(57)【要約】【課題】内装工事等でターゲットとなる壁に釘打ち位置等を正確に把握可能なガイド画像を表示可能な工事支援装置及び工事支援方法すること。【解決手段】作業対象となるターゲット面２１０に工事作業支援用の画像を投射表示する工事支援装置１０であって、ターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得手段２０と、所定の工事支援画像を生成する工事支援画像生成手段３２と、前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正手段３４と、キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射手段４０と、を含む。【選択図】図１
2008224516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象となるターゲット面に工事作業支援用の画像を投射表示する工事支援装置であって、
ターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得手段と、
所定の工事支援画像を生成する工事支援画像生成手段と、
前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正手段と、
キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射手段と、
を含むことを特徴とする工事支援装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記キーストーン情報取得手段は、
キーストーン情報として、ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点と、プロジェクタとの距離をそれぞれ検出する距離検出手段を含み、
前記キーストーン補正手段は、
前記距離を含むキーストーン情報に基づきキーストーン補正を行うことを特徴とする工事支援装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記距離検出手段は、
レーザー光発生部と、
レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記複数の点に前記レーザー光を照射する照射角変更手段と、
前記レーザー光のターゲット面に対する反射光を受光する受光手段と、
前記複数の点に対して前記レーザー光を発射してから前記反射光を受光するまでの反射時間を計測する反射時間計測手段と、
を含み、前記反射時間に基づき前記距離を求めることを特徴とする工事支援装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記照射角変更手段は、
前記レーザー光発生部から発射された前記レーザー光の光路上に設けられ、前記レーザー光を反射させるための反射面と、前記レーザー光の反射方向が変化するように前記反射面の配置角度を制御する反射面制御部と、を含むことを特徴とする工事支援装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記照射角変更手段は、
レーザー光発生部の向きを変化させる発射方向制御部と、を含むことを特徴とする工事支援装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記所定の工事支援画像は、複数の平行な線を含むガイド画像であり、
前記ガイド画像の複数の並行な線の向きおよび線間の幅の少なくとも１つに対する変更情報を受け付けるための変更情報受け付け部を含み、
前記工事支援画像生成手段は、
受け付けた変更情報に基づき複数の並行な線の向き及び線間の幅の少なくとも１つを変更した工事支援画像を生成することを特徴とする工事支援装置。
【請求項７】
投射型表示装置を用いた工事支援方法であって、
作業対象となるターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得ステップと、
投射型表示装置が、ガイドとなる工事支援画像を生成する工事支援画像生成ステップと、
投射型表示装置が、前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正ステップと、
投射型表示装置が、キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射ステップと、を含み、
キーストーン情報取得ステップは、
レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点に照射するステップと、
前記レーザー光のターゲット面に対する反射光を受光するステップと、
前記複数の点に対してレーザー光を発射してから反射光を受光するまでの反射時間を計測するステップと、
前記複数の点に対する反射時間に基づき前記各点までの距離を求めるステップと、を含むことを特徴とする工事支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事支援装置及び工事支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸組み工法で建てられる家屋の内装工事では、間柱と胴ぶちで組んだ下地に、コンパネと称する合板や石膏ボードを釘で固定して壁を形成する。このとき、釘を打ち付ける場所がわかるように墨つけを行う。また、無垢材を化粧板として使用する場合は、墨つけをすることができないので、補助線代わりに糸を張っていた。このような作業をサポートするために、壁面などに可視光を照射することによって、基準となる水平線と垂直線をそれぞれ一本ずつ投射することのできるレーザー墨出し器が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２１３９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、レーザー墨出し器から投射される水平線と垂直線を基準として、仮止めした合板などの壁材に、鉛筆や墨糸を使って線を引くため、作業に時間がかかるという問題点があった。また一旦鉛筆や墨糸を使って引いた線の変更も容易に行うことができなかった。
【０００４】
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は内装工事等でターゲットとなる壁に釘打ち位置等を正確に把握可能なガイド画像を表示可能な工事支援装置及び工事支援方法することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明は、
作業対象となるターゲット面に工事作業支援用の画像を投射表示する工事支援装置であって、
ターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得手段と、
所定の工事支援画像を生成する工事支援画像生成手段と、
前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正手段と、
キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射手段と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
キーストーン情報とはターゲット面の傾きを特定するための情報や、自機の傾きを特定するための情報である。ターゲット面の傾きを特定するための情報は、例えば撮像手段により撮影された投射画像の情報でもよい。自機の傾きを特定するための情報は、例えば基準面（例えば水平面）に対する傾きであり、重力センサ等によって検出するようにしてもよい。
【０００７】
所定の工事支援画像とは、例えば釘打ち等の作業ポイントの位置を指示する画像（壁上に作業ポイントは表示される画像）でもよいし、釘打ち位置を特定する際に目安となる補助線や補助ポイントが表示される画像でもよい。
【０００８】
キーストーン（台形の歪み）には、水平方向（左右方向）と垂直方向（上下方向）の歪みがある。キーストーン補正は、このゆがみの補正のために画像の縦横の拡大や縮小等の画像処理を行うことである。
【０００９】
複数の並行な線を含むガイド画像とは、例えば壁に釘を打つ際のガイドとなる複数の水平線や垂直線を含む画像や、格子画像等でもよい。
【００１０】
本発明によれば、内装工事等でターゲットとなる壁に釘打ち位置等を正確に把握可能なガイド画像を表示可能な工事支援装置を提供することができる。
【００１１】
（２）本発明の工事支援装置は、
前記キーストーン情報取得手段は、
キーストーン情報として、ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点と、プロジェクタとの距離をそれぞれ検出する距離検出手段を含み、
前記キーストーン補正手段は、
前記距離を含むキーストーン情報に基づきキーストーン補正を行うことを特徴とする。
【００１２】
距離検出手段は、例えばターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点に対してレーザー光を反射させ、その反射時間とレーザー光の速度から前記３点までの距離を求めるようにしてもよい。
【００１３】
キーストーン補正手段は、例えば前記複数の点までの距離に基づき、ターゲット面の傾きを特定してキーストーン補正を行うようにしてもよい。
【００１４】
（３）本発明の工事支援装置は、
前記距離検出手段は、
レーザー光発生部と、
レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記複数の点に前記レーザー光を照射する照射角変更手段と、
前記レーザー光のターゲット面に対する反射光を受光する受光手段と、
前記複数の点に対して前記レーザー光を発射してから前記反射光を受光するまでの反射時間を計測する反射時間計測手段と、
を含み、前記反射時間に基づき前記距離を求めることを特徴とする。
【００１５】
照射角変更手段は、例えばレーザー光発生部自体の向きを変化させる制御を行うことにより、発射されるレーザー光の向きを変化させる構成でもよいし、発射されたレーザー光の向きを反射等により変化させる構成でもよい。
【００１６】
（４）本発明の工事支援装置は、
前記照射角変更手段は、
前記レーザー光発生部から発射された前記レーザー光の光路上に設けられ、前記レーザー光を反射させるための反射面と、前記レーザー光の反射方向が変化するように前記反射面の配置角度を制御する反射面制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、反射面の配置角度を変化させることで、レーザー光の向きを変化させ、ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点にレーザー光を照射することができる。
【００１８】
（５）本発明の工事支援装置は、
前記照射角変更手段は、
レーザー光発生部の向きを変化させる発射方向制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、レーザー光発生部の向きを変化させることで、レーザー光の向きを変化させ、ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点にレーザー光を照射することができる。
【００２０】
（６）本発明の工事支援装置は、
前記所定の工事支援画像は、複数の平行な線を含むガイド画像であり、
前記ガイド画像の複数の並行な線の向きおよび線間の幅の少なくとも１つに対する変更情報を受け付けるための変更情報受け付け部を含み、
前記工事支援画像生成手段は、
受け付けた変更情報に基づき複数の並行な線の向き及び線間の幅の少なくとも１つを変更した工事支援画像を生成することを特徴とする。
【００２１】
釘打ち工事では、ターゲットとなる壁毎に釘の位置が異なったりするので、ガイド線もターゲットとなる壁毎に釘の位置に応じて表示することが好ましい。例えば釘の間隔に応じてガイド線を引く場合、釘の間隔が変わればガイド線の間隔もそれに応じて変更できると作業が楽である。
【００２２】
本発明によれば、作業内容に応じて前記ガイド画像の複数の並行の線の向きや線間の幅を調整できるので使い勝手のよい工事支援装置を提供することができる。
【００２３】
（７）本発明は、
作業対象となるターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得ステップと、
投射型表示装置が、ガイドとなる工事支援画像を生成する工事支援画像生成ステップと、
投射型表示装置が、前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正ステップと、
投射型表示装置が、キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射ステップと、を含み、
キーストーン情報取得ステップは、
レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点に照射するステップと、
前記レーザー光のターゲット面に対する反射光を受光するステップと、
前記複数の点に対してレーザー光を発射してから反射光を受光するまでの反射時間を計測するステップと、
前記複数の点に対する反射時間に基づき前記各点までの距離を求めるステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
投射型表示装置とは例えばプロジェクタである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２６】
図１は本実施の形態の工事支援装置の一例を示す図である。２１０は工事の作業対象となる壁（ターゲット面）である。１０は本実施の形態の工事支援装置（例えばプロジェクタ１０等の投射型表示装置でもよい）である。本実施の形態では例えば仮止めした合板などの壁材を釘などで固定して壁を形成する場合に、ターゲット面２１０となる壁材に工事支援画像を投射して、ガイド画像（工事支援画像）に基づき、釘打ち位置等を判断できるようにしている。ガイド画像とは２１２に示すような複数の並行な線を含む画像であり、例えば格子画像でもよい。ここで格子の大きさや位置を操作部からの外部入力によって調整可能にすることで、作業内容に応じた適切なガイド画像を表示することができる。
【００２７】
一般に工事現場等ではターゲット面（投射面）に対して理想的な位置に工事支援装置を配置できるとは限らないため、ターゲット面２１０と投射光の角度のずれによる画像のゆがみが生じやすい。
【００２８】
図２は本実施の形態の工事支援装置の機能ブロック図である。
【００２９】
本実施の形態の工事支援装置は距離検出部２０を含む。距離検出部２０は、キーストーン情報として、ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点までの距離を検出するもので、ターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得手段として機能する。距離検出部２０は、図示しないレーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記複数の点に照射する照射角変更手段と、前記レーザー光のターゲット面に対する反射光を受光する受光手段と、前記複数の点に対してレーザー光を発射してから反射光を受光するまでの反射時間を計測する反射時間計測手段と、を含み前記複数の点に対する反射時間に基づき前記各点までの距離を求めるようにしてもよい。
【００３０】
本実施の形態の工事支援装置１０は、重力センサ５０を含む。重力センサ５０は、自機の水平面に対する傾きを検出するもので、ターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得するキーストーン情報取得手段として機能する。なお重力センサは、加速度センサの一種であり、圧電型や動電式、歪みケージ式等のハードウェアにより実現できる。
【００３１】
本実施の形態の工事支援装置１０は、操作部７０を含む。操作部７０は、ユーザーが操作データや操作指示を入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタン、ステアリング、つまみ、タッチパネル等により実現できる。操作部７０は、ガイド画像の複数の並行の線の向き、線間の幅の少なくとも１つに対する変更情報を受け付けるための変更情報受け付け部として機能する。
【００３２】
本実施の形態の工事支援装置は制御部３０を含む。制御部３０は、工事支援装置の各種処理を行うもので、ＣＰＵやＤＳＰ等のハードウェアと工事支援用の各種処理を実行するためのプログラム等によって実現してもよい。
【００３３】
処理部３０は、所定の工事支援画像を生成する工事支援画像生成部３２を含む。工事支援画像生成部３２は、工事支援画像として複数の並行な線を含むガイド画像（図１の２１
２参照）を生成する。また工事支援画像生成部３２は、操作部７０から受け付けた変更情報に基づき複数の並行な線の向き、線間の幅の少なくとも１つを変更した工事支援画像を生成するようにしてもよい。
【００３４】
処理部３０は、工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行うキーストーン補正部３４を含む。
【００３５】
本実施の形態の工事支援装置１０は、投射光学系４０を含む。投写光学系４０は、ランプユニット等の光源５８、ライトバルブ４４と、投写レンズ５６とを備えており、工事支援装置１０の外部のターゲット面２１０等に画像の投射表示を行うものであり、キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する画像投射手段として機能する。光源４２は、ライトバルブ４４に光を照射するものであって、バラスト部６４で生成された光源駆動電力により点灯動作を行う。ライトバルブ４４は、マトリクス状に形成された図示しない複数の画素を備えており、光源４２から射出した光を、制御部３０から入力される画像信号３６に基づいて画素毎に変調することによって画像信号に応じた光学像を形成する。ライトバルブ４４によって形成された光学像は、投写レンズ４６によってターゲット面２１０等に拡大投写される。
【００３６】
本実施の形態の工事支援装置１０は、電源部６０を含む。電源部６０は、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源を入力して工事支援装置１０の各種動作に必要な直流の電源電圧を生成する主電源部６２と、投写光学系４０の光源を駆動するバラスト部６４とを含む。主電源部６２は、商用電源を全波整流によって直流に変換する整流回路と、高調波電流を抑制するとともに力率を改善する力率改善（ＰＦＣ：Power Factor Correction）回路と、力率改善回路の出力をトランス（変圧器）ａにより所定の電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路等とを有しており、商用電源から、制御部６０を動作させる動作電力等も生成するようにしてもよい。
【００３７】
バラスト部６４は、前記トランスの１次側（商用電源側）に備えられた力率改善回路に接続されており、前記力率改善回路からの出力電圧を降圧させる降圧チョッパと、降圧チョッパによって降圧された直流電流を交流矩形波電流（光源駆動電力）に変換するインバータと、光源ランプの電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプの始動を促すためのイグナイタ等とを備えている。
【００３８】
図３（Ａ）（Ｂ）は、レーザー距離計測部（距離検出手段の一例）実装例である。
【００３９】
本実施の形態ではキーストーン情報として、レーザー距離計測部１００を用いてターゲット面の一直線上にない少なくとも３点までの距離を検出する。レーザー距離計測部１００は、例えば図３（Ａ）に示すように、工事支援装置の投射口（投射画像の投射口）９０の近くに設けてもよいし、図３（Ｂ）に示すように、工事支援装置本体の上部に設けてもよい。
【００４０】
図３（Ｂ）のレーザー距離計測部１００は、内部に図示しないレーザー光発生部を含み、レーザー光発生部で発生したレーザー光を、ポリゴンミラーで垂直スキャンして、発射窓１０２から発射する。そして前記照射されたレーザー光のターゲット面に対する反射光を受信窓１０４の内部に設けられた受光部で受光し、前記各点からの反射光を受光するまでの反射時間に基づき前記各点までの距離を求める。ここでレーザー距離計測部を回転させることにより、レーザー光の水平スキャンも行うことができる。回転するポリゴンミラーは、レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記ターゲット面の一直線上にない少なくとも３点に照射する照射角変更手段及び、レーザー光発生部から発射されたレーザー光の光路上に設けられ、レーザー光を反射させるための反射面と、レーザー光の反射方向が変化するように前記反射面の配置角度を制御する反射面制御部として機能する。
【００４１】
またレーザー距離計測部を回転させる機構は、レーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記ターゲット面の一直線上にない少なくとも３点に照射する照射角変更手段及びレーザー光発生源の発射方向を変化させる発射方向制御部として機能する。
【００４２】
このように垂直スキャンと水平スキャンによりレーザー光の照射角を変更させて、ターゲット面の一直線上にない少なくとも３点に照射することができる。
【００４３】
図４（Ａ）（Ｂ）は、レーザー距離計測部の照射角変更手段の他の構成例について説明するための図である。レーザー光発生部で発生したレーザーの発射光１２０はミラー１１８に反射してターゲット面２１０に照射される。そしてターゲット面２１０に照射したレーザー光はターゲット面２１０に反射されて、再びミラー１１８に当たり反射され反射光１２２となる。ミラー１１８の近傍には電磁石１１２があり、電磁石１１２の強さを制御することにより、ミラー１１８の動作角を制御できるように構成されている。１１０は基板１１６と所定の距離をおいてミラー１１８を支持する支持棒である。ミラー１１８と支持棒１１０はボールジョイントなどで連結するようにしてもよい。電磁石１１２の強さを変化させて所望の角度にミラー１１８を傾けることができる。なおミラー１１８の振動を吸収するために、基板１１６とミラー１１８の間にバネ１１４を挟むようにしてもよい。
【００４４】
図１５（Ａ）（Ｂ）は、レーザー距離計測部の照射角変更手段の他の構成例について説明するための図である。図１５（Ａ）は、レーザー光発光部を含むユニット（以下レーザー発光ユニットという）２２０の斜視図であり、図１５（Ｂ）はレーザー発光ユニット２２０の平面図（上から見た図）である。２２２は内部のレーザー光発光部で発光されたレーザー光の発射口であり、２２３はレーザー光の反射光を受光する受光部である。
【００４５】
図１５（Ａ）に示すように、レーザー発光ユニット２２０は図示しない回転軸（例えばｘ軸）の回りを回転可能（レーザー光発光口２２４が２２２を中心軸とした円周上を移動）に構成し、回転角を制御することによりレーザー発射方向２３０（レーザー光発射口２２４の向き）を上下方向２２８に変化させることができる。
【００４６】
また図１５（Ｂ）に示すように、レーザー発光ユニット２２０は図示しない回転軸（例えばｚ軸）の回りを回転可能（レーザー光発光口２２４が２２６を中心軸とした円周上を移動）に構成し、回転角を制御することによりレーザー発射方向２３０（レーザー光発射口２２４の向き）左右方向２２９に変化させることができる。
【００４７】
例えばレーザー発光ユニット２２０にステッピングモータなどのアクチュエータを取り付けて２軸で投射方向を変更可能な構成にして、投射方向を変化させる制御を行うことによりレーザー発射方向２３０を変化させてもよい。
【００４８】
図１６は、本実施の形態の投射型表示装置を用いた工事支援処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
まず作業対象となるターゲット面と投射光の角度によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報を取得する（ステップＳ１００）。
【００５０】
次にガイドとなる工事支援画像（例えば複数の並行な線を含むガイド画像を含む工事支援画像）を生成する（ステップＳ２００）。
【００５１】
次に、前記工事支援画像に対してキーストーン情報に基づきキーストーン補正の画像処理を行う（ステップＳ３００）。
【００５２】
次に、キーストーン補正後の工事支援画像をターゲット面に対し投射する（ステップＳ４００）。
【００５３】
このように本実施の形態では、ターゲット面と工事支援装置の位置関係によって生じる投射画像のゆがみを補正するために用いるキーストーン情報（ターゲット面の傾き、工事支援装置の傾き）を取得して、当該キーストーン情報に基づき工事支援画像に対してキーストーン補正の画像処理を行った後ターゲット面に投射する。従ってターゲット面となる壁の配置が変わっても、その配置に応じたキーストーン補正が行われたガイド画像が表示されるので、正確なガイド表示を行うことができる。
【００５４】
図１７は、本実施の形態のキーストーン情報取得処理の流れを示すフローチャートである。
【００５５】
まずレーザー光発生部から発射されるレーザー光の向きを変化させて、前記ターゲット面上の点のうち、一つの直線上にない少なくとも３点を含む複数の点に照射する（ステップＳ１１０）。
【００５６】
次にレーザー光のターゲット面に対する反射光を受光する（ステップＳ１２０）。
【００５７】
次に複数の点に対してレーザー光を発射してから反射光を受光するまでの反射時間を計測する（ステップＳ１３０）。
【００５８】
次に複数の点に対する反射時間に基づき各点までの距離を求める（ステップＳ１４０）。
【００５９】
図５〜図１１は、本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図である。ターゲット面２１０の一直線上にない少なくとも３点までの距離を含むキーストーン情報に基づきキーストーン補正を行う場合を例にとり説明する。
【００６０】
図５は、ターゲット面Ｐの一直線上にない3点（基準点）と工事支援装置の代表点（投射レンズの中心点Ｏ）を示しており、図６，図７は、図６を別の角度からみた図である。ターゲット面Ｐの一直線上にない少なくとも３点までの距離は、各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と投射レンズの中心点Ｏまでの距離とする。まずターゲット面２１０の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、投射レンズの中心点Ｏを原点とする極座標を求める。
【００６１】
Ｐ１の極座標は（ｄ１，θ１，λ１）、直交座標に変換するとＰ１（ｄ１sinθ１cosλ１，ｄ１sinθ１sinλ１，ｄ１cosθ１）となる。ｄｉ，θｉ，λｉは、それぞれ点Ｏからの距離、Ｚ軸との角度、Ｘ軸との角度を表す。Ｐ２，Ｐ３の極座標を、それぞれＰ２（ｄ２，θ２，λ２）、Ｐ３（ｄ３，θ３，λ３）とする。Ｐ２，Ｐ３も、同様に直交座標に変換する。そして、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通るターゲット平面Ｐの式を求める。
【００６２】
図７は、点Ｏを通る光軸を法線とする理想投射面Ｑとターゲット面Ｐを示した図である。図８は図７をＸ軸方向からみた図である。
【００６３】
レンズの画角をφとして、点Ｏを通る光軸を法線とする理想投射面Ｑ上の、点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を、それぞれ次のように定義する（ここでｒは点Ｏからの距離である）。
Ｑ１（ｒ，（π−φ）／２，（π−φ）／２）
Ｑ２（ｒ，（π−φ）／２，（π＋φ）／２）
Ｑ３（ｒ，（π＋φ）／２，（π＋φ）／２）
Ｑ４（ｒ，（π＋φ）／２，（π−φ）／２）
【００６４】
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を、直交座標に変換して、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を通る面Ｑの式を求める。線分ＯＱ１，ＯＱ２，ＯＱ３，ＯＱ４と、平面Ｐとの交点をそれぞれ求め、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とする。上で求めたＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から、それぞれ面Ｑに垂線ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４を引く。各垂線ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４と面Ｑとの交点をＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４とする。
【００６５】
図９は、ライトバルブの全面を使って全白画像をターゲット面に投射した場合の台形歪みの例（投射装置が光軸を中心に傾いていない場合）である。本来（理想投射面Ｑに投射した場合）は長方形であるべき映像が、図９に示すように上辺Ｑ２Ｑ１が下辺Ｑ３Ｑ４より短い台形にゆがんでいる。
【００６６】
そこでターゲット面投射時に長方形の映像となるように、元画像を図１０に示すように変形させてから（キーストーン補正を行ってから）、ターゲット面に投射する。四角形Ｑ１Ｑ２Ｑ３Ｑ４を理想投射面Ｑ上で１８０°回転した図形と相似な図形を、ライトバルブの表示領域に内接するようにして得られる四角形Ｑ１’Ｑ２’Ｑ３’Ｑ４’を、描画領域’とする。光源からの光は、映像信号が表す座標値をＱ’上の対応する点にマップして得られる画像で変調される。
【００６７】
このようにすると図１１（Ａ）に示すようにレンズから投射された光学像は、ターゲット面２１０上に結像するとき、光路長の違いによって生じる台形歪みが補正される（３１０参照）。
【００６８】
図１１（Ｂ）は、ライトバルブ３３０と描画領域Ｑ’の関係を示している。
【００６９】
図１２は、本実施の形態のユーザーインターフェースについて説明するための図である。
【００７０】
ユーザーインターフェースは液晶表示装置４００と操作部４０１〜４０４等で構成することができる。操作部４０１〜４０４は、操作部にもうけられた調整用のつまみ（ユーザーインターフェース）である。４０１は、左右移動ツマミであり、このつまみ４０１を回すことにより、垂直線４１０−１、４１０−２，・・・を左右に平行移動させることができる。４０２は、上下移動ツマミであり、このつまみ４０２を回すことにより、水平線４２０−１、４２０−２，・・・を上下に平行移動させることができる。４０３は、垂直線回転ツマミであり、このつまみ４０３を回すことにより、垂直線を任意角度に回転させることができる。４０４は、水平線回転ツマミであり、このつまみ４０３を回すことにより、水平線を任意角度に回転させることができる。図１４は、つまみ４０４を回して、水平線の角度を変えた時の様子を表す図である。
【００７１】
また図１４に示すように、ガイドとなる格子（垂直線、水平線）の投射は反転・非反転のいずれにも対応できるようにしてもよい。
【００７２】
ユーザーインターフェースの操作部は、上記の操作ツマミ以外に、格子の間隔を入力するキーや、水平線か垂直線のいずれか一方を選択する際に押下するファンクションキーを備えるようにしてもよい。
【００７３】
また上記ファンクションキーを押しながら１または２を回すと、水平線か垂直線のいずれか一方を上下または左右に平行移動させることができるようにしてもよい。
【００７４】
また距離センサが検出した距離に基づいて、投射面に描かれる格子の間隔が、ユーザーインターフェースで指定した大きさになるように制御してもよい。また重力センサの出力に基づき、水平・垂直を自動的に補正するようにしてもよい。
【００７５】
またユーザーインターフェースの液晶表示装置４００にタッチパネルを備え、任意の線分（例えば水平線や垂直線）の位置を個別に動かせるようにしてもよい。
【００７６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施の形態の工事支援装置の一例を示す図。
【図２】本実施の形態の工事支援装置の機能ブロック図。
【図３】レーザー距離計測部（距離検出手段の一例）実装例。
【図４】レーザー距離計測部の照射角変更手段の他の構成例について説明するための図。
【図５】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図６】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図７】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図８】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図９】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図１０】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図１１】本実施の形態のキーストーン補正処理の一手法について説明するための図。
【図１２】本実施の形態のユーザーインターフェースについて説明するための図。
【図１３】本実施の形態のユーザーインターフェースについて説明するための図。
【図１４】本実施の形態のユーザーインターフェースについて説明するための図。
【図１５】レーザー距離計測部の照射角変更手段の他の構成例について説明するための図。
【図１６】本実施の形態の投射型表示装置を用いた工事支援処理の流れを示すフローチャート。
【図１７】本実施の形態のキーストーン情報取得処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
１  工事支援装置、２０  距離検出部、３０  制御部、３２  工事支援画像生成部、３４  キーストーン補正部、４０  投射光学系、５０  重力センサ、６０  電源部、１００  レーザー距離計測部、１１８  ミラー、２１０  ターゲット面
【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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