JP2013152273A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数人が投影された画像を取り囲み閲覧すると，閲覧者によっては画像の向きが正しくは投影されず，画像が見難くなる。
【解決手段】画像投影装置において，投影面に画像を投影する画像表示部と，前記画像を生成する画像処理部と，前記画像投影装置の鉛直方向の角度を検出する角度検出部と，前記画像投影装置と前記投影面との距離を検出する距離検出部と，前記鉛直方向の角度に基づいて前記投影面に対する前記画像投影装置の投影角度を決定し，前記投影角度と前記距離とに基づいて前記画像の基準移動距離に対応する前記角度の変化の閾値を決定し，前記画像投影装置の移動による前記角度の変化が前記閾値に達しているか否かの判定をする判定部とを有し，前記角度の変化が前記閾値に達した場合，前記前記画像投影装置の移動方向に応じた向きで前記画像を投影する画像投影装置。
【選択図】図５

Description

本発明は，画像投影装置に関する。

従来，プロジェクタは会議室における発表の場等で壁に画像を大きく投影し，大人数に対する視聴を目的として使用されてきた。しかし，近年では，従来よりも小型のプロジェクタがデジタルカメラ，ビデオカメラ，携帯電話等携帯機器に搭載されている。操作者個人が携帯機器に搭載されている画面からしか閲覧できなかった画像が，これら携帯型プロジェクタにより壁やテーブル等に投影されることで，３〜４人程度の少人数での同時に閲覧することが可能となっている。例えば，携帯電話に必要な文書，写真，メール等を格納しておけば，携帯電話に搭載されたプロジェクタで画像をテーブル等の平面に投影することで，出先での少人数での打合せ・プレゼンテーションが大型プロジェクタを使わずに可能となる。このように営業ツールとしても携帯型プロジェクタを使用することができ，少人数で画像を閲覧する機会は今後増加することが予想される。

特開２００９−６４１０９号公報 特開２０１０−１９７７５５号公報

操作者が携帯機器を手に持ちテーブルのような平面に画像を投影したとき，各閲覧者は投影された画像を取り囲みながら閲覧することがある。しかしながら，このような場合画像の向きは通常固定されているため，閲覧者によっては画像の向きが上下反対であったりする等画像が見難くなる。そのため，閲覧者間における同時かつ共通な理解を妨げている。また，操作者が画像の向きを調整するため携帯端末を手に持ち画像を投影しながら携帯端末のボタンを操作するのは手間がかかるため，操作者が画像を投影しながら簡単な操作で各閲覧者に合わせて画像の向きを変えられることが望ましい。

そこで，本発明の目的は，投影画像を取り囲む全ての人にとって理解し易く画像を投影する装置を提供することとする。

画像投影装置の第１の側面は，
投影面に画像を投影する画像表示部と，
前記画像を生成する画像処理部と，
前記画像投影装置の鉛直方向の角度を検出する角度検出部と，
前記画像投影装置と前記投影面との距離を検出する距離検出部と，
前記鉛直方向の角度に基づいて前記投影面に対する前記画像投影装置の投影角度を決定し，前記投影角度と前記距離とに基づいて前記画像の基準移動距離に対応する前記角度の変化の閾値を決定し，前記画像投影装置の移動による前記角度の変化が前記閾値に達しているか否かの判定をする判定部とを有し，
前記角度の変化が前記閾値に達した場合，前記前記画像投影装置の移動方向に応じた向きで前記画像を投影する。

画像投影装置の第１の側面によれば，閲覧者が画像を見易くなるように，操作者は画像を投影しながら簡単な操作で画像の向きを切り替えることができる。

第１の実施の形態における画像投影装置の投影状態を示す図である。 第１の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。 第１の実施の形態における画像投影装置のローカル座標を示す図である。 第１の実施の形態における画像投影装置の鉛直方向の角度の変化を示す図である。 第１の実施の形態における画像投影装置の構成図である。 第１の実施の形態における投影角度を示す図である。 第１の実施の形態における画像投影装置の動作を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における画像切替処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。 第２の実施の形態における画像切替処理のフローチャートである。 第２の実施の形態における投影画像データの回転処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。 第３の実施の形態における投影画像データの回転処理を示すフローチャートである。

以下，図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
図１は，第１の実施の形態における画像投影装置の投影状態を示す図である。まず，図１を用いて第１の実施の形態における画像投影装置１０の処理概要を説明する。

第１の実施の形態では，テーブル１１の左側に立つ操作者１２が携帯型の画像投影装置１０を手に持ち，図１に示すようにテーブル１１の上方からテーブル１１に向けてレーザー光を走査させて画像１０１を投影する。このとき画像１０１は，操作者１２から見て上下左右の向きが正しくテーブル１１上に映し出されている。画像１０１内の矢印は画像の上下方向を示す。しかし，テーブルの右側に立つ閲覧者１３から見ると，画像１０１は上下左右の向きが反対に投影されているため，閲覧者１３は画像１０１を理解し難い状況となっている。

そこで，操作者１２は，画像投影装置１０の先端を閲覧者１３に向けて振り，後述する画像投影装置１０の画像切替処理を開始する。操作者１２が画像投影装置１０の先端を振ることによって，画像１０１は矢印１４の向きにテーブル１１上を移動する。そして，画像１０１の移動距離が，予め画像投影装置１０に設定していた基準移動距離に達したとき，画像１０１の向きが切り替わり，閲覧者１３から見て上下左右の向きが正しい画像１０２がテーブル１１上に映し出される。閲覧者１３は，画像１０１ではなく画像１０２を見ることで，画像の内容を理解し易くなり，操作者１２と閲覧者１３との間で共通認識が生まれコミュニケーションが円滑になる。

操作者１２が閲覧者１３の方向に画像投影装置１０の先端を振った場合だけに限らず，画像投影装置１０の先端を振った方向に応じて画像の向きが切り替わる。これにより，テーブル１１を複数の閲覧者が囲んでいても，操作者１２は各閲覧者の方向に画像投影装置１０の先端を振って各閲覧者が見易くなるように画像の向きを切り替えることができる。次に図２を用いて，画像の切替パターンについて具体的に説明する。

図２は，第１の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。まず，図１のように操作者１２は画像投影装置１０を手に持ち，テーブル１１上に画像１０１を投影する。そして，図１と同様，操作者１２が画像投影装置１０の先端を垂直方向の上方に振って画像１０１を移動させた場合，移動中は，画像１０１は画像１１０のように向きは切り替わらない。そして移動距離が基準移動距離Ｎに達したときに画像の上下左右の向きが切り替わり，画像１０２のように画像１０１が１８０度回転した画像が映し出される。

また，操作者１２が画像１０１を投影して垂直方向と直交する水平方向の左に画像投影装置１０の先端を振った場合，画像１０１の移動中は画像１１１のように向きは切り替わらないが，移動距離が基準移動距離Ｎに達したときに向きが切り替えられる。そして，画像１０４のように画像１０１が９０度時計回りした画像が映し出される。同様にして，画像１０１を画像１０２〜１０８の位置まで移動させることで，画像１０２〜１０８のようにそれぞれ画像の向きを切り替えることができる。

このように操作者１２は，画像１０１の向きを切り替えたい方向へ画像投影装置１０を振って，画像１０１を基準移動距離Ｎだけ移動させることで，３６０度あらゆる方向に画像の向きを切り替えることができる。つまり，操作者１２は，画像１０１を中心として半径が基準移動距離Ｎである円周１１２上まで画像１０１が移動させれば，移動方向に応じて画像１０１の向きを切り替えることができる。

画像投影装置１０は，画像方向の切り替え操作を可能にするため，テーブル１１上における画像１０１の移動距離を，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向（重力方向）の角度の変化Δθ（＝（Δθｘ，Δθｙ，Δθｚ））で検出する。

図３は，第１の実施の形態における画像投影装置のローカル座標を示す図である。図３（１）に示すように画像投影装置１０はローカル座標としてｘ軸・ｙ軸・ｚ軸からなる３次元直交座標系を有しており，座標系の原点Ｏは画像投影装置１０の中心と一致している。

図３（１）において，鉛直方向がベクトルＧの方向であるとき，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θは，θ＝（θｘ，θｙ，θｚ）と表される。ここで，θｘはｙｚ平面上にてｙ軸をｚ軸に向けてベクトルＧまで回転させた角度（図３（２）），θｙはｚｘ平面上にてｚ軸をｘ軸に向けてベクトルＧまで回転させた角度（図３（３）），θｚはｘｙ平面上にてｘ軸をｙ軸に向けてベクトルＧまで回転させた角度（図３（４））である。

画像１０１を移動させるために画像投影装置１０が振られると，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θは変化する。このときの角度θの変化がΔθに相当する。

そして，操作者１２が画像投影装置１０の先端を振った角度Δθによって，画像投影装置１０は画像１０１の移動距離が基準移動距離Ｎに達しているか否かを判定する。画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化Δθが閾値に達したとき，画像投影装置１０は画像１０１が基準移動距離Ｎだけ移動したと判定する。

図４は，第１の実施の形態における画像投影装置の鉛直方向の角度の変化を示す図である。図４では，図面をわかりやすくするために２次元平面における画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度を用いて説明する。図４は，図２において操作者１２が図中上方向（画像１０１の矢印方向）に画像投影装置１０の先端を振って画像１０１を画像１０２に移動させた場合での，画像１０１の移動方向に沿った断面を示している。

水平なテーブル１１上の地点Ｐ１から距離ｄだけ離れ画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度がθ２である画像投影装置１０から，地点Ｐ１に画像１０１を投影したとき，テーブル１１に対する画像投影装置１０の投影角度θｒはθｒ＝θ２と表される。また，画像の投影位置を地点Ｐ１から基準移動距離Ｎだけ離れた地点Ｐ２に移動させて画像１０１を画像１０２に切り替えたとき，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化はθｎと表される。テーブル１１上の基準移動距離Ｎはこの角度の変化θｎに対応し，これが角度の変化の閾値に対応する。このとき閾値θｎ＝θｒ−ａｒｃｔａｎ｛ｄ・ｓｉｎθｒ／（ｄ・ｃｏｓθｒ＋Ｎ）｝となる。

このように画像投影装置１０の角度の閾値θｎは，テーブル１１と画像投影装置１０との距離ｄと，テーブル１１に対する画像投影装置１０の投影角度θｒ（＝θ２）と，基準移動距離Ｎに応じて変化する。

しかし，図４ではテーブル１１を水平としているが，画像投影装置１０の使用場面としてテーブル１１が傾いている場合もあり得るため，テーブル１１の傾きも考慮して，投影角度θｒを求める必要がある。

さらに，例えば図２の画像１０１を画像１０７の位置まで移動させた場合の投影角度θｒは，画像投影装置１０と画像１０１，１０７とによる三角形を考えると９０度となるように，投影角度θｒの値は画像１０１の移動方向にも依存する。

そのため，図４では，実際には，画像１０１の移動方向である地点Ｐ１とＰ２とを結ぶ線と，テーブル１１の地点Ｐ１と画像投影装置１０の投射点Ｐ１０とを結ぶ線とを含む平面を想定して，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θ２（＝（θ２ｘ，θ２ｙ，θ２ｚ））とテーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ１（＝（θ１ｘ，θ１ｙ，θ１ｚ））とに基づいて，投影角度θｒ（＝（θｒｘ，θｒｙ，θｒｚ））をまず求める必要がある。なお，後述するように，第１の実施の形態では，テーブル１１に画像投影装置１０をおいたときの画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度を，テーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ１とする。

そして，投影角度θｒを求めた後にテーブル１１の地点Ｐ１と画像投影装置１０との距離ｄ，テーブル１１に対する画像投影装置１０の投影角度θｒ，基準移動距離Ｎに基づいて，角度の閾値θｎを決定する。第１の実施の形態では，図４に示す画像投影装置１０により各値を検出し，画像１０１の移動による操作が行われる前に，基準移動距離Ｎに対応する，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化の閾値θｎ（＝（θｎｘ，θｎｙ，θｎｚ））を求める。

図５は第１の実施の形態における画像投影装置の構成図である。図５に示す画像投影装置１０は，ＣＰＵ２０と，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向（加速度方向）を検出する加速度センサ２１と，画像投影装置１０が移動したときの角速度を検出する角速度センサ２２と，画像投影装置１０からテーブル１１上の投影位置までの距離ｄを赤外線等により測定する距離センサ２３と，メモリ２４と，バス３１と，圧縮画像データを記憶する記憶媒体２６，記憶媒体２６とバス３１とを接続するインターフェース２５と，画像処理部２７と，フレームバッファ２８と，赤色，緑色，青色の各レーザー光源とＭＥＭＳミラーとを有しレーザー光を走査する画像表示部３０と，画像表示部３０とバス３１とを接続するインターフェース２９とを有する。

ＣＰＵ２０は，メモリ２４に記憶された制御プログラムを読み出して実行し，各値の演算処理，画像切替処理等の動作を制御する。

画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度は，加速度センサ２１から出力される加速度データから求められた鉛直方向の角度に対して角速度センサ２２から出力される角速度データで補正が行われ求められる。すなわち，操作者１２が画像投影装置１０を振ると，通常，加速度センサ２１から出力される加速度データには，鉛直方向だけでなく画像投影装置１０の移動方向成分の加速度が含まれる。そのため，角速度データに基づいて求めた角度を，加速度データに基づいて求めた角度に所定の割合で近づける補正処理（例えば特開２０１０−２６３９３０号公報参照）が行われ，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度が求められる。

画像投影装置１０からテーブル１１上の投影位置までの距離ｄは，距離センサ２３から出力される距離データに基づいて算出される。

角度の変化の閾値θｎは，画像投影装置１０からテーブル１１上の投影位置までの距離ｄと，テーブル１１に対する画像投影装置１０の投影角度θｒと，画像１０１の基準移動距離Ｎとに基づいて，これらの値の対応関係を表すメモリ２４内に格納された対応表の参照もしくはＣＰＵ２０による計算により求められる。

ここで，図６は，第１の実施の形態における投影角度を示す図である。図６（１）は，テーブル１１上の地点Ｐ１に投影された画像１０１を，地点Ｐ１から距離Ｎの地点Ｐ２〜Ｐ８それぞれに移動させた場合に形成される平面を表している。投影角度θｒは，画像投影装置１０の投影点Ｐ１０と画像１０１のテーブル１１上の地点Ｐ１と地点Ｐ２〜Ｐ８等の画像１０１の各移動先とからなる平面を想定し，画像投影装置の画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θ２とテーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ１とに基づいて求められる。

例えば，画像１０１を地点Ｐ１からＰ２へ移動させる場合には，投影点Ｐ１０と地点Ｐ１とを結ぶ線と，地点Ｐ１とＰ２とを結ぶ線とを含む平面ＰＬ１を想定する。このときの投影角度θｒは１８０°―∠Ｐ１０Ｐ１Ｐ２と表される。また，画像１０１を地点Ｐ１からＰ８へ移動させる場合には，投影点Ｐ１０と地点Ｐ１とを結ぶ線と，地点Ｐ１とＰ８とを結ぶ線とを含む平面ＰＬ２を想定する。このときの投影角度θｒは１８０°―∠Ｐ１０Ｐ１Ｐ８と表される。

角度θ１とθ２が求まれば投影点Ｐ１０と地点Ｐ１とを結ぶ線は決まるため，画像１０１の移動方向ごとの投影角度θｒを求めることができる。そこで，第１の実施の形態では，図６（２）のような画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θ２と，テーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ１と，画像１０１の移動方向ごとの投影角度θｒとの対応関係を表す対応表を，図５のメモリ２４に予め記憶させている。そして，後述するように，加速度センサ２１および角速度センサ２２で検出した角度θ１とθ２とに基づいて，この対応表から移動方向ごとの投影角度θｒを読み出せるようにしている。

また，図５に戻り，メモリ２４は，各処理の制御プログラムや，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度，画像投影装置１０からテーブル１１上の投影位置までの距離ｄ，画像１０１の基準移動距離Ｎ，画像投影装置１０の閾値θｎ等を記憶する。基準移動距離Ｎは，予めメモリ２４に固定値として記憶されている。なお，これに限らず，予め複数個の基準移動距離Ｎが記憶され操作者１２が選択できるようになっていてもよいし，操作者１２が基準移動距離Ｎとして任意の数値をメモリ２４に記憶できるようにしてもよい。

画像処理部２７は，記憶媒体２６の圧縮画像データを解凍し，ＲＧＢ階調データからなるビットマップ等のファイル形式で投影画像データを生成し，フレームバッファ２８へ記憶する。なお，画像投影装置１０が振られて画像１０１の移動距離が基準移動距離Ｎに達した場合は，画像処理部２７は，フレームバッファ２８から投影画像データを読み出して，画像投影装置１０の角度に応じた角度だけ回転させて投影画像データを補正し，フレームバッファ２８へ記憶する。

画像表示部３０は，フレームバッファ２８の投影画像データに基づいて，赤，緑，青色のレーザー光源を変調する。そして，画像表示部３０は，ＭＥＭＳミラーを振りながらレーザー光をＭＥＭＳミラーで反射させてテーブル１１に向けて出射する。これにより出射されたレーザー光はテーブル１１上で水平方向と垂直方向とに走査されて，画像が映し出される。

ここで，テーブル１１に対して斜めに画像が投影されると，テーブル１１上に映し出された画像は台形上に歪んでしまう。そこで，画像表示部３０は，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θ１とテーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ２とに応じて，ＭＥＭＳミラーの振れ幅を調整し台形補正処理を行う。例えば，図２では，画像１０１の位置から画像１０２の位置に画像が移動すると，投影された画像は画像投影装置１０から遠いほど画像の水平方向の長さが長くなり，台形の歪みが大きくなる。そのため，画像投影装置１０から遠くなるに従い水平方向の走査範囲が短くなるように，画像表示部３０は，ＭＥＭＳミラーの振れ幅を調整して画像の歪みを防ぐ。

図７は，第１の実施の形態における画像投影装置の動作を示すフローチャートである。

まず，操作者１２は画像投影装置１０をテーブル１１に置く。そして，ＣＰＵ２０は，このときの画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度を検出し，その検出した角度をテーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度θ１としてメモリ２４に記憶する（Ｓ１０）。

次に，操作者１２は画像投影装置１０を持ち，図４の地点Ｐ１に向けて画像１０１を投影し（このときの画像１０１のテーブル１１上の位置を初期位置とよぶ），ＣＰＵ２０はこのときの画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度θ２を検出しメモリ２４に記憶する（Ｓ１１）。なお，このとき画像処理部２７では，角度θ１とθ２と距離ｄとに基づいて初期位置における投影画像の台形補正処理を行う。次に，図６（２）のようなメモリ２４に記憶されている対応表を読み出して，角度θ１とθ２に基づいて，例えば，θ１＝（５°，３０°，０），θ２＝（５°，０°，０）のときの移動方向Ｐ２〜Ｐ８に対する投影角度θｒのように，画像１０１の移動方向ごとに投影角度θｒを求める（Ｓ１２）。そして，ＣＰＵ２０は，距離センサ２３から出力された距離データに基ついて，テーブル１１と画像投影装置１０との距離ｄを求めメモリ２４に記憶する（Ｓ１３）。

ステップＳ１３の終了後，ＣＰＵ２０は，画像１０１の移動方向ごとの投影角度θｒ，距離ｄ，基準移動距離Ｎに基づいて，メモリ２４の対応表又は計算により角度の閾値θｎを画像１０１の移動方向ごとに決定し，メモリ２４に記憶する（Ｓ１４）。

ステップＳ１０〜Ｓ１４によって，テーブル１１が水平（鉛直方向に対して垂直）でなくても，テーブル１１と画像投影装置１０との相対的位置関係により，画像１０１を基準移動距離Ｎだけ移動させるのに必要な角度の変化θｎが画像１０１の移動方向ごとに決定する。

ステップＳ１４で角度の閾値θｎが決定したため，操作者１２は，画像投影装置１０を振って，図８に示す画像切替処理により画像の向きを切り替えることができる（Ｓ１５）。

図８は，第１の実施の形態における画像切替処理を示すフローチャートである。
図７のステップＳ１４が終了した後，ＣＰＵ２０は，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度を検出する（Ｓ２１）。このときの角度をθ３とする。そして，ＣＰＵ２０は，角度θ３とθ２とが等しいか否かを判定する（Ｓ２２）。つまり，操作者１２により画像投影装置１０が振られているか否かを判定する。

角度θ３がθ２と等しい場合は，画像投影装置１０は初期位置から動いていない，すなわち操作者１２は画像投影装置１０を振っていないこととなる。この場合は，ＣＰＵ２０は，再度角度θ３の検出を行う（Ｓ２１）。

角度θ３がθ２と異なる場合は，ＣＰＵ２０は，操作者１２が画像投影装置１０を振っていると判定する。この場合，ＣＰＵ２０は，初期位置における画像投影装置１０の角度θ２とステップＳ２１で検出した角度θ３とに基づいて，画像１０１の移動方向を決定する。そして，図７のステップＳ１４で求めた画像１０１の移動方向ごとの閾値θｎから，当該移動方向に対する閾値θｎを決定する（Ｓ２３）。

ステップＳ２３の終了後，ＣＰＵ２０は，角度θ３とθ２とに基づき画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化Δθを求め，その変化Δθが閾値θｎより小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。つまり，ステップＳ２４では，画像１０１の移動距離が基準移動距離Ｎに達しているか否かを判定する。

画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎよりも小さい場合，すなわち画像１０１が移動中の間は，画像投影装置１０の角度θ３に応じて画像表示部３０における台形補正処理を行う（Ｓ２５）。ステップＳ２５が終了後，ＣＰＵ２０は，再度角度θ３の検出を行い（Ｓ２６），ステップＳ２４の判定を行う。

ステップＳ２４において，画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎ以上の場合は，画像１０１が基準移動距離Ｎだけ移動したこととなる。この場合，ＣＰＵ２０は，ステップＳ２３で決定した画像１０１の移動方向に応じて画像の向きの切り替えを行い（Ｓ２７），角度θ３に応じて台形補正処理を行う（Ｓ２８）。つまり，画像処理部２７がフレームバッファ２７の投影画像データを読み出し，画像１０１の移動方向に応じて回転させて，投影画像データを補正する。補正後の投影画像データが画像表示部３０より投影されることにより，向きが切り替わった画像がテーブル１０１上に映し出される。

なお，第１の実施の形態では，操作者１２は，画像投影装置１０を回転させながら振ることはせず，画像投影装置１０自体の上下の向きを固定させたまま振るものとする。

以上のとおり，第１の実施の形態では，操作者１２は，画像投影装置１０を振ることで画像１０１の向きを所望の方向に簡単に切り替えることができる。また，操作者１２は，テーブル１１に対してどこから投影しても，画像１０１をテーブル１１上で基準移動距離Ｎだけ移動させることにより，画像の向きを切り替えることができる。これにより，閲覧者が画像１０１を取り囲むように位置していても，各閲覧者が見易くなるように画像の向きを切り替えることができ，閲覧者の理解を促すことができる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では，画像１０１が基準移動距離Ｎだけ移動するまでは画像１０１の向きは固定されている。また，操作者１２が画像切替処理を意図せず投影位置を上下左右にずらす場合にも画像１０１の移動が生じる。そのため，操作者１２は，画像１０１が移動しても，画像の向きが切り替わるまでは画像切替処理が正常に行われようとしているのか判断することができない。そこで，第２の実施の形態では，操作者１２が，例えば予め設定されている画像切替処理操作の回転速度範囲内で画像投影装置１０の先端を振って画像切替処理操作を行う場合，画像投影装置１０は，画像１０１を移動している間その移動距離に応じて画像を回転させる。これにより，操作者１２は，画像切替処理が行われようとしていることを操作しながら認識することができる。

図９は，第２の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。図９（ａ）〜（ｅ）は，まず操作者１２が画像１０１を投影し，垂直方向の上に画像投影装置１０を振って画像１０１を基準移動距離Ｎ離れた画像１０２の位置まで移動させた場合の，画像１０１の回転を示している。

図９（ａ）の画像の矢印の向きは，操作者１２がテーブル１１上に投影を開始したときの操作者１２から見た画像１０１の向きであり，矢印の向きは上を示す。このときは，画像１０１の移動距離は０である。操作者１２が前述の回転速度範囲内で画像投影装置１０を振り画像１０１の移動を開始し，画像１０１の移動距離が基準移動距離Ｎの１／４に達したとき，図９（ｂ）のように画像１０１は反時計回りに４５度回転した画像になる。そして，操作者１２が画像１０１を移動させて移動距離がＮ／２まで達したときは図９（ｃ）のように画像１０１を反時計回りに９０度回転させた画像になる。さらに画像１０１の移動距離が３Ｎ／４に達すると，図９（ｄ）のように画像１０１を反時計まわりに１３５度回転させた画像となる。移動距離が基準移動距離Ｎに達したときは，図９（ｅ）のように画像１０１を１８０度回転させた画像１０２がテーブル１１上に映し出される。

このように，操作者１２が垂直方向の上に画像投影装置１０を振る場合は，移動距離がＮに達すると１８０度回転するように画像１０１の移動距離に応じて，画像１０１が回転した画像が映し出される。

画像１０１の移動中の回転角度は，画像投影装置１０を振った方向と移動距離とにより決まる。移動距離が基準移動距離Ｎに達したときの回転角度をθｍとすると画像投影装置１０が振られた方向に応じて回転角度θｍが決まる（図９（ａ）〜（ｅ）ではθｍ＝１８０度）。回転角度θｍは，画像１０１を画像１０６の位置に移動させる場合が最小となり，画像１０１を画像１０５の位置に移動させる場合が最大となる。また，画像１０１の移動距離Ｌとすると画像１０１の回転角度θ´はθｍ・Ｌ／Ｎとなる。

第１の実施の形態と同様，画像投影装置１０は，画像１０１の移動距離を，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化で検出する。画像１０１が基準移動距離Ｎだけ移動したときの画像投影装置１０の鉛直方向の角度は閾値θｎである。画像１０１を投影したときの画像投影装置１０の鉛直方向の角度θ２と画像１０１が移動距離Ｌだけ移動したときの画像投影装置１０の鉛直方向の角度θ３とに基づいて求められる画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化をΔθとすると，画像１０１の回転角度θ´はθｍ・Δθ／θｎと表すこともできる。

なお，図９（ａ）〜（ｅ）では反時計回りに画像１０１は回転したが，これに限らず，画像投影装置１０を振った方向に応じて，反時計回り又は時計回りに画像１０１を回転させてもよい。例えば，画像１０２〜１０５等のように，操作者１２から向かって水平方向の左側に画像１０１を移動させるときは時計回りに画像が回転し，画像１０６〜１０８等のように水平方向の右側に画像１０１を移動させるときは反時計回りに画像を回転させてもよい。

第２の実施の形態における画像投影装置１０の構成は，図５と同様である。ただし，画像処理部２７は，フレームバッファ２８から読み出した投影画像データに回転処理を行い，画像１０１の移動距離に応じた回転角度だけ回転させた投影画像データを生成しフレームバッファ２８へ記憶する。

また，第２の実施の形態における画像投影装置の動作は図７と同様である。第２の実施の形態では，図７のステップＳ１５の画像切替処理については，図１０に示す処理が行われる。

図１０は，第２の実施の形態における画像切替処理のフローチャートである。図１０の画像切替処理は，ステップＳ３５以外は図６と同様である。図１０のステップＳ３５では，台形補正処理だけでなく，図１１に示す投影画像データの回転処理が行われる。

図１１は，第２の実施の形態における投影画像データの回転処理を示すフローチャートである。まず，ＣＰＵ２０は，図１０のステップＳ３３で決定した移動方向に基づいて，画像１０１が基準移動距離Ｎだけ移動したときの回転角度θｍを決定する（Ｓ４１）。次に，角度θ２とθ３とに基づいて画像１０１の回転角度θ´を決定する（Ｓ４２）。そして，画像処理部２７は，フレームバッファ２８から画像１０１の投影画像データを読み出して角度θ´だけ回転させ，回転処理後の新たな投影画像データを生成しフレームバッファ２８へ記憶する（Ｓ４３）。そして，角度θ３に応じて台形補正処理を行う（Ｓ４４）。

以上のように，第２の実施の形態では，画像１０１の移動中，画像１０１が回転することにより，操作者１２は，画像投影装置１０で画像方向切替処理が行われようとしていることを認識することができる。また，基準移動距離Ｎに到達して急に画像１０１の向きが切り替わるのではなく，画像１０１の移動距離に応じて画像１０１は回転するため，操作者１２からは，滑らかに画像１０１の向きが変わっているように見える。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では，予め設定されている画像切替処理操作の回転速度範囲内で画像投影装置１０の先端を振っても，画像１０１のテーブル１１上の投影位置は初期位置のときの投影位置から変わらず，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎに到達したら画像１０１が切り替わる。さらに，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎのときの画像１０１の回転角度を１８０度として，角度の変化Δθが閾値θｎに達するまで，角度の変化Δθに応じて画像１０１が時計回りに回転する。これにより，ＭＥＭＳミラーにより投影位置を固定しても，操作者１２は画像投影装置１０を振っていることを体感でき，画像切替処理が行われようとしていることを操作しながら認識することができる。また，操作者１２は，画像１０１の移動距離の代わりに回転度合いを操作しながら見ることで，どの程度画像投影装置１０の先端を振れば画像１０１の向きが切り替わるか判断することができる。

図１２は第３の実施の形態における画像方向の切替パターンを示す図である。操作者１２は，操作者１２からみて正しい方向に画像１０１をまず投影し（図１２（ａ）），画像投影装置１０の先端を図中右方向に振り画像切替処理を開始する。画像１０１は，操作者１２の振りの動作に応じて回転して投影される。

右方向にθｎ／２だけ振った場合（図１２（ｂ）），画像１０１が時計回りに９０度回転した画像３０１が投影される。画像投影装置１０がさらに右方向に振られると，画像１０１は時計回りに回転し続ける。右方向に閾値３θｎ／４だけ振った場合には（図１２（ｃ）），画像１０１が時計回りに１３５度回転した画像３０２が瞬間的に投影される。そして，右方向に閾値θｎだけ振った場合には（図１２（ｄ）），画像１０１は，１８０度回転する直前で，画像投影装置１０が移動した右方向に対応して画像の向きが切り替えられ，画像１０１が反時計まわりに９０度回転した画像３０３が投影される。

このように，角度の変化Δθが閾値θｎに達するまでは，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎのとき画像１０１の回転角度が１８０度となるように，角度の変化Δθに応じて，画像１０１は時計回りに回転して投影される。そして，角度の変化Δθが閾値θｎに達したときは，画像投影装置１０の移動方向に応じて画像１０１の向きが切り替えられる。

第３の実施の形態における画像投影装置１０の構成は，図５と同様である。ただし，画像表示部３０は，画像投影装置１０が移動しても画像１０１が初期位置に投影されるように，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθに応じて，ＭＥＭＳミラーの向きを制御する。また，画像処理部２７は，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθに応じて，フレームバッファ２８から読み出した投影画像データに回転処理を行う。

また，第３の実施の形態における画像投影装置の動作や画像切替処理は，図７，図１０と同様である。ただし，図１０のステップＳ３５では，図１３に示す投影画像データの回転処理も行われる。

図１３は，第３の実施の形態における投影画像データの回転処理を示すフローチャートである。まず，ＣＰＵ２０は，角度θ２とθ３と閾値θｎに基づいて画像１０１の回転角度θ´を決定する（Ｓ５１）。そして，画像処理部２７は，フレームバッファ２８から画像１０１の投影画像データを読み出してθ´だけ回転させ，回転処理後の新たな投影画像データを生成しフレームバッファ２８へ記憶する（Ｓ５２）。そして，角度θ３に応じて台形補正処理を行う（Ｓ５３）。

以上のように第３の実施の形態では，画像投影装置１０が移動しても画像１０１のテーブル１１上の投影位置は変わらず，画像投影装置１０の鉛直方向の角度の変化Δθが閾値θｎに達するまでは，その角度の変化Δθに応じて回転して投影される。そして，角度の変化Δθが閾値θｎに達すると，画像投影装置１０の移動方向に応じて，画像１０１の向きが切り替わる。

これにより，投影位置を固定しても，操作者１２は画像投影装置１０を振っていることを体感できる。さらに，操作者１２は，画像１０１の移動距離ではなく回転量から，画像１０１の向きを切り替えるのにどの程度画像投影装置１０を振ればよいかを操作しながら把握することができる。

また，第１および第２の実施形態では，テーブル１１の面積が基準移動距離Ｎを半径とする円よりも小さい場合，画像１０１を移動させるとテーブル１１からはみ出してしまう。しかし，第３の実施の形態であれば，テーブル１１の面積が少なくとも画像１０１の対角線を直径とする円面積だけあれば，操作者１２は，画像１０１を見ながら，画像１０１の向きを切り替えることができる。

以上の実施の形態をまとめると，次の付記のとおりである。

（付記１）
画像投影装置において，
投影面に画像を投影する画像表示部と，
前記画像を生成する画像処理部と，
前記画像投影装置の鉛直方向の角度を検出する角度検出部と，
前記画像投影装置と前記投影面との距離を検出する距離検出部と，
前記鉛直方向の角度に基づいて前記投影面に対する前記画像投影装置の投影角度を決定し，前記投影角度と前記距離とに基づいて前記画像の基準移動距離に対応する前記角度の変化の閾値を決定し，前記画像投影装置の移動による前記角度の変化が前記閾値に達しているか否かの判定をする判定部とを有し，
前記角度の変化が前記閾値に達した場合，前記前記画像投影装置の移動方向に応じた向きで前記画像を投影する画像投影装置。

（付記２）
付記１において，
前記角度の変化に応じて前記画像の台形歪みを補正し，前記前記画像投影装置の移動によって前記画像が前記投影面上を前記基準移動距離だけ移動したときに前記画像の向きを切り替える画像投影装置。

（付記３）
付記１において，
前記画像投影装置が前記投影面に置かれたときに前記投影面の鉛直方向の角度を検出し，前記画像を投影開始したときに前記画像投影装置の鉛直方向の初期角度を検出し，前記投影面の鉛直方向の角度と前記画像投影装置の鉛直方向の初期角度とに基づいて前記投影角度を決定する画像投影装置。

（付記４）
付記１において，
前記角度の変化に応じた回転角度だけ前記画像を回転して前記画像を投影し，前記画像投影装置の移動によって前記画像が前記投影面上を前記基準移動距離だけ移動したときに前記画像の向きを切り替える画像投影装置。

（付記５）
付記１において，
前記画像投影装置が移動しても前記画像を前記投影面の同じ位置に投影し，前記角度の変化に応じて前記画像を回転させて投影する画像投影装置。

Ｎ ： 画像１０１の基準移動距離
Δθ ： 画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化
θｎ ： 画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度の変化の閾値
θｒ ： 投影角度
θ１ ： テーブル１１のローカル座標における鉛直方向の角度
θ２ ： 初期位置にある画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度
θ３ ： 画像投影装置１０のローカル座標における鉛直方向の角度

Claims (5)

1. 画像投影装置において，
   投影面に画像を投影する画像表示部と，
   前記画像を生成する画像処理部と，
   前記画像投影装置の鉛直方向の角度を検出する角度検出部と，
   前記画像投影装置と前記投影面との距離を検出する距離検出部と，
   前記鉛直方向の角度に基づいて前記投影面に対する前記画像投影装置の投影角度を決定し，前記投影角度と前記距離とに基づいて前記画像の基準移動距離に対応する前記角度の変化の閾値を決定し，前記画像投影装置の移動による前記角度の変化が前記閾値に達しているか否かの判定をする判定部とを有し，
   前記角度の変化が前記閾値に達した場合，前記前記画像投影装置の移動方向に応じた向きで前記画像を投影する画像投影装置。
2. 請求項１において，
   前記角度の変化に応じて前記画像の台形歪みを補正し，前記前記画像投影装置の移動によって前記画像が前記投影面上を前記基準移動距離だけ移動したときに前記画像の向きを切り替える画像投影装置。
3. 請求項１において，
   前記画像投影装置が前記投影面に置かれたときに前記投影面の鉛直方向の角度を検出し，前記画像を投影開始したときに前記画像投影装置の鉛直方向の初期角度を検出し，前記投影面の鉛直方向の角度と前記画像投影装置の鉛直方向の初期角度とに基づいて前記投影角度を決定する画像投影装置。
4. 請求項１において，
   前記角度の変化に応じた回転角度だけ前記画像を回転して前記画像を投影し，前記画像投影装置の移動によって前記画像が前記投影面上を前記基準移動距離だけ移動したときに前記画像の向きを切り替える画像投影装置。
5. 請求項１において，
   前記画像投影装置が移動しても前記画像を前記投影面の同じ位置に投影し，前記角度の変化に応じて前記画像を回転させて投影する画像投影装置。

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