JP6297291B2 - 表示装置および表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像を表示する表示装置および表示装置の駆動方法に関する。

従来からプロジェクタ等の光源からの投影映像をスクリーン（投影面）に投影して映像を表示する表示装置が知られている。

例えば特許文献１には、スクリーンとして透過型の液晶ディスプレイパネルを使用し、スクリーンの透過率を制御して透明状態（透過状態）と不透明状態（散乱状態）とを交互に変化させて、透明状態のときにスクリーンの背後に設置されたカメラで鑑賞者の撮影を行い、不透明状態のときにはディプレイとして映像を表示させることが提案されている。

この種の液晶ディスプレイを使用したスクリーンは、次のような駆動が行われる。液層素子（液晶スクリーン）は、一般的に直流駆動すると寿命が短くなるため、交流電圧を加えることで駆動する交流電圧駆動が行われている。この交流の印加方式としては、フレーム単位で印加する電圧の極性を判定させるフレーム反転駆動方式などが挙げられる。

また、スクリーンの散乱状態への立ち上げを高速にするために通常よりも高い電圧を印加する場合がある（オーバードライブとも呼ばれる）。このオーバードライブのために印加した電圧を維持すると、スクリーンの散乱特性が散乱のピークに到達したのち散乱度合いが低下する現象が生じることがある。そのため、オーバードライブのための電圧を印加して高速に立ち上げた後に、オーバードライブのための電圧よりも低く且つ散乱状態を維持できる電圧を印加することが行われる。

特開平２−２２８８９３号公報

上記したように、オーバードライブを行い、さらにフレーム反転駆動を行おうとすると、オーバードライブ用の電圧＋Ｖ１と−Ｖ１、散乱状態を維持する電圧＋Ｖ２と−Ｖ２、さらに基準電位であるグランドレベル（０ボルト）の５つの電圧を切り替える必要がある。

また、スクリーンを例えば短冊状の領域に分割して、各領域ごとに散乱状態と透過状態を切り替えることで、ヘイズ感を少なくしてシースルー性を向上させることを本出願人は提案しているが、スクリーンを分割すると、各分割領域ごとに５つの電圧を切り替える必要があり、回路規模が増大して複雑化してしまい、コストアップの要因となってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、フレーム反転駆動とオーバードライブを行う場合に、回路規模を小さくして、コストアップを抑えることができる表示装置および表示装置の駆動方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する散乱状態と透過する透過状態とに切り替える制御部と、前記第１電極および前記第２電極群に印加するための第１電圧と、前記第１電圧よりも低い電圧である第２電圧と、を生成する電源部と、前記第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成する第１共通電圧波形生成部と、前記第１電圧と、前記第２電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成する第２共通電圧波形生成部と、前記第１電圧と、前記基準電位を示す電圧と、が前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する第３共通電圧波形生成部と、を有し、前記制御部が、前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、前記第１共通電圧波形または第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、前記第２電極に、当該第２電極に対応する前記光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで前記第１共通電圧波形、前記第２共通電圧波形および前記第３共通電圧波形のいずれかを印加する、ことを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する状態と透過する状態とに切り替える制御部と、を有し、前記制御部が、前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加し、前記第２電極群の各々の電極に前記第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加し、前記第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を、前記第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加し、前記第２電極群の各々の電極に、前記第１パルス電圧の所定の期間に前記電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加し、前記第２電極群の各々の電極に印加された各々の前記第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧の波形を前記第３パルス電圧の最大電圧値及び最小電圧値の中央値に対して対称な波形である第４パルス電圧を、前記第１電極及び前記第２電極群にそれぞれ重畳させて印加する、ことを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する散乱状態と透過する透過状態とに切り替える制御部と、を有する表示装置の駆動方法において、前記第１電極および前記第２電極群に印加するための第１電圧と、前記第１電圧よりも低い電圧である第２電圧と、が電源部で生成され、前記第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成する第１共通電圧波形生成工程と、前記第１電圧と、前記第２電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成する第２共通電圧波形生成工程と、前記第１電圧と、前記基準電位を示す電圧と、が前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する第３共通電圧波形生成工程と、前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、前記第１共通電圧波形または前記第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、前記第２電極に、当該第２電極に対応する前記光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで前記第１共通電圧波形、前記第２共通電圧波形および前記第３共通電圧波形のいずれかを印加する電圧印加工程と、を含むことを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明は、電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群と、を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する状態と透過する状態とに切り替える制御部と、を有する表示装置の駆動方法において、前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加する第１矩形波電圧印加工程と、前記第２電極群の各々の電極に前記第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加する第２矩形波電圧印加工程と、前記第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を、前記第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加する第１パルス電圧印加工程と、前記第２電極群の各々の電極に、前記第１パルス電圧の所定の期間に前記電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加する第２パルス電圧工程と、前記第２電極群の各々の電極に印加された各々の前記第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧の波形を前記第３パルス電圧の最大電圧値及び最小電圧値の中央値に対して対称な波形である第４パルス電圧を、前記第１電極及び前記第２電極群にそれぞれ重畳させて印加する第４パルス電圧印加工程とを含むことを特徴としている。

本発明の第１の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。 図１に示されたスクリーンの模式的な断面図である。 図１に示された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１に示された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１に示されたスクリーンを走査するプロジェクタの説明図である。 図１に示されたスクリーンの走査と駆動の模式的なタイミングチャートである。 図１に示された表示装置における映像光による映像とスクリーンの背景が重なる表示状態の説明図である。 図１に示された同期制御部の機能構成図である。 図８に示された共通駆動回路と立ち上げ選択回路と選択駆動回路の機能構成図である。 図９に示された立ち上げ終了信号生成回路の論理回路図である。 図９に示された立ち上げ信号生成回路の論理回路図である。 オフ時共通電圧とオン時共通電圧と立ち上げ選択時電圧のタイミングチャートである。 図９に示された選択開始信号生成回路の論理回路図である。 図９に示された選択終了信号生成回路の論理回路図である。 図９に示された選択電極制御信号生成回路の論理回路図である。 図８に示された同期制御部内の信号波形の一例を示したタイミングチャートである。 図８に示された同期制御部内の信号波形と、印加する駆動電圧波形と、光学状態と、の関係の一例を示したタイミングチャートである。 第１の実施例の変形例にかかる同期制御部内の信号波形と、印加する駆動電圧波形と、光学状態と、の関係の一例を示したタイミングチャートである。 第１の実施例の変形例にかかるオフ時共通電圧とオン時共通電圧と立ち上げ選択時電圧のタイミングチャートである。 本発明の第２の実施例にかかる領域分割の例を示した説明図である。 第２の実施例にかかる同期制御部内の信号波形と、印加する駆動電圧波形と、光学状態と、の関係の一例を示したタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる表示装置は、スクリーンの第１電極および第２電極群に印加するための第１電圧と、第１電圧よりも低い電圧である第２電圧と、を生成する電源部と、第１電圧と第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が第２電極群の分割数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成する第１共通電圧波形生成部と、第１電圧と、第２電圧と、が第２電極群の分割数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成する第２共通電圧波形生成部と、第１電圧と、基準電位を示す電圧と、が光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する第３共通電圧波形生成部と、を有している。そして、制御部が、第１電極に、光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、第１共通電圧波形または第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、第２の電極に、当該第２電極に対応する光学層の領域の光学状態を変化させるタイミングで第１共通電圧波形、第２共通電圧波形、第３共通電圧波形のいずれかを印加する。このようにすることにより、オーバードライブをする期間に第３共通電圧波形を選択し、それ以外は、第１共通電圧波形と第２共通電圧波形を必要なタイミングで選択して第１電極または第２電極に印加すればよいので、フレーム反転駆動とオーバードライブを行う場合に回路規模を小さくすることができ、コストアップを抑えることができる。

また、第１共通電圧波形は、光学層の光学状態を変化させる周期で、第２電極群の分割数に基づく周期における、第１電圧と第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、のデューティ比が逆転され、第２共通電圧波形が、光学層の光学状態を変化させる周期で、第２電極群の分割数に基づく周期における、第１電圧と、第２電圧と、のデューティ比が逆転されていてもよい。このようにすることにより、フレーム反転駆動の際に極性が反転しても第１電極と第２電極に散乱状態となる電位差を与えることができる。

また、制御部が、光学層の光学状態を変化させるタイミングを生成するタイミング生成部を有し、タイミング生成部が、第２電極群の配置されている順序で、順次タイミングを生成してもよい。このようにすることにより、第２電極群の配置順を例えば、プロジェクタ等の走査順とすれば、スクリーンの走査される領域のみを散乱状態にすることができる。したがって、スクリーン越しの背景物体を認識することが可能なシースルー性と、表示される映像の高い視認性とを両立することが可能となる。

また、タイミング生成部に、光学層の光学状態を散乱状態に変化させる期間を定める散乱期間設定値が設定され、散乱期間設定値に基づいてタイミングを生成してもよい。このようにすることにより、散乱状態の期間に応じて、第１共通電圧波形や第２共通電圧波形を印加するタイミングを決定することができる。

また、第２電極群それぞれに対応して、散乱期間設定値が複数設定され、タイミング生成部が、複数の散乱期間設定値に基づいて、第２電極群の電極ごとにタイミングを生成してもよい。このようにすることにより、複数の第２電極に対応する光学層の領域ごとに異なる散乱状態の期間を設定することができる。

また、本発明の他の実施形態にかかる表示装置は、制御部が、第１電極に、光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加し、第２電極群に第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加し、第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加し、第２電極群の各々の電極に、第１パルス電圧の所定の期間に電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加し、第２電極群の各々の電極に印加された各々の第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧を第１矩形波電圧の半周期ごとに第３パルス電圧の中央値に関して反転した第４パルス電圧を、第１電極及び第２電極群にそれぞれ重畳させて印加している。このようにすることにより、フレーム反転駆動、かつ、オーバードライブを行う際は、第１矩形波電圧と、第２矩形波電圧と、第１パルス電圧と、第４パルス電圧をそれぞれ生成して重畳すればよい。したがって、回路規模を小さくすることができ、コストアップを抑えることができる。

また、本発明の一実施形態にかかる表示装置の駆動方法は、第１共通電圧波形生成工程で、第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が第２電極群の分割数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成し、第２共通電圧波形生成工程で、第１電圧と、第２電圧と、が第２電極群の分割数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成し、第３共通電圧波形生成工程で、第１電圧と、基準電位を示す電圧と、が光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する。そして、電圧印加工程で、第１電極に、光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、第１共通電圧波形または第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、前記第２の電極に、当該第２電極に対応する前記光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで前記第１共通電圧波形、前記第２共通電圧波形および第３共通電極波形のいずれかを印加する。このようにすることにより、オーバードライブをする期間に第３共通電圧波形を選択し、それ以外は、第１共通電圧波形と第２共通電圧波形を必要なタイミングで選択して第１電極または第２電極に印加すればよいので、フレーム反転駆動とオーバードライブを行う場合に回路規模を小さくすることができ、コストアップを抑えることができる。

また、本発明の他の実施形態にかかる表示装置の駆動方法は、第１矩形波電圧印加工程で、第１電極に、光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加し、第２矩形波電圧印加工程で、第２電極群に第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加し、第１パルス電圧印加工程で、第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を、第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加し、第２パルス電圧工程で、第２電極群の各々の電極に、第１パルス電圧の所定の期間に電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加する。そして、第４パルス電圧印加工程で、第２電極群の各々の電極に印加された各々の第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧を第１矩形波電圧の半周期ごとに第３パルス電圧の中央値に関して反転した第４パルス電圧を、第１電極及び第２電極群にそれぞれ重畳させて印加する。このようにすることにより、フレーム反転駆動、かつ、オーバードライブを行う際は、第１矩形波電圧と、第２矩形波電圧と、第１パルス電圧と、第４パルス電圧をそれぞれ生成して重畳すればよい。したがって、回路規模を小さくすることができ、コストアップを抑えることができる。

本発明の第１の実施例にかかる表示装置１を図１乃至図１９を参照して説明する。表示装置１は図１に示すように、スクリーン２１と、同期制御部３１と、を備え、プロジェクタ１１が接続されている。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。

プロジェクタ１１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、強度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。

プロジェクタ１１は、スクリーン２１へ映像情報（画像情報）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。

スクリーン２１は、電圧の印加により光学状態を変化できるものであればよい。スクリーン２１の光学状態は、散乱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。即ち、光に対し透過状態と散乱状態とを切り替え可能となっている。

スクリーン２１は、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などがある。

図２に、分割領域毎に光学状態を制御可能なスクリーン２１の模式的な断面図を示し、図３に、図２に示したスクリーン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を示す。図２に示したスクリーン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、全面に第１電極としての対向電極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。即ち、複数に分割された第２電極群が配置されている。なお、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。

また、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、制御電極２７と対向電極２６との間に配置される。また、対向電極２６および制御電極２７は、少なくともいずれか一方が、入射光の一部を透過させるハーフミラーとなるような電極として構成されていてもよい。

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（図３参照）。複数の制御電極２７は、同期制御部３１に個別に接続され、個別に電圧を印加することができる。隣接する制御電極２７は、互いに離間して配列される。なお、図３では短冊状の領域が縦に配置されているが、横方向にも分割して、マトリクス状に領域が分割されていてもよい。

また、本実施形態の光学層２５は、分割領域毎に、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。

スクリーン２１は、対向電極２６と制御電極２７との間に電位差を生じるように電圧が印加される。光学層２５内の光学状態は、対向電極２６と制御電極２７の印加電圧により変化する。

スクリーン２１は、電位差を生じるように電圧が印加された際の状態によりリバースモードとノーマルモードに分類される。リバースモードで動作するスクリーン２１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の散乱状態となる。ノーマルモードで動作するスクリーンでは、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。なお、本実施例では、リバースモードで説明するが、ノーマルモードでも適用できる。

制御部としての同期制御部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。同期制御部３１は、図１に示したように、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。即ち、スクリーン２１の光学状態を映像光を散乱する散乱状態と透過する透過状態とに切り替える。

次に、上述した構成の表示装置１の基本的な動作原理を説明する。図４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４（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４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４（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４（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４（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で散乱される。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。

図５に、本実施例にかかるプロジェクタ１１の投影方式の説明を示す。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。

図３に示したスクリーン２１のように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（本実施例では散乱状態）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（図６参照）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（図６参照）においては、非映像状態としての透明な透過状態となる。

したがって、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６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（散乱状態）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。なお、図６中映像光走査が３本の矢印で表示されているが、これは赤緑青の光の３原色それぞれに対応する映像光を示している。

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、対向電極２６と各制御電極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（フレーム周期）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。

表示装置１では、例えば図１の設置環境下では、図７に示したように画像を視認できる。図７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７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。

次に、図８に同期制御部３１の機能的構成を示す。同期制御部３１は、タイミング制御回路３１１と、立ち上げ選択回路３１２と、駆動電源回路３１３と、共通駆動回路３１４と、選択駆動回路３１５と、を備えている。

タイミング制御回路３１１は、共通制御信号発生回路３１１ａと、選択同期信号発生回路３１１ｂと、立ち上げ調整信号発生回路３１１ｃと、立ち上げ同期信号発生回路３１１ｄと、ヘイズ調整信号発生回路３１１ｅと、ヘイズ同期信号発生回路３１１ｆと、を備えている。

共通制御信号発生回路３１１ａは、共通制御信号を発生する。共通制御信号は、プロジェクタ１１から取得する映像投影の同期信号に基づいて発生（生成）される信号であり、同期制御部３１内で発生（生成）される各種制御信号の基準となる信号である。本実施例では、後述するように光学層２５の光学状態を変化させる周期の２倍の周期（フレーム周期Ｔの２倍である２Ｔ）の矩形波となっている。なお、この共通制御信号は、同期制御部３１内部で発生してもよく、この場合は、プロジェクタ周期を外部から設定し、設定されたプロジェクタ周期に基づいて共通制御信号を発生する。そして、同期制御部３１内部で生成された共通制御信号は、プロジェクタ１１に出力され、プロジェクタ１１は、その共通制御信号に基づいて映像を投影する。

選択同期信号発生回路３１１ｂは、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号と、プロジェクタ１１の走査位置に合わせて制御するスクリーン２１の各領域の制御開始タイミングを決めるための周期である次領域移行周期と、に基づいて選択同期信号を発生する。次領域移行周期は、外部から設定される値である。次領域移行周期は、例えば、１フレーム周期Ｔをスクリーン２１の分割数で割った値とすることができる。

立ち上げ調整信号発生回路３１１ｃは、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号と、散乱状態に立ち上げる期間（オーバードライブ電圧を印加する期間）を定めた立ち上げ調整量と、に基づいて立ち上げ調整信号を発生する。立ち上げ調整量は、外部から設定される値である。

立ち上げ同期信号発生回路３１１ｄは、次領域移行周期と、立ち上げ調整信号発生回路で発生した立ち上げ調整信号に基づいて立ち上げ同期信号を発生する。

ヘイズ調整信号発生回路３１１ｅは、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号と、次領域移行周期と、立ち上げ調整信号発生回路３１１ｃで発生した立ち上げ調整信号と、散乱期間を定めたヘイズ調整量と、に基づいてヘイズ調整信号を発生する。

ヘイズ同期信号発生回路３１１ｆは、次領域移行周期と、ヘイズ調整信号発生回路３１１ｅで発生したヘイズ調整信号に基づいてヘイズ調整信号を発生する。

立ち上げ選択回路３１２は、図９に示したように、立ち上げ終了信号生成回路３１２ａと、立ち上げ信号生成回路３１２ｂと、を備えている。

立ち上げ終了信号生成回路３１２ａは、立ち上げ調整信号発生回路３１１ｃで発生した立ち上げ調整信号と、立ち上げ同期信号発生回路３１１ｄで発生した立ち上げ同期信号と、に基づいて立ち上げ終了信号を生成する。

立ち上げ終了信号生成回路３１２ａの回路例を図１０に示す。図１０に示したように、立ち上げ終了信号生成回路３１２ａは、立ち上げ調整信号を複数のＤ型フリップフロップＤＦＦを直列に接続したシフトレジスタによってシフトしている。

複数のＤ型フリップフロップＤＦＦは、立ち上げ同期信号がクロックに接続されている。そして、立ち上げ調整信号を選択Ａ立ち上げ終了信号として出力し、シフトレジスタの１段目の出力を選択Ｂ立ち上げ終了信号として出力し、シフトレジスタの２段目の出力を選択Ｃ立ち上げ終了信号として出力し、シフトレジスタの３段目の出力を選択Ｄ立ち上げ終了信号として出力し、シフトレジスタの４段目の出力を選択Ｅ立ち上げ終了信号として出力する。ここで、Ａ〜Ｅは、スクリーン２１の複数に分割された領域の１つ（複数の制御電極２７のうちの１つ）を示し、Ａ〜Ｅの順に配置されてその順序で散乱状態に遷移させるものとする（以降領域Ａ〜Ｅとする）。また、シフトレジスタの段数はスクリーン２１の分割数（制御電極２７の数）により設定され、分割数をｎとするとｎ−１段となる。

立ち上げ信号生成回路３１２ｂは、立ち上げ終了信号生成回路３１２ａが生成した立ち上げ終了信号（選択Ａ立ち上げ終了信号〜選択Ｅ立ち上げ終了信号）と、後述する選択開始信号生成回路３１５ａが生成した選択開始信号（選択Ａ開始信号〜選択Ｅ開始信号）と、に基づいて立ち上げ信号を生成する。

立ち上げ信号生成回路３１２ｂの回路例を図１１に示す。図１１に示したように、立ち上げ信号生成回路３１２ｂは、立ち上げ終了信号と選択開始信号との排他的論理和演算を行って生成される。例えば、選択Ａ立ち上げ終了信号と選択Ａ開始信号を２入力排他的論理和演算回路ＸＯＲに入力し、その出力が選択Ａ立ち上げ信号となる。領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅも同様である。

電源部、第１共通電圧波形生成部、第２共通電圧波形生成部、第３共通電圧波形生成部としての駆動電源回路３１３は、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号と、立ち上げ選択回路３１２で生成された選択Ａ立ち上げ信号〜選択Ｅ立ち上げ信号に基づいて、後述するゲートドライバ３１４ｂと、ゲートドライバ３１５ｄと、に図１２に示すオフ時共通電圧と、オン時共通電圧と、立ち上げ選択電圧を生成し出力する。なお、駆動電源回路３１３に入力される選択Ａ立ち上げ信号〜選択Ｅ立ち上げ信号はそれぞれ個別に入力せずに各選択立ち上げ信号の論理和を取って合成した信号を立ち上げ信号として入力してもよい。

駆動電源回路３１３は上述したオフ時共通電圧と、オン時共通電圧と、立ち上げ選択電圧を生成するために、オーバードライブ時に印加する電圧である電圧Ｖ１と散乱状態を安定させるために印加する電圧であって電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２を生成する。即ち、電圧Ｖ１が第１電圧、電圧Ｖ２が第２電圧に相当し、駆動電源回路３１３は、これらの電圧を生成する。

オフ時共通電圧は、図１２に示したように、オーバードライブ時に印加する電圧である電圧Ｖ１から散乱状態を安定させるために印加する電圧である電圧Ｖ２を減算した電圧（Ｖ１−Ｖ２）と基準電位としての０ボルトとが交互に変化する電圧である。即ち、オフ時共通電圧が、第１共通電圧波形となる。オフ時共通電圧の２つの電位間の変化周期は次領域移行周期と同じである。つまり、オフ時共通電圧の２つの電位間の変化周期は、制御電極２７（第２電極群）の分割数に基づく周期となっている。そして、オフ時共通電圧は、共通制御信号の変化に合わせてデューティ比が逆転する。つまり、最初のフレーム期間Ｔのときは、０ボルトとＶ１−Ｖ２の変化の１周期当たりの０ボルトの期間をｔ１、Ｖ１−Ｖ２の期間をｔ２とすると、次のフレーム期間Ｔでは、０ボルトとＶ１−Ｖ２の変化の１周期あたりのＶ１−Ｖ２の期間がｔ１、０ボルトの期間がｔ２となる。即ち、光学層の光学状態を変化させる周期でデューティ比が逆転している。なお、図１２のｔ１の期間は、立ち上げ信号がＨｉｇｈレベルになる期間と一致する。

オン時共通電圧は、図１２に示したように、前記した電圧Ｖ１と前記した電圧Ｖ２とが交互に変化する電圧である。即ち、オン時共通電圧が、第２共通電圧波形となる。オン時共通電圧の２つの電位間の変化周期は次領域移行周期と同じである。つまり、オン時共通電圧の２つの電位間の変化周期は、制御電極２７（第２電極群）の分割数に基づく周期となっている。そして、オン時共通電圧は、共通制御信号の変化に合わせてデューティ比が反転する。つまり、最初のフレーム期間Ｔのときは、Ｖ２とＶ１の変化の１周期当たりのＶ２の期間をｔ１、Ｖ１の期間をｔ２とすると、次のフレーム期間Ｔでは、Ｖ２とＶ１の変化の１周期あたりのＶ１の期間がｔ１、Ｖ２の期間がｔ２となる。即ち、光学層の光学状態を変化させる周期でデューティ比が反転している。

立ち上げ選択時電圧は、図１２に示したように、前記した電圧Ｖ１と０ボルトが共通制御信号と同じ周期で交互に変化する。即ち、立ち上げ選択時電圧が、第３共通電圧波形となる。なお、本実施例では基準電位として０ボルト（グランドレベル）で説明するが、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の基準となる電位であれば、０ボルトに限らない。

タイミング生成部としての共通駆動回路３１４は、図９に示したように、共通電極制御信号生成回路３１４ａと、ゲートドライバ３１４ｂと、を備えている。

共通電極制御信号生成回路３１４ａは、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号に基づいて共通電極となる対向電極２６の制御信号（共通電極制御信号）を生成する。共通電極制御信号生成回路３１４ａの回路例を図１５に示す。なお、図１５は後述する選択電極制御信号生成回路３１５ｃにかかる部分も含まれるため、説明は後述する。

ゲートドライバ３１４ｂは、共通電極（対向電極２６）に電圧を印加する。ゲートドライバ３１４ｂは、共通電極制御信号生成回路３１４ａで生成した共通電極制御信号に基づいて駆動電源回路３１３から入力されるオフ時共通電圧とオン時共通電圧とを選択して共通電極に印加する。

タイミング生成部としての選択駆動回路３１５は、図９に示したように、選択開始信号生成回路３１５ａと、選択終了信号生成回路３１５ｂと、選択電極制御信号生成回路３１５ｃと、ゲートドライバ３１５ｄと、を備えている。

選択開始信号生成回路３１５ａは、共通制御信号発生回路３１１ａで発生した共通制御信号と、選択同期信号発生回路３１１ｂで発生した選択同期信号に基づいて選択開始信号を生成する。

選択開始信号生成回路３１５ａの回路例を図１３に示す。図１３に示したように、選択開始信号生成回路３１５ａは、共通制御信号を複数のＤ型フリップフロップＤＦＦを直列に接続したシフトレジスタによってシフトしている。

複数のＤ型フリップフロップＤＦＦは、選択同期信号がクロックに接続されている。そして、選択同期信号を選択Ａ開始信号として出力し、シフトレジスタの１段目の出力を選択Ｂ開始信号として出力し、シフトレジスタの２段目の出力を選択Ｃ開始信号として出力し、シフトレジスタの３段目の出力を選択Ｄ開始信号として出力し、シフトレジスタの４段目の出力を選択Ｅ開始信号として出力する。また、シフトレジスタの段数はスクリーン２１の分割数（制御電極２７の数）により設定され、分割数をｎとするとｎ−１段となる。

選択終了信号生成回路３１５ｂは、ヘイズ調整信号発生回路３１１ｅで発生したヘイズ調整信号と、ヘイズ同期信号発生回路３１１ｆで発生したヘイズ同期信号と、に基づいて選択終了信号を生成する。

選択終了信号生成回路３１５ｂの回路例を図１４に示す。図１４に示したように、選択終了信号生成回路３１５ｂは、ヘイズ調整信号を複数のＤ型フリップフロップＤＦＦを直列に接続したシフトレジスタによってシフトしている。

複数のＤ型フリップフロップＤＦＦは、ヘイズ同期信号がクロックに接続されている。そして、ヘイズ同期信号を選択Ａ終了信号として出力し、シフトレジスタの１段目の出力を選択Ｂ終了信号として出力し、シフトレジスタの２段目の出力を選択Ｃ終了信号として出力し、シフトレジスタの３段目の出力を選択Ｄ終了信号として出力し、シフトレジスタの４段目の出力を選択Ｅ終了信号として出力する。また、シフトレジスタの段数はスクリーン２１の分割数（制御電極２７の数）により設定され、分割数をｎとするとｎ−１段となる。

選択電極制御信号生成回路３１５ｃは、選択開始信号（選択Ａ開始信号〜選択Ｅ開始信号）と、選択終了信号（選択Ａ終了信号〜選択Ｅ終了信号）と、に基づいて選択電極となる制御電極２７の制御信号（選択電極制御信号）を複数の制御電極２７毎に生成する。

選択電極制御信号生成回路３１５ｃの回路例を図１５に示す。図１５に示したように、選択電極制御信号生成回路３１５ｃは、選択開始信号と選択終了信号との排他的論理和演算を行い、その結果と共通制御信号の反転信号との排他的論理和演算を行って生成される。例えば、選択Ａ開始信号と選択Ａ終了信号を２入力排他的論理和演算回路ＸＯＲ１に入力し、その出力と共通制御信号が入力される論理否定回路ＩＮＶの出力を２入力排他的論理和演算回路ＸＯＲ２に入力して、その出力が選択電極Ａ制御信号となる。領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅも同様である。共通電極制御信号は、共通制御信号を論理否定回路ＩＮＶで反転した信号である。

ゲートドライバ３１５ｄは、複数の選択電極（制御電極２７）にそれぞれ個別に電圧を印加する。ゲートドライバ３１５ｄは、選択電極制御信号生成回路３１５ｃで生成した選択電極制御信号（選択電極Ａ制御信号〜選択電極Ｅ制御信号）に基づいて駆動電源回路３１３から入力されるオフ時共通電圧とオン時共通電圧と立ち上げ選択時電圧とを選択して複数の選択電極にそれぞれ個別に印加する。

次に、上述した構成の表示装置１の動作を図１６および図１７のタイミングチャートを参照して説明する。プロジェクタ同期信号は、プロジェクタ１１から取得する映像投影の同期信号であり、フレーム周期Ｔごとに入力される。共通制御信号は、プロジェクタ同期信号に基づいて生成されている。本実施例では、映像投影の同期信号の周期（フレーム周期）Ｔの２倍である２Ｔの周期の矩形波（パルス信号）となっている。共通制御信号は、プロジェクタ同期信号を受けたαｐｊ後にリセットがかかるように調整される。これは、領域が十分散乱状態となったときにプロジェクタの走査光が照射されるようにスクリーンを散乱させるために同期を合わせる必要があるためである。αｐｊは外部から調整することができ、プロジェクタとスクリーンとの固定位置によってその値は異なる。選択同期信号は、次領域移行周期によって定まる周期ＰＷの矩形波である。そして、共通制御信号に同期しており、選択同期信号は共通制御信号の変化点（フレーム周期Ｔごと）でリセットされる。

立ち上げ調整信号は、立ち上げ調整量によって定まる立ち上げ期間αｕｐだけ共通制御信号を遅延させた信号である。立ち上げ同期信号は、次領域移行周期によって定まる周期ＰＷの矩形波である。そして、立ち上げ同期信号は立ち上げ調整信号に同期して生成される。つまり、立ち上げ調整信号の変化点（フレーム周期Ｔごと）でリセットされ、立ち上げ期間αｕｐだけ選択同期信号から遅延されている。

ヘイズ調整信号は、立ち上げ調整量によって定まる立ち上げ期間αｕｐと、次領域移行周期によって定まる周期ＰＷと、散乱期間を定めたヘイズ調整量によって定まるヘイズ調整期間αｈａｚｅを、加算した時間だけ共通制御信号を遅延させた信号である。つまり、立ち上げ調整信号からＰＷ＋αｈａｚｅ分遅延した信号である。ヘイズ同期信号は、次領域移行周期によって定まる周期ＰＷの矩形波である。そして、ヘイズ同期信号はヘイズ調整信号に同期して生成される。つまり、ヘイズ調整信号の変化点（周期Ｔごと）でリセットされ、立ち上げ期間αｕｐと、周期ＰＷと、ヘイズ調整期間αｈａｚｅの加算時間だけ選択同期信号から遅延されている。

選択Ａ開始信号は、図１３に示したように共通制御信号である。選択Ｂ開始信号は、選択Ａ開始信号を選択同期信号１周期分遅延させた（Ｄ型フリップフロップ１段分遅延させた）信号である。選択Ｃ開始信号は、選択Ｂ開始信号を選択同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｄ開始信号は、選択Ｃ開始信号を選択同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｅ開始信号は、選択Ｄ開始信号を選択同期信号１周期分遅延させた信号である。

選択Ａ立ち上げ終了信号は、図１０に示したように立ち上げ制御信号である。選択Ｂ立ち上げ終了信号は、選択Ａ立ち上げ終了信号を立ち上げ同期信号１周期分遅延させた（Ｄ型フリップフロップ１段分遅延させた）信号である。選択Ｃ立ち上げ終了信号は、選択Ｂ立ち上げ終了信号を立ち上げ同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｄ立ち上げ終了信号は、選択Ｃ立ち上げ終了信号を立ち上げ同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｅ立ち上げ終了信号は、選択Ｄ立ち上げ終了信号を立ち上げ同期信号１周期分遅延させた信号である。

選択Ａ終了信号は、図１４に示したようにヘイズ調整信号である。選択Ｂ終了信号は、選択Ａ終了信号をヘイズ同期信号１周期分遅延させた（Ｄ型フリップフロップ１段分遅延させた）信号である。選択Ｃ終了信号は、選択Ｂ終了信号をヘイズ同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｄ終了信号は、選択Ｃ終了信号をヘイズ同期信号１周期分遅延させた信号である。選択Ｅ終了信号は、選択Ｄ終了信号をヘイズ同期信号１周期分遅延させた信号である。

図１７の共通電極制御信号は、図１５に示したように、共通制御信号を反転した信号である。選択電極Ａ制御信号は、図１５に示したように、選択Ａ開始信号と選択Ａ終了信号との排他的論理和の結果に、共通制御信号の反転信号（共通電極制御信号）とさらに排他的論理和を演算した結果である。選択電極Ｂ制御信号は、選択Ｂ開始信号と選択Ｂ終了信号との排他的論理和の結果に、共通制御信号の反転信号とさらに排他的論理和を演算した結果である。選択電極Ｃ制御信号は、選択Ｃ開始信号と選択Ｃ終了信号との排他的論理和の結果に、共通制御信号の反転信号とさらに排他的論理和を演算した結果である。選択電極Ｄ制御信号は、選択Ｄ開始信号と選択Ｄ終了信号との排他的論理和の結果に、共通制御信号の反転信号とさらに排他的論理和を演算した結果である。選択電極Ｅ制御信号は、選択Ｅ開始信号と選択Ｅ終了信号との排他的論理和の結果に、共通制御信号の反転信号とさらに排他的論理和を演算した結果である。選択電極Ａ制御信号〜選択電極Ｅ制御信号に示したように、スクリーン２１は、領域Ａ〜Ｅの順で順次散乱状態に遷移するタイミングが生成されている。

選択Ａ立ち上げ信号は、図１１に示したように、選択Ａ開始信号と選択Ａ立ち上げ終了信号との排他的論理和である。選択Ｂ立ち上げ信号は、選択Ｂ開始信号と選択Ｂ立ち上げ終了信号との排他的論理和である。選択Ｃ立ち上げ信号は、選択Ｃ開始信号と選択Ｃ立ち上げ終了信号との排他的論理和である。選択Ｄ立ち上げ信号は、選択Ｄ開始信号と選択Ｄ立ち上げ終了信号との排他的論理和である。選択Ｅ立ち上げ信号は、選択Ｅ開始信号と選択Ｅ立ち上げ終了信号との排他的論理和である。

立ち上げ信号は、選択Ａ立ち上げ信号〜選択Ｅ立ち上げ信号までの論理和を取った（あるいは合成した）信号である。

共通電極は、共通電極である対向電極２６に印加される電圧を示している。共通電極には、共通電極制御信号生成回路３１４ａで生成された共通電極制御信号に基づいて駆動電源回路３１３から入力されるオフ時共通電圧とオン時共通電圧が選択されて印加される。つまり、図１７に示したように、共通電極制御信号がＯＦＦの場合は、オフ時共通電圧が選択され、ＯＮの場合はオン時共通電圧が選択される。即ち、光学層２５の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、第１共通電圧波形または第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加している。

選択電極Ａ電圧は、選択電極である制御電極２７のうちの領域Ａに印加される電圧を示している。選択電極には、選択電極制御信号生成回路３１５ｃで生成された選択電極Ａ制御信号に基づいて駆動電源回路３１３から入力されるオフ時共通電圧とオン時共通電圧と立ち上げ選択時電圧とが選択されて印加される。つまり、図１７に示したように、選択電極Ａ制御信号がＯＦＦの場合は、オフ時共通電圧が選択され、ＯＮの場合はオン時共通電圧が選択される。そして、選択Ａ立ち上げ信号がＯＮの期間は、立ち上げ選択時電圧が選択される（図１７の網掛け部分）。選択電極Ｂ電圧〜選択電極Ｅ電圧も同じ要領でオフ時共通電圧とオン時共通電圧と立ち上げ選択時電圧とが選択されて印加される。即ち、当該第２電極に対応する光学層２５の領域の光学状態を変化させるタイミングで第１共通電圧波形、第２共通電圧波形および第３共通電極波形のいずれかを印加している。

このように共通電極と選択電極（選択電極Ａ〜選択電極Ｅ）に電圧が印加されることで、図１７に示したように領域Ａ〜領域Ｅに印加される電圧がシフトするように印加される。即ち、タイミング生成部である共通駆動回路３１４と選択駆動回路３１５が、制御電極２７の配置されている順序で、順次光学層２５の光学状態を変化させるタイミングを生成している。したがって、スクリーン２１の散乱状態も領域Ａ〜領域Ｅの順にシフトするように変化する。また、各領域の散乱状態に変化する先頭で電圧Ｖ１が印加されてオーバードライブを行い、その後電圧Ｖ２を印加して散乱状態を安定させている。

また、領域Ａ〜Ｅが散乱状態となる期間は、立ち上げ期間αｕｐと周期ＰＷとヘイズ調整期間αｈａｚｅとの和であるが、立ち上げ期間αｕｐは、光学層２５の特性により定まり、周期ＰＷは実質的に映像光を投影する期間であるので、これらの期間は予め定まる固定値とすることができる。したがって、散乱状態となる期間は実質的にヘイズ調整期間αｈａｚｅにより調整することができ、ヘイズ調整期間αｈａｚｅを設定するヘイズ調整量が散乱期間設定値に相当する。

本実施例によれば、表示装置１の同期制御部３１は、スクリーン２１の選択電極である複数の制御電極２７に印加するオーバードライブの電圧Ｖ１と、電圧Ｖ１よりも低い電圧であり散乱を安定させる電圧Ｖ２を生成し、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差の電圧と、０ボルトを示す電圧と、が複数の制御電極２７の数に基づく周期ＰＷで交互に変化するオフ時共通電圧を生成し、電圧Ｖ１と、電圧Ｖ２と、が複数の制御電極２７の数に基づく周期ＰＷで交互に変化するオン時共通電圧を生成し、さらに、電圧Ｖ１と、０ボルトを示す電圧と、が光学層２５を散乱状態に変化させる周期Ｔの２倍の周期で交互に変化する立ち上げ選択時電圧を生成する駆動電源回路３１３を有している。そして、ゲートドライバ３１４ｂが、対向電極２６に、光学層２５を散乱状態に変化させる周期の２倍の周期で、オフ時共通電圧またはオン時共通電圧のいずれかを交互に印加し、制御電極２７に、当該制御電極２７に対応する光学層２５を散乱状態に変化させるタイミングでオフ時共通電圧、オン時共通電圧、立ち上げ選択時電圧のいずれかを印加する。このようにすることにより、オーバードライブをする期間に立ち上げ選択時電圧を選択し、それ以外は、オフ時共通電圧とオン時共通電圧を必要なタイミングで選択して制御電極２７に印加すればよいので、３つから選択するようにでき、フレーム反転駆動とオーバードライブを行う場合に回路規模を小さくすることができ、コストアップを抑えることができる。

また、フレーム反転駆動を行うための制御信号は、ゲートドライバ３１４ｂ、３１５ｄの前段までに生成されており、ゲートドライバ３１４ｂ、３１５ｄでは、その制御信号に基づいてオフ時共通電圧、オン時共通電圧、立ち上げ選択時電圧のいずれかを印加すればよいので回路構成をシンプルにすることができる。

また、オフ時共通電圧が、フレーム周期Ｔで、複数の制御電極２７の数に基づく周期ＰＷにおける、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差の電圧と、０ボルトを示す電圧と、のデューティ比を逆転させ、オン時共通電圧が、フレーム周期Ｔで、複数の制御電極２７の数に基づく周期ＰＷにおける、電圧Ｖ１と、電圧Ｖ２と、のデューティ比を逆転させていている。このようにすることにより、フレーム反転駆動の際に極性が反転しても対向電極２６と制御電極２７に散乱状態となる電位差を与えることができる。

また、同期制御部３１が、光学層２５を散乱状態に変化させるタイミングである選択電極制御信号を生成する共通駆動回路３１４と選択駆動回路３１５を有し、選択駆動回路３１５が、複数の制御電極２７の配置されている順序で、順次選択電極制御信号を生成している。このようにすることにより、複数の制御電極２７の配置順を例えば、プロジェクタ１１の走査順とすれば、スクリーン２１の走査される領域のみを散乱状態にすることができる。したがって、スクリーン２１越しの背景物体を認識することが可能なシースルー性と、表示される映像の高い視認性とを両立することが可能となる。

また、選択駆動回路３１５に、光学層２５を散乱状態に変化させる期間を定めるヘイズ調整量に基づいて発生したヘイズ調整信号が入力され、ヘイズ調整信号に基づいて選択電極制御信号が生成されるので、散乱状態の期間に応じて、オフ時共通電圧やオン時共通電圧を印加するタイミングを決定することができる。

また、図１７の領域Ｅのように、共通電極の電圧が変化するタイミング（共通電極制御信号が変化するタイミング）を跨いで散乱状態にする場合、対応する選択電極Ｅ制御信号が反転することで、選択電極Ｅ電圧の波形も共通電極との電位差を維持するようにしている。このようにすることにより、複数の領域に分割された電極のうち、散乱期間が共通電極の電圧値変化タイミングにかかってしまう選択電極も設定した期間分の散乱期間を維持させることができ、領域によって散乱期間維持時間が異なることによる表示のムラなど表示の劣化を防止することができる。

また、上述した同期制御部３１にＣＰＵを内蔵し、そのＣＰＵで動作するプログラムによって同期制御部３１のタイミング制御回路３１１、立ち上げ選択回路３１２、共通駆動回路３１４、選択駆動回路３１５の各回路の機能を実現してもよい。そして、駆動電源回路３１３に対しては、当該ＣＰＵがオフ時共通電圧、オン時共通電圧、立ち上げ選択時電圧を生成させて（第１共通電圧波形生成工程、第２共通電圧波形生成工程、第３共通電圧波形生成工程）、ゲートドライバ３１４ｂ、３１５ｄに対して共通電圧制御信号と選択電極制御信号を生成してオフ時共通電圧、オン時共通電圧、立ち上げ選択時電圧を選択させる（電圧印加工程）ようにしてもよい。

なお、図１７に示したタイミングチャートは、選択Ａ立ち上げ信号〜選択Ｅ立ち上げ信号の全てを合成した立ち上げ信号は間欠状に出力されていた。ここで、例えば、映像期間を６０Ｈｚで、ヘイズ感なく透視性を高めるために２０領域以上に分割したときは、１領域の期間は単純に分割すると約８００μｓ以下となるが、比較的高速な液晶ディスプレイの応答速度でも現状では１ｍｓ程なので、実際の立ち上げ期間αｕｐは、１領域の期間以上必要となる可能性がある。したがって、αｕｐを１領域の期間以上（次領域移行周期ＰＷ以上）としたときには、すべて合成した立ち上げ信号は間欠状だったものが連結したものとなる（図１８参照）。立ち上げ信号がオフとなっている残りの期間をオン状態とみなすと、共通電極電圧は電圧Ｖ１か０ボルト（グランドレベル）の矩形波に、立ち上げ信号に依存しないオフ時共通電圧は２Ｔ期間にて電圧Ｖ１−電圧Ｖ２およびＧＮＤの矩形波に、オン時共通電圧も電圧Ｖ１または電圧Ｖ２の矩形波になる（図１９参照）。このような条件の場合は駆動電源回路３１３を制御するための立ち上げ信号は不要となる。

また、上述した実施例では、図８乃至図１５に示した構成で図１７に示した共通電圧と、選択電極Ａ電圧〜選択電極Ｅ電圧を生成していたが、これらの電圧は以下のような各波形を重畳したものとも言える。共通電圧は、共通制御信号に示したような矩形波（第１矩形波電圧）と、オフ時共通電圧に分解することができる。また、選択電極Ａ電圧〜選択電極Ｅ電圧も、同様に、選択電極Ａ制御信号〜選択電極Ｅ制御信号に示したような波形と、オフ時共通電圧と、オーバードライブをしている期間は、対向電極２６と制御電極２７との間の電位差がより大きくなるパルス電圧波形（第２パルス電圧）と、に分解することができる。

そして、選択電極Ａ制御信号〜選択電極Ｅ制御信号は、共通制御信号と同じ周期の矩形波（第２矩形波電圧）と、それぞれの電極に対応する光学層２５を散乱状態にするタイミングで対向電極２６と制御電極２７との間に電位差を与えることができるパルス波形（第１パルス電圧）と、に分解することができる。

ここで、各選択電極のオーバードライブ時に印加されるパルス電圧波形を合成した波形（図１７網掛け部分を合成した波形；第３パルス電圧）をその中央値に対して反転すると、オフ時共通電圧（第４パルス電圧）と同じ波形となる。

したがって、第１矩形波電圧に第４パルス電圧を重畳すれば共通電極の波形となる。また、第２矩形波電圧に第１パルス電圧と第２パルス電圧と第４パルス電圧を重畳すれば選択電極Ａ電圧〜選択電極Ｅ電圧と同じ波形となる。

このような、第１矩形波電圧に第４パルス電圧を重畳して共通電極の波形を生成したり、第２矩形波電圧に第１パルス電圧と第２パルス電圧と第４パルス電圧を重畳して選択電極の波形を生成したりする方法も論理回路やＣＰＵ等の制御により各矩形波やパルス波形と生成して、順次重畳することで生成することができる。

次に、本発明の第２の実施例にかかる表示装置を図２０および図２１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

第１の実施例では、ヘイズ調整期間αｈａｚｅを一括で設定していたが、本実施例ではスクリーン２１の分割領域の各領域ごとに設定できるようにした点が異なる。例えば図３であれば、各短冊状の領域ごとにヘイズ調整期間αｈａｚｅを設定する。このようにするために、本実施例では、ヘイズ調整信号およびヘイズ同期信号を制御したい領域分用意している。勿論ヘイズ調整量も制御したい領域分用意する。即ち、第２電極群それぞれに対応して、散乱期間設定値が複数設定され、第２電極群の電極ごとに光学層の前記光学状態を変化させるタイミングを生成している。

図２０に、領域分割の例を示す。図２０（ａ）は、選択電極（制御電極２７）の分割例である。図３の分割例と比較すると、左右方向にも２分割されている。これは、図３のような分割が２列並んでいる状態とも言える。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の透過状態と散乱状態の設定例である。図２０（ｂ）では、領域イ（領域Ａ２と領域Ｂ２）の部分のみ透過状態と散乱状態に変化させ、他の領域ア（領域Ａ１と領域Ｂ１）、領域ウ（領域Ｃ１と領域Ｄ１）、領域エ（領域Ｃ２と領域Ｄ２）は常に散乱状態（非透過状態）としている。勿論図２０（ｂ）に限らず、領域ごとに全て異なる散乱状態の期間を設定してもよい。

図２０の場合のタイミングチャートを図２１に示す。本実施例では、領域ア、ウ、エ（領域Ａ１〜Ｄ１と領域Ｃ２、Ｄ２）は、常時散乱状態とするのでヘイズ調整信号ア、ウ、エに示したように、ヘイズ調整期間αｈａｚｅは最大値（Ｔ−（αｕｐ＋ＰＷ））が設定される。また、領域イ（領域Ａ２と領域Ｂ２）は、この例ではヘイズ調整期間αｈａｚｅを０として、プロジェクタ１１の投影期間終了とともに透過状態に遷移させている。

このようにすることで、図２１に示したように、領域イに対応する領域Ａ２と領域Ｂ２は、散乱状態と透過状態との遷移を繰り返し、領域Ｃ２と領域Ｄ２は最初に散乱状態に遷移した後は散乱状態が維持され続ける。なお、図２１では、領域Ａ１〜Ｄ１の波形は記載していないが、領域Ａ１〜Ｄ１は、常時散乱状態とするので、最初のフレーム（期間Ｔ）で散乱状態になった以降は、フレームごとに電圧Ｖ２と電圧−Ｖ２を交互に変化する。

本実施例によれば、複数の制御電極２７それぞれに対応して、ヘイズ調整量が複数設定され、ゲートドライバ３１５ｄが、複数のヘイズ調整量に基づいて、複数の制御電極２７ごとにヘイズ調整信号およびヘイズ同期信号を生成して、選択電極制御信号を生成している。このようにすることにより、複数の制御電極２７に対応する光学層２５の領域ごとに異なる散乱状態の期間を設定することができる。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 表示装置
１１ プロジェクタ
２１ スクリーン
２５ 光学層
２６ 対向電極（第１電極）
２７ 制御電極（第２電極）
３１ 同期制御部（制御部）
３１３ 駆動電源回路（電源部、第１共通電圧波形生成部、第２共通電圧波形生成部、第３共通電圧波形生成部）
３１４ 共通駆動回路（タイミング生成部）
３１５ 選択駆動回路（タイミング生成部）

Claims (8)

1. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、
   映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する散乱状態と透過する透過状態とに切り替える制御部と、
   前記第１電極および前記第２電極群に印加するための第１電圧と、前記第１電圧よりも低い電圧である第２電圧と、を生成する電源部と、
   前記第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成する第１共通電圧波形生成部と、
   前記第１電圧と、前記第２電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成する第２共通電圧波形生成部と、
   前記第１電圧と、前記基準電位を示す電圧と、が前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する第３共通電圧波形生成部と、を有し、
   前記制御部が、
   前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、前記第１共通電圧波形または第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、
   前記第２電極に、当該第２電極に対応する前記光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで前記第１共通電圧波形、前記第２共通電圧波形および前記第３共通電圧波形のいずれかを印加する、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記第１共通電圧波形は、前記光学層の光学状態を変化させる周期で、前記第２電極の数に基づく周期における、前記第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、前記基準電位を示す電圧と、のデューティ比が逆転され、
   前記第２共通電圧波形は、前記光学層の光学状態を変化させる周期で、前記第２電極の数に基づく周期における、前記第１電圧と、前記第２電圧と、のデューティ比が逆転されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部が、光学層の前記光学状態を変化させるタイミングを生成するタイミング生成部を有し、
   前記タイミング生成部が、前記複数の第２電極の配置されている順序で、順次前記タイミングを生成する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記タイミング生成部に、前記光学層の前記光学状態を前記散乱状態に変化させる期間を定める散乱期間設定値が設定され、前記散乱期間設定値に基づいて前記タイミングを生成することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記複数の第２電極それぞれに対応して、前記散乱期間設定値が複数設定され、
   前記タイミング生成部が、複数の前記散乱期間設定値に基づいて、前記複数の第２電極の電極ごとに前記タイミングを生成することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、
   映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する状態と透過する状態とに切り替える制御部と、を有し、
   前記制御部が、
   前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加し、
   前記第２電極群の各々の電極に前記第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加し、
   前記第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を、前記第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加し、
   前記第２電極群の各々の電極に、前記第１パルス電圧の所定の期間に前記電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加し、
   前記第２電極群の各々の電極に印加された各々の前記第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧の波形を前記第３パルス電圧の最大電圧値及び最小電圧値の中央値に対して対称な波形である第４パルス電圧を、前記第１電極及び前記第２電極群にそれぞれ重畳させて印加する、
   ことを特徴とする表示装置。
7. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する散乱状態と透過する透過状態とに切り替える制御部と、を有する表示装置の駆動方法において、
   前記第１電極および前記第２電極群に印加するための第１電圧と、前記第１電圧よりも低い電圧である第２電圧と、が電源部で生成され、
   前記第１電圧と前記第２電圧との差の電圧と、基準電位を示す電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第１共通電圧波形を生成する第１共通電圧波形生成工程と、
   前記第１電圧と、前記第２電圧と、が前記複数の第２電極の数に基づく周期で交互に変化する第２共通電圧波形を生成する第２共通電圧波形生成工程と、
   前記第１電圧と、前記基準電位を示す電圧と、が前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で交互に変化する第３共通電圧波形を生成する第３共通電圧波形生成工程と、
   前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期で、前記第１共通電圧波形または前記第２共通電圧波形のいずれかを交互に印加し、前記第２電極に、当該第２電極に対応する前記光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで前記第１共通電圧波形、前記第２共通電圧波形および前記第３共通電圧波形のいずれかを印加する電圧印加工程と、
   を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
8. 電圧の印加により光学状態が変化する光学層と、前記光学層に電圧を印加するために前記光学層を挟んで配置される第１電極及び、複数の第２電極を含む第２電極群と、を備えたスクリーンと、映像光が投影される前記スクリーンの光学状態を前記映像光を散乱する状態と透過する状態とに切り替える制御部と、を有する表示装置の駆動方法において、
   前記第１電極に、前記光学層の光学状態を変化させる周期の整数倍の周期の第１矩形波電圧を印加する第１矩形波電圧印加工程と、
   前記第２電極群の各々の電極に前記第１矩形波電圧と同じ周期かつ位相が同じまたは半周期ずれている第２矩形波電圧を印加する第２矩形波電圧印加工程と、
   前記第２電極群の各々の電極に対応する光学層の領域の前記光学状態を変化させるタイミングで光学状態が変化する電極間電位差となる第１パルス電圧を、前記第２電極群の各々の電極に順次重畳させて印加する第１パルス電圧印加工程と、
   前記第２電極群の各々の電極に、前記第１パルス電圧の所定の期間に前記電極間電位差がより大きくなるように第２パルス電圧を重畳させて印加する第２パルス電圧工程と、
   前記第２電極群の各々の電極に印加された各々の前記第２パルス電圧を合わせた第３パルス電圧の波形を前記第３パルス電圧の最大電圧値及び最小電圧値の中央値に対して対称な波形である第４パルス電圧を、前記第１電極及び前記第２電極群にそれぞれ重畳させて印加する第４パルス電圧印加工程と、
   を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。

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