位置測定位置の一実施例の受n
信側の要部を示すブロック図であり、符号長が2 −１ビットの基準ｍ−系列符号ｍ（ｔ）を順次１ビットずつシフトされたｍ−系列符号にそれぞれ互に異なる測定期待n
値Wj（ｊ＝0,1,…2 −２）を畳み込んでなる系列符号

10

20

30

40

50

特許２７１８２２２
14（以下、測距符号という）Ｃ（ｔ）
Ｃ（ｔ）＝ΣWj m（ｔ＋ｊΔＴ）を生成する測距符号発生器（71）と、未知の位相シフト量のｍ−系列符号ｍ（ｔ＋ｘΔＴ）と測距符号Ｃ（ｔ）との相互相関値を算出する相互相関器（72）と、得られた相互相関値にオスセット補正を施すオフセット補正回路（73）とを各疑似ノイズ受信部（７）毎に有しているとともに、全ての疑似ノイズ受信部（７）のオフセット
補正回路（73）から出力される距離測定信号を入力として相対位置を算出する相対位置算出部（74）を有している。但し、 0"レベルを確定するために、測定期待値W0＝０に設定してある。
以上の構成の相対位置測定装置において、未知のシフ
ト量のｍ−系列符号ｍ（ｔ＋ｘΔＴ）が受信されれば、
ｘ−１＜ｊ＜ｘ＋１を満足するｊビット・シフトのｍ−系列符号との相互相関値が最大値として得られ、相互相関器（72）から出力される。但し、この相互相関値自在はそのままでは距離に対応する値になっていないので、オフセット補正回路（73）により補正し、必要に応じて距離に変換する処理を施すことにより、距離に対応する値を得ることができる。
そして、オフセット補正回路（73）から出力される値
は相対位置算出部（74）に供給される。この相対位置算出部（74）においては、例えば、予め第７図に示すCRT
ディスプレイ装置（９）と眼鏡（８）に装着された疑似ノイズ送波器（81）との相対位置および所定の定数（例
えば、両疑似ノイズ受信部（７）同士の距離ｄ等）が設定されているのであるから、上記値に基づいて操作者の相対位置を算出できる。この場合において、OA機器が発する騒音に起因する誤動作は確実に排除でき、音声入力
インターフェースの誤動作および同一方式のインターフ
ェースとの干渉をも確実に排除でき、相対位置測定精度を高めることができる。
また、グラフィックス表示装置においては、算出された相対位置に基づいて操作者の視線方向を算出し、算出された視線方向に応じて表示図形の透視等を変え、優れた立体表示を達成することができる。
以上の説明から明らかなように、測定期待値Wjは任意に設定することが可能である。
また、測定可能範囲のうち、所望の範囲に対してのみ
０以外の測定期待値Wjを設定することにより測定可能範囲を定めることが可能であり、この場合には、相対位置算出の基礎となる距離測定可能範囲をCRTディスプレイ
装置（９）の周辺のみに限定して相対位置の測定精度を高めることができる。
＜実施例５＞
第９図はこの発明の相対位置測定装置の他の実施例の受信部の要部を示すブロック図であり、第６図の実施例と異なる点は、測距符号発生器（71）と相互相関器（72）との間にセレクタ（75）を介在させ、系列符号発生

(8)特許２７１８２２２1516器（76）から出力される所望のビット・シフト量のｍ−＊ 第５の発明は、０以外の測定期待値を畳み込む範囲を系列符号と測距符号とを選択的に相互相関器（72）に供設定しているので、この範囲に基づいて定まる距離範囲
給する点のみである。
以外の物体、多重反射等の影響を排除し、正確な距離測したがって、この実施例の場合には、先ず、上記実施
定を行なうことができるという特有の効果を奏する。
例と同様に測距符号Ｃ（ｔ）に基づく相対位置測定を行第６の発明は、機器の互に異なる複数箇所で操作者まない、次いで、測定された距離に基づいて該当するビッでの距離を測定し、距離測定結果に基づいて相対位置を
ト・シフト量のｍ−系列符号を出力すべくセレクタ（7算出するだけでよく、簡単な構成で、かつ短時間で正確5）を制御して相互相関値を算出することにより、距離な相対位置測定を行なうことができるという特有の効果
測定精度を高めることができ、ひいては相対位置測定精を奏する。
度を高めることができる。
10
第７の発明は、疑似ノイズを簡単に得ることができ、尚、実施例4,5において、例えば、疑似ノイズ受信部
しかも操作者の相対位置に応じて視線方向を設定し、表（７）を３箇所以上に装着することにより３次元的に相示図形の透視等を簡単に変えることができるという特有
対位置を測定することが可能であるほか、乱数、バロワの効果を奏する。
系列符号等、ｍ系列符号以外の疑似ノイズであって自己第８の発明は、０以外の測定期待値を畳み込む範囲を相関特性が強いものを用いて相対位置測定を行なうこと
設定しているので、この範囲に基づいて定まる距離範囲が可能であり、さらに、任意のビット長の疑似ノイズを以外の物体、多重反射等の影響を排除し、正確な相対位採用することが可能であるほか、産業用ロボット等に適置測定を行なうことができるという特有の効果を奏す
用することにより人身事故等を未然に防止することが可る。
能であり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内【図面の簡単な説明】において種々の設計変更を施すことが可能である。
20 第１図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示すブロ＜発明の効果＞
ック図、
以上のように第１の発明は、疑似ノイズを測定対象物
第２図は測距符号発生器の構成の一例を示すブロックに向かって放射し、反射されてきた疑似ノイズと、元の図、
疑似ノイズに互に異なる係数を畳み込んでなる畳み込み
第３図は測定可能範囲を設定する場合を説明する図、
ノイズとその相互相関値を算出するだけでよく、簡単な
第４図はこの発明の距離測定装置の他の実施例の受信部構成で、かつ短時間で正確な距離測定を行なうことがでの要部を示すブロック図、きるという特有の効果を奏する。
第５図は系列符号発生器の構成を示すブロック図、
第２の発明は、疑似ノイズを簡単に得ることができ、第６図はこの発明の相対位置測定装置の一実施例の受信
しかも畳み込みノイズをも簡単に得ることができるとい側の要部のみを示すブロック図、
う特有の効果を奏する。
30 第７図は機器と操作者との相対位置および所定の閾値を第３の発明は、０以外の測定期待値を畳み込む範囲を示す図、設定しているので、この範囲に基づいて定まる距離範囲
第８図はこの発明の相対位置測定装置が装着されたグラ以外の物体、多重反射等の影響を排除し、正確な距離測フィックス表示装置を示す概略斜視図、定を行なうことができるという特有の効果を奏する。
第９図はこの発明の相対位置測定装置の他の実施例の受
第４の発明は、得られた相互相関値に基づいてどの測信側の要部を示すブロック図、
定期待値が畳み込まれたｍ−系列符号との相互相関値が第10図はｍ−系列符号について新たに見出した性質を説最大になったのかを検出できるので、該当する測定期待
明する概略図、
値が畳み込まれたｍ−系列符号のビット・シフト量に基
第11図はｍ−系列符号を用いた距離測定装置の従来例をづいて測定対象物までの距離を正確に、かつ短時間で測示すブロック図、定することができ、しかもｍ−系列符号のビット長に余 40 第12図はｍ−系列符号に関する既知の性質を説明するり影響されることなく構成を簡素化できるという特有の図。
効果を奏する。
＊【第１２図】

(9)

【第１図】

特許２７１８２２２

(10)

【第２図】

【第３図】

特許２７１８２２２

(11)

【第４図】

【第５図】

【第１１図】

特許２７１８２２２

(12)

【第６図】

【第７図】

特許２７１８２２２

(13)

【第８図】

特許２７１８２２２

(14)

【第９図】

【第１０図】

特許２７１８２２２