JP5481142B2 - 画像投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンや壁面に画像を投影する画像投影装置に関する。

従来、壁面やスクリーンに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、商用電源から電力が供給され、所定位置に固定した状態で使用される、いわゆる据え置き型の装置が主流である。この据え置き型のプロジェクタは、固定した状態で、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

ところで、据え置き型のプロジェクタでも、携帯型のプロジェクタであっても、光の照射面に対して鉛直方向に光を照射して、照射面に対して対向している面に画像を投影することを前提としている。近年においては使用者のニーズが多様化してきており、プロジェクタについても、使用者のニーズに対応した使用態様が求められるようになってきた。本発明は、画像を投影対象に照射する画像投影装置において、照射面に対して対向している面に画像を投影する使用態様以外の使用態様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、本発明に係る画像投影装置は、画像を投影する画像投影装置において、画像を形成するための光を出力するとともに、前記光の出力を変更可能な光源部と、当該光源部からの光の照射方向を変更して、前記光源部からの光を光照射口から照射可能な照射部と、前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、当該制御部は、前記画像投影装置が水平面に載置された状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記光照射口の正面方向又は前記水平面に対して斜め上方となる第１の投影モードと、前記画像投影装置が水平面に載置された状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記水平面に対して斜め下方となる第２の投影モードとを切り替えることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像投影装置は、画像を投影する画像投影装置において、画像を形成するためのレーザー光を出力するとともに、前記レーザー光の出力を変更可能な光源部と、当該光源部からのレーザー光の照射方向を変更して、前記光源部からのレーザー光を光照射口から照射可能な照射部と、前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、当該制御部は、前記画像投影装置が水平面に載置された状態において、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向が、前記光照射口と正対する方向又は水平面に対して斜め上方となる第１の投影モードと、前記画像投影装置が水平面に載置された状態において、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向が、前記水平面に対して斜め下方となる第２の投影モードとを切り替えることを特徴とする。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記第２の投影モードを実行する場合には、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向に直交する仮想面に、前記光照射口から照射されるレーザー光を投影した場合における当該レーザー光の形状を、前記水平面に対して平行となる横方向の長さよりも前記横方向と直交する縦方向の長さが短い横長形状となるように調整する照射光形状変更制御を実行することが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記画像投影装置が水平面に載置された場合に、前記照射光形状変更制御を実行することが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記光照射口の照射面と直交する仮想光軸を、前記照射部によって投影される画像上に投影させた軸と平行な方向における前記画像の長さが、前記仮想光軸に直交する方向における長さよりも長いときに、前記照射光形状変更制御を実行することが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記第２の投影モードにおいて、一の画像を形成するために照射される複数の光のうち、第１の光と、当該第１の光よりも前記光照射口側に照射される第２の光とを、それぞれの前記仮想面において比較したときに、前記第１の光の形状が、前記第２の光の形状に比較して横長になるように調整することが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記照射光形状変更制御は、前記光照射口の縦横比率を変化させることにより実現されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記光照射口から照射されるレーザー光によって形成される画像を構成する複数の画素は、第１の方向において隣接する画素同士の間隔がそれぞれ等しく、また、前記第１の方向と直交する第２の方向において隣接する画素同士の間隔がそれぞれ等しくなるように、前記光源部からの光の照射方向を変更することが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射位置が、前記光照射口から遠ざかるにしたがって、前記光源部から出力されるレーザー光の出力を大きくすることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記画像投影装置は、当該画像投影装置から画像投影対象までの距離を計測する測距手段を有し、前記制御部は、前記距離が大きくなるにしたがって、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向を、前記光照射口側に傾斜させることが好ましい。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像投影装置は、画像を投影する画像投影装置において、画像を形成するための光を出力するとともに、前記光の出力を変更可能な光源部と、当該光源部からの光の照射方向を変更して、前記光源部からの光を光照射口から照射可能な照射部と、前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、当該制御部は、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記画像投影装置を水平面に載置した状態において、前記水平面に対して斜め下方になる投影モードを実行する場合には、前記光照射口から照射される光によって形成される画像を構成する複数の画素の、第１の方向における間隔がそれぞれ等しく、また、前記第１の方向と直交する方向における前記複数の画素の間隔がそれぞれ等しくなるように、前記光源部からの光の照射方向を変更することを特徴とする。

本発明の望ましい態様としては、前記画像投影装置において、前記制御部は、前記光照射口から照射される光の照射方向に直交する仮想面に、前記光照射口から照射される光を投影した場合における当該光の形状を、前記水平面に対して平行となる横方向の長さよりも前記横方向と直交する縦方向の長さが短い横長形状となるように調整する照射光形状変更制御を実行することが好ましい。

本発明は、画像を投影対象に照射する画像投影装置において、照射面に対して対向している面に画像を投影する使用態様以外の使用態様を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る画像投影装置の概略構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係る画像投影装置の概略構成を示す図である。 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、照射部の動作を説明する模式図である。 図５は、照射部を構成するミラーの動作を説明する模式図である。 図６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７は、スキャン方式のプロジェクタにおける描画方法を示す模式図である。 図８−１は、本実施形態に係る画像投影装置が有する投影モードの説明図である。 図８−２は、本実施形態に係る画像投影装置が有する投影モードの説明図である。 図９−１は、本実施形態に係る画像投影装置が有する投影モードの説明図である。 図９−２は、本実施形態に係る画像投影装置が有する投影モードの説明図である。 図１０−１は、第２の投影モードで画像を投影した状態を示す模式図である。 図１０−２は、第２の投影モードで画像を投影した状態を示す模式図である。 図１１−１は、第２の投影モードを実現するためのミラーの揺動角の制御を説明する模式図である。 図１１−２は、揺動角の算出例を説明するための模式図である。 図１２−１は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。 図１２−２は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。 図１２−３は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。 図１２−４は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。 図１２−５は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。 図１３は、第２の投影モードにおける画素の形状を示す説明図である。 図１４は、プロジェクタの光照射口の正面図である。 図１５−１は、第２の投影モードにおいて、画素を形成する光の形状を変更する手段を示す模式図である。 図１５−２は、第２の投影モードにおいて、画素を形成する光の形状を変更する手段を示す模式図である。 図１５−３は、第２の投影モードにおいて、画素を形成する光の形状を変更する手段を示す模式図である。 図１６は、光照射口から照射される光の照射方向に直交する仮想面の説明図である。 図１７は、図１６の仮想面における光形状を示す模式図である。 図１８−１は、第２の投影モードにおける画像の表示方向の切り替えを示す図である。 図１８−２は、第２の投影モードにおける画像の表示方向の切り替えを示す図である。 図１９は、第２の投影モードで画像を投影している携帯電話装置の高さが変わった場合を示す図である。 図２０は、第２の投影モードで画像を投影している携帯電話装置の高さが変わった場合における画像の投影の制御を説明する図である。

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、画像投影装置の一例として、プロジェクタを備える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 Handyphone 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、図２は、本実施形態に係る画像投影装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る画像投影装置は、図１、図２に示すようなプロジェクタ３４を有する携帯電話装置１である。携帯電話装置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、携帯電話装置１は、折り畳み式の筐体を有する。なお、携帯電話装置１の筐体は、このような構造に限定されるものではない。

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話装置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話装置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、携帯電話装置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、携帯電話装置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、携帯電話装置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、携帯電話装置１の操作部１３を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電話装置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、携帯電話装置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、携帯電話装置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、携帯電話装置１の操作面１ＰＣ側に配置される。

第２筐体１ＣＢ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、及び携帯電話装置１からプロジェクタ３４の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することができる。なお、プロジェクタ３４の光照射口は、第２筐体１ＣＢ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、携帯電話装置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３３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とを有する。処理部２２は、携帯電話装置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、携帯電話装置１の各種の処理が、操作部１３の操作や携帯電話装置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３３等の動作を制御する。

携帯電話装置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３３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３３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話装置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３３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（制御部）２２ａ、画像処理部２２ｂ、条件判定部２２ｃ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。プロジェクタ制御部２２ａは、プロジェクタ３４を制御する。画像処理部２２ｂは、プロジェクタ３４に投影させる画像や、表示部３３に表示させる画像を生成する。条件判定部２２ｃは、制御条件の分岐を判定する。

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ー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、ユーザー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。表示部３３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。なお、表示部３３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、光源部と、画像データに基づいて前記光源部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、光源部３１と、光学系である照射部（描画装置）３５と、光形状変更部３９と、光照射口３２とを含んで構成される。光源部３１は、可視光のレーザー光を照射する。可視光領域の光は、短波長側が３６０ｎｍから４００ｎｍ以上、長波長側が７６０ｎｍから８３０ｎｍ以下の光であり、本実施形態において、光源部３１は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３色の光を照射する。

照射部３５は、光源部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。照射部３５は、光源部３１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、照射部３５は、前記ミラーによって光源部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、画像処理部２２ｂが生成した画像を、画像投影対象に投影させる。

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、光源部３１から照射される可視光を走査し、可視画像を生成する。この場合は、ミラーによって光源部３１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部３１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部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、ＬＤを光源部３１とし、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を光学系の照射部３５として備える構成のプロジェクタであってもよい。

図４は、照射部の動作を説明する模式図である。図５は、照射部を構成するミラーの動作を説明する模式図である。本実施形態において、照射部３５を構成するミラー３５Ｍの操作範囲を変更することで、プロジェクタ３４の投影領域が変更される。ミラー３５Ｍは、光源部３１から出射されたレーザー光の角度を変更させるとともに、図５に示すＸ軸及びＹ軸の周りを揺動して（矢印Ｍｘ、Ｍｙで示す方向）、画像投影対象にレーザー光を走査させる。図４は、Ｙ軸の周りにミラー３５Ｍが揺動することにより（図４の矢印Ｍｙで示す方向）、Ｘ軸方向にレーザー光を走査させている状態を示すが、ミラー３５Ｍが揺動する角度（揺動角）をα１からα２に変更することで（α１＜α２）、画像投影対象におけるレーザー光の走査範囲は、ＰＡａからＰＡｂに変化する。

図６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、光照射口３２が携帯電話装置１の筐体の外部に露出している。携帯電話装置１は、プロジェクタ３４から画像を投影することで、図６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、壁面や床等）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。

図７は、スキャン方式のプロジェクタにおける描画方法を示す模式図である。図３に示す照射部３５は、プロジェクタ３４の光源部３１から照射されたレーザー光の点（光点）Ｄを、Ｘ方向及びＹ方向に走査させることで、画像Ｐが、プロジェクタ３４の投影領域ＰＡ内に描画される。このとき、光点ＤＬは、Ｘ方向に往復して走査され、Ｙ方向に対しては一方向に走査される。プロジェクタ３４による描画にあたっては、画像Ｐが長方形である場合、一つの角部から光点ＤＬの走査が開始され、Ｘ方向及びＹ方向に向かって画像Ｐの全領域を光点ＤＬが走査する。これによって１回の描画が終了し、一つの画像Ｐが描画される。

図８−１、図８−２、図９−１、図９−２は、本実施形態に係る画像投影装置が有する投影モードの説明図である。図８−１、図９−１が第１の投影モードを示し、図８−２、図９−２が第２の投影モードを示す。本実施形態に係る画像投影装置である携帯電話装置１は、画像を投影対象へ投影する態様（投影モード）を少なくとも二つ、すなわち、第１の投影モード及び第２の投影モードの少なくとも二つを有する。第１の投影モードは、図８−１に示すように、携帯電話装置１が備えるプロジェクタ３４の光照射口３２の、例えば正面に存在する投影対象（例えば壁）等に画像Ｐｗを投影するモードである。第２の投影モードは、図８−２に示すように、携帯電話装置１が備えるプロジェクタ３４の光照射口３２の、例えば斜め下方に存在する投影対象（例えば床）等に画像Ｐｆを投影するモードである。

第１の投影モードは、図９−１に示すように、携帯電話装置１が水平面ＨＬに載置された状態において、プロジェクタ３４の光照射口３２からから照射される光の照射方向が、光照射口３２の正面方向又は水平面に対して斜め上方となる。これによって、プロジェクタ３４からは、例えば、光照射口３２の正面の壁Ｗに画像Ｐｗを投影することになる。第２の投影モードは、図９−２に示すように、携帯電話装置１が水平面ＨＬに載置された状態において、プロジェクタ３４の光照射口３２から照射される光の照射方向が、水平面ＨＬに対して斜め下方となる。これによって、プロジェクタ３４からは、例えば、プロジェクタ３４が載置されている床Ｆに画像Ｐｆを投影することになる。ここで、水平面ＨＬは、鉛直方向（重力の作用する方向）と直交する面である。

第１の投影モードは、図９−１に示すように、投影対象へ投影される画像Ｐｗを構成する少なくとも一部の画素ｄが、水平面ＨＬよりも上方（鉛直方向とは反対側）へ投影される状態である。すなわち、図９−１に示すように、第１の投影モードは、投影対象へ投影される画像Ｐｗを構成する少なくとも一部の画素ｄが、水平面ＨＬと平行な線（水平線）Ｚｈｌよりも上方に投影される状態である。この場合、水平線Ｚｈｌと、画像Ｐｗを構成する画素ｄのうち最も上方に投影される画素ｄ（ｄｕ）と光照射口３２とを結ぶ線分とのなす角度φ１は、水平線Ｚｈｌから上方に向かって０度以上になる。

第２の投影モードは、図９−２に示すように、投影対象へ投影される画像Ｐｆを構成するすべての画素ｄが、水平面ＨＬよりも下方（鉛直方向側）へ投影される状態である。すなわち、図９−２に示すように、第２の投影モードは、投影対象へ投影される画像Ｐｆを構成するすべての画素ｄが、水平面ＨＬと平行な線（水平線）Ｚｈｌよりも下方に投影される状態である。この場合、水平線Ｚｈｌと、画像Ｐｆを構成する画素ｄのうち最も光照射口３２から遠い位置に投影される画素ｄ（ｄｆ）と光照射口３２とを結ぶ線分とのなす角度φ２は、水平線Ｚｈｌから下方に向かって０度よりも大きくなる。

このように、携帯電話装置１は、第１の投影モード及び第２の投影モードの少なくとも２つを有しているので、プロジェクタ３４による画像を、スクリーンや壁のみならず、携帯電話装置１が載置されている机の載置面や床等にも投影できる。これによって、携帯電話装置１が備えるプロジェクタ３４の使い勝手が向上する。また、携帯電話装置１を机等に載置したままで、携帯電話装置１の載置面や当該載置面よりも下方に画像を投影できる。これにより、携帯電話装置１を設置し直す必要はない。また、使用者が携帯電話装置１を手に持って光照射口３２を下方に向ける必要はない。その結果、携帯電話装置１が備えるプロジェクタ３４の使い勝手がさらに向上する。

さらに、第２の投影モードでは、第１の投影モードと比較して、プロジェクタ３４の光照射口３２から照射される光と照射面とのなす角度が小さい。このため、同じ大きさの画像を投影する場合には、光照射口３２と投影画像とを結んで構成される立体（投影対象空間）の体積は、第１の投影モードよりも第２の投影モードの方が小さい。その結果、前記立体の中に遮蔽物（例えば、差し棒や人間等）が入るおそれを低減できるので、光照射口３２から照射される光を遮って投影画像に影が作られるおそれを低減できる。このように、本実施形態に係る画像投影装置は、照射面に対して対向している面に画像を投影する使用態様以外の使用態様を提供することができる。

ここで、プロジェクタ制御部２２ａは、机の上等に載置された状態で第１の投影モードで画像を投影している携帯電話装置１の天地が逆にされたことをトリガーとして、第１の投影モードから第２の投影モードに切り替えてもよい。携帯電話装置１の天地が逆にされたことは、例えば、加速度センサ３８によって検出できる。このようにすれば、特別な入力をすることなしに投影モードを切り替えることができるとともに、使用者の感覚に合致して投影モードを切り替えることができる。

図１０−１、図１０−２は、第２の投影モードで画像を投影した状態を示す模式図である。図１１−１は、第２の投影モードを実現するためのミラーの揺動角の制御を説明する模式図である。携帯電話装置１を机等に載置して、プロジェクタ３４の光照射口３２から、携帯電話装置１の載置面に向かって光を照射しただけでは、図１０−１に示すように投影された画像Ｐｆ０は、携帯電話装置１の照射口に近い方の辺が短い台形形状になってしまう。第２の投影モードでは、図１０−２に示すように、矩形の画像Ｐｆが投影される必要がある。

このため、携帯電話装置１の処理部２２を構成するプロジェクタ制御部２２ａは、図４に示す、プロジェクタ３４の照射部３５を構成するミラー３５Ｍの揺動角を、プロジェクタ３４の光照射口３２からの距離に応じて調整する。これによって、第２の投影モードにおいては台形形状が補正されて、プロジェクタ３４からは矩形の画像Ｐｆが投影される。図１１に示すように、揺動角は、プロジェクタ３４の光照射口３２からの距離が大きくなるにしたがって大きくなるように制御される。すなわち、α１＞α２となる。

この場合、図１０−２に示すように、プロジェクタ制御部２２ａは、光照射口３２から照射される光によって形成される画像Ｐｆを構成する複数の画素ｄｆのうち、第１の方向における隣接する画素同士の間隔ｐｙはそれぞれ等しく、また、第１の方向と直交する第２の方向における隣接する画素同士の間隔ｐｔはそれぞれ等しくなるようにプロジェクタ３４による描画を制御する。これにより、投影する画像の歪みや画素の不整合を抑制できるので、画像品質の低下を抑制することができる。

第１の方向は、例えば、横方向であり、プロジェクタ３４の走査方向である。また、第２の方向は、例えば、縦方向であり、プロジェクタ３４の走査方向と直交する方向（副走査方向）である。なお、縦方向（縦）は、後述する仮想光軸を画像Ｐｆ上に投影した軸と平行な方向であり、横方向（横）は、縦方向と直交する方向である。ここで、さらに、プロジェクタ制御部２２ａは、第１の方向における隣接画素の間隔ｐｙと第２の方向における隣接画素の間隔ｐｔとが等しくなるように制御してもよい。

本実施形態において、第２の投影モードは、携帯電話装置１を載置した載置面に画像を投影することを想定しているため、投影された画像の形状を補正する前は、矩形の元画像が大きく歪んで台形となっている。このような場合、レーザー光を用いたプロジェクタであれば、焦点を合わせる必要がないため、第２の投影モードを実現しやすい。特に、スキャン方式のプロジェクタは、投影されて画像の画素を構成する光が点光源であるため、その投影位置を変更することで第２の投影モードにおける画像の形状補正を容易に実現できる。本実施形態において、プロジェクタ３４は、レーザーを光源としたスキャン方式を用いているので、第２の投影モードを実現するためには好ましい。なお、本実施形態では、レーザーを光源としたスキャン方式のプロジェクタを例としているが、レーザーを光源としたスキャン方式以外を除外するものではない。

図１１−２は、揺動角の算出例を説明するための模式図である。光出射点Ｒｐから、光照射口３２側における画像Ｐｆの端部Ｈｎまでの距離をＬ０、端部Ｈｎから画像Ｐｆ内における任意の位置までの距離をＬ、端部Ｈｎにおける揺動角の半値をγ２、端部Ｈｎから画像Ｐｆ内における任意の位置における揺動角の半値をγ、画像Ｐｆの横方向（後述する仮想光軸Ｚｌを画像Ｐｆ上に投影した軸と直交する方向）の大きさを２×Ｗ１とする。この場合、式（１）、式（２）が成立する。ここで、光出射点Ｒｐは、図４に示すミラー３５Ｍに光源部３１からのレーザー光が当たって反射される点であり、本実施形態においては、光照射口３２よりも携帯電話装置１の内部側にある。
Ｗ１＝（Ｌ０＋Ｌ）×ｔａｎγ・・・（１）
Ｗ１＝Ｌ０×ｔａｎγ２・・・（２）

したがって、ｔａｎγ＝｛ｔａｎγ２×Ｌ０／（Ｌ０＋Ｌ）｝となる。すなわち、
γ＝ｔａｎ^−１｛ｔａｎγ２×Ｌ０／（Ｌ０＋Ｌ）｝・・・（３）となる。

ここで、携帯電話装置１を水平面に載置したときに、光照射口３２からどの程度離れた位置に画像Ｐｆの端部Ｈｎを照射するかということを初期条件として予め設定した場合には、光照射口３２と端部Ｈｎとの水平距離がＬ０となる。Ｗ１は、例えば、投影しようとする画像の大きさを予め設定しておくことにより求めることができるので、式（２）からγ２を求めることができる。なお、Ｌ０のみ設定し、γ２は任意の値としてもよい。Ｌ０、γ２が決まれば、式（３）に、端部Ｈｎから画像Ｐｆ内における任意の位置までの距離を与えることにより、前記任意の位置における揺動角の半値γを求めることができる。なお、端部Ｈｎにおける揺動角は２×γ２であり、前記任意の位置における揺動角は、２×γである。プロジェクタ制御部２２ａは、第２の投影モードにおいて、この演算を実行することにより揺動角を決定し、決定された揺動角に基づいて、ミラー３５Ｍを制御する。

図１２−１〜図１２−５は、第２の投影モードにおいて投影される画像の縦横比を補正する手法の説明図である。図１２−１は、台形形状を矩形形状に補正する前の画像Ｐｆ０（以下、必要に応じて補正前画像Ｐｆ０という）を示している。図１２−２は、図１２−１に示す補正前画像Ｐｆ０の投影面（例えば、床や机等の上面）Ｆｐと直交する方向から携帯電話装置１及び投影面Ｆｐに投影された画像Ｐｆを見た状態を示している。また、図１２−２、図１２−３は、台形形状を矩形形状に補正した後の画像Ｐｆ（以下、必要に応じて補正後画像Ｐｆという）を示している。

投影される画像の形状を、単に台形形状から矩形の形状に補正するだけだと、元の画像の縦横比がずれてしまう。したがって、第２の投影モードにおいてプロジェクタ３４が光を下方に向かって傾斜させる角度（投影角度）に応じて投影しようとする画像の縦横比も調整する。

図１２―１に示すように、プロジェクタ３４の仮想光軸Ｚｌと、光出射点Ｒｐ及び光出射点Ｒｐに対してより遠い側における補正前画像Ｐｆ０の端部を結ぶ線分とのなす角度のうち狭角をθ１、プロジェクタ３４の仮想光軸Ｚｌと、光出射点Ｒｐ及び光出射点Ｒｐに対してより近い側における補正前画像Ｐｆ０の端部を結ぶ線分とのなす角度のうち狭角をθ２、水平面Ｈｐと仮想光軸Ｚｌとのなす角度のうち狭角をθ３とする。なお、通常θ３は０度である。ここで、水平面Ｈｐは、鉛直方向と直交し、かつプロジェクタ３４の光出射点Ｒｐと交差する面である。また、仮想光軸Ｚｌとは、光出射点Ｒｐを通り、かつ光照射口３２の投影面と垂直な軸である。図４に示すミラー３５Ｍが中立の位置（ミラー３５Ｍの反射面が、仮想光軸Ｚｌから４５度傾斜した位置）において、光源部３１から出力された光（レーザー光）がミラー３５Ｍに反射されると、仮想光軸Ｚｌを通る。

光出射点Ｒｐと、光出射点Ｒｐに対してより遠い側における補正前画像Ｐｆ０の端部との水平距離をＤ１、光出射点Ｒｐと、光出射点Ｒｐに対してより近い側における補正前画像Ｐｆ０の端部との水平距離をＤ２、補正前画像Ｐｆ０の投影面Ｆｐと直交する方向から見た場合において光照射口３２から離れる方向における補正前画像Ｐｆ０の寸法をＤ（＝Ｄ１−Ｄ２）、水平面Ｈｐと投影面Ｆｐとの垂直距離をＨとする。

図１２−２に示すように、光出射点Ｒｐ側における補正後画像Ｐｆの端部を形成する際におけるミラー３５Ｍ（図４参照）の揺動角の半値をθとする。また、図１２−３に示すように、投影面Ｆｐ上において仮想光軸Ｚｌと直交する方向における、光出射点Ｒｐ側における補正後画像Ｐｆの端部の長さ（横方向の長さ）をＷとする。図１２−４は、投影しようとする画像（元画像）Ｐｏｒｇであり、縦方向の長さをＤｏｒｇ、横方向の長さをＷｏｒｇとする。Ｄｏｒｇ、Ｗｏｒｇは、例えば、元画像Ｐｏｒｇのデータから求めることができる。図１２−５は、補正前画像Ｐｆ０及び補正後画像Ｐｆを示しており、補正後画像の縦方向の長さをＤｃａｌ、横方向の長さをＷとする。

上記関係から、Ｄは式（４）で、Ｗは式（５）で求めることができる。また、元画像Ｐｏｒｇの縦横比と補正後画像Ｐｆの縦横比とは等しくなるので、式（６）の関係が成立する。
Ｄ＝Ｄ１−Ｄ２＝Ｈ／｛１／ｔａｎ（θ１＋θ３）−１／ｔａｎ（θ２＋θ３）｝・・（４）
Ｗ＝２×Ｈ×ｔａｎθ・・（５）
Ｗｏｒｇ：Ｄｏｒｇ＝Ｗ：Ｄｃａｌ・・（６）

式（６）から、Ｄｃａｌ＝Ｗ×Ｄｏｒｇ／Ｗｏｒｇとなり、さらに、式（５）を用いて、
Ｄｃａｌ＝２×Ｈ×ｔａｎθ×Ｄｏｒｇ／Ｗｏｒｇ・・（７）となる。

θ３は、例えば、図３に示す加速度センサ３８を利用して求めることができる。θは、上述した揺動角は２×γ２なので、補正後画像Ｐｆを携帯電話装置１に対してどのような位置に、どのような大きさで投影させるかを予め設定することで決定できる。また、θ２は、補正後画像Ｐｆを携帯電話装置１に対してどのような位置に投影させるかを予め設定することで決定できる。

図３に示す距離センサ３６からＨを求めれば、元画像Ｐｏｒｇの縦横比Ｄｏｒｇ／Ｗｏｒｇは既知なので、式（７）を用いてＤｃａｌを求めることができる。そして、得られたＤｃａｌを式（４）のＤへ代入し、未知のθ１について解くことによって、元画像Ｐｏｒｇの縦横比Ｄｏｒｇ／Ｗｏｒｇを維持した補正後画像Ｐｆを投影することができる。このようにすれば、投影角度が変化しても、元画像Ｐｏｒｇと同じ縦横比で補正後画像Ｐｆを投影できる。なお、上記例では、Ｄｃａｌに合わせてθ１を補正したが、Ｄをそのままの値として、補正後画像Ｐｆが元画像Ｐｏｒｇの縦横比Ｄｏｒｇ／Ｗｏｒｇを維持するようにＷを調整してもよい。

図１３は、第２の投影モードにおける画素の形状を示す説明図である。図１３は、画像Ｐｆの投影面（例えば、床や机等の上面）と直交する方向から携帯電話装置１及び画像Ｐｆを見た状態を示している。上述したように、第２の投影モードは、光照射口３２から照射される光の照射方向が水平面に対して斜め下方になる。このため、図１３に示すように、光照射口３２から離れた位置における画像Ｐｆの画素ｄｆｆは、光照射口３２に近い位置における画素ｄｆｎよりも、画素ｄｆｆ、ｄｆｎを形成する光の光軸を画像Ｐｆの投影面（画像Ｐｆ上）に投影した軸の方向（画素伸び方向）に引き延ばされた形状（縦長形状）となる。すると、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士に重なりが生じ、投影された画像Ｐｆの品質が低下するおそれがある。

このため、本実施形態では、それぞれの画素を形成する光の形状を変更することによって、投影されたそれぞれの画素の形状を、光照射口３２（あるいは、上述した光出射点Ｒｐ）からの距離Ｋに応じて変更する。より具体的には、光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって、前記画素伸び方向の寸法が小さくなるようにする。これによって、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士の重なりは抑制され、投影された画像Ｐｆの品質低下が抑制される。

図１４は、プロジェクタの光照射口の正面図である。図１５−１〜図１５−３は、第２の投影モードにおいて、画素を形成する光の形状を変更する手段を示す模式図である。本実施形態では、プロジェクタ制御部２２ａが、図１４に示す携帯電話装置１が備える光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを変化させることにより、第２の投影モードにおいて画素を形成する光の形状を変更する。ここで、光照射口３２の縦方向（縦）とは、携帯電話装置１の載置面（机や床等の載置対象と対向する面）１ｐと直交する方向であり、縦方向に直交する方向を、光照射口３２の横方向（横）とする。この場合、光照射口３２の縦方向は前記画素伸び方向に対応し、光照射口３２の横方向は前記画素伸び方向と直交する方向に対応する。

光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを変更するためには、図１５−１、図１５−２に示すように、プロジェクタ制御部２２ａによって制御されるアクチュエータ３９Ａで駆動される光遮蔽体３９Ｐを、ミラー３５Ｍの光出射側で光照射口３２の縦方向に移動させる。この例では、ミラー３５Ｍと光照射口３２との間に光遮蔽体３９Ｐを配置しており、図１５−１〜図１５−３は、ミラー３５Ｍ側から光照射口３２を見た状態を示している。なお、図１５−３に示すように、２個の光遮蔽体３９Ｐ１、３９Ｐ２を用いて、光照射口３２の縦方向両側から挟み込むようにしてもよい。

光遮蔽体３９Ｐは、ミラー３５Ｍの光出射側、すなわち、ミラー３５Ｍと光照射口３２との間、又は光照射口３２よりもミラー３５Ｍによる反射光の進行方向側に配置される。したがって、プロジェクタ制御部２２ａは、光遮蔽体３９Ｐを縦方向に移動させることにより、光照射口３２の縦横比率を変更することができる。これによって、光照射口３２を通過して投影面に照射される反射光の形状を変更できる。すなわち、ミラー３５Ｍで反射された反射光が光遮蔽体３９Ｐで遮られて、反射光の一部が光照射口３２を通過するので、結果として、投影面に照射される反射光の形状が変化する。このようにして照射された反射光が投影面に到達して画素を形成すると、当該画素の前記画素伸び方向の寸法は、図１５−２に示すように小さくなる。

図１３に示す、光照射口３２に近い位置における画像Ｐｆの画素ｄｆｎについては、図１５−１に示すように、プロジェクタ制御部２２ａは、光遮蔽体３９Ｐで反射光を遮らない状態で反射光を投影面に照射させる。一方、図１３に示す、光照射口３２から離れた位置における画像Ｐｆの画素ｄｆｆについて、プロジェクタ制御部２２ａは、図１５−２に示すように、光遮蔽体３９Ｐで光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを小さくすることにより、反射光の一部を遮った状態で反射光を投影面に照射させる。そして、プロジェクタ制御部２２ａは、光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙの割合を、光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって小さくすることにより、光遮蔽体３９Ｐで反射光を遮る割合を光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって大きくする。

これによって、光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって、前記画素伸び方向の寸法が小さくなるので、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士の重なりは抑制され、投影された画像Ｐｆの品質低下が抑制される。なお、図１３に示す、光照射口３２に近い位置における画像Ｐｆの画素ｄｆｎは、第２の投影モードにおいては、斜め下方に投影されるので、ある程度、前記画素伸び方向に引き伸ばされた形状となる。このため、光照射口３２に近い位置における画像Ｐｆの画素ｄｆｎについても、プロジェクタ制御部２２ａは、光遮蔽体３９Ｐで光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを小さくすることにより、反射光の一部を遮った状態で反射光を投影面に照射させることが好ましい。

光遮蔽体３９Ｐで反射光を遮ると、光照射口３２から照射面に照射される光量は少なくなる。このため、光遮蔽体３９Ｐで反射光を遮る割合を光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって大きくすると、光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって、画像Ｐｆが暗くなり、画像Ｐｆ全体において明るさにムラが発生することがある。このため、光照射口３２から照射されるレーザー光の照射位置が、光照射口３２から遠ざかるにしたがって、光源部３１から出力される光の出力を大きくする。すなわち、プロジェクタ制御部２２ａは、光照射口３２からの距離Ｋが大きくなるにしたがって、光遮蔽体３９Ｐで反射光を遮る割合を大きくするとともに、光源部３１から出力される光の出力を大きくする。これによって、第２の投影モードにおいては、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士の重なりが抑制され、かつ、明るさのムラも抑制されるので、投影された画像Ｐｆの品質低下はさらに抑制される。

図１６は、光照射口から照射される光の照射方向に直交する仮想面の説明図である。図１７は、図１６の仮想面における光形状を示す模式図である。光照射口３２から照射される光Ｌ１、Ｌ２の照射方向に直交する仮想面Ｖｆ、Ｖｎを考える。光Ｌ１は、光照射口３２から離れた位置における画像Ｐｆの画素を形成するので、上述したように、光遮蔽体３９Ｐで光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを小さくすることにより、一部が遮られた状態で投影面（この例では、水平面ＨＬと同じ面）に投影される。このため、仮想面Ｖｆに光Ｌ１を投影した場合における光Ｌ１の形状は、図１７のＡに示すように、水平面ＨＬに対して平行となる横方向の長さＹ１よりも、前記横方向と直交する縦方向の長さＴ１が短い横長形状となる。

プロジェクタ制御部２２ａは、第２の投影モードを実行する場合には、仮想面Ｖｆに光Ｌ１を投影した場合における光Ｌ１の形状を、水平面ＨＬに対して平行となる横方向の長さＹ１よりも、前記横方向と直交する縦方向の長さＴ１が短い横長形状となるように調整する照射光形状変更制御を実行する。これによって、第２の投影モードで机の上面や床面に画像を投影している場合でも、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士の重なりが抑制されるので、投影された画像の品質低下が抑制される。また、携帯電話装置１が水平面ＨＬに載置された場合、プロジェクタ制御部２２ａは、第２の投影モードを実行するとみなして、照射光形状変更制御を実行してもよい。

また、プロジェクタ３４が投影する画像が矩形、かつ仮想光軸Ｚｌを前記画像上に投影させた軸と前記画像の長手方向とが平行な場合に、照射光形状変更制御を実行することが好ましい。すなわち、プロジェクタ制御部２２ａは、仮想光軸Ｚｌを、照射部３５によって投影される画像上に投影させた軸と平行な方向における前記画像の長さが、仮想光軸Ｚｌに直交する方向における前記画像の長さよりも長いときに、照射光形状変更制御を実行することが好ましい。このような画像を机の上面や床面等に投影すると、仮想光軸Ｚｌを前記画像上に投影させた軸と短手方向とが平行になる場合と比較して、光照射面からの距離が大きくなる。その結果、画素が引き伸ばされることによる影響が大きくなるので、仮想光軸Ｚｌを画像上に投影させた軸と、前記画像の長手方向とが平行な場合に、照射光形状変更制御を実行すると、画素同士の重なりの影響が効果的に抑制されて、画質低下が効果的に抑制される。

光Ｌ２は、光照射口３２に近い位置における画像Ｐｆの画素を形成するので、光遮蔽体３９Ｐで遮られなくてもよい。しかし、光Ｌ２によって形成される画素も、程度は小さいが前記画素伸び方向に引き伸ばされた形状となるので、光遮蔽体３９Ｐで光照射口３２の縦横比率Ｔ／Ｙを小さくすることにより、一部が遮られた状態で投影面に投影することが好ましい。この場合、仮想面Ｖｎに光Ｌ２を投影した場合における光Ｌ２の形状も、図１７のＢに示すように、水平面ＨＬに対して平行となる横方向の長さＹ２よりも、前記横方向と直交する縦方向の長さＴ２が短い横長形状となる。なお、光Ｌ１よりも光遮蔽体３９Ｐで遮られる程度は小さいので、仮想面Ｖｆ、Ｖｎにおける光Ｌ１、Ｌ２の縦横比Ｔ／Ｙは、Ｌ２の方が大きい（Ｔ１／Ｙ１＜Ｔ２／Ｙ２）。すなわち、仮想面Ｖｆにおける光Ｌ１の形状は、仮想面Ｖｆにおける光Ｌ２の形状に比較して横長となる。

ここで、光Ｌ１を第１の光、光Ｌ２を第２の光とする。第２の投影モードにおいて、プロジェクタ制御部２２ａは、画像Ｐｆを形成するために照射される複数の光のうち、第１の光Ｌ１と、第１の光Ｌ１よりも光照射口３２側に照射される第２の光Ｌ２とを、それぞれの仮想面Ｖｆ、Ｖｎにおいて比較したときに、第１の光Ｌ１の形状が、第２の光Ｌ２の形状に比較して横長となるように制御することになる。これによって、仮想光軸Ｚｌ方向に隣接する画素同士の重なりが抑制されるので、投影された画像Ｐｆの品質低下が抑制される。

図１８−１、図１８−２は、第２の投影モードにおける画像の表示方向の切り替えを示す図である。図１８−１に示す例では、携帯電話装置１のプロジェクタ３４は画像Ｐｆの長手方向を横方向（仮想光軸Ｚｌと直交する方向）として投影しており、図１８−２に示す例では、長手方向を縦方向（仮想光軸Ｚｌと平行な方向）として投影している。表示方向は、例えば、携帯電話装置１に設けられたスイッチＳＷによって切り替えられる。このように、第２の投影モードにおいて、画像の表示方向を切り替えることにより、様々な内容の画像を適切な表示態様で表示させることができる。

また、第２の投影モードは、机や床等の上に画像を投影するので、画像投影装置である携帯電話装置１を取り囲んで投影された画像Ｐｆを見るという使用態様が考えられる。このような場合に、画像Ｐｆの表示方向の切り替え機能を有していれば、携帯電話装置１を取り囲んだ利用者全員がまんべんなく画像Ｐｆを見ることができるので、利便性が向上する。

図１９は、第２の投影モードで画像を投影している携帯電話装置の高さが変わった場合を示す図である。図１９のＡに示すように、第２の投影モードにおいて携帯電話装置１のプロジェクタ３４が高さＨ１の位置で投影面Ｆｐに画像Ｐｇ１を投影している場合を考える。この場合、図１９のＢに示すように、携帯電話装置１の高さがＨ１＋Ｈ２へ変化すると、第２の投影モードで投影中の画像Ｐｇ１は携帯電話装置１から遠ざかり、画像Ｐｇ２となる。そして、画像Ｐｇ２は、画像Ｐｇ１よりも寸法が大きくなる。携帯電話装置１の高さが現時点よりも低くなった場合には、投影中の画像は携帯電話装置１へ近づくとともに、移動前の画像よりも寸法が小さくなる。

携帯電話装置１の高さが変化したときに、投影されている画像が動いたり、大きさが変化したりすると、画像を見ている者は違和感を受けることがある。このため、携帯電話装置１の高さが変化したときにおいて、プロジェクタ制御部２２ａは、携帯電話装置１から画像投影対象（投影面Ｆｐ）までの距離が大きくなるにしたがって、照射部３５を制御することにより、光照射口３２から照射される光の照射方向を光照射口３２側に傾斜させる。また、プロジェクタ制御部２２ａは、携帯電話装置１から画像投影対象までの距離が小さくなるにしたがって、照射部３５を制御することにより、光照射口３２から照射される光の照射方向を光照射口３２とは反対側に傾斜させる。これによって、画像を投影している携帯電話装置１の高さが変化したときに、投影されている画像の位置（より具体的には、投影される画像の光照射口３２側における端部の位置）を略一定とすることができ、画像が動くことを抑制できる。その結果、携帯電話装置１の高さが変化しても、画像を見ている者の違和感を低減できる。

また、携帯電話装置１の高さが変化したときにおいて、プロジェクタ制御部２２ａは、携帯電話装置１から画像投影対象までの距離が変化した場合には、変化前に投影されている画像の寸法を維持するようにプロジェクタ３４の照射部３５を制御する。これによって、画像を投影している携帯電話装置１の高さが変化したときに、投影されている画像の寸法変化を抑制できるので、画像を見ている者の違和感を低減できる。

なお、上述したように、携帯電話装置１の高さが変化したときにおいて、画像が投影される位置や画像の寸法を制御する場合、携帯電話装置１の高さ、すなわち、投影面と携帯電話装置１との距離に応じて画像の寸法を変更するという制御が必要になる場合もある。また、通常は、投影されている画像が移動しなければ、当該画像を見ている者の違和感はそれ程大きくないと考えられる。このため、画像が投影される位置や画像の寸法を制御する場合、少なくとも画像が投影される位置を略一定とすることが好ましい。

図２０は、第２の投影モードで画像を投影している携帯電話装置の高さが変わった場合における画像の投影の制御を説明する図である。画像を投影している携帯電話装置１の高さが変化した場合における上述の制御（画像投影位置制御）を実現するため、携帯電話装置１には、距離センサ３６によって自身の高さを検出する。距離センサ３６は、投影面と対向して配置されており、携帯電話装置１と投影面との距離を検出する。

携帯電話装置１の高さがＨ１からＨ１＋Ｈ２に変化した場合を考える。この場合、高さＨ１でプロジェクタ３４が照射している画像をＰｇ１、高さＨ１＋Ｈ２でプロジェクタ３４が照射している画像をＰｇ２とする。なお、高さＨ１及び高さＨ１＋Ｈ２は、投影面Ｆｐから光出射点Ｒｐまでの垂直距離である。

光出射点Ｒｐから投影面Ｆｐに下ろした垂線をｎとする。垂線ｎから光出射点Ｒｐに近い側の画像Ｐｇ１の端部ｊ１１までの距離をｔ１、垂線ｎから光出射点Ｒｐに遠い側の画像Ｐｇ１の端部ｊ１２までの距離をｔ２とする。また、光出射点Ｒｐに近い側の画像Ｐｇ２の端部をｊ２１、光出射点Ｒｐに遠い側の画像Ｐｇ２の端部をｊ２２とし、画像投影位置制御を実行した後における画像Ｐｇ２の、光出射点Ｒｐに近い側の端部をｊｎ１、光出射点Ｒｐに遠い側の端部をｊｎ２とする。

垂線ｎと、光出射点Ｒｐ及び画像Ｐｇ１の端部ｊ１１とを結ぶ線分とのなす狭角をβ１、垂線ｎと、光出射点Ｒｐ及び画像投影位置制御における端部ｊｎ１とを結ぶ線分とのなす狭角をβ２とする。また、垂線ｎと、光出射点Ｒｐ及び画像Ｐｇ２の端部ｊ２２とを結ぶ線分とのなす狭角をβ３、垂線ｎと、光出射点Ｒｐ及び画像投影位置制御における端部ｊｎ２とを結ぶ線分とのなす狭角をβ４とする。

画像投影位置制御を実行すると、画像Ｐｇ２の端部Ｊ２１は端部Ｊｎ１に移動し、画像Ｐｇ２の端部ｊ２２は端部ｊｎ２に移動する。垂線ｎから光出射点Ｒｐに近い側の端部ｊｎ１までの距離はｔ１、垂線ｎから光出射点Ｒｐに遠い側の端部ｊｎ２までの距離はｔ２である。したがって、下記の式（８）、式（９）が成立する。
ｔ１＝Ｈ１×ｔａｎβ１＝（Ｈ１＋Ｈ２）×ｔａｎβ２・・（８）
ｔ２＝Ｈ１×ｔａｎβ３＝（Ｈ１＋Ｈ２）×ｔａｎβ４・・（９）

角度β１、β２は、図４に示すミラー３５Ｍの制御情報から知ることができるので、式（８）、式（９）から、角度β２、β４を求めることができる。プロジェクタ制御部２２ａは、角度β２、β４を求める演算を実行し、得られた角度β２、β４になるようにミラー３５Ｍを制御する。これによって、画像投影位置制御が実現できる。

なお、上記説明においては、画像投影装置である携帯電話装置１は、第１の投影モード及び第２の投影モードの少なくとも２つを備えるものを例としたが、本実施形態に係る画像投影装置は、このような携帯電話装置１に限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る画像投影装置が第２の投影モードのみを備えているものであってもよい。

以上のように、本発明に係る画像投影装置は、例えば、机の上面や床面に画像を投影する場合に有用である。

１ 携帯電話装置
１３ 操作部
２２ 処理部
２２ａ プロジェクタ制御部
２４ 記憶部
３１ 光源部
３２ 光照射口
３３ 表示部
３４ プロジェクタ
３５ 照射部
３５Ｍ ミラー
３６ 距離センサ
３８ 加速度センサ
３９ 光形状変更部
３９Ａ アクチュエータ
３９Ｐ、３９Ｐ１、３９Ｐ２ 光遮蔽体

Claims (11)

1. 画像を投影する画像投影装置において、
   画像を形成するための光を出力するとともに、前記光の出力を変更可能な光源部と、
   当該光源部からの光の照射方向を変更して、前記光源部からの光を光照射口から照射可能な照射部と、
   前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、
   当該制御部は、
   前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記光照射口の正面方向又は前記水平面に対して斜め上方となる第１の投影モードと、
   前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記水平面に対して斜め下方となることにより、当該水平面に画像を投影する第２の投影モードとを切り替えることを特徴とする画像投影装置。
2. 画像を投影する画像投影装置において、
   画像を形成するためのレーザー光を出力するとともに、前記レーザー光の出力を変更可能な光源部と、
   当該光源部からのレーザー光の照射方向を変更して、前記光源部からのレーザー光を光照射口から照射可能な照射部と、
   前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、
   当該制御部は、
   前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向が、前記光照射口と正対する方向又は水平面に対して斜め上方となる第１の投影モードと、
   前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向が、前記水平面に対して斜め下方となることにより、当該水平面に画像を投影する第２の投影モードとを切り替えることを特徴とする画像投影装置。
3. 前記制御部は、
   前記第２の投影モードを実行する場合には、
   前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向に直交する仮想面に、前記光照射口から照射されるレーザー光を投影した場合における当該レーザー光の形状を、前記水平面に対して平行となる横方向の長さよりも前記横方向と直交する縦方向の長さが短い横長形状となるように調整する照射光形状変更制御を実行する請求項２に記載の画像投影装置。
4. 前記制御部は、
   前記画像投影装置が水平面に載置された場合に、前記照射光形状変更制御を実行する請求項３に記載の画像投影装置。
5. 前記制御部は、
   前記第２の投影モードにおいて、一の画像を形成するために照射される複数の光のうち、第１の光と、当該第１の光よりも前記光照射口側に照射される第２の光とを、それぞれの前記仮想面において比較したときに、前記第１の光の形状が、前記第２の光の形状に比較して横長になるように調整する請求項３に記載の画像投影装置。
6. 前記照射光形状変更制御は、前記光照射口の縦横比率を変化させることにより実現される請求項３から５のいずれか１項に記載の画像投影装置。
7. 前記制御部は、
   前記光照射口から照射されるレーザー光によって形成される画像を構成する複数の画素は、第１の方向において隣接する画素同士の間隔がそれぞれ等しく、また、前記第１の方向と直交する第２の方向において隣接する画素同士の間隔がそれぞれ等しくなるように、前記光源部からの光の照射方向を変更する請求項２から６のいずれか１項に記載の画像投影装置。
8. 前記制御部は、
   前記光照射口から照射されるレーザー光の照射位置が、前記光照射口から遠ざかるにしたがって、前記光源部から出力されるレーザー光の出力を大きくする請求項２から７のいずれか１項に記載の画像投影装置。
9. 前記画像投影装置は、当該画像投影装置から画像投影対象までの距離を計測する測距手段を有し、
   前記制御部は、前記距離が大きくなるにしたがって、前記光照射口から照射されるレーザー光の照射方向を、前記光照射口側に傾斜させる請求項２から８のいずれか１項に記載の画像投影装置。
10. 画像を投影する画像投影装置において、
    画像を形成するための光を出力するとともに、前記光の出力を変更可能な光源部と、
    当該光源部からの光の照射方向を変更して、前記光源部からの光を光照射口から照射可能な照射部と、
    前記光源部及び前記照射部を制御することにより、投影される画像の投影状態を制御する制御部と、を備え、
    当該制御部は、
    前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記水平面に対して斜め上方或いは水平面に平行になる第１の投影モードと、前記画像投影装置を、前記光照射口に対して垂直な線が水平面に平行となるように、当該水平面に載置した状態において、前記光照射口から照射される光の照射方向が、前記水平面に対して斜め下方になることにより、当該水平面に画像を投影する第２の投影モードとを備え、該第２の投影モードを実行する場合には、前記光照射口から照射される光によって形成される画像を構成する複数の画素の、第１の方向における間隔がそれぞれ等しく、また、前記第１の方向と直交する方向における前記複数の画素の間隔がそれぞれ等しくなるように、前記光源部からの光の照射方向を変更することを特徴とする画像投影装置。
11. 前記制御部は、
    前記光照射口から照射される光の照射方向に直交する仮想面に、前記光照射口から照射される光を投影した場合における当該光の形状を、前記水平面に対して平行となる横方向の長さよりも前記横方向と直交する縦方向の長さが短い横長形状となるように調整する照射光形状変更制御を実行する請求項１０に記載の画像投影装置。

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