JP7149506B2 - 投影システム、投影装置及び投影方法 - Google Patents

投影システム、投影装置及び投影方法 Download PDF

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Description

本発明は、投影システム、投影装置及び投影方法に関する。
従来、スクリーンなどに画像を投影することができる投影装置が知られている。投影装置に関連する技術として、特許文献１には、設計案のオブジェクトを部屋の境界壁面に表示する方法が開示されている。
特表２０１６－５２２９０５号公報
しかしながら、上記従来技術では、作業箇所が多い場合に作業を効率良く行うことができない。
そこで、本発明は、作業者に効率良く作業を行わせることができ、工期の短縮及び作業者の負担を軽減することができる投影システム、投影装置及び投影方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る投影システムは、作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影する投影装置を備え、前記投影装置は、前記投影装置の姿勢を変更する駆動部を有し、前記駆動部は、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を変更する。
また、本発明の一態様に係る投影装置は、作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影する投影装置であって、前記投影装置の姿勢を変更する駆動部を備え、前記駆動部は、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を変更する。
また、本発明の一態様に係る投影方法は、投影装置の姿勢を変更する駆動部を有する前記投影装置が、作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影するステップを含み、前記投影するステップでは、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を前記駆動部が変更する。
また、本発明の一態様は、上記投影方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現することができる。あるいは、当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現することもできる。
本発明に係る投影装置などによれば、作業者に効率良く作業を行わせることができ、工期の短縮及び作業者の負担を軽減することができる。
図１は、実施の形態に係る投影システムの概要を説明するための図である。 図２は、実施の形態に係る投影システムを構成する装置の外観図である。 図３は、実施の形態に係る投影システムの機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る投影システムの動作を示すフローチャートである。 図５は、実施の形態に係る投影システムにおいて、作業順序の入力用画像の一例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る投影システムにおいて、入力された作業順序を示す順序情報の一例を示す図である。 図７Ａは、実施の形態に係る投影システムにおける投影装置の姿勢を変更する前の様子を示す図である。 図７Ｂは、実施の形態に係る投影システムにおける投影装置の姿勢を変更した後の様子を示す図である。 図８は、実施の形態の変形例１に係る投影システムの動作において、投影処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態の変形例１に係る投影システムにおける投影図面の補正処理を説明するための図である。 図１０は、実施の形態の変形例２に係る投影装置の機能構成を示すブロック図である。
以下では、本発明の実施の形態に係る投影システム、投影装置及び投影方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
（実施の形態）
［概要］
実施の形態に係る投影システムの概要について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る投影システムの概要を示す図である。図２は、本実施の形態に係る投影システムを構成する装置の外観図である。
本実施の形態に係る投影システム１０は、投影装置２０を備える。図１に示されるように、投影装置２０は、建築中の建物内の作業現場１００に設置される。投影装置２０は、作業現場１００を構成する構造物に図面１１０を投影する。構造物は、具体的には、床、壁、柱又は天井などである。図面１１０は、例えば、作業現場１００における作業箇所１０１に投影される図面である。作業者１２０は、図面１１０に従って作業を行うことで、容易かつ正確に作業を行うことができる。
作業は、例えば、墨出し作業である。例えば、投影される図面１１０は、墨出し線を作業者１２０が描くべき位置に設計通りの長さで投影される光の線又は図形である。作業者１２０は、図面１１０が示す光の線又は図形をなぞるだけで容易に墨出し線を描くことができる。なお、光の線又は図形が墨出し線を描くためのガイドとして使用されることは必須ではない。光の線又は図形そのものが墨出し線として用いられてもよい。また、作業は、墨出し作業でなくてもよく、穴を開ける作業であってもよく、特に限定されない。
作業現場１００には、作業者１２０が作業を行うべき作業箇所が複数存在する。例えば、図１に示されるように、作業現場１００には、２つの作業箇所１０１及び１０２が存在する。作業者１２０は、作業箇所１０１、作業箇所１０２の順で作業を行う。
投影装置２０は、作業箇所１０１に図面１１０を投影しているが、このとき、投影装置２０の画角１１１の範囲には、次の作業箇所１０２が含まれていない。本実施の形態に係る投影システム１０では、作業箇所１０１での作業が終了した後に、自動的に投影装置２０の姿勢を変更することで、作業箇所１０２に図面１１０が投影される。これにより、作業者１２０に効率良く作業を行わせることができる。
［システム構成］
次に、本実施の形態に係る投影システム１０の具体的な機能構成について、図２及び図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る投影システムの機能構成を示すブロック図である。
［投影装置］
投影装置２０は、例えば、図１及び図２に示されるように、三脚に取り付けられて作業現場１００の床に設置される。あるいは、投影装置２０は、作業現場１００の壁又は天井に設置されてもよい。図３に示されるように、投影装置２０は、通信部２１と、測距部２２と、投影部２３と、制御部２５と、記憶部２６と、駆動部２７とを備える。
通信部２１は、投影装置２０がデータ処理装置３０及び端末装置４０と通信を行うための通信インタフェースである。通信部２１は、データ処理装置３０及び端末装置４０の各々と無線通信を行うが、有線通信を行ってもよい。通信部２１が行う通信の規格については、特に限定されない。
測距部２２は、検出部の一例であり、投影装置２０から作業現場１００を構成する構造物までの距離を測定する。測距部２２は、例えば、ＴＯＦ（Time Of Flight）センサなどの距離画像センサである。距離画像センサは、距離の測定結果として、距離画像を生成する。距離画像を構成する複数の画素の各々の画素値は、測距部２２からの距離を示している。なお、測距部２２は、位相差検出方式を用いた測距センサ、又は、三角測距方式を用いた測距センサなど、その他の測距センサであってもよい。図３に示されるように、測距部２２は、測距用光源２２ａと、検知部２２ｂとを備える。
測距用光源２２ａは、構造物に向けて光を発する光源である。測距用光源２２ａは、例えば、赤外光を発する発光素子である。あるいは、測距用光源２２ａは、可視光を発する発光素子であってもよい。なお、測距用光源２２ａは、投影部２３が有する光源２３ａと別体である必要はなく、投影部２３が有する光源２３ａが測距用光源２２ａとして用いられてもよい。つまり、測距部２２は、測距用光源２２ａを有していなくてもよく、検知部２２ｂのみを有するセンサであってもよい。
検知部２２ｂは、測距用光源２２ａが発した光の構造物による反射光を検知する受光素子である。検知部２２ｂは、例えば、フォトダイオードアレイによって構成されるイメージセンサである。
投影部２３は、図面１１０を投影面に投影するための投影モジュールである。投影部２３は、光源２３ａと、走査部２３ｂとを備える。なお、図示されていないが、投影部２３は、レンズ及びミラーなどの光学部品を備えていてもよい。
光源２３ａは、例えば、可視光の光を出射する半導体レーザ素子である。あるいは、光源２３ａは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。光源２３ａは、発光色を変更できる構成を有してもよい。例えば、光源２３ａは、発光色が異なる複数の発光素子を含んでもよい。複数の発光素子には、例えば、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子が含まれる。
走査部２３ｂは、光源２３ａが発する光を構造物上で走査する。走査部２３ｂは、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、若しくはガルバノスキャナ等である。
本実施の形態では、投影部２３は、複数の作業箇所１０１及び１０２のうち、データ処理装置３０によって決定された作業箇所である対象箇所に、当該対象箇所に投影する図面である対象図面を投影する。例えば、図１に示される例では、投影部２３は、作業箇所１０１に図面１１０を投影している。
また、投影部２３によって投影可能な画角１１１には制限がある。例えば、画角１１１は、投影装置２０が水平面に設置された場合において、水平方向に約４０°で、かつ、垂直方向に約２０°の範囲に投影が可能である。このため、図１に示される例では、作業箇所１０１には図面１１０の投影が可能であるが、作業箇所１０２には図面１１０の投影ができない。作業箇所１０２に図面１１０を投影するためには、投影装置２０の姿勢を自動で変更する必要がある。本実施の形態では、駆動部２７によって投影装置２０の姿勢が変更されることにより、投影部２３による投影方向及び投影可能な範囲が変更される。
制御部２５は、投影面に図面１１０を投影するために、測距部２２、投影部２３及び駆動部２７を制御する制御装置である。制御部２５は、例えば、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）であるＬＳＩ（Large Scale Integration）によって実現される。なお、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路又は汎用プロセッサで実現されてもよい。例えば、制御部２５は、マイクロコンピュータによって実現されてもよい。また、制御部２５には、プログラム可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定が再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサが利用されてもよい。
記憶部２６は、制御部２５によって実行される、図面１１０を投影するための制御プログラムが記憶された記憶装置である。記憶部２６は、例えば、不揮発性メモリであり、半導体メモリなどによって実現される。
駆動部２７は、投影装置２０の姿勢を変更するための駆動機構である。駆動部２７は、投影装置２０の姿勢を変更することで、投影可能な方向を変更する。例えば、駆動部２７は、投影装置２０の姿勢を、パン（水平方向）、チルト（垂直方向）及びロール（回転方向）の各々に対して変更することができる。駆動部２７は、例えば、ステッピングモータなどによって実現される。
本実施の形態では、複数の作業箇所には、図面の投影の順序が定められる。例えば、図１に示される例において、作業箇所１０１（第１の作業箇所）と作業箇所１０２（第２の作業箇所）とにこの順で図面の投影が行われる場合を想定する。この場合、駆動部２７は、作業箇所１０２が、投影装置２０によって投影可能な画角１１１の範囲外に位置している場合、作業箇所１０１での作業が終了した後に、作業箇所１０２が画角１１１の範囲に入るように投影装置２０の姿勢を変更する。これにより、作業者１２０が投影装置２０の姿勢を変更しなくても、自動的に姿勢が変更されて、次の作業箇所１０２に図面１１０が投影される。
作業の終了は、例えば、作業者１２０が操作する端末装置４０から送信される信号に基づいて、制御部２５によって判定される。あるいは、制御部２５は、図示しないカメラによって撮影された画像に基づいて作業の終了を判定してもよい。カメラは、作業者１２０の作業の様子、又は、作業箇所１０１における作業結果を撮影する。なお、検知部２２ｂが可視光画像を生成する場合には、制御部２５は、カメラで撮影された画像の代わりに、検知部２２ｂの検知結果を用いてもよい。
駆動部２７は、制御部２５によって制御される。制御部２５は、投影装置２０の現在の姿勢と、次の作業箇所１０２の位置とに基づいて、作業箇所１０２が画角１１１の範囲内に入るように投影装置２０の姿勢の移動方向及び移動量を決定する。制御部２５は、決定した移動方向及び移動量で駆動部２７を制御することで、駆動部２７が投影装置２０の姿勢を変更する。なお、作業箇所１０２の後に作業を行う１つ以上の作業箇所が存在する場合、制御部２５は、作業箇所１０２と、作業順序で作業箇所１０２から連続する１つ以上の作業箇所とを含む複数の作業箇所が画角１１１の範囲内に入るように、移動方向及び移動量を決定してもよい。これにより、１回の姿勢の変更によって複数の作業箇所を画角１１１の範囲内に入れることができるので、姿勢の変更回数を削減することができる。
［データ処理装置］
次に、データ処理装置３０について説明する。データ処理装置３０は、入力用画像を生成して表示することで、ユーザに作業順序を入力させるための情報処理装置である。データ処理装置３０は、ユーザによって入力された作業順序に従って、図面を投影する作業箇所と、当該作業箇所に投影される対象図面とを決定する。データ処理装置３０は、例えば、コンピュータ機器である。データ処理装置３０は、図３に示されるように、通信部３１と、データ処理部３２と、制御部３３と、記憶部３４と、入力部３５と、表示部３６とを備える。
通信部３１は、データ処理装置３０が投影装置２０及び端末装置４０と通信を行うための通信インタフェースである。通信部３１は、投影装置２０及び端末装置４０の各々と無線通信を行うが、有線通信を行ってもよい。通信部３１が行う通信の通信規格については、特に限定されない。
データ処理部３２は、設計データに基づいて、複数の作業箇所の作業順序を入力させるための入力用画像を生成し、表示部３６に表示させる。データ処理部３２は、例えば、マイクロコンピュータ又はプロセッサである。また、データ処理部３２は、入力された作業順序に基づいて、図面を投影する複数の作業箇所の順序と、当該順序に従って投影される図面とを決定する。データ処理部３２は、決定した順序と、各作業箇所に投影される図面とを示す順序情報を、通信部３１及び通信部２１を介して投影装置２０の制御部２５に送信する。
設計データは、複数の作業箇所を示すデータである。具体的には、設計データは、作業現場１００の大きさ、及び、形状を示す三次元データである。例えば、設計データは、三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データである。設計データには、作業現場１００の間取りを示す二次元データ、及び、複数の作業箇所を示す二次元データも含まれる。設計データでは、複数の作業箇所の各々と、投影される図面とが対応付けられている。作業箇所が対象箇所として決定されることにより、設計データを参照することで、対象箇所に投影される対象図面が決定される。
データ処理部３２は、例えば、設計データと実際の作業現場１００との対応付けを行う。実際の作業現場１００は、例えば、投影装置２０が作業現場１００に設置された後、周囲の構造物までの距離を測距することにより得られた空間データによって示される。対応付けを行うことにより、設計データ上での投影装置２０の設置位置及び姿勢（向き）が特定される。なお、作業者１２０又は作業の管理者などのユーザが、設置された投影装置２０の設計データ上での位置を入力してもよい。つまり、作業現場１００の測距が行われなくてもよい。
制御部３３は、入力用画像の生成及び作業箇所の順序及び図面の決定を行うために、通信部３１、データ処理部３２、記憶部３４、入力部３５及び表示部３６を制御する制御装置である。制御部３３は、例えば、集積回路であるＬＳＩによって実現される。なお、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路又は汎用プロセッサで実現されてもよい。例えば、制御部３３は、マイクロコンピュータによって実現されてもよい。また、制御部３３には、プログラム可能なＦＰＧＡ、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定が再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサが利用されてもよい。
記憶部３４は、データ処理部３２及び制御部３３で実行される、入力用画像の生成及び作業箇所の順序及び図面の決定を行うための制御プログラムが記憶された記憶装置である。記憶部３４は、例えば、不揮発性メモリであり、半導体メモリなどによって実現される。記憶部３４は、さらに、設計データ、及び、投影される図面を示す図面データを記憶している。
入力部３５は、作業順序の入力を受け付ける第１受付部の一例である。入力部３５は、作業者１２０又は作業の管理者などから作業順序の入力を受け付ける。入力部３５は、例えば、キーボード又はマウスなどの入力装置であるが、タッチセンサ又は物理的なボタンであってもよい。
表示部３６は、作業順序を入力させるための入力用画像を表示する。表示部３６は、例えば、液晶表示パネル又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネルである。
［端末装置］
次に、端末装置４０について説明する。端末装置４０は、作業者１２０が投影装置２０を遠隔操作するためのリモートコントローラとしても機能する。例えば、端末装置４０は、投影装置２０の専用リモートコントローラである。あるいは、端末装置４０は、専用のアプリケーションプログラムがインストールされたスマートフォン又はタブレット端末などの携帯端末であってもよい。図３に示されるように、端末装置４０は、通信部４１と、操作受付部４２と、表示部４３と、制御部４４と、記憶部４５とを備える。
通信部４１は、端末装置４０が投影装置２０及びデータ処理装置３０と通信を行うための通信インタフェースである。通信部４１は、投影装置２０及びデータ処理装置３０の各々と無線通信を行うが、有線通信を行ってもよい。通信部４１が行う通信の通信規格については、特に限定されない。
操作受付部４２は、作業者１２０の操作を受け付けるユーザインタフェース装置である。操作受付部４２は、例えば、１つ以上の物理的なボタンによって実現されるが、タッチパネルなどであってもよい。
表示部４３は、投影装置２０の動作状況などを示す画像を表示する。表示部４３は、例えば、液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルである。
制御部４４は、通信部４１、操作受付部４２、表示部４３及び記憶部４５を制御する制御装置である。制御部４４は、集積回路であるＬＳＩによって実現される。なお、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路又は汎用プロセッサで実現されてもよい。例えば、制御部４４は、マイクロコンピュータによって実現されてもよい。また、制御部４４には、プログラム可能なＦＰＧＡ、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定が再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサが利用されてもよい。
具体的には、制御部４４は、操作受付部４２によって受け付けられた操作に応じて投影装置２０を動作させるための信号を通信部４１に投影装置２０へ送信させる。例えば、制御部４４は、作業終了の指示を受け付ける操作を作業者１２０から操作受付部４２が受け付けた場合に、作業終了を示す終了信号を通信部４１に投影装置２０へ送信させる。
記憶部４５は、制御部４４によって実行される制御プログラムが記憶された記憶装置である。記憶部４５は、例えば、不揮発性メモリであり、半導体メモリなどによって実現される。記憶部４５は、端末装置４０に固有の識別情報を記憶していてもよい。
［動作］
続いて、本実施の形態に係る投影システム１０の動作について、図４～図７Ｂを用いて説明する。
図４は、本実施の形態に係る投影システム１０の動作を示すフローチャートである。図４に示されるように、まず、データ処理装置３０では、表示部３６が入力用画像を表示する（Ｓ１０）。具体的には、データ処理部３２は、設計データに基づいて入力用画像を例えば、表示部３６は、図５に示される入力用画像１３０を表示する。なお、図５は、実施の形態に係る投影システムにおいて、作業順序の入力用画像の一例を示す図である。
図５に示されるように、入力用画像１３０は、作業現場１００を二次元又は三次元的に表しており、複数の作業箇所１０１～１０６を含んでいる。入力用画像１３０中の複数の作業箇所１０１～１０６は、ユーザによって順番に選択可能である。
入力用画像１３０が表示部３６に表示された後、図４に示されるように、入力部３５は、作業順序の入力を受け付ける（Ｓ１１）。例えば、入力部３５は、ユーザが複数の作業箇所１０１～１０６を選択した順序を作業順序として受け付ける。
なお、複数の作業箇所１０１～１０６の全てが選択されなくてもよい。例えば、複数の作業者１２０が分担して作業を行う場合、１人の作業者１２０の担当分のみを選択してもよい。入力用画像１３０には、決定ボタン１３１と、キャンセルボタン１３２とが含まれている。入力部３５が決定ボタン１３１の選択を受け付けた場合には、データ処理部３２は、決定ボタン１３１が選択される前に選択された複数の作業箇所の選択順序を、作業順序として決定する。また、入力部３５がキャンセルボタン１３２の選択を受け付けた場合には、データ処理部３２は、選択された作業箇所を解放し、再び作業箇所の選択を可能な状態にする。
図６は、本実施の形態に係る投影システム１０において、入力された作業順序を示す順序情報の一例を示す図である。図６に示されるように、複数の作業箇所１０１～１０６の作業順序と、各作業箇所に投影する図面とが対応付けられている。データ処理部３２は、図６に示される順序情報を、通信部３１及び通信部２１を介して投影装置２０の制御部２５に送信する。
次に、投影装置２０が設置される（Ｓ１２）。例えば、作業者１２０が作業現場１００の床などに投影装置２０を設置する。なお、投影装置２０の設置は、入力用画像の表示の前に行われてもよい。投影装置２０が設置された後、データ処理装置３０は、実際の作業現場１００と設計データとの対応付けを行う。
次に、制御部２５は、順序情報に基づいて、図面を投影する対象箇所が投影の画角１１１内であるか否かを判定する（Ｓ１３）。対象箇所が投影の画角１１１内でない場合（Ｓ１３でＮｏ）、制御部２５は、駆動部２７を制御することで、投影装置２０の姿勢を変更する（Ｓ１４）。これにより、投影装置２０による投影の画角１１１内に対象箇所が入り、図面１１０の投影が可能な状態になる。対象箇所が投影の画角１１１内である場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、駆動部２７は、投影装置２０の姿勢を変更せずに、そのままの状態で維持する。
次に、投影装置２０の投影部２３は、決定された作業箇所である対象箇所に対応図面を投影する（Ｓ１５）。作業者１２０は、表示された図面１１０に基づいて墨出し作業などの作業を行う。作業が終了した後、作業者１２０は、端末装置４０を操作することで、作業終了を指示する。作業終了が指示されるまで（Ｓ１６でＮｏ）、作業箇所には図面１１０が投影され続ける。作業終了が指示された後（Ｓ１６でＹｅｓ）、次の作業箇所が存在する場合（Ｓ１７でＹｅｓ）、ステップＳ１３に戻り、制御部２５が次の作業箇所が投影の画角１１１の範囲内であるか否かを判定する。以降、全ての作業箇所での作業が終了するまで（Ｓ１７でＮｏ）、上述したステップＳ１３～Ｓ１７の処理が繰り返される。
図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態に係る投影システム１０における投影装置２０の姿勢を変更する様子を示す図である。ここでは、入力された作業順序が、作業箇所１０１、作業箇所１０２の順である場合を想定する。
作業箇所１０１での作業が終了した後、作業者１２０は、端末装置４０を操作することにより、作業箇所１０１での作業が終了したことを入力する。これにより、端末装置４０から終了信号が通信部４１及び通信部２１を介して投影装置２０に送信される。
このとき、図７Ａに示されるように、作業箇所１０２は、投影装置２０による投影の画角１１１の範囲外に位置している。このため、図７Ｂに示されるように、駆動部２７が投影装置２０の姿勢を変更することにより、作業箇所１０２が画角１１１の範囲内に含まれる。そして、作業箇所１０２に図面１１０が表示されるので、作業者１２０は、作業箇所１０２で作業を行うことができる。
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る投影システム１０は、作業現場１００における複数の作業箇所の各々に図面１１０を投影する投影装置２０を備える。投影装置２０は、投影装置２０の姿勢を変更する駆動部２７を有する。駆動部２７は、複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、第２の作業箇所が、投影装置２０によって投影可能な画角１１１の範囲外に位置している場合、第１の作業箇所での作業が終了した後に、第２の作業箇所が画角１１１の範囲に入るように投影装置２０の姿勢を変更する。
これにより、作業者１２０が投影装置２０の姿勢を変更する必要がないので、作業者１２０の負担を軽減することができる。図面１１０が順番に投影されるので、作業者１２０は、投影される図面１１０に従って作業を行うだけでよく、設計図の確認を省略することができる。このように、本実施の形態によれば、作業者１２０に効率良く作業を行わせることができ、工期の短縮及び作業者の負担を軽減することができる。
また、例えば、投影システム１０は、さらに、表示部３６と、複数の作業箇所を示す設計データに基づいて、複数の作業箇所の作業順序を入力させるための入力用画像１３０を生成して表示部３６に表示させるデータ処理部３２と、作業順序の入力を受け付ける入力部３５とを備える。投影装置２０は、入力部３５によって受け付けられた作業順序に従って、複数の作業箇所の各々に図面１１０を投影する。
これにより、ユーザが入力した順序に従って図面１１０が投影される。このため、作業者１２０が自身にとって行いやすい順序を作業順序として入力することで、作業効率を高めることができる。ユーザは、任意の順序を作業順序として入力することができる。このとき、ユーザは、複数の作業箇所のうちの一部のみの順序を入力することができる。したがって、例えば、作業者１２０の担当ではない作業箇所、又は、まだ作業を行うことができない作業箇所などを、作業順序から省略することができるので、これらの作業箇所に図面１１０が投影されるのを抑制することができる。
また、例えば、投影システム１０は、さらに、複数の作業箇所で作業を行う作業者１２０からの作業終了の指示を受け付ける操作受付部４２を備える。投影装置２０は、操作受付部４２によって第１の作業箇所の作業終了の指示が受け付けられた後に、第２の作業箇所に図面１１０を投影する。
これにより、作業箇所での作業が終了した後、作業者１２０の希望するタイミングで次の作業箇所に図面１１０を投影することができる。したがって、作業の終了前、又は、作業が終了した後であっても作業者１２０が次の作業を行う準備が整っていない場合に、次の作業箇所に図面１１０が投影されることを抑制することができる。このように、作業者１２０が希望するタイミングで次の作業に移ることができるので、作業効率を高めることができる。
また、例えば、本実施の形態に係る投影方法は、投影装置２０の姿勢を変更する駆動部２７を有する投影装置２０が、作業現場１００における複数の作業箇所の各々に図面１１０を投影するステップを含む。投影するステップでは、複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面１１０の投影を行う場合において、第２の作業箇所が、投影装置２０によって投影可能な画角１１１の範囲外に位置している場合、第１の作業箇所での作業が終了した後に、第２の作業箇所が画角１１１の範囲に入るように投影装置２０の姿勢を駆動部２７が変更する。
これにより、作業者１２０が投影装置２０の姿勢を変更する必要がないので、作業者１２０の負担を軽減することができる。図面１１０が順番に投影されるので、作業者１２０は、投影される図面１１０に従って作業を行うだけでよく、設計図の確認を省略することができる。このように、本実施の形態によれば、作業者１２０に効率良く作業を行わせることができ、工期の短縮及び作業者の負担を軽減することができる。
また、例えば、投影方法は、さらに、複数の作業箇所を示す設計データに基づいて、複数の作業箇所の作業順序を入力させるための入力用画像１３０を生成して表示部３６に表示させるステップと、作業順序の入力を受け付けるステップとを含む。投影するステップでは、受け付けられた作業順序に従って、複数の作業箇所の各々に図面１１０を投影する。
これにより、ユーザが入力した順序に従って図面１１０が投影される。このため、作業者１２０が自身にとって行いやすい順序を作業順序として入力することで、作業効率を高めることができる。
また、例えば、投影方法は、さらに、複数の作業箇所で作業を行う作業者１２０からの作業終了の指示を受け付けるステップを含む。投影するステップでは、第１の作業箇所の作業終了の指示が受け付けられた後に、第２の作業箇所に図面１１０を投影する。
これにより、作業者１２０が希望するタイミングで次の作業に移ることができるので、作業効率を高めることができる。
［変形例］
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
［変形例１］
例えば、上記実施の形態において、投影装置２０が図面１１０を作業現場１００の構造物に投影する場合、構造物の投影面が投影装置２０に対して正面を向いているとは限らない。このため、設計通りの図面１１０が投影されなくなる恐れがある。
そこで、本変形例に係る投影システム１０の投影装置２０は、図面１１０を補正して投影する。具体的には、投影装置２０の測距部２２は、投影面までの距離を検出する。測距部２２が検出した距離に基づいて、制御部２５は、図面を補正し、補正後の図面１１０を投影部２３に投影させる。
図８は、本変形例に係る投影システム１０において、投影処理の一例を示すフローチャートである。具体的には、図８は、図４に示されるステップＳ１５の具体的な処理の一例を示している。
図８に示されるように、まず、制御部２５は、空間認識処理を実行する。具体的には、制御部２５は、測距部２２を制御することにより、投影装置２０から、投影面である作業箇所までの距離を計測させる（Ｓ２０）。具体的には、制御部２５は、駆動部２７を制御することにより、測距部２２の向きをパン方向及びチルト方向に変更しながら、投影面までの距離を計測させる。これにより、投影装置２０から、複数の壁、床及び天井までのそれぞれの距離が計測される。そして、制御部２５は、計測された距離を示す距離データを、通信部２１を介してデータ処理装置３０へ送信させる。
データ処理装置３０のデータ処理部３２は、通信部３１を介して受信された距離データに基づいて、作業現場１００の形状及び大きさの実測結果を示す空間データを生成する（Ｓ２１）。次に、データ処理装置３０は、記憶部３４に記憶された設計データに含まれる作業現場１００の設計上の形状及び大きさを示す空間設計データを読み出し、空間データと空間設計データとの対応付けを行う（Ｓ２２）。
なお、ステップＳ２０～Ｓ２２で行われる空間データと空間設計データとの対応付けは、投影装置２０が設置されたタイミングで行われてもよい。ステップＳ２０～Ｓ２２で行われる空間データと空間設計データとの対応付けは、図面１１０の投影の度に毎回行う必要はなく、１回のみ行われてもよい。
次に、データ処理装置３０は、対応付けの結果に基づいて、作業現場１００における投影装置２０の位置及び向きを特定する（Ｓ２３）。具体的には、データ処理装置３０のデータ処理部３２は、作業箇所に対応する図面を作業箇所（投影面）に投影するための制御信号を、通信部３１を介して投影装置２０へ送信させる。投影装置２０の制御部２５は、通信部２１を介して制御信号が受信されると、制御信号に基づいて作業箇所を特定し、対象図面を補正して作業箇所に実寸で投影する（Ｓ２４）。このとき、投影部２３の投影軸（言い換えれば、投影される光の中心軸、すなわち、光軸）と投影面とが直交しない場合には、投影軸と投影面とが交差する角度（具体的には、例えば、パン角及びチルト角）に基づいて、歪み補正処理が行われる。
図９は、歪み補正処理及び投影倍率の補正処理を説明するための図である。なお、投影軸と投影面とが交差する角度は、ステップＳ１５において特定された作業現場１００内における投影装置２０の位置、及び、投影装置２０の投影面に対する傾きによって定められる。投影装置２０の傾きは、投影面が矩形の領域である場合に、当該矩形の領域の各頂点までの距離などに基づいて算出される。あるいは、投影装置２０の傾きは、駆動部２７のパン方向、チルト方向及びロール方向の各々の駆動量に基づいて算出されてもよい。
また、図面１１０を実寸で投影するために、投影倍率の補正処理も行われる。走査部２３ｂ（ＭＥＭＳミラー）を同じ角度だけ走査させたときの投影面における光のラインの長さは、投影装置２０から投影面までの距離に応じて異なる。そこで、制御部２５は、例えば、ステップＳ２０で計測された距離データに含まれる投影装置２０から投影面までの距離に基づいて、投影倍率（つまり、走査部２３ｂの傾け角）を補正する。
以上のような歪み補正処理、及び、投影倍率の補正処理により、作業箇所（例えば、墨出し位置）を示す光のラインが適切な位置に適切な大きさ（長さ）で投影される。
以上のように、本変形例に係る投影システム１０では、投影装置２０は、さらに、投影面までの距離を検出する検知部２２ｂを有する。投影装置２０は、検出した距離に基づいて図面を補正して投影する。また、例えば、本変形例に係る投影方法では、投影するステップでは、投影面までの距離を検出し、検出した距離に基づいて図面を補正して投影する。
これにより、作業箇所に正確な図面１１０が投影されるので、作業者１２０は、投影された図面１１０に沿って容易に作業を行うことができる。したがって、作業効率を更に高めることができる。
［変形例２］
また、例えば、上記の実施の形態では、投影装置２０と、データ処理装置３０と、端末装置４０とが別体である例を示したが、これらが一体化されていてもよい。図１０は、本変形例に係る投影装置２２０の機能構成を示すブロック図である。
図１０に示される投影装置２２０は、図３に示される実施の形態に係る投影装置２０と比較して、データ処理部３２と、入力部３５と、表示部３６と、操作受付部４２とを新たに備える。データ処理部３２、入力部３５、表示部３６及び操作受付部４２はそれぞれ、実施の形態と同じ機能を有する。また、投影装置２２０は、通信部２１を備えていない。また、投影装置２２０の記憶部２６には、設計データ及び図面データが記憶されている。
本変形例では、作業者１２０が端末装置４０を所持していない。この場合、作業の終了は、例えば、測距部２２の検知部２２ｂ又はカメラによる撮影結果に基づいて判定される。具体的には、作業者１２０を撮影することで、作業者１２０の動作及び作業箇所での作業の終了を判定することができる。例えば、作業者１２０が墨出し作業を行う場合、作業箇所における墨出しが完了したことを検出できた場合に、作業終了の指示を受け付けたものとみなすことができる。これにより、投影装置２２０は、次の作業箇所への投影を行うことができる。
以上のように、本変形例に係る投影装置２２０は、作業現場１００における複数の作業箇所の各々に図面１１０を投影する投影装置であって、投影装置２２０の姿勢を変更する駆動部２７を備える。駆動部２７は、複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面１１０の投影を行う場合において、第２の作業箇所が、投影装置２２０によって投影可能な画角１１１の範囲外に位置している場合、第１の作業箇所での作業が終了した後に、第２の作業箇所が画角１１１の範囲に入るように投影装置２２０の姿勢を変更する。
これにより、データ処理装置３０及び端末装置４０との通信を行わなくてもよく、投影装置２２０のみを設置するだけで、作業者１２０に効率良く作業を行わせることができ、工期の短縮及び作業者の負担を軽減することができる。
（その他）
以上、本発明に係る投影システム、投影装置及び投影方法について、上記の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、作業順序の入力は、端末装置４０を介して行われてもよい。具体的には、端末装置４０の表示部４３には、入力用画像１３０が表示され、操作受付部４２を介して作業順序が選択されてもよい。
また、上記実施の形態で説明した装置間の通信方法については特に限定されるものではない。装置間で無線通信が行われる場合、無線通信の方式（通信規格）は、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの近距離無線通信である。あるいは、無線通信の方式（通信規格）は、インターネットなどの広域通信ネットワークを介した通信でもよい。また、装置間においては、無線通信に代えて、有線通信が行われてもよい。有線通信は、具体的には、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）又は有線ＬＡＮを用いた通信などである。
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよく、あるいは、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、投影システムが備える構成要素の複数の装置への振り分けは、一例である。例えば、一の装置が備える構成要素を他の装置が備えてもよい。また、投影システムは、単一の装置として実現されてもよい。
例えば、上記実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、制御部などの構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）などが含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又は、ＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）も同じ目的で使うことができる。
また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１０ 投影システム
２０、２２０ 投影装置
２２ 測距部
２３ 投影部
２７ 駆動部
３０ データ処理装置
３２ データ処理部
３５ 入力部（第１受付部）
３６、４３ 表示部
４０ 端末装置
４２ 操作受付部（第２受付部）
１００ 作業現場
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 作業箇所
１１０ 図面
１１１ 画角
１２０ 作業者
１３０ 入力用画像

Claims (9)

  1. 作業現場の大きさ及び形状を示す設計データに基づいて、前記作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影する投影装置と、
    前記投影装置が前記作業現場に設置された後に、前記設計データ内での前記投影装置の設置位置及び姿勢を特定するデータ処理部と、を備え、
    前記投影装置は、前記投影装置の姿勢を変更する駆動部を有し、
    前記駆動部は、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を変更する
    投影システム。
  2. さらに、
    表示部と、
    第１受付部と、を備え、
    前記データ処理部は、前記設計データに基づいて、前記複数の作業箇所の作業順序を入力させるための画像を生成して前記表示部に表示させ、
    前記第１受付部は、前記作業順序の入力を受け付け、
    前記投影装置は、前記第１受付部によって受け付けられた作業順序に従って、前記複数の作業箇所の各々に前記図面を投影する
    請求項１に記載の投影システム。
  3. 前記投影装置は、さらに、投影面までの距離を検出する検出部を有し、検出した距離に基づいて前記図面を補正して投影する
    請求項１又は２に記載の投影システム。
  4. さらに、前記複数の作業箇所で作業を行う作業者からの作業終了の指示を受け付ける第２受付部を備え、
    前記投影装置は、前記第２受付部によって前記第１の作業箇所の作業終了の指示が受け付けられた後に、前記第２の作業箇所に図面を投影する
    請求項１～３のいずれか１項に記載の投影システム。
  5. 投影装置であって、
    作業現場の大きさ及び形状を示す設計データに基づいて、前記作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影する投影部と、
    前記投影装置が前記作業現場に設置された後に、前記設計データ内での前記投影装置の設置位置及び姿勢を特定するデータ処理部と、
    前記投影装置の姿勢を変更する駆動部と、を備え、
    前記駆動部は、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を変更する
    投影装置。
  6. 投影装置の姿勢を変更する駆動部を有する前記投影装置が作業現場に設置された後に、前記作業現場の大きさ及び形状を示す設計データ内での前記投影装置の設置位置及び姿勢を特定するステップと、
    前記投影装置が、前記作業現場における複数の作業箇所の各々に図面を投影するステップと、を含み、
    前記投影するステップでは、前記複数の作業箇所に含まれる第１の作業箇所と第２の作業箇所とにこの順で図面の投影を行う場合において、前記第２の作業箇所が、前記投影装置によって投影可能な画角の範囲外に位置している場合、前記第１の作業箇所での作業が終了した後に、前記第２の作業箇所が前記画角の範囲に入るように前記投影装置の姿勢を前記駆動部が変更する
    投影方法。
  7. さらに、
    前記設計データに基づいて、前記複数の作業箇所の作業順序を入力させるための画像を生成して表示部に表示させるステップと、
    前記作業順序の入力を受け付けるステップとを含み、
    前記投影するステップでは、受け付けられた前記作業順序に従って、前記複数の作業箇所の各々に前記図面を投影する
    請求項６に記載の投影方法。
  8. 前記投影するステップでは、投影面までの距離を検出し、検出した距離に基づいて前記図面を補正して投影する
    請求項６又は７に記載の投影方法。
  9. さらに、前記複数の作業箇所で作業を行う作業者からの作業終了の指示を受け付けるステップを含み、
    前記投影するステップでは、前記第１の作業箇所の作業終了の指示が受け付けられた後に、前記第２の作業箇所に図面を投影する
    請求項６～８のいずれか１項に記載の投影方法。
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