JP5856284B2 - 表示装置、その駆動方法、および表示用スクリーン装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、その駆動方法、および表示用スクリーン装置に関する。

表示装置には、スクリーンに映像光を投影して、スクリーンに映像を表示させるものがある。
調光デバイスには、透過率を制御できる液晶調光デバイスがある（特許文献１）。

特開２００７−２１９４１４号公報

ところで、液晶調光デバイスの技術を用いて調光スクリーンを形成し、この調光スクリーンを、映像を映すためのスクリーンとして使用することが考えられる。
このような表示装置では、映像を映すときには調光スクリーンをたとえば散乱して透過する状態に制御して、調光スクリーンに映像を映し、それ以外のときには、調光スクリーンをたとえば入射光の散乱が小さい透明な透過状態に制御して、調光スクリーンの向こう側をシースルーさせるようにすることができる。
しかしながら、このような調光スクリーンを、映像を映すためのスクリーンとして用いたとしても、映像光の投影期間中は、スクリーンを散乱状態に制御する必要がある。
よって、良好な視認性とシースルー性をもって、スクリーンに映す映像と、スクリーンの向こう側の景色とを、スクリーンで重ねて表示することはできない。

このように表示装置では、スクリーンに、映像と背景とを重ねて表示することができない。

請求項１記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層、および光学層に電圧を印加するために光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極を有するスクリーンであって、電圧の印加により光学状態をスクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するスクリーンと、スクリーンに映像光を投影して映像を表示させるプロジェクタと、複数の制御電極に電圧を印加し、映像光の投影期間において、スクリーンを、各制御電極が形成された分割領域毎に、散乱状態と透過状態との間で切り替える制御部と、を有し、制御部は、映像光の投影期間における複数の分割領域の光学状態を、プロジェクタによる映像光の投影に同期させて切り替えて、スクリーンについての、映像光が投影される部位の光学状態を散乱状態とし、映像光が部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を部位の光学状態に揃え、部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、表示装置である。

請求項１１記載の発明は、プロジェクタから投影される映像光による映像を、電圧の印加により光学状態が変化する光学層を有するスクリーンに表示する表示装置の駆動方法であって、スクリーンは、電圧の印加によりスクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するものであり、スクリーンの光学状態を制御する制御部は、光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極に電圧を印加して、光学層および複数の制御電極を有するスクリーンに、映像光による映像を表示させ、映像光の投影期間において、スクリーンを、各制御電極が形成された分割領域毎に、散乱状態と透過状態との間で切り替え、映像光の投影期間における複数の分割領域の光学状態を、プロジェクタによる映像光の投影に同期させて切り替えて、スクリーンについての、映像光が投影される部位の光学状態を散乱状態とし、映像光が部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を部位の光学状態に揃え、部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、表示装置の駆動方法である。

請求項１２記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層、および光学層に電圧を印加するために光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極を有し、投影された映像光による映像を表示するスクリーンであって、電圧の印加により光学状態をスクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するスクリーンと、複数の制御電極に電圧を印加し、映像光の投影期間において、制御電極が形成された各分割領域を、散乱状態と透過状態との間で切り替えるように制御する制御部と、を有し、制御部は、映像光の投影期間における複数の分割領域の光学状態を、スクリーンへの映像光の投影に同期させて切り替えて、スクリーンについての、映像光が投影される部位の光学状態を散乱状態とし、映像光が部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を部位の光学状態に揃え、部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、表示用スクリーン装置である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の概略構成図である。 図２は、スクリーンの走査と駆動との同期制御の説明図である。 図３は、連続的に面映像を投影するプロジェクタの説明図である。 図４は、時間変調により面映像を投影するプロジェクタの説明図である。 図５は、スクリーンを走査するプロジェクタの説明図である。 図６は、スクリーンの模式的な断面図である。 図７は、複数の制御電極の配置を示すスクリーンの模式的な正面図である。 図８は、スクリーンの走査と駆動との模式的なタイミングチャートである。 図９は、映像光による映像とスクリーンの背景とが重なる表示状態の説明図である。 図１０は、従来例である一般的なノーマルモードのスクリーンの駆動電圧波形と光学状態との関係の一例を示す模式的なタイミングチャートである。 図１１は、映像の輝度ムラが発生する、複数の分割領域の光学状態を示すタイミングチャートである。 図１２は、第１実施形態での複数の分割領域の光学状態を示すタイミングチャートである。 図１３は、本実施形態での２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。 図１４は、複数の制御電極についての２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。 図１５は、従来例である一般的なリバースモードのスクリーンの駆動電圧波形と光学状態との関係の一例を示す模式的なタイミングチャートである。 図１６は、リバースモードのスクリーンの光学特性の一例を示す図である。 図１７は、第２実施形態での２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。 図１８は、複数の制御電極についての２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。 図１９は、第３実施形態における、ハーフサイクルを利用した２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである（ノーマルモードのスクリーン用）。 図２０は、第３実施形態における、ハーフサイクルを利用した２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである（リバースモードのスクリーン用）。 図２１は、第４実施形態における、３レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。 図２２は、第５実施形態に係る表示装置の概略構成図である。 図２３は、反射型のスクリーンを用いた、本発明の第２実施形態に係る表示装置の変形例の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る表示装置１の概略構成図である。
図１の表示装置１は、映像光を投影するプロジェクタ１１と、光学状態を制御可能なスクリーン２１と、同期制御部３１と、を有する。同期制御部３１は、プロジェクタ１１とスクリーン２１とに接続される。
本実施形態の表示装置１は、プロジェクタ１１の映像光をスクリーン２１で透過散乱する透過型プロジェクション装置である。
同期制御部３１は、映像が投影されるスクリーン２１を、投影された映像光を透過しつつ散乱する状態に制御し、投影されていない場合に透過状態に制御する。
スクリーン２１の光学状態は、散乱して透過する状態が映像状態であり、それよりも入射光の散乱が小さく且つ平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態である。
表示装置１は、たとえば広告などを表示するサインボートなどとして利用できる。

次に、図１の表示装置１の基本的な動作原理を説明する。
図２は、スクリーン２１の走査と駆動との同期制御の説明図である。
プロジェクタ１１は、映像情報で変調された映像光で、スクリーン２１を上から下へ縦に走査する。プロジェクタ１１は、走査の繰り返し期間（以下、走査周期ともいう。）毎に、スクリーン２１を上から下へ縦に走査する。
図２（Ａ）から（Ｅ）は、１回の走査周期中の各時点での走査状態を、走査順で示すものである。
図２のスクリーン２１は、５つの分割領域２２を有する。５つの分割領域２２は、映像光の走査方向に沿って縦に配列される。
同期制御部３１は、プロジェクタ１１によるスクリーン２１の一次元の縦方向の走査に同期させて、５つの分割領域２２の光学状態を個別に制御する。各分割領域２２は、映像光が投影されていない場合、非映像状態、すなわち入射光の散乱が小さい透明な透過状態に制御される。

映像光の走査が開始されると、プロジェクタ１１の走査光は、まず、図２（Ａ）のように、スクリーン２１の最上部の分割領域２２に照射される。以下、この説明において、走査光が照射される分割領域２２について、走査されていない他の分割領域２２から区別するために、符号２２１を使用する。同期制御部３１は、プロジェクタからの同期信号に基づいて、走査周期中での、この最上部の分割領域２２１が走査される期間を特定し、最上部の分割領域２２１を映像状態に制御する。最上部の分割領域２２１を走査する映像光は、散乱状態の分割領域２２１により散乱され、スクリーン２１を透過する。
映像光の走査は、次に、図２（Ｂ）のように、スクリーン２１の上から２番目の分割領域２２１に移動する。同期制御部３１は、走査周期中での、この上から２番目の分割領域２２１が走査される期間を特定し、上から２番目の分割領域２２１を映像状態に制御する。上から２番目の分割領域２２１を走査する映像光は、散乱状態の分割領域２２１により散乱され、スクリーン２１を透過する。また、同期制御部３１は、上から２番目の分割領域２２１を映像状態に制御した後、最上部の分割領域２２を非映像状態に制御する。
その後も、図２（Ｃ）から（Ｅ）に示すように、同期制御部３１は、走査光により走査される分割領域２２１を映像状態に制御し、それ以外の分割領域２２を非映像状態に制御する。

以上の同期制御により、スクリーン２１についての走査光が照射される部位は、映像状態に維持される。これにより、スクリーン２１を走査する映像光は、散乱状態のスクリーン２１を透過する。
また、スクリーン２１についての走査光が照射されない部位は、非映像状態に制御される。各分割領域２２は、走査光により走査されていない殆どの期間において、非映像状態の透明な透過状態に制御される。映像光の投影期間中に、映像の視認性を保ちつつ、スクリーン２１のシースルー特性が得られる。

プロジェクタ１１は、スクリーン２１へ、映像情報により変調された映像光を投影できるものであればよい。
なお、映像情報は、プロジェクタ１１に入力される映像信号から得られる。映像信号には、たとえば、ＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）方式、ＰＡＬ（Phase Alternation by Line）方式のようなアナログ方式の映像信号、ＭＰＥＧ−ＴＳ（Moving Picture Experts Group − Transport Stream）フォーマット、ＨＤＶ（High-Definition Video）フォーマットのようなデジタルフォーマットの映像信号がある。プロジェクタ１１には、動画の映像信号だけでなく、たとえばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）のような静止画の映像信号が入力されてもよい。この場合、プロジェクタ１１は、静止画を表示するための同じ映像光で、スクリーン２１を繰り返し走査すればよい。

図３から５は、プロジェクタ１１の投影方式の説明図である。図３は、連続的に面映像を投影するプロジェクタ１１の説明図である。図４は、時間変調により面映像を投影するプロジェクタ１１の説明図である。図５は、スクリーン２１を走査するプロジェクタ１１の説明図である。

図３（Ａ）は、プロジェクタ１１が定常的に映像光を投影する方式の説明図である。この場合、スクリーン２１には、図３（Ｂ）に示すように、走査周期において映像光が常に投影されている。スクリーン２１は、図３（Ｃ）に示すように、常に散乱状態とする必要がある。この場合、平行光線透過率を高くするようにスクリーン２１の光学状態を制御すると、映像の輝度が減少する。
なお、図３（Ｂ）、（Ｃ）の横軸は、走査周期（時間）である。図４（Ｂ）、（Ｃ）、図５（Ｂ）、（Ｃ）も同様である。

図４（Ａ）は、プロジェクタ１１がインターバルを空けて映像光を投影する方式の説明図である。この場合、スクリーン２１には、図４（Ｂ）に示すように、走査周期の一部において短期的に映像光が投影される。スクリーン２１は、図４（Ｃ）に示すように、該一部の期間において散乱状態とすればよい。そして、該一部以外の期間において、スクリーン２１の平行光線透過率を高くするようにスクリーン２１の光学状態を制御すると、走査周期おいて、映像の輝度低下を招くことなく、スクリーン２１のシースルー特性が得られる。定常的に映像光を投影する場合に比べ、同一輝度を得るには、１走査周期に対する散乱状態の時間程度のデューティ（図中duty：a）の概ね逆数倍の強さの投影光が必要となる。従って高いシースルー特性を得るには、強力なパルス発光の投影光出力が必要である。

図５（Ａ）は、プロジェクタ１１がスクリーン２１を走査する投影方式の説明図である。この場合、スクリーン２１には、走査周期において常に映像光が投影される。しかしながら、スクリーン２１の各部に注目すると、図５（Ｂ）に示すように走査周期の一部において映像光が投影されている。このため、図５（Ｃ）に示すように、スクリーンの各部は、各々が走査される部分走査期間ＴＰにおいて散乱状態になればよい。また、スクリーン２１の各部分は、該部分走査期間ＴＰ以外の期間において平行光線透過率を高くするように制御すれば、走査周期において、映像の輝度低下を招くことなく、スクリーン２１のシースルー特性が得られる。

映像光を投影するプロジェクタ１１は、上記いずれの投影方式のものでもよい。
ただし、散乱に利用されない映像光の発生を抑制するためには、図４または図５の方式が望ましい。また、スクリーン２１の光学状態の変化には、応答時間が必要である。このため、応答時間が確保し易い図５の投影方式が、図４よりも望ましい。以下の説明では、図５の投影方式のプロジェクタ１１を利用した場合ついて説明する。

図５の駆動方式では、映像光の走査周期である走査周期中に、スクリーン２１の一部に相当するライン状の映像が、順次、スクリーン２１の表示面に投影される。
このプロジェクタ１１には、走査周期中にスクリーン２１上で黒状態（投射光が出ない状態）を順次シフトさせる透過型あるいは反射型液晶ライトバルブなどを使用できるが、これ以外の素子を用いてもよい。
また、プロジェクタ１１は、映像の走査周期においてラスター走査し、スクリーン２１の表示面に映像光を点順次で投影するものでもよい。このプロジェクタ１１では、映像変調された光ビームの照射方向を可動ミラーで反射して振るような、例えばレーザプロジェクタなどを用いることができる。このプロジェクタ１１は、映像光の照射位置がスクリーン２１上の一方向に順次走査されているものと同様に考えることができる。

スクリーン２１は、電圧や電流などの電気信号により光学状態を変化できるものであればよい。
例えば、液晶材料を用い、散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を変化させる調光スクリーンなどでよい。調光スクリーンには、たとえば、高分子分散液晶などの液晶素子を用いたもの、透明セル内の白色粉体を移動させることで散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を制御する素子などを用いたものがある。

また、スクリーン２１は、スクリーン２１を分割する複数の分割領域２２が、それぞれ独立したタイミングで、入射光の散乱が小さい透明な透過状態と、散乱状態との間で切り替えることができるものであればよい。
たとえば、スクリーン２１は、プロジェクタ１１の主走査方向（たとえば図２での縦方向）に対応するように短冊状に分割された複数の分割領域を有するものであればよい。
この他にも、スクリーン２１は、プロジェクタ１１の走査方向および副走査方向（たとえば映像の横方向）に対応するように、矩形に分割された領域がマトリクス状に配列されたものでもよい。

図６は、分割領域２２毎に光学状態を制御可能なスクリーン２１の模式的な断面図である。図６には、同期制御部３１も図示されている。
図７は、図６のスクリーン２１での、複数の制御電極の配置を示すスクリーンの模式的な正面図である。
図６の例のスクリーン２１は、一対の透明なガラス板２３，２４の間に液晶を含む複合材料を挟み込んだ光学層２５を有する。
一方のガラス板２４の光学層２５側には、全面に対向電極２６が形成される。
他方のガラス板２３の光学層２５側には、複数の制御電極２７が並べて配置される。
電極２６、２７と光学層２５との間に、絶縁体からなる中間層を形成してもよい。
対向電極２６および制御電極２７は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により、透明電極として形成される。
光学層２５は、複数の制御電極２７と対向電極２６との間に配置される。

複数の制御電極２７は、スクリーン２１の映像光が照射される領域を、一方向（たとえば走査方向）で短冊状に分割する。
複数の制御電極２７は、同期制御部３１に個別に接続され、個別の電圧が印加される。
隣接する制御電極２７は、互いに離間して配列される。
図６では、対向電極２６は、接地されている。
制御電極２７と対向電極２６との間に電位差を生じるように電圧が印加される。なお、以下に説明する駆動波形の電圧は、制御電極２７と対向電極２６との電位差を示している。
制御電極２７に印加された電圧は、当該制御電極２７に対応する領域の光学層２５に印加される。光学層２５内の液晶の配向状態は、制御電極２７の印加電圧により変化する。光学層２５は、分割領域２２毎に、入射光の散乱が小さい透明な透過状態と、入射光を散乱する散乱状態との間で調整できる。
なお、制御電極２７の間の、制御電極２７が形成されていない領域に対応した光学層２５内のギャップ領域の幅は、５から１００マイクロメートル程度であり、可能な限り狭いことが望ましい。光学層２５の厚さは、数から数十マイクロメートルであり、光学特性と駆動電圧を考慮して決定される。

同期制御部３１は、プロジェクタ１１とスクリーン２１とに接続される。
同期制御部３１は、プロジェクタ１１の映像光の投影に同期させて、スクリーン２１の光学状態を制御する。
プロジェクタ１１から同期制御部３１へ入力される同期信号は、たとえばプロジェクタ１１の走査周期に同期した同期信号などを用いることができる。

図７のスクリーン２１のようにスクリーン２１が一方向に短冊状に分割されている場合、プロジェクタ１１の投影光は、スクリーン２１の分割方向に順次走査される。
同期制御部３１は、プロジェクタ１１からの同期信号に基づいて、プロジェクタ１１の投影光が照射される部位が映像状態（本実施形態では散乱状態）に維持されるように、複数の分割領域２２を、走査順で、透明な透過状態から散乱状態に制御する。
この同期制御により、スクリーン２１の各分割領域２２は、当該領域に投影光が照射される映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて、映像状態としての散乱状態になる。また、投影光が照射されない非映像期間Ｔｏｆｆにおいては、非映像状態としての透明な透過状態となる。
スクリーン２１は、その背面の物体を認識しうる透明さを有しつつ、常時散乱状態とした場合と同等の明るさで映像光を散乱して透過できる。つまり、背景物体を認識することが可能なシースルー性と、映像の高い視認性とを両立することが可能となる。

図８は、スクリーン２１の走査と駆動との模式的なタイミングチャートである。横軸は、時間である。縦軸は、スクリーンの縦方向の位置を示し、スクリーン２１での複数の分割領域２２に対応する。
スクリーン２１の各分割領域２２は、各々の領域を映像光が走査し始めるタイミングより前に、透明な透過状態から散乱状態に制御される。また、散乱状態の分割領域２２は、当該領域についての走査が終了した後に、散乱状態から透明な透過状態に制御される。
複数の分割領域２２は、各々の領域に映像光が走査により照射される部分走査期間ＴＰに同期して映像状態に制御されることにより、走査順で、時間をずらして、順次映像状態へ切り替えられる。スクリーン２１を走査する映像光は、映像状態に維持された部分により、効率よく散乱され、明るく高い視認性を得ることができる。

この同期制御のための切り替えタイミングの情報は、同期信号としてプロジェクタ１１から同期制御部３１に送出される。
同期制御部３１は、好ましくは、各分割領域２２の光学状態が所定の散乱状態に安定している期間に投影光が照射されるように、各制御電極２７へ印加する電圧を制御する。各分割領域２２の光学状態は、制御電極２７へ印加する電圧の信号波形により、切り替わる。
特に、プロジェクタ１１が同期制御部３１へ出力する切り替えタイミングの情報には、プロジェクタ１１の各フレームの走査を開始するタイミングの情報と、走査速度（走査の遅延/シフト）とを含めるとよい。これにより、フレーム周波数が変化した場合にも、映像を乱すことなく、良好なシースルー表示を実現できる。
なお、プロジェクタ１１および同期制御部３１をマイクロ波、赤外線などの電磁波を用いたワイヤレス通信可能とし、これらの同期を得るための情報を無線信号により授受してもよい。

以上の同期制御により、本実施形態の同期制御部３１は、映像光の走査周期Ｔにおける複数の分割領域２２の光学状態を、プロジェクタ１１による映像光の走査に同期させて切り替えて、スクリーン２１についての、映像光が投影される部位の光学状態を映像状態とする。
よって、スクリーン２１は、映像光が照射されるタイミングを含む期間Ｔｏｎにおいて、映像光が照射される部位が散乱状態に維持されるため、映像を表示できる。
しかも、スクリーン２１は、映像光の投影期間中に、各部位が期間Ｔｏｎ以外の時間では透明な透過状態に制御されるので、スクリーン２１を透視することができる。人間の目にはスクリーン２１の透過光が平均（積分）化されて見えるので、十分短い走査周期の場合、フリッカを感じることのないシースルー特性が得られる。
これにより、たとえば図１の設置環境下では、図９の画像を視認できる。
図９は、映像光による映像とスクリーン２１の背景とが重なる表示状態の説明図である。
図９では、スクリーン２１の右側に映像光による人物４１の像が映り、左側に、スクリーン２１の向こう側にある背景としての樹木４２を見ることができる。

第１実施形態では、さらに、ノーマルモードで動作するスクリーン２１を用いる表示装置１を説明する。
ノーマルモードで動作するスクリーン２１では、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン２１が散乱状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線透過率の透明な透過状態となる。
そして、スクリーン２１の光学状態は、所定の散乱状態が映像状態に対応し、それよりも平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態に対応する。

図１０は、従来例である一般的なノーマルモードのスクリーン２１の駆動電圧波形と光学状態との関係の一例を示す模式的なタイミングチャートである。
図１０（Ａ）は、同期制御部３１が制御電極２７に印加する電圧波形である。横軸は時間である。縦軸は電圧である。
図１０（Ｂ）は、光学層２５の光学状態である。縦軸は平行光線の透過率である。平行光線透過率が小さいことは散乱が強いことを示している。

図１０に示すように、ノーマルモードで動作する光学層２５は、映像を表示しない非映像状態で、電圧が印加される。この電圧は、たとえば平行光線透過率が最大となる電圧が望ましい。図１０（Ａ）では、透過状態に制御する非映像状態の期間での駆動電圧波形は、矩形波交流２サイクルの例であるが、これに限定するものではない。
各分割領域２２が映像光により走査される場合、該分割領域２２の光学層２５が散乱状態になるように、電圧の印加を停止する。光学層２５は、電圧を取り去ってから徐々に透明な透過状態から散乱状態へ移行する。
このように、図１０（Ａ）の１レベルの駆動電圧波形を各制御電極２７に印加することにより、各制御電極２７に対応する分割領域２２の光学状態を、スクリーン２１の走査に同期させて透明な透過状態と散乱状態との間で切り替えることができる。

しかしながら、ノーマルモードで動作するスクリーン２１に対して、電圧の印加と停止とを切り替えて、その光学状態を変化させる場合、電圧の印加を停止してから光学層２５が一定の散乱状態に安定するまでに、一般的に数ミリ秒から数十ミリ秒を要する。
本実施形態で利用するスクリーン２１は、たとえば電圧や電流など電気信号に応答して光学状態を変化させるものである。このスクリーン２１には、たとえば、液晶材料を用い、散乱状態と透明な透過状態を変化させる調光スクリーンがある。調光材料の光学状態は、一般に電気信号の変化に対して過渡的な応答を示す。一定の電気信号（電気信号を取り去ることも含む）を加えれば、直ちに一定の光学状態に収束するものではない。
たとえば、スクリーン２１に電圧を印加しない場合に散乱状態となるノーマルモードの調光スクリーンの場合、散乱状態に制御するために電圧を取り去ってから、一定の散乱特性に安定するまでにスクリーン固有の一定の時間を要する。その結果、走査周期中に分割領域２２の光学状態を切り替える制御を実行したとしても、スクリーン２１の光学状態を、映像光を良好に散乱し、且つ背面を好適に視認できる透過特性に制御することは容易でない。

分割領域２２の光学状態が一定の散乱状態に安定しない場合、スクリーン２１に投影された映像には、輝度ムラが発生する。

第１に、各分割領域２２が映像光により走査される部分走査期間ＴＰにおいて分割領域２２の光学状態が一定の散乱状態に安定しない場合、該分割領域２２を映像光で走査して得られる映像には、部分走査期間ＴＰ中での光学状態の変動に対応する散乱ムラが発生する。
図１０（Ｂ）の例であれば、該分割領域２２の走査を開始した直後の映像光は、該分割領域２２の走査を終了する直前の映像光と比べて、低い散乱率で散乱される。その結果、輝度が相対的に低下する。

第２に、各分割領域２２の光学状態が一定に制御されない場合、隣接して配置されて、順番に走査される複数の分割領域２２の間で、輝度ムラが発生する。
特に分割領域２２の境界部分の周辺では、映像信号にはない明暗（輝度差）が発生し、境界に沿った筋状の輝度ムラが発生する。
図１１は、映像の輝度ムラが発生する、複数の分割領域２２の光学状態を示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、縦軸は駆動電圧である。
図１１は、映像光の走査に同期させて、図１０の波形の駆動電圧を、連続する４つの分割領域２２に印加する例である。このため、４つの駆動電圧波形は、走査に同期させて、タイミングがずれている。
図１１に示すように、映像光の走査に同期させて分割領域２２を高速に順次駆動した場合、各部分走査期間ＴＰの終了時点では、先に散乱状態に制御された分割領域２２が強い散乱状態制御されているのに対し、後に散乱状態に制御された分割領域２２は弱い散乱状態となっている。
なお、図１１では、各部分走査期間ＴＰの終了タイミングが、映像を表示する映像期間を含む期間Ｔｏｎの終了タイミングと一致するように図示されているが、実際には、期間Ｔｏｎの終了タイミングを、部分走査期間ＴＰの終了タイミングよりやや遅らせるとよい。
そして、映像光の走査は、この部分走査期間ＴＰの終了時点で、先の分割領域２２から後の分割領域２２へ移動する。
よって、分割領域２２の境界部分では、散乱の強さが不連続に切り替わり、映像には筋状の輝度ムラが発生する。
このようにスクリーン２１の光学状態を、映像光の走査に同期させて分割領域２２毎に順次切り替える場合、これらの画質劣化を抑制する必要がある。
このためには、映像光が走査される部位の散乱の強さを、当該領域の映像光の走査時間において一定に維持する必要がある。
たとえば投影光がスクリーン２１の分割領域２２を跨ぐタイミングにおいて、前後の分割領域２２の散乱状態を同じに揃える必要がある。

図１２は、輝度ムラを抑制できる、本実施形態での複数の分割領域の光学状態を示すタイミングチャートである。横軸は時間である。縦軸は平行光線透過率である。平行光線透過率が低いことは散乱が強いことを意味している。
図１２には、連続する４つの分割領域２２の光学状態を示す曲線が重ねて描画されている。
連続する４つの分割領域２２の光学状態を、映像光の走査に同期させて順次切り替えつつ、平行光線透過率が安定しないことに起因する輝度ムラを抑制する場合、図１２に示すように、各部分走査期間ＴＰにおいて、各分割領域２２を一定の光学状態（散乱状態）とすればよい。
また、隣接する分割領域２２の間で映像光が移動するタイミングでは、該隣接する分割領域２２の光学状態（散乱状態）を揃えればよい。
このようにスクリーン２１の走査部位の光学状態をほぼ一定の光学状態に制御することにより、映像の輝度ムラを抑制できる。

図１３は、本実施形態での、２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。図１３（Ａ）は、ノーマルモードで動作するスクリーン２１に印加する駆動電圧波形である。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図１３（Ｂ）は、ノーマルモードで動作するスクリーン２１の光学状態である。横軸は時間であり、縦軸は平行光線透過率である。
図１３では、スクリーン２１の分割領域２２を透明な透過状態から散乱状態に制御する際に、まず、駆動電圧の印加を停止する。
その後、小さい第２段目の駆動電圧を印加する。
この第２段目の電圧を印加することにより、散乱の強さを略一定の必要な値に安定させることができる。
ただし、単に駆動電圧の印加を停止して分割領域を最大の散乱状態に制御する場合に比べて、散乱の強さが相対的に低下してしまう。

次に、図１３（Ａ）の駆動電圧波形の印加タイミングについて詳しく説明する。
各分割領域２２を、各々が走査される部分走査期間ＴＰにおいて散乱状態（映像状態）に制御する場合、同期制御部３１は、映像光の走査に同期させて、制御電極２７に印加する電圧を、投影光が当該領域に照射される少し前に停止する。
電圧印加が停止されたタイミングから、分割領域２２の光学層２５は、透明な透過散乱から散乱状態へ変化し始める。光学層２５の応答時間は、スクリーン２１に固有のものであり、温度などに影響される。最小の平行光線透過率で安定した最大の散乱状態に至るまでには、一般的に、数ミリ秒から数十ミリ秒以上の時間を要する。
散乱状態に制御した分割領域２２の走査が終了した後、同期制御部３１は、制御電極２７に対して、透過状態に制御するための電圧の印加を再開する。そのタイミングから、分割領域２２の光学層２５は、散乱状態から透明な透過状態へ変化し始める。
これらの応答時間が必要になるため、映像光の走査に同期させて分割領域２２を最小の平行光線透過率の映像状態と透過状態との間で切り替える場合、良好なシースルー性と視認性を両立させるためには時間が不足する。
その結果、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて散乱（ヘイズ）による濁り感の少ない良好な透明表示（非映像状態での透過表示）を実現するためには、映像状態に制御するために電圧を取り去った後に、短時間のうちに映像光の走査が開始されるようにする必要がある。光学状態の変化が続いている間に、映像光で走査する必要に迫られる。
そこで、図１３（Ａ）では、複数の値の電圧パルスまたは交流電圧を印加することにより、分割領域２２の散乱状態を保持し、該分割領域２２の部分走査期間ＴＰの前に、散乱状態を略一定に安定化させる。

次に、複数の値の駆動電圧を、複数の分割領域２２に印加する例について説明する。
図１４は、複数の制御電極２７についての２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。
図１４（Ａ）から（Ｄ）は、連続する４つの制御電極２７に印加する電圧である。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図１４（Ｅ）から（Ｈ）は、図１４（Ａ）から（Ｄ）に対応する、連続する４つの分割領域２２の光学特性である。横軸は時間であり、縦軸は平行光線透過率である。なお、以下の説明では光学状態の変化を平行光線透過率の変化を用いて説明している。本発明スクリーンでは、平行光線透過率の減少は散乱の増大を示している。
図１４（Ａ）から（Ｄ）に示すように、連続する４個の制御電極２７には、各々が走査されない期間では、透明な透過状態に制御するための高い電圧が印加される。そして、各々が走査される期間の前に、電圧印加が停止され、その後に低い電圧が印加される。印加電圧は、交流とされている。これにより、図１４（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、映像光の走査に同期して、透明な透過状態から一定の散乱状態に制御される。
また、図１４（Ａ）から（Ｄ）に示すように、連続する４個の制御電極２７には、各々の走査が終了した後、透過状態に制御するための高い電圧が再び印加される。これにより、図１４（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、映像光の走査に同期して、散乱状態から透明な透過状態に制御される。
なお、この同期制御のための基準タイミングの情報は、プロジェクタ１１から同期制御部３１へ送出される。散乱特性が一定に安定していない期間に投影光が照射されることがないように、同期制御部３１は、該基準タイミングに基づいて、各制御電極２７に印加する電圧を切り替える。

以上のように、本実施形態のスクリーン２１は、電圧が印加されることで平行光線透過率が高くなるノーマルモードで動作し、投影された映像光を散乱する。
また、同期制御部３１は、映像光の走査周期において複数の分割領域２２に印加する電圧を走査順で切り替えて、各分割領域２２を、各々が走査される部分走査期間ＴＰにおいて映像状態に制御し、各々が走査されていない期間、すなわち部分走査期間ＴＰ以外の期間において非映像状態に制御する。
しかも、同期制御部３１は、分割領域２２を映像状態に制御する場合、制御電極２７への電圧印加を停止した後に印加電圧を上げて、２つの振幅による複数の値の電圧を印加し、該分割領域２２の光学状態を、分割領域２２の最大の散乱状態より散乱の程度が低い所定の散乱状態に保持し、映像光で走査される部分走査期間ＴＰでの該分割領域２２の散乱状態を安定させる。
その結果、各分割領域２２の部分走査期間ＴＰでの散乱特性が一定に維持される。スクリーン２１へ照射された映像光は、一定の散乱状態に制御された複数の分割領域２２により散乱される。スクリーン２１に映し出される映像では、散乱状態が一定に制御されていない場合の輝度ムラが抑制される。
また、本実施形態では、各分割領域２２に２つの振幅による電圧を印加しているので、各分割領域２２を最大の散乱状態に制御するまで走査を遅らせる必要が無く、複数の分割領域２２の光学状態を、映像光の走査に同期させて高速に切り替えることができる。よって、各分割領域２２を長時間にわたって透明な透過状態に制御でき、スクリーン２１をより良好に透視できるため、映像を明るくしつつ、スクリーン２１のシースルー特性が得られる。ノーマルモードのスクリーン２１の光学状態の切り替えの応答時間が長いにもかかわらず、スクリーン２１の平行光線透過率を高く保ち、スクリーン２１の高いシースルー特性と良好な映像の視認性が得られる。
スクリーン２１のシースルー特性を得ながら、映像光を無駄なく且つ均一に散乱して映像を表示することができる。
特に、本実施形態では、電圧を０Ｖに制御してから、散乱を一定状態にするための低い電圧の印加までの時間を、５ミリ秒以下、好ましくは２ミリ秒以下とするとよい。これにより、各分割領域２２の実効的な散乱期間を短くでき、ひいては投影光の走査に同期させて光学状態を切り替える制御を実行したとしても、スクリーン２１の透明性が高く保持される。
また、本実施形態では、一定の散乱状態にするために印加する低い駆動電圧、および透過状態に制御するための高い駆動電圧を、実質的に低周波の交流電圧として印加している。液晶素子では、その信頼性を確保し、劣化を抑制するために、光学層２５に印加される電圧の直流成分を抑え、交流電圧で駆動するとよい。ノーマルモードでは、透過状態に制御する非映像期間Ｔｏｆｆが長いので、透過状態時の実効的な交流周波数が消費電力に影響する。本実施形態では、可能な限り周波数が低い交流電圧としているので、消費電力を抑制できる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、リバースモードで動作するスクリーン２１を用いる表示装置１を説明する。
リバースモードで動作するスクリーン２１では、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン２１が透明な透過状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線の散乱率（透過率）の散乱状態となる。
本実施形態の光学装置の構成および基本的動作は、第１実施形態の光学装置と同様である。そして、スクリーン２１は、散乱状態が映像状態に対応する。

図１５は、従来例である一般的なリバースモードのスクリーン２１の駆動電圧波形と光学状態との関係の一例を示す模式的なタイミングチャートである。
図１５（Ａ）は、制御電極２７に印加する電圧波形である。横軸は時間である。縦軸は電圧である。図１５（Ｂ）は、光学層２５の光学状態である。縦軸は平行光線の透過率である。平行光線透過率が小さいことは散乱が強いことを示している。
リバースモードで動作する光学層２５には、図１５に示すように、映像光の走査周期中の、映像を表示する映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて、電圧が印加される。この電圧は、たとえば平行光線透過率が最大となる電圧が望ましい。図１５（Ａ）では、散乱状態に制御する期間Ｔｏｎの駆動電圧波形は、矩形波交流２サイクルの例であるが、これに限定するものではない。
分割領域２２が走査される場合、該分割領域２２の光学層２５が散乱状態になるように、電圧の印加を開始する。光学層２５は、電圧が印加されてから徐々に透明な透過状態から散乱状態へ移行する。
このように、図１５（Ａ）の駆動電圧波形を各制御電極２７に印加することにより、各制御電極２７に対応する分割領域２２の光学状態を、スクリーン２１の走査に同期させて透明な透過状態と散乱状態との間で切り替えることができる。

ここで、リバースモードのスクリーン２１の光学特性について説明する。
図１６は、リバースモードのスクリーン２１の光学特性の一例を示す図である。
横軸は、印加電圧の振幅である。左縦軸は、特性曲線Ａに対応し、収束する光学状態（散乱の強さ）である。右縦軸は、特性曲線Ｂに対応し、応答期間である。
ここで、応答時間とは、電圧の印加を開始してから、散乱の強さが当該電圧で安定する最大の光学特性の９０％に到達するまでの時間をいう。
そして、閾値電圧ＶＴＨは、光学特性が０Ｖの光学状態から変化し始める電圧である。
第１電圧Ｖ１は、収束する光学状態（散乱の強さ）が最大となる電圧である。
第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１より高い電圧である。

図１６に示すように、リバースモードのスクリーン２１の光学層２５に印加する電圧を上げてゆき、閾値電圧ＶＴＨを超えると、収束状態での散乱の強さが、０Ｖの状態から変化し始める。その後、散乱の強さは、印加電圧の増加に応じて変化する。
印加電圧が第１電圧Ｖ１に達すると、収束する散乱の強さが最大となる。
第１電圧Ｖ１を超えると、収束する散乱の強さが下がりはじめる。第２電圧 Ｖ２では、Ｖ１における散乱の強さより低い散乱の強さに収束する。
このように光学状態は、印加電圧に応じて最大を持つ特性で増減する場合がある。

これに対し、応答時間は、リバースモードのスクリーン２１への印加電圧が高いほど、短くなる略逆比例の特性となる。
すなわち、第２電圧Ｖ２は短時間で光学状態が一定の値となる。
図１６の例にあるように、スクリーン２１の応答時間は、印加電圧が低いと、長くなる。
このため、映像光の走査に同期させた駆動電圧波形を印加する場合のように、短時間で光学状態を切り替えようとする場合には、第１電圧Ｖ１以下の電圧を印加しても、所定の時間内に安定した散乱状態が得られない場合が多い。
すなわち、リバースモードにおいて最適な散乱状態を得るようにＶ１の電圧を印加するようにしたとしても、光学層２５の光学状態は、散乱状態に制御したい映像期間を含む期間Ｔｏｎ中に、一定の散乱状態に安定させることができない。その結果、散乱状態に制御する期間Ｔｏｎにおいて、分割領域２２の光学状態を平坦化できず、また、映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接する分割領域の光学状態をほぼ等しくすることができないので、領域境界に輝度ムラが視認される。

このようにリバースモードのスクリーン２１を映像光の走査に同期させて制御した場合、分割領域２２が、透明な透過状態と最大の散乱状態との間で切り替わるために応答時間を要する。映像光の走査に同期させて制御する場合において、分割領域２２が、最大の散乱状態に安定するまで待って映像光が走査されるようにするためには、時間が不足する。
その結果、部分走査期間ＴＰにおいて一定の散乱状態を得ることができない。
すなわち、図１５（Ｂ）のように、最大の散乱状態となる電圧の印加を開始したとしても、光学層２５の光学状態は、散乱状態に制御する期間内で、一定の状態に安定しない。光学状態は、平坦化しない。
分割領域２２の光学状態が一定の散乱状態に安定しない場合、スクリーン２１に投影された映像には、輝度ムラが発生する。

そこで、同期制御部３１は、各分割領域２２を電圧印加により散乱状態に制御する映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて、リバースモードのスクリーン２１に対して、複数レベルの電圧を印加する。
図１７は、第１実施形態での２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。
具体的には、図１７に示すように、同期制御部３１は、まず、投影光が照射される少し前に、該分割領域２２の制御電極２７に、第２電圧Ｖ２からなる電圧波形の印加を開始する。
第２電圧Ｖ２を印加した場合、応答時間（立上り時間）は十分速くなる。この波形を連続して印加した場合には、光学特性は、散乱の強度が最大の散乱状態になった後、緩やかに減少し、散乱状態が最大より若干低い一定値に収束する。つまり、この第２電圧Ｖ２を印加し続けた場合でも、光学状態変化が続いている時間に、映像光を照射しなければならない。
そこで、図１７に示すように、同期制御部３１は、第２電圧Ｖ２の印加に続けて、第１電圧Ｖ１を印加する。
第１電圧Ｖ１は、概ね最大の散乱状態にできる電圧である。また、第１電圧Ｖ１は、第２電圧Ｖ２から第１電圧Ｖ１へ切り替える時の光学状態に収束させるような電圧である。
なお、第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２は、低周波の交流電圧として印加される。
また、第１電圧Ｖ１は、第２電圧Ｖ２によって刻々と変化する散乱状態が最大となるタイミングにおいて、第２電圧Ｖ２から切り替えて、印加される。

以上のように、本実施形態では、複数の値の電圧印加により、光学層２５を散乱状態に制御する映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて、平行光線の散乱率（透過率）を一定レベルに保持できる。部分走査期間ＴＰでは、一定の散乱状態になる。
特に、本実施形態では、第２電圧Ｖ２の印加期間の終了直後での散乱状態が最大値（平行光線透過率が極小となる値）になるように、第２電圧Ｖ２の印加により最大の散乱状態となるタイミングで、印加電圧を第２電圧Ｖ２から第１電圧Ｖ１へ切り替えている。

また、図１７に示すように、散乱状態に制御した分割領域２２の走査が終了した後、同期制御部３１は、制御電極２７に対する電圧印加を停止する。このタイミングから、分割領域２２の光学層２５は、散乱状態から透過状態へ変化し始める。
これにより、複数の分割領域２２を順番に散乱状態に制御し、かつ、各分割領域２２を、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて長期間にわたり透過状態に保持できる。

次に、複数の値の駆動電圧を複数の分割領域２２に印加する例について説明する。
図１８は、複数の制御電極についての２レベルの駆動電圧波形と光学状態との関係を示す模式的なタイミングチャートである。
図１８（Ａ）から（Ｄ）は、連続する４つの制御電極２７に印加する電圧である。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図１８（Ｅ）から（Ｈ）は、図１４（Ａ）から（Ｄ）に対応する、連続する４つの分割領域２２の光学特性である。横軸は時間であり、縦軸は平行光線透過率である。
図１８（Ａ）から（Ｄ）に示すように、連続する４個の制御電極２７には、各々が走査されない非映像期間Ｔｏｆｆでは、透過状態に制御するために電圧の印加が停止される。そして、各々が走査される部分走査期間ＴＰの前に、電圧印加が開始され、その後に低い電圧が印加される。印加電圧は、交流とされている。このような電圧波形の印加により、図１８（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、透過状態から一定の散乱状態に制御される。
また、図１８（Ａ）から（Ｄ）に示すように、連続する４個の制御電極２７には、各々の走査が終了した後、透過状態に制御するために電圧の印加が停止される。このような電圧波形の印加により、図１８（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、散乱状態から透過状態に制御される。
なお、この同期制御のための基準タイミングの情報は、プロジェクタ１１から同期制御部３１へ送出される。散乱特性が一定に安定していない期間に投影光の照射がなされないように、同期制御部３１は、該基準タイミングに基づいて、複数の制御電極２７に印加する電圧を順次切り替える。

以上のように、本実施形態では、スクリーン２１は、電圧が印加されることで平行光線の透過率が低くなるリバースモードで動作し、投影された映像光を散乱する。
また、同期制御部３１は、映像光の走査周期において複数の分割領域２２に印加する電圧を走査順で切り替えて、各分割領域２２を、各々が走査される部分走査期間ＴＰにおいて映像状態に制御し、各々が走査されていない期間、すなわち部分走査期間ＴＰ以外の期間において非映像状態に制御する。
しかも、同期制御部３１は、分割領域２２を映像状態に制御する場合、制御電極２７に電圧を印加した後に印加電圧を下げて、２つの振幅による複数の値の電圧を印加し、該分割領域２２の光学状態を、分割領域２２の最大の散乱状態より散乱の程度が低い所定の散乱状態に保持し、映像光で走査される部分走査期間ＴＰでの該分割領域２２の散乱状態を安定させる。
その結果、各分割領域２２の部分走査期間ＴＰでの散乱特性が一定に維持される。スクリーン２１へ照射された映像光は、一定の散乱状態に制御された複数の分割領域２２により散乱される。スクリーン２１に映し出される映像では、散乱状態が一定に制御されていない場合での輝度ムラが抑制される。
また、本実施形態では、各分割領域２２に２つの振幅による電圧を印加しているので、各分割領域２２を最大の散乱状態に制御するまで走査を遅らせる必要が無く、複数の分割領域２２の光学状態を、映像光の走査に同期させて高速に切り替えることができる。よって、各分割領域２２を長時間にわたって透明な透過状態に制御でき、スクリーン２１をより良好に透視できるため、映像を明るくしつつ、スクリーン２１のシースルー特性が得られる。リバースモードのスクリーン２１の光学状態の切り替えの応答時間が長いにもかかわらず、スクリーン２１の平行光線透過率を高く保ち、スクリーン２１の高いシースルー特性と良好な映像の視認性が得られる。
スクリーン２１のシースルー特性を得ながら、映像光を無駄なく且つ均一に散乱して映像を表示することができる。
特に、分割領域２２を映像状態に制御するために同期制御部３１が制御電極２７に最初に印加する電圧を、分割領域２２を最大の散乱状態にできる第１電圧Ｖ１より高い第２電圧Ｖ２とし、その後に下げて印加する電圧を、最大の散乱状態にできる第１電圧Ｖ１以下の電圧とするとよい。これにより、安定した散乱状態での平行光線透過率への切り替え時間を最小限に抑えることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、以上の実施形態の表示装置１の変形例を説明する。
第３実施形態では、制御電極２７に印加する各電圧をハーフサイクルとすることにより、以上の実施形態よりも更に輝度ムラ等を抑制する。

図１９は、第３実施形態における、ハーフサイクルを利用した２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。図１９は、ノーマルモードのスクリーン２１に用いるものである。
第１実施形態では、図１９（Ａ）に示すように、ノーマルモードで動作するスクリーン２１の各分割領域２２に対して、映像期間を含む期間Ｔｏｎの後半において数サイクルの低電圧の交流電圧を印加し、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて数サイクルの高電圧の交流電圧を印加している。
そして、交流電圧を印加すると、印加電圧の極性が変化する。光学層２５の配向も切り替われる。
これにより、平行光線透過率にディップ、すなわち散乱状態に棘状のスパイクが生じる場合がある。
一定の散乱状態を保持する必要がある部分走査期間ＴＰにこの現象が発生するとディップを生じ、散乱状態に変化が生じて画質が劣化する。

これを避けるために、本実施形態では、図１９（Ｂ）から（Ｄ）に示すように、映像期間を含む期間Ｔｏｎ等において印加する電圧を、片極性の方形波とする。方形波の電圧の印加時間は、第１実施形態と同じ期間とすればよい。
具体的には、図１９（Ｂ）では、映像期間を含む期間Ｔｏｎの後半に印加する低電圧を、当該期間中に極性変化しない半波（ハーフサイクル）の方形波にしている。
図１９（Ｃ）では、非映像期間Ｔｏｆｆに印加する電圧を、半波の方形波にしている。
図１９（Ｄ）では、映像期間を含む期間Ｔｏｎの後半に印加する電圧、および非映像期間Ｔｏｆｆに印加する電圧をともに、半波の方形波にしている。
図１９（Ｂ）から（Ｄ）に示すようにハーフサイクルを利用し、映像期間を含む期間Ｔｏｎおよび／または非映像期間Ｔｏｆｆに片極性の電圧を用いることにより、棘状のスパイクが生じなくなる。
また、ハーフサイクルを採用することにより、消費電力を削減できる。

しかしながら、ハーフサイクルを利用すると、各走査周期において、光学層２５に、実効的に直流バイアスが印加される。
このため、図１９（Ｂ）から（Ｄ）においては、奇数番目の走査周期と、偶数番目の走査周期とで、フレームごとに極性を反転させている。
なお、図１９（Ｂ）の場合、映像期間を含む期間Ｔｏｎに続く非映像期間Ｔｏｆｆでの電圧波形も、走査周期毎に、位相を半サイクルシフトさせている。このようなシフトをしないと、倍周期（半分の周波数）で透過状態が変動することになり、画面全体にヘイズフリッカが発生する可能性がある。

図２０は、第３実施形態における、ハーフサイクルを利用した２レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。図１９は、リバースモードのスクリーン２１に用いるものである。
第２実施形態では、図２０（Ａ）に示すように、リバースモードで動作するスクリーン２１の各分割領域２２に対して、映像状態において数サイクルの交流電圧を印加している。
この場合、映像期間を含む期間Ｔｏｎ中に、電圧の極性が切り替わる。光学層２５の配向も切り替われる。
映像期間を含む期間Ｔｏｎに印加電圧の極性が変化する場合、平行光線透過率にディップすなわち散乱状態に棘状のスパイクが生じる場合がある。
一定の散乱状態に保持する必要がある部分走査期間ＴＰにこの現象が発生するとディップを生じ、散乱状態に変化が生じて画質が劣化する。

これを避けるために、本実施形態では、図２０（Ｂ）から（Ｄ）に示すように、映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて印加する電圧を、片極性の方形波とする。印加時間は、第２実施形態と同じ期間とすればよい。
具体的には、図２０（Ｂ）では、映像期間を含む期間Ｔｏｎの前半に印加する高い電圧を、半波（ハーフサイクル）の方形波にしている。
図２０（Ｃ）では、非映像期間Ｔｏｆｆの後半に印加する低い電圧を、半波の方形波にしている。
図２０（Ｄ）では、映像期間を含む期間Ｔｏｎの前半に印加する高い電圧、および後半に印加する低い電圧をともに、半波の方形波にしている。
図２０（Ｂ）から（Ｄ）に示すようにハーフサイクルを利用し、映像期間を含む期間Ｔｏｎに片極性の電圧を用いることにより、棘状のスパイクが生じなくなる。
また、ハーフサイクルを採用することにより、消費電力を削減できる。

しかしながら、ハーフサイクルを利用すると、各走査周期において、光学層２５に、実効的に直流バイアスが印加される。
このため、図２０（Ｂ）から（Ｄ）においては、奇数番目の走査周期と、偶数番目の走査周期とで、走査周期ごとに極性を反転させる。
また、図２０（Ｃ）に示すように、リバースモードの場合、立ち上り期間の波形の位相を半サイクルシフトさせることが望ましい。

以上のように、本実施形態では、分割領域２２の光学状態を制御する場合にハーフサイクルの電圧を印加しているので、映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて散乱状態が変動し難くなり、および／または、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて透過状態が変動し難くなる。
また、図１９（Ｃ）では、ノーマルモードのスクリーン２１の透明期間（非映像期間Ｔｏｆｆ）において透過状態に保持する印加電圧を、１走査周期Ｔにおいて片極性の方形波または両極性（２ｍ＋１）／２サイクル（ｍは整数）の矩形波としている。これにより、高電圧の印加期間での周波数をできるだけ低くでき、消費電力を低減できる。なお、ｍサイクルの矩形波周期は一定でなくてもよい。
また、図２０（Ｂ）では、リバースモードの映像期間を含む期間Ｔｏｎの最初の高電圧を印加している。これにより、以下の問題を回避できる。
すなわち、特に負荷容量の大きい領域（大面積など）を駆動する場合では印加電圧の立ち上がりが鈍るので、この立ち上げ時の高電圧として両極性波形を用いると極性が切り替わる時間に光学特性立ち上がりの無駄を生じ、結果として立ち上がり時間が長くなってしまう。その結果、動作時のヘイズが増加する。
図２０（Ｂ）のように、この立ち上げ期間での高電圧を片極性方形波とすることにより、大面積化して大きな負荷容量の領域を駆動する場合であっても、極性切り替えの時間のロスを削減でき、ひいてはヘイズを抑制し、表示品位を向上できる。
なお、図２０（Ｂ）では、実効的に直流バイアスが印加されるので、走査周期ごとに極性を反転させるとよい。そして、映像期間を含む期間Ｔｏｎの後半に印加する低電圧についても、走査周期ごとに位相を半サイクルシフトさせるとよい。このシフトを実行しないと、倍周期（半分の周波数）で散乱状態が変動することになり、表示画像にフリッカが発生する可能性がある。
また、図１９（Ｄ）または図２０（Ｄ）のように、半波電圧を組み合わせることにより、更に効果を高めることができる。この方法を用い場合、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電圧差が実効的に直流バイアスとなるので、走査周期ごとに極性を反転させるとよい。

以上のように、本実施形態では、同期制御部３１は、制御電極２７に印加する電圧を、印加期間中に極性が変化しないハーフサイクルの電圧としている。
よって、ノーマルモードのスクリーン２１においては、交流電圧を使用した場合に生じる平行光線の透過率の変動を抑制し、映像期間の後半での輝度ムラ、または非映像期間での平行光線透過率の変動を抑えることができる。
また、リバースモードのスクリーン２１においては、交流電圧を使用した場合に生じる平行光線透過率の変動を抑制し、映像期間の後半での輝度ムラを抑えることができる。

また、本実施形態では、同期制御部３１は、複数の映像光の走査周期Ｔにおいて制御電極２７に印加する電圧の極性を、走査周期Ｔを単位として切り替えている。
よって、各走査周期Ｔでは光学層２５に直流電圧が印加されてしまうものの、複数の走査周期Ｔにおいて光学層２５に印加される電圧の直流成分を抑えることができる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、以上の実施形態の表示装置１の変形例を説明する。
第４実施形態では、制御電極２７に印加する電圧を３つ以上のレベルとした表示装置１について説明する。
図２１は、第４実施形態における、３レベルの駆動電圧波形を示す模式的なタイミングチャートである。

図２１（Ａ）は、ノーマルモードのスクリーン２１の制御電極２７に印加する３レベルの駆動電圧波形である。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。
図２１（Ａ）の駆動電圧は、３振幅（６レベル＋０Ｖ）の交流電圧である。透過状態に制御する非映像期間Ｔｏｆｆの当初において、後半で印加する電圧とは異なる中間レベルの電圧波形を印加する。
これにより、散乱状態から透過状態への戻りを高速化できる。

図２１（Ｂ）は、リバースモードのスクリーン２１の制御電極２７に印加する３レベルの駆動電圧波形である。
図２１（Ｂ）の駆動電圧は、３振幅（６レベル＋０Ｖ）の交流電圧である。この駆動電圧は、映像期間を含む期間Ｔｏｎにおいて、３振幅（６レベル＋０Ｖ）の交流電圧を印加する。具体的には、透過状態から散乱状態へ立ち上げる期間と、一定の散乱状態に保持する期間の間に、それぞれの期間で印加する電圧とは異なる中間レベルの電圧波形を印加する例である。
これにより、１つのスクリーン２１内で、複数の分割領域２２の間で応答時間にバラツキが生じている場合でも、その影響を抑えることができる。

［第５実施形態］
第５実施形態では、以上の実施形態の表示装置１の変形例を説明する。
図２２は、本発明の第５実施形態に係る表示装置１の概略構成図である。
第５実施形態の表示装置１は、図２２に示すように、温度センサ５１を有する。
温度センサ５１は、スクリーン２１に配置され、スクリーン２１の温度を検出する。
温度センサ５１は、同期制御部３１に接続され、検出温度を示す信号を出力する。

同期制御部３１は、温度センサ５１により検出されたパネル温度に基づいて、駆動電圧波形を調整する。
同期制御部３１は、たとえば、検出した温度に基づき、駆動波形の電圧（振幅）を変化させる。
または、同期制御部３１は、検出した温度に基づき、駆動波形のパルス周期または交流周波数を変化させる。
または、同期制御部３１は、検出した温度に基づき、駆動波形の電圧と、パルス周期または交流周波数とを変化させる。
なお、同期制御部３１は、たとえば、検出温度と駆動電圧の関係が設定された、予め設定された参照テーブルを用いて、検出した温度に応じた駆動電圧等を決定すればよい。
この他にもたとえば、同期制御部３１は、駆動電圧の波形と検出温度との関係が予め設定された参照テーブルと、それに基づく内挿値によって検出した温度に応じた駆動電圧等を決定すればよい。

以上のように、本実施形態の表示装置１は、スクリーン２１の温度の検出系と、駆動波形の制御系とを含む駆動システムとして機能する。
また、本実施形態では、スクリーン２１の応答速度が、スクリーン２１の温度（液晶温度）に依存して変動する場合であっても、この変動による輝度変動を抑制できる。

以上の各実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
たとえば上記実施形態では、スクリーン２１は、映像状態で散乱状態に制御され、映像光を透過しつつ散乱している。この他にもたとえば、スクリーン２１は、映像状態で高い散乱状態に制御され、映像光を反射しつつ散乱してもよい。この場合、スクリーン２１は、プロジェクタ１１と視聴者の間に位置する反射型スクリーンとして機能する。
図２３は、反射型のスクリーン２１を用いた、本発明の第２実施形態に係る表示装置１の変形例の概略構成図である。
図２３において、プロジェクタは、反射型のスクリーン２１について、視聴者側に配置される。この場合でも、本発明を適用することにより、図９に示すように、映像光による映像４１とスクリーン２１の背景４２とをスクリーン２１で重ねて表示できる。

１ 表示装置
１１ プロジェクタ
２１ スクリーン
２２ 分割領域
２５ 光学層
２７ 制御電極
３１ 同期制御部（制御部）
５１ 温度センサ
Ｔ 走査周期
ＴＰ 部分走査期間
Ｔｏｎ 映像期間を含む期間
Ｔｏｆｆ 非映像期間

Claims (12)

1. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層、および前記光学層に電圧を印加するために前記光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極を有するスクリーンであって、電圧の印加により光学状態を前記スクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と前記透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するスクリーンと、
   前記スクリーンに映像光を投影して映像を表示させるプロジェクタと、
   前記複数の制御電極に電圧を印加し、映像光の投影期間において、前記スクリーンを、各前記制御電極が形成された分割領域毎に、前記散乱状態と前記透過状態との間で切り替える制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   映像光の投影期間における前記複数の分割領域の光学状態を、前記プロジェクタによる映像光の投影に同期させて切り替えて、前記スクリーンについての、前記映像光が投影される部位の光学状態を前記散乱状態とし、
   前記映像光が前記部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を前記部位の光学状態に揃え、
   前記部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、
   表示装置。
2. 前記プロジェクタは、映像光により前記スクリーンを走査し、
   前記制御部は、
   映像光の走査周期において前記複数の分割領域に印加する電圧を走査順で切り替えて、各前記分割領域を、各々が走査される部分走査期間において前記散乱状態に制御し、各々が走査されていない期間において前記透過状態に制御する、
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記スクリーンは、電圧が印加されることで平行光線透過率が高くなるノーマルモードで動作し、前記散乱状態において投影された映像光を散乱し、
   前記制御部は、
   前記透過状態に制御する分割領域の前記制御電極に電圧を印加して、該分割領域を透過状態に制御し、
   前記散乱状態に制御する分割領域の前記制御電極に印加する電圧を、前記透過状態での印加電圧より下げて、映像光で走査される分割領域を散乱状態に制御し、映像光を散乱させる、
   請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記制御部は、
   前記分割領域を前記散乱状態に制御する場合、前記制御電極への電圧印加を停止した後に印加電圧を上げて、該分割領域の光学状態を、前記分割領域の最大の散乱状態より散乱の程度が低い所定の散乱状態に保持し、映像光で走査される部分走査期間での該分割領域の散乱状態を安定させる、
   請求項３記載の表示装置。
5. 前記スクリーンは、電圧が印加されることで散乱が強くなるリバースモードで動作し、投影された映像光を散乱し、
   前記制御部は、
   前記透過状態に制御する分割領域の前記制御電極への電圧の印加を停止して、該分割領域を前記透過状態に制御し、
   前記散乱状態に制御する分割領域の前記制御電極に電圧を印加し、映像光で走査される分割領域を散乱状態に制御し、映像光を散乱させる、
   請求項１または２記載の表示装置。
6. 前記制御部は、
   前記分割領域を前記散乱状態に制御する場合、前記制御電極に電圧を印加した後に印加電圧を下げて、該分割領域の光学状態を、前記分割領域を散乱状態に保持し、映像光で走査される部分走査期間での該分割領域の散乱状態を安定させる、
   請求項５記載の表示装置。
7. 前記分割領域を前記散乱状態に制御するために前記制御部が前記制御電極に最初に印加する電圧は、前記分割領域を最大の散乱状態にできる電圧より高い電圧であり、
   その後に下げて印加される電圧は、前記最大の散乱状態にできる電圧である、
   請求項６記載の表示装置。
8. 前記分割領域を前記散乱状態に制御するために前記制御部が前記制御電極に最初に印加する電圧は、
   該電圧による散乱が最大となるタイミングで変更される、
   請求項７記載の表示装置。
9. 前記制御部は、
   低周波の交流電圧を前記制御電極に印加する、
   請求項１から７のいずれか一項記載の表示装置。
10. 前記制御部は、
    複数の映像光の投影期間において前記制御電極に印加する電圧の極性を、前記投影期間を単位として切り替えて、前記複数の投影期間において前記光学層に印加される電圧の直流成分を抑える、
    請求項１から７のいずれか一項記載の表示装置。
11. プロジェクタから投影される映像光による映像を、電圧の印加により光学状態が変化する光学層を有するスクリーンに表示する表示装置の駆動方法であって、
    前記スクリーンは、電圧の印加により前記スクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と前記透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するものであり、
    前記スクリーンの光学状態を制御する制御部は、
    前記光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極に電圧を印加して、前記光学層および前記複数の制御電極を有するスクリーンに、映像光による映像を表示させ、
    映像光の投影期間において、前記スクリーンを、各前記制御電極が形成された分割領域毎に、前記散乱状態と前記透過状態との間で切り替え、
    映像光の投影期間における複数の前記分割領域の光学状態を、前記プロジェクタによる映像光の投影に同期させて切り替えて、前記スクリーンについての、前記映像光が投影される部位の光学状態を前記散乱状態とし、
    前記映像光が前記部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を前記部位の光学状態に揃え、
    前記部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、
    表示装置の駆動方法。
12. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層、および前記光学層に電圧を印加するために前記光学層に沿って並べて配置される複数の制御電極を有し、投影された映像光による映像を表示するスクリーンであって、電圧の印加により光学状態を前記スクリーンの背面物体を認識可能な透過状態と前記透過状態よりも入射光の散乱が大きい散乱状態との間で変化するスクリーンと、
    前記複数の制御電極に電圧を印加し、映像光の投影期間において、前記制御電極が形成された各分割領域を、前記散乱状態と前記透過状態との間で切り替えるように制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    映像光の投影期間における前記複数の分割領域の光学状態を、前記スクリーンへの映像光の投影に同期させて切り替えて、前記スクリーンについての、前記映像光が投影される部位の光学状態を前記散乱状態とし、
    前記映像光が前記部位に隣接する領域に移動するとき、当該隣接する領域の光学状態を前記部位の光学状態に揃え、
    前記部位の光学状態を、それぞれ振幅が異なる複数の値の電圧により保持する、
    表示用スクリーン装置。