JP5856285B2 - 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。

また、このような表示装置では、スクリーンの一面に複数の制御電極を並べて配置し、スクリーンの光学状態を、各制御電極に対応する分割領域毎に制御することが考えられる。
たとえばスクリーンについての、映像を映す分割領域を散乱状態に制御するとともに、それ以外の分割領域を入射光の散乱が小さい透明な透過状態に制御する。
この場合、映像光の投影期間中にスクリーンをシースルー状態に制御できる。スクリーンに、映し出す映像と、スクリーンの向こう側の背景とを重ねて表示させることができる。

しかしながら、このようにスクリーンに複数の制御電極を設け、スクリーンの光学状態を分割領域毎に制御した場合、スクリーンに映し出す映像が劣化する可能性がある。
すなわち、複数の分割領域は、個別の電圧により制御される必要がある。
複数の分割領域は、スクリーンの一面において互いに離間して配置される必要がある。
隣接する２つの分割領域の間には間隔が形成される。
このため、映像光の走査周期中に、各制御電極に電圧を印加したとしても、該２つの分割領域の間に対応するギャップ領域の光学状態は、制御電極の中央部と同一な光学状態とすることが困難である。
その結果、ギャップ領域において映像が乱れてしまう。

このように表示装置では、スクリーンに複数の制御電極を並べて分割領域ごとに光学状態を制御することに起因する、映し出す映像の画質劣化を改善することが求められる。

請求項１に係る発明は、電圧の印加により光学特性が変化する光学層、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且つ互いに離間し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照射して映像を表示させるプロジェクタと、映像光の投影期間において複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である前記透過状態との間で切り替える制御部と、を有する表示装置である。そして、制御部は、映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を散乱状態に制御する。

請求項８に係る発明は、プロジェクタから照射される映像光による映像を、電圧の印加により光学特性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且つ互いに離間し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、照射される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複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である前記透過状態との間で切り替え、映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を散乱状態に制御する、表示装置の駆動方法である。

請求項９に係る発明は、電圧の印加により光学特性が変化する光学層、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且つ互いに離間し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し、照射された映像光による映像を表示するスクリーンと、映像光の投影期間において複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である前記透過状態との間で切り替える制御部と、を有し、制御部は、映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を散乱状態に制御する、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、２つの分割領域の間のギャップ領域の光学状態に影響する電界の分布の説明図である。 図１１は、本実施形態での、複数の分割領域の光学状態と駆動電圧波形との関係を示す模式的なタイミングチャートである。 図１２は、第１比較例での、複数の分割領域の光学状態と駆動電圧波形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は、第２実施形態での、複数の制御電極に印加する駆動電圧波形のライン反転制御の説明図である。 図１４は、第３実施形態での、複数の制御電極に印加する駆動電圧波形のパルス幅およびサイクル数の制御の説明図である。

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で散乱して透過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散乱して透過する状態に制御し、投影されていない場合に入射光の散乱が小さい透明な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の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２２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により散乱される。
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、非映像状態の入射光の散乱が小さい透明な透過状態に制御される。従って、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、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。
本実施形態では、リバースモードで動作するスクリーン２１を例に説明する。
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。

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の主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。
隣接する２つの制御電極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内に、ギャップ領域２８が形成される。
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に対応したギャップ領域２８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映像光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タイミング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の各走査周期で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、走査周期の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、スクリーン２１を通して図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の向こう側の背景としての樹木４２を見ることができる。

また、本実施形態では、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。

また、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、低周波の交流電圧としている。
よって、映像光の各走査周期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。

ところで、リバースモードのスクリーン２１の一面に、個別の駆動電圧が印加される複数の制御電極２７を形成した場合、図６および図７に示すように、隣接する２つの分割領域２２の間には、制御電極２７が形成されていない領域に対応する光学層２５のギャップ領域２８が形成される。
図１０は、ギャップ領域２８の光学層内の電界の分布の説明図である。
図１０（Ａ）および（Ｂ）は、隣接する制御電極２７に電圧が印加された状態でのスクリーン２１の模式的な断面図である。図中の矢印は、大まかな電界の分布を示している。

図１０（Ａ）に示すように、各々の制御電極２７に同一の振幅の交流電圧が印加する場合であっても、図右側の一方の制御電極２７に正電圧が印加され、図左側の他方の制御電極２７に負電圧が印加され、対向電極２６に０Ｖが印加される場合、すなわち隣接する制御電極２７に逆極性の電圧が印加される場合、ギャップ領域２８には、制御電極２７に対応した分割領域２２に対応する部位とは異なる電界が形成される。
光学層２５の液晶の配向は、この電界に影響される。よって、ギャップ領域２８の光学状態は、電圧印加による光学状態とは異なる状態となる。
電界が異なり、液晶配向が他の部位と異なることに起因する光学特性の違いは映像光が照射されるタイミングの場合、ギャップ領域２８がスジ状の輝度ムラとして視認される。
図１０（Ａ）の光学状態のスクリーン２１では、光学状態は、双方の分割領域２２では揃うが、ギャップ領域２８では異なる。その結果、ギャップ領域２８に沿って光学状態の特異部が生じ、映像状態において輝度ムラが発生する。

そこで、本実施形態の同期制御部３１は、図１０（Ｂ）に示すように、隣接する制御電極２７に同極性の電圧を印加する。
図１０（Ｂ）の場合、ギャップ領域２８の電界の向きは、分割領域２２での電界に沿った向きとなり、この電圧印加時におけるギャップ領域２８の光学状態は、電圧印加により散乱状態に制御された分割領域２２の光学状態とは略同じ状態になる。
その結果、図１０（Ｂ）対向電極のスクリーン２１では、ギャップ領域２８の光学状態が、双方の分割領域２２のものと概ね揃うことにより、ギャップ領域２２に映像光が照射される際のギャップ領域２８における映像の輝度ムラが効果的に抑制され、表示の均一なシースルー性と表示が可能となる。
隣接する制御電極２７を同電位あるいは同極性とすることで、ギャップ領域２８の電界の方向が分割領域２２のものに沿った方向となり、配向が他の部位と異なることに起因するスジ状のムラを抑制できる。

図１１は、本実施形態での、複数の分割領域２２の光学状態と駆動電圧波形との関係を示す模式的なタイミングチャートである。
図１１（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。以下の説明では制御電極２７に電圧を印加した波形を記載しているが、対向電極２６との電位差として光学層２５を含む領域に印加される電圧波形と考えることができる。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図１１（Ｅ）から（Ｈ）は、図１１（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１１（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、透明な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１１（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、透過状態から散乱状態に制御される。
また、図１１（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１１（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た期間に投影光の照射がなされるように、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。

映像光の走査は、図１１（Ａ）から（Ｄ）中のタイミングＴ１において、図１１（Ａ）の分割領域２２から、図１１（Ｂ）の分割領域２２へ移動する。このタイミングＴ１において、これら２つの分割領域２２の間のギャップ領域２８を通過するように映像光が走査される。
そして、このタイミングＴ１では、図１１（Ａ）の制御電極２７と、図１１（Ｂ）の制御電極２７とには、同極性かつ同電位の電圧が印加されている。
よって、ギャップ領域２８の光学状態は、図１０（Ｂ）の映像状態に制御される。ギャップ領域２８は、分割領域２２と同様の光学状態で映像光を散乱して透過する。
同様に、図１１（Ａ）から（Ｄ）中のタイミングＴ２においても、図１１（Ｂ）の制御電極２７と、図１１（Ｃ）の制御電極２７とには、同極性かつ同電位の電圧が印加されている。
同様に、図１１（Ａ）から（Ｄ）中のタイミングＴ３においても、図１１（Ｃ）の制御電極２７と、図１１（Ｄ）の制御電極２７とには、同極性かつ同電位の電圧が印加されている。
この結果、映像光は、ギャップ領域２８においても分割領域２２と略同じ散乱状態で散乱して透過される。

以上のように、本実施形態では、同期制御部３１は、隣接して配置された２つの制御電極２７に映像光がこれらの電極間のギャップ領域を走査するタイミングで同極性の電圧を印加する。
これにより、制御電極２７が形成されていない、対応する２つの分割領域２２の間の領域に対応する光学層のギャップ領域２８の光学状態を望ましい状態に制御できる。
特に、プロジェクタ１１は、映像光によりスクリーン２１を走査し、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低くなるリバースモードで動作し、照射された映像光を散乱する。よって、リバースモードのスクリーン２１において、対応する２つの分割領域２２の間のギャップ領域２８の光学状態を、映像状態に制御できる。
また、同期制御部３１は、映像光が１の分割領域２２から隣接する別の分割領域２２へ移動する際に、対応する２つの制御電極２７に同極性且つ同振幅の電圧を印加する。よって、リバースモードのスクリーン２１のギャップ領域２８の光学状態を、分割領域２２と同等の映像状態に制御できる。
これにより、スクリーン２１の散乱により形成される映像では、ギャップ領域２８での輝度ムラの影響が抑制される。スクリーン２１全体にわたり、映し出す映像にムラが生じ難くなる。

［第１比較例］
第１比較例の表示装置は、第１実施形態のものと同様である。ただし、同期制御部３１は、ギャップ領域２８の制御を考慮していない駆動電圧を、複数の制御電極２７に印加する。
図１２は、第１比較例での、複数の分割領域２２の光学状態と駆動電圧波形との関係を示す模式的なタイミングチャートである。
図１２（Ａ）から（Ｈ）は、図１１（Ａ）から（Ｈ）に対応する。
そして、第１比較例では、映像光の走査がギャップ領域２８となる図１１（Ａ）から（Ｄ）中のタイミングＴ１１からＴ１３において、ギャップ領域２８の両側の制御電極２７には、逆極性かつ同振幅の電圧が印加されている。
よって、ギャップ領域２８の光学状態は、図１０（Ａ）の映像状態に制御される。ギャップ領域２８は、分割領域２２とは異なる光学状態で映像光を散乱する。
この結果、ギャップ領域２８においての散乱が分割領域２２の散乱と異なる特性となり、スクリーン２１全体にわたり、映し出す映像にムラが生じる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態の表示装置１の変形例を説明する。
プロジェクタ１１からスクリーン２１に投影される映像光が一つの分割領域２２を通過するのに要する時間は、複数の分割領域２２の間で略均一である。以下、この時間を、走査遅延時間Ｔｄという。
走査遅延時間Ｔｄは、例えばプロジェクタ１１をスクリーン２１から離した場合は小さくなり（実効的な映像領域分割数が大きくなる）、逆に近づけた場合は大きくなる（実効的な映像領域分割数が小さくなる）。
この他、プロジェクタ１１の走査は、プロジェクタ１１毎に固有のものであるため、一定ではない。特に、走査期間の最後の分割領域２２では、個体差のずれが大きくなる。

第２実施形態の同期制御部３１は、一定ではない走査遅延時間Ｔｄに対し、ギャップ領域２８が走査されるタイミングにおいてその両側の制御電極２７の電圧の極性をそろえるように、駆動電圧波形を調整する。
具体的には、同期制御部３１は、たとえば映像光の走査周期から得られる走査遅延時間Ｔｄ、および複数の制御電極２７に印加する交流電圧の周波数の双方に基づいて、制御電極２７毎に、駆動電圧波形の反転の要否を判断する。
そして、同期制御部３１は、ギャップ領域２８が走査されるタイミングにおいてその両側の制御電極２７の電圧の極性をそろえるように、駆動電圧波形を適宜ライン反転する。
図１３は、第２実施形態での、複数の制御電極２７に印加する駆動電圧波形のライン反転制御の説明図である。
図１３（Ａ）から（Ｃ）の３組の駆動電圧波形は、一定の周期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１３（Ａ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが小さい場合、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ３１からＴ３３は、駆動電圧波形の半周期の間に収まる。
この場合、同期制御部３１は、各駆動電圧波形の反転判断において、反転不要と判断する。
その結果、図１３（Ａ）に示すように、４つの駆動電圧波形は、反転されることなく、同相で極性が変化する電圧として、各々の制御電極２７に印加される。
なお、同期制御部３１は、プロジェクタ１１から通知された映像光の走査周期のうち、複数の領域に分割されたスクリーン上を実際に走査する時間を、制御電極２７の本数で割った値を、走査遅延時間Ｔｄに用いればよい。

図１３（Ｂ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが少し長くなると、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ４１からＴ４３は、駆動電圧波形の半周期の間に収まらなくなる。
この場合、同期制御部３１は、各駆動電圧波形の反転判断において、適宜反転要と判断する。
その結果、図１３（Ｂ）に示すように、上から２番目の駆動電圧波形は１番目に対して反転され、上から３番目の駆動電圧波形は更に２番目に対して反転され、上から４番目の駆動電圧波形は更に３番目に対して反転される。

図１３（Ｃ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが更に長くなると、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ５１からＴ５３の間隔が更に広がる。
この場合、同期制御部３１は、各駆動電圧波形の反転判断において、適宜反転要と判断する。
ただし、図１３（Ｃ）の場合では、反転されることなく、同相で極性が変化する電圧として、各々の制御電極２７に印加されている。

以上のように、本実施形態の同期制御部３１は、複数の制御電極２７に対して、共通する波形の交流電圧を印加する。
また、同期制御部３１は、映像光の走査周期Ｔ、および複数の制御電極２７に印加する交流電圧の周波数に基づいて、複数の制御電極２７に印加する交流電圧の波形を調整する。
具体的には、同期制御部３１は、映像光によりギャップ領域２８が走査されるタイミングで、該ギャップ領域２８の両側の分割領域２２に対応する制御電極２７に印加する電圧の極性が揃うように、一部の制御電極２７に印加する交流電圧の波形を、他の制御電極２７に印加する交流電圧の波形に対して反転させるように調整する。
すなわち、本実施形態では、プロジェクタ１１の投影領域によって決まる走査遅延と、駆動電圧波形（のパルス幅）に応じて、映像光が走査されるタイミングのギャップ領域２８の両側の分割領域２２を同電位あるいは同極性となるように、ライン反転/非反転を制御する。駆動電圧波形が半周期を含む場合は、走査周期の単位で反転する。
よって、本実施形態では、プロジェクタ１１によるスクリーン１１の走査周期Ｔが変動したとしても、それに同期させてスクリーン１１の複数のギャップ領域２８を、分割領域２２と同等の散乱状態（映像状態）に制御できる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、第２実施形態の表示装置１の変形例を説明する。
第３実施形態の同期制御部３１は、駆動電圧波形のライン反転を制御する替わりに、駆動電圧波形のパルス幅およびサイクル数を制御する。
図１４は、第３実施形態での、複数の制御電極２７に印加する駆動電圧波形のパルス幅およびサイクル数の制御の説明図である。
図１４（Ａ）から（Ｃ）の３組の駆動電圧波形では、映像光によりギャップ領域２８が走査されるタイミングで、該ギャップ領域２８の両側の分割領域２２に対応する制御電極２７に印加する電圧の極性が揃うように、駆動電圧波形のパルス幅およびサイクル数が制御されている。
横軸は時間であり、縦軸は電圧である。

図１４（Ａ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが小さい場合、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ６１からＴ６３は、標準的な駆動電圧波形の半周期の間に収まる。
この場合、同期制御部３１は、駆動電圧波形の調整要否判断において、調整不要と判断する。
その結果、図１４（Ａ）に示すように、４つの駆動電圧波形は、標準的な波形のまま、同相で極性が変化する電圧として、各々の制御電極２７に印加される。

図１４（Ｂ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが少し長くなると、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ７１からＴ７３は、標準的な駆動電圧波形の半周期の間に収まらなくなる。
この場合、同期制御部３１は、駆動電圧波形の調整要否判断において、調整要と判断する。
その結果、図１４（Ｂ）に示すように、駆動電圧波形のサイクル数をたとえば半分に減らす。４つの駆動電圧波形は、パルス幅が広がるように調整された波形により、同相で極性が変化する電圧として、各々の制御電極２７に印加される。

図１４（Ｃ）に示すように、走査遅延時間Ｔｄが更に長くなると、走査光がギャップ領域２８を走査するタイミングＴ８１からＴ８３の間隔が更に広がる。
この場合、同期制御部３１は、駆動電圧波形の調整要否判断において、調整不要と判断する。
その結果、図１４（Ｃ）に示すように、４つの駆動電圧波形は、標準的な波形のまま、同相で極性が変化する電圧として、各々の制御電極２７に印加される。

以上のように、本実施形態の同期制御部３１は、複数の制御電極２７に対して、共通する波形の交流電圧を印加する。
また、同期制御部３１は、映像光の走査周期Ｔ、および複数の制御電極２７に印加する交流電圧の周波数に基づいて、複数の制御電極２７に印加する交流電圧の波形を調整する。
具体的には、同期制御部３１は、映像光によりギャップ領域２８が走査されるタイミングで、該ギャップ領域２８の両側の分割領域２２に対応する制御電極２７に印加する電圧の極性が揃うように、駆動電圧波形のパルス幅およびサイクル数を調整する。
すなわち、本実施形態では、プロジェクタ１１の投影領域によって決まる走査遅延と、駆動電圧波形（のパルス幅）に応じて、映像光が走査されるタイミングのギャップ領域２８の両側の分割領域２２を同電位あるいは同極性となるように、パルス幅あるいはサイクル数を制御する。なお、パルスが半周期を含む場合は、走査周期の単位で反転してよい。
よって、本実施形態では、プロジェクタ１１によるスクリーン１１の走査周期Ｔが変動したとしても、それに同期させてスクリーン１１の複数のギャップ領域２８を、分割領域２２と同等の散乱状態（映像状態）に制御できる。

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。

たとえば同期制御部３１は、第２実施形態ではライン反転制御をし、第３実施形態ではパルス幅を制御している。この他にもたとえば、同期制御部３１は、プロジェクタ１１の投影領域によって決まる走査遅延Ｔｄに応じて、各駆動電圧波形を、ライン反転とパルス幅制御を組み合わせて調整してよい。

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に関し、プロジェクタ１１からの映像光を投射する側に視聴者が位置する反射型スクリーンとして機能する。

また、上記実施形態では、リバースモードのスクリーン２１を使用している。この他にもたとえば、ノーマルモードのスクリーン２１を利用してもよい。
ノーマルモードのスクリーン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が、映像状態である散乱状態に電圧を印加して駆動する場合に利用できる。
たとえば、ノーマルモードのスクリーン２１が照射された映像光を散乱する場合、同期制御部３１は、走査される映像光が１つの分割領域２２から別の分割領域２２へ移動する際に、該２つの分割領域２２に対応する制御電極２７に同極性の電圧を印加し、該２つの分割領域２２の間に対応するギャップ領域２８の光学特性を映像状態に制御すればよい。

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
２８ ギャップ領域
３１ 同期制御部（制御部）
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 (9)

1. 電圧の印加により光学特性が変化する光学層、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且つ互いに離間し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照射して映像を表示させるプロジェクタと、
   映像光の投影期間において前記複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各前記制御電極に対応する分割領域を、前記映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である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、
   映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を前記散乱状態に制御する、
   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低くなるリバースモードで動作し、照射された映像光を散乱して透過し、
   前記制御部は、
   走査される前記映像光が１の分割領域から別の分割領域へ移動する際に、該２つの分割領域に対応する制御電極に同極性の電圧を印加し、該２つの分割領域の間の領域を映像状態に制御する、
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記制御部は、
   前記映像光が１の分割領域から別の分割領域へ移動する際に、該２つの分割領域の制御電極に同極性且つ同振幅の電圧を印加し、該２つの分割領域の間の領域を前記散乱状態に制御する、
   請求項２記載の表示装置。
4. 前記制御部は、
   前記複数の制御電極に対して、共通する波形の交流電圧を印加し、
   映像光により前記２つの分割領域の間の領域が走査されるタイミングで、該領域の両側の分割領域に対応する制御電極に印加する電圧の極性が揃うように、一部の前記制御電極に印加する交流電圧の波形を、他の制御電極に印加する前記交流電圧の波形に対して極性を反転させるように調整する、
   請求項２または３記載の表示装置。
5. 前記制御部は、
   前記複数の制御電極に対して、共通する波形の交流電圧を印加し、
   映像光により前記２つの分割領域の間の領域が走査されるタイミングで、該領域の両側の分割領域に対応する制御電極に印加する電圧の極性が揃うように、前記複数の制御電極に印加する交流電圧の波形でのパルス幅またはサイクル数を調整する、
   請求項２または３記載の表示装置。
6. 前記制御部は、
   映像光の走査周期、および前記複数の制御電極に印加する交流電圧の周波数の少なくとも一方に基づいて、前記複数の制御電極に印加する交流電圧の波形を調整する、
   請求項４または５記載の表示装置。
7. 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、照射された映像光を散乱して透過し、
   前記制御部は、
   走査される前記映像光が１の分割領域から別の分割領域へ移動する際に、該２つの分割領域に対応する制御電極に同極性の電圧を印加し、該２つの分割領域の間の領域の光学特性を映像状態に制御する、
   請求項１記載の表示装置。
8. プロジェクタから照射される映像光による映像を、電圧の印加により光学特性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且つ互いに離間し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、照射される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複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各前記制御電極に対応する分割領域を、前記映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である前記透過状態との間で切り替え、
   映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を前記散乱状態に制御する、
   表示装置の駆動方法。
9. 電圧の印加により光学特性が変化する光学層、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且つ互いに離間し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し、照射された映像光による映像を表示するスクリーンと、
   映像光の投影期間において前記複数の制御電極への電圧印加と停止とを制御して、各前記制御電極に対応する分割領域を、前記映像光を散乱する光学状態である前記散乱状態と、透明な光学状態である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、
   映像光が照射されるタイミングにおいて、隣接して配置された２つの制御電極に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域の間の領域の光学状態を前記散乱状態に制御する、
   表示用スクリーン装置。