JP5259010B2 - 携帯電子機器および投影システム - Google Patents

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Description

本発明は、画像を投影する画像投影部を有する携帯電子機器および投影システムに関する。
従来、画像を投影する装置としては、いわゆるプロジェクタがある。このプロジェクタは、所定位置に固定した状態で使用され、一定箇所の壁面やスクリーンに画像を投影させる。
これに対して、近年、プロジェクタとして、小型で持ち運びが容易な携帯型のプロジェクタが提案されている。例えば、特許文献１には、上キャビネットと、下キャビネットと、上キャビネット及び下キャビネットを互いに回動可能に接続するヒンジ部とを備え、レンズと光源とを有するプロジェクタが搭載されたプロジェクタ機能付携帯端末が記載されている。
特開２００７−９６５４２号公報
ここで、プロジェクタは、画像を大きく表示させるためには、画像データを操作するか、プロジェクタと画面との距離を長くして画面自体を大きくする必要がある。
本発明は、簡単な操作で、好適に画像投影を変化させることができる携帯電子機器および投影システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る携帯電子機器は、筐体と、前記筐体に設けられて、画像を投影する画像投影部と、前記画像投影部から、当該画像投影部により投影された画像が映し出される投影面までの距離を検出する距離検出部と、基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部により投影させる処理部と、を含み、前記処理部は、前記距離検出部で検出した前記距離の変化に基づいて、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする。
ここで、前記処理部は、前記距離検出部により検出された第１の距離と比較して、前記第１の距離の検出後に検出された第２の距離が短いことを検出したら、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくすることが好ましい。
また、前記処理部は、基準投影距離を設定し、前記基準投影距離に基づいて投影される投影画像内の対象物の大きさと、前記距離検出部により検出された距離に基づいて投影される投影画像内の対象物の大きさとを、同じにすることが好ましい。
また、前記処理部は、前記基準投影距離に基づいて投影される投影画像を、前記基準画像として設定することが好ましい。
また、前記処理部は、前記距離検出部により検出された第１の距離と比較して、前記第１の距離の検出後に検出された第２の距離が短い場合、前記第１の距離を検出したときに画像を投影した投影角に比較して、前記第２の距離の検出を検出したときに画像を投影する投影角を広くなすことが好ましい。
また、前記画像投影部の前記投影面に対して水平な方向における、前記画像投影部の移動を検出する移動検出部をさらに備え、前記処理部は、前記移動検出部が検出した前記画像投影部の前記投影面に対して水平な方向での移動方向を求めて、前記移動が検出される前の投影画像よりも前記基準画像における前記移動方向側の画像を、前記移動が検出された後の投影画像として投影させることが好ましい。
また、前記画像投影部が画像を投影する方向の画像を撮影する撮影部を有し、前記処理部は、前記撮影部で撮影した画像に基づいて画像を投影する投影角を設定することが好ましい。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る携帯電子機器は、筐体と、前記筐体に設けられて、投影面に向かって画像を投影する画像投影部と、前記画像投影部による画像の投影方向における前記筐体の移動を検出する移動検出部と、基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部に投影させる処理部と、を含み、前記処理部は、前記移動検出部で検出した移動に関する情報に基づいて、前記画像投影部により投影される前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする。
ここで、前記処理部は、前記移動方向が前記投影面に近づく方向であるときは、前記画像投影部により投影する前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくすることが好ましい。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る投影システムは、筐体と、前記筐体に設けられて、画像を投影する画像投影部と、前記筐体に設けられて、前記画像投影部と、前記画像投影部が画像を投影する投影面との距離に関する情報、或は前記画像投影部による画像の投影方向に沿った方向における前記筐体の移動に関する情報のいずれか一方或は双方を取得する情報取得部と、前記筐体外に設けられて、基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部により投影させる処理部と、前記画像投影部及び前記情報取得部と、前記処理部とで信号を送受信する送受信部と、を含み、前記処理部は、前記情報取得部で取得した情報に基づいて、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする。
本発明は、簡単かつ直感的な操作で画像の大きさを変化させて、つまり拡大、縮小して表示させることができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図である。 図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。 図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。 図４は、図１に示す携帯電子機器のプロジェクタで画像を表示させている状態を示す説明図である。 図５は、携帯電子機器の動作の一例を示すフロー図である。 図６は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図７は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図８は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図９は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図１０は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図１１は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図１２は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。 図１３は、投影システムの機能の概略構成を示すブロック図である。
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、携帯電子機器の一例として携帯電話機を取り上げるが、本発明の適用対象は携帯電話機に限定されるものではなく、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy−phone System）、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、ゲーム機等に対しても本発明は適用できる。
図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図であり、図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。図１、図２に示す携帯電子機器１は、無線通信機能と、出力手段と、音声取得手段と、撮像手段とを有する携帯電話機である。携帯電子機器１は、筐体１Ｃが複数の筐体で構成される。具体的には、筐体１Ｃは、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとで開閉可能に構成される。すなわち、携帯電子機器１は、折り畳み式の筐体を有する。なお、携帯電子機器１の筐体は、このような構造に限定されるものではない。例えば、携帯電子機器１の筐体は、両方の筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体と他方の筐体とを互いにスライドできるようにしたスライド式の筐体であってもよいし、重ね合わせ方向に沿う軸線を中心に、一方の筐体を回転させるようにした回転式や、２軸ヒンジを介して両方の筐体を連結したものでもよい。
第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、連結部であるヒンジ機構８で連結されている。ヒンジ機構８で第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとを連結することにより、第１筐体１ＣＡ及び第２筐体１ＣＢは、ヒンジ機構８を中心としてともに回動して、互いに遠ざかる方向及び互いに接近する方向（図２の矢印Ｒで示す方向）に回動できるように構成される。第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに遠ざかる方向に回動すると携帯電子機器１が開き、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに接近する方向に回動すると携帯電子機器１が閉じて、折り畳まれた状態となる（図２の点線で示す状態）。
第１筐体１ＣＡには、表示部として、図１に示すディスプレイ２が設けられる。ディスプレイ２は、携帯電子機器１が受信を待機している状態のときに待ち受け画像を表示したり、携帯電子機器１の操作を補助するために用いられるメニュー画像を表示したりする。また、第１筐体１ＣＡには、携帯電子機器１の通話時に音声を出力する出力手段であるレシーバ１６が設けられる。
第２筐体１ＣＢには、通話相手の電話番号や、メール作成時等に文字を入力するための操作キー１３Ａが複数設けられ、また、ディスプレイ２に表示されるメニューの選択及び決定や画面のスクロール等を容易に実行するための方向及び決定キー１３Ｂが設けられる。操作キー１３Ａ及び方向及び決定キー１３Ｂは、携帯電子機器１の操作部１３を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電子機器１の通話時に音声を受け取る音声取得手段であるマイク１５が設けられる。操作部１３は、図２に示す、第２筐体１ＣＢの操作面１ＰＣに設けられる。操作面１ＰＣとは反対側の面が、携帯電子機器１の背面１ＰＢである。
第２筐体１ＣＢの内部には、アンテナが設けられている。アンテナは、無線通信に用いる送受信アンテナであり、携帯電子機器１と基地局との間で通話や電子メール等に係る電波（電磁波）の送受信に用いられる。また、第２筐体１ＣＢには、マイク１５が設けられる。マイク１５は、図２に示す、携帯電子機器１の操作面１ＰＣ側に配置される。
第１筐体１ＣＡのヒンジ機構８とは反対側には、画像投影部であるプロジェクタ３４、プロジェクタ３４の光出射部（対物レンズ）から画像投影対象までの距離を測定する距離測定手段である距離センサ３６、及び、画像が投影される面の画像を撮影（取得）するカメラ４０が設けられる。このような構成により、プロジェクタ３４によって画像を投影対象物に投影したり、プロジェクタ３４の出射面と投影対象物との距離を距離センサ３６で測定して、プロジェクタ３４が投影する画像の焦点を自動的に合わせたりすることができる。なお、プロジェクタ３４の光出射部、カメラ４０の撮影窓は、第１筐体１ＣＡの外部に露出している。
図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、携帯電子機器１は、処理部２２と、記憶部２４と、送受信部２６と、操作部１３と、音声処理部３０と、表示部３２と、プロジェクタ３４と、距離センサ３６と、動き検出手段である加速度センサ３８と、カメラ４０と、を有する。処理部２２は、携帯電子機器１の全体的な動作を統括的に制御する機能を有する。すなわち、処理部２２は、携帯電子機器１の各種の処理が、操作部１３の操作や携帯電子機器１の記憶部２４に記憶されるソフトウェアに応じて適切な手順で実行されるように、送受信部２６や、音声処理部３０や、表示部３２等の動作を制御する。
携帯電子機器１の各種の処理としては、例えば、回線交換網を介して行われる音声通話、電子メールの作成及び送受信、インターネットのＷｅｂ（World Wide Web）サイトの閲覧等がある。また、送受信部２６、音声処理部３０、表示部３２等の動作としては、例えば、送受信部２６による信号の送受信、音声処理部３０による音声の入出力、表示部３２による画像の表示等がある。
処理部２２は、記憶部２４に記憶されているプログラム（例えば、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。処理部２２は、例えば、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Micro Processing Unit）で構成され、前記ソフトウェアで指示された手順にしたがって上述した携帯電子機器１の各種の処理を実行する。すなわち、処理部２２は、記憶部２４に記憶されるオペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラム等から命令コードを順次読み込んで処理を実行する。
処理部２２は、複数のアプリケーションプログラムを実行する機能を有する。処理部２２が実行するアプリケーションプログラムとしては、例えば、プロジェクタ３４や距離センサ３６の駆動を制御するアプリケーションプログラムや、各種の画像ファイル（画像情報）を記憶部２４から読み出してデコードするアプリケーションプログラム、及びデコードして得られる画像を表示部３２に表示させたりプロジェクタ３４に投影させたりするアプリケーションプログラム等の複数のアプリケーションプログラムがある。
本実施形態において、処理部２２は、プロジェクタ制御部２２ａ、画像処理部２２ｂ、条件判定部２２ｃ、姿勢・位置演算部２２ｄ、投影画像変更部２２ｅを有する。プロジェクタ制御部２２ａ、画像処理部２２ｂ、条件判定部２２ｃ、姿勢・位置演算部２２ｄ、投影画像変更部２２ｅがそれぞれ有する機能は、処理部２２及び記憶部２４で構成されるハードウェア資源が、処理部２２の制御部が割り当てるタスクを実行することにより実現される。ここで、タスクとは、アプリケーションソフトウェアが行っている処理全体、又は同じアプリケーションソフトウェアが行っている処理のうち、同時に実行できない処理単位である。
記憶部２４には、処理部２２での処理に利用されるソフトウェアやデータが記憶されており、上述した、プロジェクタ３４や距離センサ３６の駆動を制御するアプリケーションプログラムを作動させるタスクや、画像処理用プログラムを作動させるタスクが記憶されている。また、記憶部２４には、これらのタスク以外にも、例えば、通信、ダウンロードされた音声データ、あるいは記憶部２４に対する制御に処理部２２が用いるソフトウェア、通信相手の電話番号やメールアドレス等が記述されて管理するアドレス帳、発信音や着信音等の音声ファイル、ソフトウェアの処理過程で用いられる一時的なデータ等が記憶されている。
なお、ソフトウェアの処理過程で用いられるコンピュータプログラムや一時的なデータは、処理部２２によって記憶部２４に割り当てられた作業領域へ一時的に記憶される。記憶部２４は、例えば、不揮発性の記憶デバイス（ＲＯＭ：Read Only Memory等の不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置等）や、読み書き可能な記憶デバイス（例えば、ＳＲＡＭ：Static Random Access Memory、ＤＲＡＭ：Dynamic Random Access Memory）等で構成される。
送受信部２６は、アンテナ２６ａを有し、基地局によって割り当てられるチャネルを介し、基地局との間でＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式などによる無線信号回線を確立し、基地局との間で電話通信及び情報通信を行う。操作部１３は、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キー等、各種の機能が割り当てられた操作キー１３Ａと、方向及び決定キー１３Ｂとで構成される。そして、これらのキーがユーザの操作により入力されると、その操作内容に対応する信号を発生させる。発生した信号は、ユーザの指示として処理部２２へ入力される。
音声処理部３０は、マイク１５に入力される音声信号やレシーバ１６やスピーカ１７から出力される音声信号の処理を実行する。すなわち、音声処理部３０は、マイク１５から入力される音声を増幅し、ＡＤ変換（Analog Digital変換）を実行した後、さらに符号化等の信号処理を施して、ディジタルの音声データに変換して処理部２２へ出力する。また、処理部２２から送られる音声データに対して復号化、ＤＡ変換（Digital Analog変換）、増幅等の処理を施してアナログの音声信号に変換してから、レシーバ１６やスピーカ１７へ出力する。ここで、スピーカ１７は、携帯電子機器１の筐体１Ｃ内に配置されており、着信音やメールの送信音等を出力する。
表示部３２は、上述したディスプレイ２を有しており、処理部２２から供給される映像データに応じた映像や画像データに応じた画像を表示パネルに表示させる。ディスプレイ２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネルなどで構成された表示パネルで構成される。なお、表示部３２は、ディスプレイ２に加え、サブディスプレイを有していてもよい。
プロジェクタ３４は、光源と、画像データに基づいて前記光源から射出された光を投影するか否かを切り換える光学系とで構成されている。本実施形態において、プロジェクタ３４は、光源である可視光照射装置（可視光照射手段）３１と、光学系である描画装置３５と、焦点調整装置３９とを含んで構成される。可視光照射装置３１は、可視光のレーザー光を照射する。可視光領域の光は、短波長側の波長が３６０ｎｍから４００ｎｍ、長波長側の波長が７６０ｎｍから８３０ｎｍの光であり、本実施形態において、可視光照射装置３１は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３色の光を照射する。
描画装置３５は、可視光照射装置３１から照射される３色の光を合成するとともに、画像投影対象に照射する。描画装置３５は、光源から射出された光を透過させるか否かを切り換える切り換え素子、及び当該切り換え素子を通過した光をラスター走査させるミラーを含んで構成される。そして、描画装置３５は、ミラーによって可視光照射装置３１から射出されたレーザー光の角度を変えて、画像投影対象にレーザー光を走査させることで、画像投影対象に画像を投影させる。
前記ミラーとしては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーが用いられる。ＭＥＭＳミラーは、圧電素子を利用してミラーを駆動して、可視光照射装置３１から照射される可視光を走査し、可視画像や不可視画像を生成する。この場合は、ミラーによって光源から照射された光の角度を変えて、画像投影対象の全面に光源から照射された光を走査させることで、画像投影対象に可視画像や不可視画像を投影させることができる。このように、プロジェクタ３４は、スキャン方式のプロジェクタである。なお、プロジェクタ３４の構成は、上述したレーザーを光源とするものに限定されるものではない。例えば、プロジェクタ３４は、ハロゲンライトや、ＬＥＤ光源、ＬＤ光源を光源とし、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を光学系に備える構成のプロジェクタを用いてもよい。
焦点調整装置３９は、プロジェクタ制御部２２ａからの指令により、描画装置３５から投影される可視画像が画像投影対象上で結像させる機能（焦点調整機能）を有する。焦点調整装置３９は、例えば、可動するレンズ等で構成される焦点調整機構を備えており、レンズを動かすことで前記焦点調整機能を実現する。また、焦点調整装置３９は、プロジェクタ３４が投影する画像のデータに対して画像処理部２２ｂによって所定の画像処理を施すことにより、前記焦点調整機能を実現するものであってもよい。さらに、焦点調整装置３９は、焦点調整機能及び画像処理によって前記焦点調整機能を実現するものであってもよい。距離センサ３６は、プロジェクタ３４の光出射部と画像投影対象との距離を計測する。なお、距離センサ３６の代わりに、焦点調整装置３９の、プロジェクタ３４から投影された画像の焦点を調整する機能を利用して、プロジェクタ３４の光出射部と画像投影対象との距離を計測してもよい。
図４は、図１に示す携帯電子機器のプロジェクタで画像を表示させている状態を示す説明図である。上述したように、プロジェクタ３４は、画像を投影する画像投影部であり、画像投影面が携帯電子機器１の筐体１Ｃの外部に露出している。携帯電子機器１は、プロジェクタ３４から画像を投影することで、図４に示すように、プロジェクタ３４の画像投影面と対向する位置の画像投影対象（例えば、壁面やスクリーン等）のうち、所定の領域（投影領域）ＰＡに画像Ｐを投影させることができる。なお、プロジェクタ３４は、処理部２２により動作が制御され、処理部２２から送られる種々の映像、例えば動画やプレゼンテーション資料等を投影し、投影領域ＰＡに表示させる。
カメラ４０は、上述したようにプロジェクタ３４の光射出部の近くに設けられ、投影領域を含む領域の画像を取得する撮像機構である。つまり、カメラ４０は、プロジェクタ３４が光を射出する方向の画像を取得する。なお、カメラ４０は、プロジェクタ３４により投射される画像の投射画角よりも広い画角で画像を撮影する撮影機構であり、プロジェクタ３４により画像が投影される投影領域よりも広い領域の画像を撮影することができる。携帯電子機器１は、基本的に以上のような構成である。
次に、図５を用いて携帯電子機器のプロジェクタの画像投影動作を説明する。ここで、図５は、携帯電子機器の動作の一例を示すフロー図である。まず、携帯電子機器１の処理部２２は、ステップＳ１０１として、条件判定部２２ｃにより、携帯電子機器１が搭載するプロジェクタ３４が使用中であるか否かを判定する。処理部２２は、ステップＳ１０１でプロジェクタ動作中ではない（Ｎｏ）、すなわち、条件判定部２２ｃでプロジェクタ３４は使用中でないと判定したら、本制御を終了する。
また、処理部２２は、ステップＳ１０１でプロジェクタが動作中である（Ｙｅｓ）、すなわち、条件判定部２２ｃがプロジェクタ３４は使用中であると判定したら、ステップＳ１０２として姿勢変化又は移動があったかを判定する。つまり、処理部２２は、ステップＳ１０２として、条件判定部２２ｃにより、携帯電子機器１が搭載するプロジェクタ３４に動きがあったか、すなわち、プロジェクタ３４（携帯電子機器１）の姿勢変化又は移動があったか否かを判定する。ここで、条件判定部２２ｃは、カメラ４０で撮影した画像、及び、オートフォーカス機能で算出した焦点距離に基づいて、プロジェクタ３４の姿勢変化又は移動があったかを判定することができる。また、条件判定部２２ｃは、距離センサ３６や加速度センサ３８の検出結果を用いることでも、プロジェクタ３４の姿勢変化又は移動があったかを判定することができる。なお、本実施形態では、投影面とプロジェクタ３４との相対的な移動も、プロジェクタ３４の移動と判定する。つまり、条件判定部２２ｃは、投影面とプロジェクタ３４との間の距離が変化したら、移動したと判定する。あるいは、投影方向（つまり、投影方向に沿って投影面）に向かって進む動きや、退く動きを検出したら、移動したと判定してもよい。処理部２２は、ステップＳ１０２で変化及び移動なし（Ｎｏ）、すなわち、条件判定部２２ｃでプロジェクタ３４に動きはなかったと判定したら、本制御は終了する。
また、処理部２２は、ステップＳ１０２で、プロジェクタ３４の姿勢変化又は移動があり（Ｙｅｓ）、つまり、条件判定部２２ｃがプロジェクタ３４に動きがあったと判定したら、ステップＳ１０３として、姿勢・位置演算部２２ｄにより、プロジェクタ３４（携帯電子機器１）の動きに基づいて、移動距離及び移動方向を算出する。つまり、プロジェクタ３４と画像が投影される投影面との距離の変化を算出する。具体的には、処理部２２は、カメラ４０または距離センサ３６及び加速度センサ３８の検出結果に基づいて、投影面とプロジェクタ３４との間の距離を検出し、基準距離または前回の距離と比較することで、移動距離、移動方向を算出する。
処理部２２は、ステップＳ１０３で移動距離及び移動方向を算出したら、ステップＳ１０４として、投影画像変更部２２ｅにより、ステップＳ１０３で求められた移動距離及び移動方向に基づいてプロジェクタ３４の投影領域を移動させて、移動後の投影領域内に、移動前の投影領域内とは異なる画像を投影させる。処理部２２は、ステップＳ１０４の処理を終了したら、本制御を終了する。処理部２２は、プロジェクタ３４による画像の動作中は、上記処理を定期的に繰り返す。
次に、具体例を用いて、携帯電子機器１についてより詳細に説明する。ここで、図６から図８は、それぞれ、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。なお、図６から図８は、携帯電子機器１の形状を模式的に示している。まず、携帯電子機器１は、図６に示すように投影面１００に画像１０２を投影させている。なお、この時、携帯電子機器１と投影面１００との距離は、Ｌ１である。なお、画像１０２は、塀の上に猫が座っており、背景には、木が写っている画像である。本実施形態では、画像１０２が投影対象の画像の全領域を表示させた画像であり基準画像となる。
その後、図６に示す状態から、携帯電子機器１と投影面１００とを相対的に移動させ、図７に示すように、携帯電子機器１と投影面１００との距離がＬ２となったら、携帯電子機器１は、プロジェクタ３４から投影面１００に画像１０４を投影させる。ここで、距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係はＬ２＜Ｌ１となる。また、画像１０４は、画像１０２の一部を切り出した画像である。つまり、投影画像は、基準画像の一部を切り出した画像である。また、投影面１００において、画像１０４は、画像１０２よりも小さくなる。また、投影面１００に投影されている画像１０４と、投影面１００に投影されている画像１０２のうち画像１０４に対応する画像部分とは、絶対的な大きさが略同じ大きさとなる。なお、携帯電子機器１は、図６に示す距離Ｌ１を基準として設定し、距離Ｌ１と距離Ｌ２との比から、投影される画像の面積の変化を算出する。さらに、その面積の変化に対応してプロジェクタ３４から投影させる画像も変化させる、具体的には、投影させる画像をデータ上で拡大することで、投影面に表示される画像を構成する要素（対象物）の面積を一定として、つまり、本実施形態では投影面１００における猫の大きさを一定とすることができる。
このように、携帯電子機器１は、投影面１００と携帯電子機器１との間の距離に基づいて、投影面に投影させる画像、つまりプロジェクタ３４から出力する画像を変化させる。すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を変化させる。具体的には、投影面１００と携帯電子機器１との間の距離が短くなるほど、あるいは、投影面（投影方向）に近づく移動量が大きいほど、より拡大した画像を投影させる。すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を、より小さくする。また、投影面１００と携帯電子機器１との間の距離が長くなるほど、あるいは、投影面（投影方向）から遠ざかる移動量が大きいほど、より縮小した画像を投影させる。すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を、より大きくする。これにより、ユーザは、携帯電子機器１または投影面１００の位置を移動させるという簡単な操作で、表示させる画像（投影画像）を拡大、縮小することができる。
ここで、携帯電子機器１は、携帯して利用される。したがって、携帯電子機器１と投影面１００との距離が短くなると、ユーザと投影面１００との距離は近くなる。したがって、投影面に投影される画像の該当部分が大きくならず、実質的に同じ大きさでも、ユーザは、画面の対象部分が見やすくなる。
また、ユーザが携帯電子機器１を持ったまま近づけば、対象部分をよりみやすくできるため、直感的な操作が可能となる。つまり、上述したように、画像を変化させない場合、画像を大きくするためには、画面から遠ざかる必要があるが、今回は、画像をより大きくするためには、近づけばよい。したがって、画像をよりみやすくしたい場合は、投影面に近づくという直感的な操作を行うことができる。
なお、上記実施形態では、投影面に投影される画像の部分が変化しないようにしたが、つまり投影面上での画像の対象物の大きさは一定となるように投影画像を調整したが、本発明はこれに限定されない。携帯電子機器１は、投影面との距離が短くなるほど、プロジェクタ３４から出力する画像を大きく（拡大し、画像の一部をトリミング）していけばよい。すなわち投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくしていけばよい。つまり、携帯電子機器１は、拡大比率に関わらず、距離が近づくにしたがって、プロジェクタ３４から出力させる画像を拡大させること、すなわち投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくすることで、投影面との距離に関わらず投影する画像を一定とする場合（投影画像を基準画像で維持する場合）よりも、画像を見やすくすることができる。
また、携帯電子機器１は、携帯電子機器１と投影面１００との距離に基づいて画像を投影するプロジェクタ３４の投影角を、携帯電子機器１と投影面１００との距離に基づいて変化させてもよい。具体的には、図８に示すように、携帯電子機器１と投影面１００との距離がＬ２となったら、携帯電子機器１は、プロジェクタ３４から投影面１００に画像１０６を投影させる。また、画像１０６は、画像１０２の一部を切り出した画像である。また、投影面１００において、画像１０６は、画像１０２と同じ大きさとなる。したがって、画像１０６は、画像１０２の一部分が画像１０２の当該領域よりも大きく表示される。具体的に画像の猫が大きく表示される。
なお、プロジェクタ３４の投影角は、描画装置３５を構成するミラーの操作範囲を変更することで変更することができる。つまり、ミラーの振り角（回動する角度）をより大きくすることで、より広い角度に画像を出力することができる。また、プロジェクタ３４の光射出部にレンズを配置し、そのレンズと光源との位置を調整することで、投影角を変化させるようにしてもよい。
このように、携帯電子機器１は、携帯電子機器１と投影面１００との距離に基づいて投影する画像を変化させ、かつ、投影領域を変化させることで、該当する領域をより大きく表示させることができる。これにより、ユーザは、携帯電子機器１をもちつつ、投影面１００に近づくだけで、より拡大した画像を投影面１００に投影することができる。
なお、上記実施形態では、ミラーの振り角を変化させる等、機械的な構造により、画像の投影領域を変化させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、携帯電子機器１と投影面１００との距離が一定距離以上の場合は、画像投影可能な領域のうち一部のみに画像を表示させ、携帯電子機器１と投影面１００との距離が近づくにしたがって、表示していなかった領域を用いて、画像を投影するようにしてもよい。なお、この場合の制御は、上述した図７の制御方法で、当初は、画像表示可能な領域の一部のみを用いて画像を表示させ、距離が近づくにしたがって、その距離変化分以上、画像を拡大して表示させる設定とすることで、実現できる。
また、携帯電子機器１は、携帯電子機器１（筺体１Ｃ、プロジェクタ３４）の向きによっても投影する画像を切り替えるようにしてもよい。つまり、上記実施形態では、いずれも、表示すると設定されている画像（元の画像データ）の中心を投影する画像の中心として拡大表示処理（トリミング処理）を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像１０２を投影させた場合の投影面１００を基準として、プロジェクタ３４で画像を投影させている領域に該当する画像１０２の一部を投影するようにしてもよい。ここで、図９及び図１０は、それぞれ、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。なお、図９及び図１０も、携帯電子機器１の形状を模式的に示している。
まず、図９に示すように、携帯電子機器１のプロジェクタ３４により、投影面１００の中心を投影領域とする場合は、画像１０２の中心に対応する画像を出力させ、投影面１００に画像１１０を表示させる。つまり、画像１０２の中心の猫の画像を表示させる。この状態で、図１０に示すように、携帯電子機器１の向きが切り替えられ、プロジェクタ３４により、投影面１００の右上を投影領域とする場合は、画像１０２の右上に対応する画像を投影させ、画像１１２を表示させる。つまり、画像１０２の右上の猫の一部と背景の木の画像を投影する。
なお、携帯電子機器１の向き、またプロジェクタ３４により画像を投影する領域の算出は、カメラ４０で撮影した画像を用いて、画像解析で行ってもよいし、加速度センサ３８の検出結果を用いて行ってもよい。なお、携帯電子機器１と投影面１００の双方が移動する場合は、カメラ４０を用いて、検出することが好ましい。
このように、携帯電子機器１と投影面１００との距離に加え、携帯電子機器１の向きに基づいて、投影する画像を調整することで、ユーザは、携帯電子機器１の向きを替えるのみで、画像の所望の部分を表示させることができる。また、基準位置で表示される画像の位置を基準とすることで、ユーザは表示させる画像を直感的に操作することができる。
ここで、携帯電子機器１は、プロジェクタ３４による画像の投影を開始する際に、画像を投影する投影領域（投影角）の設定方法は、種々の方法とすることができる。例えば、予め設定されている大きさで表示させるようにしてもよい。またユーザが任意に調整するようにしてもよい。
ここで、携帯電子機器１は、投影可能な領域を自動的に検出し、検出した投影可能な領域に画像を投影することが好ましい。このように、投影可能な領域を自動検出することで、より操作を簡単にすることができる。また投影可能な領域を検出することで、投影できない領域に画像を投影することを抑制することができる。これにより、例えば、周りに人がいて、かつ、ユーザが手元に持っている投影可能なシート状の部材に画像を投影させる場合でも、当該シート状の部材のみに画像を投影することができる。これにより、シート状の部材の先の領域に光が漏れ、周囲の人間に迷惑をかけることを抑制することができる。
ここで、投影可能な領域は、プロジェクタが光を照射する方向にある部材の四隅を検出し、その検出した面積及び距離に基づいて、投影角を算出し、画像を投影すればよい。以下、図１１及び図１２を用いて説明する。ここで、図１１及び図１２は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。
図１１に示す携帯電子機器１は、まず、カメラ４０により、プロジェクタ３４が光を照射する方向の画像を撮影する。つまり、矩形の板状部材１２０を含む画像を撮影する。処理部２２は、カメラ４０で取得した画像及び、焦点位置情報に基づいて、携帯電子機器１と板状部材１２０との距離、また、板状部材１２０の４隅の位置を検出する。具体的には、隅１２４、１２６、１２８、１３０を検出する。携帯電子機器１と板状部材１２０との距離は、中心位置との距離でも、各隅との距離でもよい。
携帯電子機器１は、携帯電子機器１と板状部材１２０との距離と、隅１２４、１２６、１２８、１３０を検出したら、その結果に基づいて投影角を決定し、その投影角に基づいて投影させる画像データのデータ上の大きさを加工する。その後、携帯電子機器１は、板状部材１２０に画像１２２を投影する。
このように、４隅を検出して、投影する領域、画像の大きさ等を調整することで、板状部材１２０の大きさに合わせた画像を投影することができる。なお、上記実施形態では、板状部材１２０を平面としたが、曲面の場合、また、曲面と平面を組み合わせた形状の場合、また、プロジェクタの光射出方向の中心に対して傾斜している場合などは、画像データを台形補正したり、曲面の曲率半径Ｒを計算して画像データを補正したりすればよい。
次に、図１２は、円形の板状部材１４０に画像を投影する場合である。図１２に示す携帯電子機器１は、まず、カメラ４０により、プロジェクタ３４が光を照射する方向の画像を撮影する。つまり、板状部材１４０を含む画像を撮影する。処理部２２は、カメラ４０で取得した画像及び、焦点位置情報に基づいて、携帯電子機器１と板状部材１４０との距離、また、板状部材１４０の４隅に相当する位置を検出する。具体的には、板状部材１４０のうち、投影する画像に対応する矩形の領域が最も大きく取れる領域の隅を検出する。具体的には、点１４４、１４６、１４８、１５０の４点を隅として検出する。
携帯電子機器１は、携帯電子機器１と板状部材１４０との距離と、点１４４、１４６、１４８、１５０を検出したら、その結果に基づいて投影角を決定し、その投影角に基づいて投影させる画像データのデータ上の大きさを加工する。その後、携帯電子機器１は、板状部材１４０に画像１４２を投影する。これにより、画像１４２は、点１４４、１４６、１４８、１５０を４隅として板状部材１４０に投影される。
このように、投影する対象の部材（の面）の形状が矩形ではない場合でも、投影する対象の部材の投影可能な領域に基づいて、領域を設定することで、投影する画像が投影する対象の部材以外に投影されることを抑制することができる。なお、上記実施形態では、板状部材を円形としたが、三角形、また、複数の曲線を組み合わせた形状の場合でも同様である。
なお、携帯電子機器１は、投影可能な対象の領域を複数検出した場合は、ユーザによって選択できるようにすることが好ましい。これにより、ユーザが最適と判定している領域に画像を投影することができる。また、最も大きく表示できる面に画像を表示させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、画像を矩形の場合としたが、携帯電子機器１は、投影する画像の輪郭に応じて、検出する形状を切り替えてもよい。例えば、投影する画像が円形の場合は、投影する対象の部材から円形が最も大きく検出できる領域を検出してもよい。
また、携帯電子機器１は、画像を投影している対象の形状が変化したことを検出したら、画像を投影する領域を再設定することが好ましい。これにより、投影する対象の領域以外に画像を投影することを抑制することができる。
また、携帯電子機器１は、画像を投影している対象の形状が変化したことを検出可能とし、変化して画像が投影できなくなった部分のみ、画像を投影しないように制御することも好ましい。つまり、板状部材がやわらかい部材であり、その一部が折れ曲がった場合は、折れ曲がった部分の画像は投影しないようにすることが好ましい。これにより、投影する対象の領域以外に画像を投影することを抑制することができる。また、投影する画像の大きさが変化することを抑制できる。
また、携帯電子機器１は、画像を投影している対象の形状の変化が一定以上（閾値以上）となったら、画像の投影を停止することが好ましい。これにより、ユーザが意図的に画像を投影している対象をしまったり、変形させたりすることで、プロジェクタ機能を停止することができる。また、ユーザが意図しない変動が発生した場合も、意図しない方向に光が射出されることを抑制することができる。
また、携帯電子機器１は、画像を投影する領域を検出する際に、暗い（一定輝度以下の）場合は、カメラのライトや、プロジェクタから光を射出させ、画像を投影する対象の形状を検出することが好ましい。これにより、画像を投影する対象の形状を適切に検出することができる。なお、この場合は、検出時のみ光を投影する、または、光の出力を徐々に上昇させ、画像を投影する領域を検出したら光の射出を終了することにより、周囲に光が漏れることを抑制することができる。なお、カメラ４０を、赤外線画像も取得できるカメラとした場合は、光を出力することなく、画像を投影する領域を検出することができる。
また、上記実施形態では、種々の対象物に画像を投影できるため、カメラ４０で画像を取得し、部材の外形形状から、画像を投影する対象を検出したがこれには限定されない。例えば、専用の部材に画像を投影する場合は、専用の部材に相対位置を検出可能な目印を設け、検出した目印の位置を隅の位置としてもよい。また、専用の部材に発信機等を設け、その発信機の位置を検出してもよい。この場合はカメラで画像を取得することなく、画像を投影する領域、位置を決定することができる。
また、上記実施形態では、投影面に表示される画像を適切に調整できるため、また、投影面との間の相対的な変化も検出できるため、投影面と携帯電子機器との距離に基づいて、プロジェクタから投影（出力）する画像の大きさを変化させたが、本発明はこれに限定されない。携帯電子機器は、筺体の移動のみに基づいて、プロジェクタから投影（出力）する画像の大きさを変化させる、すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を変化させるようにしてもよい。つまり、プロジェクタにより画像を投影する方向における移動量を算出し、その移動量に基づいて、プロジェクタから投影（出力）する画像の大きさを変化させる、すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を変化させるようにしてもよい。なお、携帯電子機器の移動量は、加速度センサの検出結果に基づいて算出することができる。このように、携帯電子機器の移動量に基づいて、プロジェクタから投影（出力）する画像の大きさを変化させる、すなわち投影画像の基準画像全体に対する割合を変化させることでも、ユーザは、直感的に操作を行うことができる。また、画面に近づくことで、画像を大きく表示させる、または画像を見やすく表示させることができる。また、加速度センサの検出結果のみを用いることで、実現できるため、装置構成や、処理を簡単にすることができる。なお、この場合、携帯電子機器は、投影面に近づく移動量が大きいほど画像を大きく表示させ、すなわち前記基準画像全体に対する割合がより小さい画像を投影画像として表示させ、投影面から遠ざかる移動量が大きいほど画像を小さく表示させることで、すなわち前記基準画像全体に対する割合がより大きい画像を投影画像として表示させ、上記と同様の処理ができる。
尚、上述では、携帯電子機器１がすべての投影に関する処理や動作を行う実施例を記載したが、処理部の機能を外部のサーバーが行う投影システムとしてもよい。以下、図１３を用いて投影システムの説明をする。ここで、図１３は、投影システムの機能の概略構成を示すブロック図である。図１３に示すように投影システム２００は、携帯電子機器２０１と外部サーバー２０２とを有する。投影システム２０２は、処理部２２の機能の少なくとも一部を外部サーバー２０２等の演算処理部２２２が行う。
携帯電子機器２０１は、携帯電子機器１と同様に、操作キー１３Ａと方向及び決定キー１３Ｂを備える操作部１３、マイク１５、レシーバ１６、スピーカ１７、処理部２２、記憶部２４、プロジェクタ３４、筺体の動きを検出する加速度センサ３８、カメラ４０を含む。また、携帯電子機器２０１は、外部と情報（信号）の送受信を行う第１送受信部２４０も有する。なお、第１送受信部２４０は、送受信部２６と同様の構成である。
また、携帯電子機器２０１の筺体と投影面との距離を検出する検出部（距離センサ３６）に換えて、携帯電子機器の筐体に設けられて、筺体から画像が投影される投影面までの距離に関する情報、或は画像投影部による画像の投影方向に沿った方向における筐体の移動に関する情報のいずれか一方或は双方を取得する情報取得部２３６を有する。携帯電子機器２１０は、情報取得部２３６が取得した情報を第１送受信部（送受信部）２４０で外部サーバー２０２の演算処理部２２２に向かって送信する。
外部サーバー２０２は、少なくとも一部の機能において図３に示す携帯電子機器２０１の処理部２２と同様の機能を果たすことのできる演算処理部２２２と、携帯電子機器３０１と情報（信号）の送受信を行う第２送受信部（送受信部）２２６とを備えている。演算処理部２２２は、プロジェクタ制御部２２２ａ、画像処理部２２２ｂ、条件判定部２２２ｃ、姿勢・位置演算部２２２ｄ、投影画像変更部２２２ｅを備える。演算処理部２２２の各部は、携帯電子機器１の処理部２２の各部と同様の機能を備え、処理を実行する。
投影システム２００は、携帯電子機器２０１で取得した情報を外部サーバー２０２に送り、演算制御部２２２で各種制御を行うことで、携帯電子機器１の場合と同様に筺体と投影面との距離に応じてプロジェクタ３４で投影する画像を制御することができる。また、演算を外部サーバー２０２で実行することで、携帯電子機器２０１の処理部２２のＣＰＵにかかる負荷を少なくすることができる。また、処理能力が高い外部サーバー２０２を用いることで、より硬度の制御をより簡単に実行することができる。
投影システム２００は、携帯電子機器２０１と、外部サーバー２０２との通信として、つまり第１送受信部２４０と第２送受信部２２６と間で、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）等の高速の通信方式にて信号の送受信をすることが好ましい。これにより、携帯電子機器２０２の内部のＣＰＵ負荷を低減することができる。
投影システム２００は、距離に関する情報を基に距離を算出する演算を、演算処理部２２２で行ってもよい。つまり、携帯電子機器１から距離に関する情報を外部サーバー２０２に送信し、外部サーバー２０２の演算処理部２２２で距離（筺体と投影面との距離）を算出してもよい。ここで、距離に関する情報とは、例えば、距離そのものの数値であってもよいがこれに限られない。例えばカメラのオートフォーカス機能を利用して距離を検出する場合は、距離に関する情報は、ピントを合わせるために要したレンズの回転角に関する情報でもよい。そして、演算処理部２２２は、レンズの回転角に関する情報と実際の距離との対応関係を示すテーブルや関数を参照することにより距離そのものの情報を得るように演算してもよい。このようなテーブルや関数は、あらかじめ何らかの記憶手段に記憶されており、それを演算処理部２２２が参照できればよい。これらのテーブルや関数は、携帯電子機器１の記憶部２４に記憶しても、あるいは演算処理部２２２と同様に外部サーバー２０２に記憶部を設けて、当該記憶部に記憶してもよい。
また、赤外線レーザーや可視光、音波等の反射したエネルギーの強度により距離を検出する場合、距離に関する情報は、それらのエネルギー強度の情報でもよい。この場合も上述と同様に、エネルギー強度と実際の距離とを対応させたテーブルや関数をあらかじめ記憶部に記憶させておき、演算処理部２２２が参照できればよい。
また、同様に、筺体の投影面に対する移動に関する情報を基に移動方向や距離を算出する演算を、演算処理部２２２が行ってもよい。ここで移動に関する情報とは、例えば加速度センサから得られた検出値でもよく、また検出値に基づいて演算された加速度値でもよく、あるいは加速度値から得られた移動方向を示す情報であってもよい。この場合、演算処理部２２２は、検出値を得て演算処理をしたり、加速度値を得て移動方向を特定したりするための演算をおこなってもよい。
以上のように、本発明に係る携帯電子機器および投影システムは、プロジェクタのような、画像を投影できる装置を備えるものに有用である。
１ 携帯電子機器
１Ｃ 筐体
２ ディスプレイ
１３ 操作部
１３Ａ 操作キー
１３Ｂ 方向及び決定キー
２２ 処理部
２２ａ プロジェクタ制御部
２２ｂ 画像処理部
２２ｃ 条件判定部
２２ｄ 姿勢・位置演算部
２２ｅ 投影画像変更部
２４ 記憶部
３０ 音声処理部
３１ 可視光照射装置
３２ 表示部
３４ プロジェクタ
３５ 描画装置
３６ 距離センサ
３８ 加速度センサ
４０ カメラ
２０２ 外部サーバー
２２２ 演算処理部
２２２a プロジェクタ制御部
２２２ｂ 画像処理部
２２２ｃ 条件判定部
２２２ｄ 姿勢・位置演算部
２２２e 投影画像変更部
２２６ 第２送受信部
２３６ 情報取得部
２４０ 送受信部

Claims (10)

  1. 筐体と、
    前記筐体に設けられて、画像を投影する画像投影部と、
    前記画像投影部から、当該画像投影部により投影された画像が映し出される投影面までの距離を検出する距離検出部と、
    基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部により投影させる処理部と、
    を含み、
    前記処理部は、前記距離検出部で検出した前記距離の変化に基づいて、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする携帯電子機器。
  2. 前記処理部は、前記距離検出部により検出された第１の距離と比較して、前記第１の距離の検出後に検出された第２の距離が短いことを検出したら、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくすることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
  3. 前記処理部は、基準投影距離を設定し、前記基準投影距離に基づいて投影される投影画像内の対象物の大きさと、前記距離検出部により検出された距離に基づいて投影される投影画像内の対象物の大きさとを、同じにすることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯電子機器。
  4. 前記処理部は、前記基準投影距離に基づいて投影される投影画像を、前記基準画像として設定することを特徴とする請求項３に記載の携帯電子機器。
  5. 前記処理部は、前記距離検出部により検出された第１の距離と比較して、前記第１の距離の検出後に検出された第２の距離が短い場合、前記第１の距離を検出したときに画像を投影した投影角に比較して、前記第２の距離の検出を検出したときに画像を投影する投影角を広くなすことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
  6. 前記画像投影部の前記投影面に対して水平な方向における、前記画像投影部の移動を検出する移動検出部をさらに備え、
    前記処理部は、
    前記移動検出部が検出した前記画像投影部の前記投影面に対して水平な方向での移動方向を求めて、
    前記移動が検出される前の投影画像よりも前記基準画像における前記移動方向側の画像を、前記移動が検出された後の投影画像として投影させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
  7. 前記画像投影部が画像を投影する方向の画像を撮影する撮影部を有し、
    前記処理部は、
    前記撮影部で撮影した画像に基づいて画像を投影する投影角を設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
  8. 筐体と、
    前記筐体に設けられて、投影面に向かって画像を投影する画像投影部と、
    前記画像投影部による画像の投影方向における前記筐体の移動を検出する移動検出部と、
    基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部に投影させる処理部と、
    を含み、
    前記処理部は、前記移動検出部で検出した移動に関する情報に基づいて、前記画像投影部により投影される前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする携帯電子機器。
  9. 前記処理部は、前記移動方向が前記投影面に近づく方向であるときは、前記画像投影部により投影する前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を、より小さくすることを特徴とする請求項８に記載の携帯電子機器。
  10. 筐体と、
    前記筐体に設けられて、画像を投影する画像投影部と、
    前記筐体に設けられて、前記画像投影部と、前記画像投影部が画像を投影する投影面との距離に関する情報、或は前記画像投影部による画像の投影方向に沿った方向における前記筐体の移動に関する情報のいずれか一方或は双方を取得する情報取得部と、
    前記筐体外に設けられて、基準画像の少なくとも一部を含む投影画像を、前記画像投影部により投影させる処理部と、
    前記画像投影部及び前記情報取得部と、前記処理部とで信号を送受信する送受信部と、
    を含み、
    前記処理部は、前記情報取得部で取得した情報に基づいて、前記投影画像の前記基準画像全体に対する割合を変化させることを特徴とする投影システム。
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