スマホプロジェクター計算機
自作プロジェクターのレンズの焦点距離と投影距離から、最適な画面サイズと配置を割り出します。
投影シミュレーション結果
自作スマホプロジェクターの光学的な仕組み
スマートフォンとレンズ（虫眼鏡）を使ってプロジェクターを作る際、中学理科で習う 「レンズの公式」 が非常に役立ちます。この原理を理解していないと、いくら調整してもピントが合わなかったり、画面が小さすぎたりして失敗してしまいます。
基本となるのは以下の公式です：
- f: レンズの焦点距離
- do: スマホからレンズまでの距離
- di: レンズから壁（スクリーン）までの距離
この計算機では、あなたが作りたい部屋の広さ（壁までの距離）とレンズの性能から、スマホをどの位置に置けばくっきりとした像（倒立実像）が結ばれるかを瞬時に導き出します。
焦点距離（f）の調べ方
手元にあるレンズの焦点距離がわからない場合は、次の簡単な方法で測ることができます：
- 晴れた日に、太陽の光を地面の一点に集めます（火傷に注意してください）。
- 光が最も小さく（鋭く）なった時の、 レンズから地面までの距離 が焦点距離です。
- 一般的な100均の虫眼鏡や拡大鏡は、10cm〜20cm（100mm〜200mm）程度のものが多いです。
自作プロジェクターでぶつかる３つの壁
1. 明るさの不足
スマホの画面はプロジェクター専用の光源に比べて非常に暗いです。明るさを確保するためには、 「部屋を真っ暗にする」「スマホの輝度を最大にする」「なるべく口径の大きい（大きな）レンズを使う」 ことが重要です。また、フレネルレンズを使用すると、大口径でも薄く軽く、比較的明るい画面が得られます。
2. 像の上下左右反転
1枚の凸レンズで投影する場合、壁に映る像は必ず 上下左右が反転 します。これを解決するには、スマホ側の設定で画面をあらかじめ逆さまにしておくか、動画再生アプリの「ミラー反転」機能を使う必要があります。
3. ピントと収差
安価なレンズ（単玉レンズ）を使うと、画面の中心にピントを合わせても周辺がボケたり、色がにじんだりする（色収差）ことがあります。これを軽減するには、レンズの周囲を遮光して中心部だけを使うようにするか、投影距離を欲張らずに適切なサイズに留めるのがコツです。
画面サイズ（拡大率）の計算
拡大率 $M$ は、 $M = di / do$ で計算されます。例えば、レンズからスマホまでが 20cm ($do$)、レンズから壁までが 200cm ($di$) だとすると、画面は 10倍 に拡大されます。スマホの横幅が 12cm ならば、壁には 120cm（約50インチ）の映像が映ることになります。
より高いクオリティを目指すためのアドバイス
- 暗箱（ボックス）の内側を黒く塗る： 箱の内部で光が乱反射すると、映像のコントラストが著しく低下します。黒い画用紙を貼るか、つや消し黒のスプレーで塗装するのが効果的です。
- ピント調整機構を作る： スマホを置く台をスライドできるようにしておくと、壁との距離を変えたときでも微調整が容易になります。
- 高品質なレンズへの投資： アクロマートレンズ（色消しレンズ）などのより高性能なレンズを使用すると、ボケのない驚くほどクリアな映像を楽しむことができます。
よくある質問 (FAQ)
Q. どこまで大きく投影できますか？
理論上は壁を遠ざければ無限に大きくできますが、自作の場合は明るさが足りなくなるため、横幅 1m〜1.5m 程度（50〜70インチ）が実用上の限界です。
Q. 鏡を使って反射させてもいいですか？
鏡を使うと、上下反転を解消したり、投影方向を変えたりできますが、鏡での反射によって光が減衰（暗くなる）し、像が二重に見えることもあるため、表面反射鏡（スパッタリングミラー）のような特殊な鏡が理想的です。
Q. iPhoneやAndroidで画面を反転させる方法は？
OS標準の「画面の向きのロック」を外し、スマホを逆さに置くだけで良いですが、一部のアプリでは自動回転が効かないため、サードパーティの画面操作アプリを使用することをお勧めします。
Kaori Suzukiからのメッセージ：学びと楽しさを両立させる
自作プロジェクターは、単に「動画を大きく見る」ための道具ではなく、 「光がどのように進むか」を実体験できる素晴らしい教材 です。この計算機を使って、数値が少し変わるだけでピントの位置が劇的に変わる様子を楽しんでください。完璧な映像は既製品には勝てませんが、自分で計算し、設計し、ようやく壁にぼんやりと映った瞬間の感動は、何物にも代えがたい体験になるはずです。