(57)【要約】  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、透明性の劣化を改善する。  表示装置（１）は、電圧の印加により散乱の強さに応じた透過率が変化する光学層（２５）の一面に、複数の制御電極（２７）を互いに離間して配置したスクリーン（２１）と、スクリーン（２１）に映像光を照射して映像を表示させるプロジェクタ（１１）と、映像光の走査周期Ｔにおいて複数の制御電極（２７）への電圧印加と停止とを制御し、電圧印加により、各制御電極（２７）に対応する分割領域（２２）を映像状態から非映像状態へ切り替える同期制御部（３１）と、を有する。同期制御部（３１）は、映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、隣接して配置された２つの制御電極（２７）に同極性の電圧を印加し、対応する２つの分割領域（２２）の間のギャップ領域（２８）の光学状態を制御する。
2013140627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
映像光の照射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、電圧印加により、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映像状態から、前記映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替える制御部と、
を有し、
前記制御部は、
映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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制御する、
表示装置。
【請求項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、
非映像状態に制御する分割領域の制御電極に同極性の電圧を印加し、隣接する分割領域の間の領域の非映像状態を制御する、
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、
非映像状態に制御する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、隣接する分割領域の間の領域の非映像状態を制御する、
請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、
非映像状態に制御する分割領域の前記複数の制御電極に対して、同相で極性が変化する波形の電圧を印加し、
映像光の走査周期を単位とする一定の期間毎に、前記同相で極性が変化する波形の極性を反転させる
請求項２または３記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、
非映像状態に制御する分割領域の前記複数の制御電極に対して、同相で極性が変化する波形の電圧を印加し、
映像光の走査周期を単位とする一定の期間毎に、前記同相で極性が変化する波形を、複数の制御電極の間でシフトする、
請求項２または３記載の表示装置。
【請求項６】
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、
非映像状態に制御する分割領域の制御電極に同極性の電圧を印加し、隣接する分割領域の間の領域の非映像状態を制御する、
請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
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、
映像光の照射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、電圧印加により、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映像状態から、前記映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替え、
映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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非映像状態を制御する、
表示装置の駆動方法。
【請求項８】
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、
映像光の照射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、電圧印加により、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映像状態から、前記映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替える制御部と、
を有し、
前記制御部は、
映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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非映像状態を制御する、
表示用スクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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、シースルー状態での背景の視認性が低下する可能性がある。
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、映像光の投影期間中に、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、シースルー状態で視認される背景が、ギャップ領域において乱れてしまう。【０００７】
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、シースルー状態で視認される背景の視認性を改善することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、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、映像光の照射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、電圧印加により、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する映像状態から、映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替える制御部と、を有し、制御部は、映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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制御する、表示装置である。【０００９】
請求項７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、映像光の照射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、電圧印加により、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する映像状態から、映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替え、映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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非映像状態を制御する、表示装置の駆動方法である。【００１０】
請求項８に係る発明は、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且つ互いに離間して配置される複数の制御電極を有し、照射された映像光による映像を表示するスクリーンと、映像光の照射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、電圧印加により、各制御電極に対応する分割領域を、映像光を散乱する映像状態から、映像状態よりも光を透過する光学状態である非映像状態へ切り替える制御部と、を有し、制御部は、映像光が照射されない非映像状態である透明な透過状態において、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非映像状態を制御する、表示用スクリーン装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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】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】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】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】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】図６は、スクリーンの模式的な断面図である。
【図７】図７は、複数の制御電極の配置の例を示すスクリーンの模式的な正面図である。
【図８】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】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】図１０は、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】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】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】図１３は、第２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１４】図１４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、走査周期単位での反転制御の説明図である。
【図１５】図１５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波形シフト制御の説明図である。
【図１６】図１６は、第４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制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
［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透過率が高い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。
【００１４】
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例の説明図である。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、ノーマルモードで動作するスクリーン２１を例に説明する。
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、印加電圧に応じて入射光の散乱が小さい透明な透過状態となる。
【００２５】
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、光学層の光学状態を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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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を印加する。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、ギャップ領域２８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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の向こう側にある背景としての樹木４２を見ることができる。
【００３３】
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。
よって、各分割領域２２は、映像光により走査される期間において安定した散乱状態となり、スクリーン２１の散乱により形成される映像には、各分割領域２２での走査中の光学状態の変化に起因する輝度ムラが発生しない。
【００３４】
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。
【００３５】
ところで、ノーマル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。
【００３６】
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を生じ、短時間であってもギャップ領域２８がスジ状の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、電圧を印加している非映像状態においては透明なスクリーン上の縞状の散乱部が発生する。
【００３７】
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、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、スクリーン２１全体にわたりギャップ領域２８におけるスジ状のムラが効果的に抑制され、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。
【００３８】
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１１（Ｅ）から（Ｈ）に示すように、連続する４個の分割領域２２は、一定の透明な透過状態に制御される。
そして、各々が走査される部分走査期間ＴＰの前に、電圧の印加が停止される。このような電圧印加の停止により、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、透明な透過状態に制御するために電圧の印加が再開される。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、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。
【００３９】
図１１（Ａ）から（Ｄ）に示すように、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて複数の制御電極２７に印加される電圧は、同じタイミングで極性が変化する波形を有する。
よって、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、図１１（Ａ）の制御電極２７と、図１１（Ｂ）の制御電極２７とには、同時に非映像期間Ｔｏｆｆとなる時間で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）の透過状態に制御される。ギャップ領域２８は、分割領域２２とほぼ同様の透過状態に制御される。
同様に、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。また、図１１（Ｃ）の制御電極２７と、図１１（Ｄ）の制御電極２７とには、同時に非映像期間Ｔｏｆｆとなる時間では同極性かつ同電位の電圧が印加されている。
この結果、スクリーン２１を透明な透過状態に制御する非映像期間において、スクリーン２１を透過して得られる背景には、ギャップ領域２８が他の領域よりも入射光を散乱することによる視認性の低下が生じにくくなる。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、同期制御部３１は、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、隣接して配置された２つの制御電極２７に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、スクリーン２１が、電圧が印加されることで入射光の散乱が弱まり平行光線透過率が高くなるノーマルモードで動作する場合、隣接する２つの分割領域２２の間のギャップ領域２８の光学状態を、分割領域２２の状態に近い透過状態に制御でき、スクリーン全体にわたりスジ状のムラの少ない均一な透明性を得ることができる。
また、同期制御部３１は、隣接する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。
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の光学状態を更に望ましい状態に制御できる。
よって、ノーマル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とほぼ同等の透過状態に制御でき、スクリーン全体にわたりスジ状のムラの少ない均一な透明性を得ることができる。
【００４１】
［第１比較例］
第１比較例の表示装置１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、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて複数の制御電極２７に印加する電圧を、ギャップ領域２８の制御を考慮していない電圧とする。
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、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、制御電極２７には、同じ波形の電圧が印加される。
よって、ギャップ領域２８の光学状態は、非映像期間Ｔｏｆｆの一部において、例えば図１２（Ａ）の第１領域と図１２（Ｂ）の第２領域との間ではｄ（ｔ１−２）の期間、図１０（Ａ）の状態となる。ギャップ領域２８は、分割領域２２とは異なる光学状態となる。
この結果、ギャップ領域２８において散乱が強くなり、スクリーン全体の透明性の均一さが損なわれる。
【００４２】
［第２比較例］
第２比較例の表示装置１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、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて複数の制御電極２７に印加する電圧を、ギャップ領域２８の制御を考慮していない複数サイクルの交流電圧とする。
図１３は、第２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１３（Ａ）から（Ｈ）は、図１１（Ａ）から（Ｈ）に対応する。
そして、第２比較例では、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、制御電極２７には、同じ波形の複数サイクルの交流電圧が印加される。
よって、ギャップ領域２８の光学状態は、非映像期間Ｔｏｆｆの一部において、図１０（Ａ）の状態となる。ギャップ領域２８は、分割領域２２とは異なる光学状態となる。
また、複数サイクルの交流電圧が印加されているため、複数の分割領域２２の光学状態は、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、頻繁に切り替わる。
この結果、ギャップ領域２８において散乱が強くなり、スクリーン全体の透明性の均一さが損なわれる。
【００４３】
［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。
第１実施形態では、各制御電極２７に印加する交流電圧は、正極性と負極性との時間比率は等しい。しかしながら、液晶材料の過度応答等を考慮すると、複数の分割領域２２が必ずしも同じ光学状態に制御されるとは言えない場合がある。
たとえば図１１（Ａ）の駆動電圧波形と図１１（Ｂ）の駆動電圧波形とでは、波形が互いに異なるため、過渡応答に違いを生じ、時間平均すると各々の波形に応じて異なる透過状態、光学特性となる可能性がある。
そこで、本実施形態の同期制御部３１は、走査周期を単位とする一定の期間毎に、駆動電圧波形の極性をセットで反転する。
図１４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、走査周期単位での反転制御の説明図である。
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。
そして、図１４（Ａ）から（Ｄ）に示すように、各制御電極２７に印加される電圧は、隣接制御電極２７間の電圧が同極性となることを維持しつつ、１走査周期毎に極性が反転されている。
【００４４】
以上のように、本実施形態の同期制御部３１は、非映像状態に制御する分割領域２２の複数の制御電極２７に対して、同相で極性が変化する波形の電圧を印加し、映像光の走査周期を単位とする一定の期間毎に、該同相で極性が変化する波形を反転させる。
よって、波形差による分割領域２２の光学状態の差の発生を抑制しつつ、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて、ギャップ領域２８を分割領域２２と同様の透過状態に維持することができ、スクリーン全体にわたりスジ状のムラの少ない均一な透明性を得ることができる。
【００４５】
［第３実施形態］
第３実施形態では、第１実施形態の表示装置１の別の変形例を説明する。
本実施形態の同期制御部３１は、第２実施形態とは異なり、走査周期を単位とする一定の期間毎に、複数の制御電極２７に印加する駆動電圧波形をシフトする。
図１５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波形シフト制御の説明図である。
図１５（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。
そして、図１５（Ａ）から（Ｄ）に示すように、複数の駆動電圧波形は、１走査周期毎に１つずつずらすようにシフトして、複数の制御電極２７に印加される。なお、図１５では便宜上４分割として、（Ｄ）から（Ａ）にシフトするように説明しているが、更に多数の分割ではこの限りではない。
これにより、波形の違いに起因した透過状態の相違を平均化することができ、経時変化のバラツキも抑制できる。
なお、波形シフトは、複数の制御電極２７の全体でシフトするのではなく、一部毎にシフトされてもよい。例えば２個１組とした制御電極２７のブロック間で波形をシフトしてもよい。
【００４６】
以上のように、本実施形態の同期制御部３１は、非映像状態に制御する分割領域２２の複数の制御電極２７に対して、同相で極性が変化する波形の電圧を印加し、映像光の走査周期を単位とする一定の期間毎に、該同相で極性が変化する波形を、複数の制御電極２７の間でシフトする。
よって、波形差による分割領域２２の平均的な光学状態の差の発生を抑制しつつ、非映像期間Ｔｏｆｆにおいて印加する電圧による経時変化を、複数の分割領域２２において揃えるようにすることができる。
【００４７】
［第４実施形態］
第４実施形態では、第１実施形態の表示装置１の更に別の変形例を説明する。
本実施形態の同期制御部３１は、第２実施形態の走査周期単位での反転制御と、第３実施形態の波形シフトとを組み合わせた制御を実行する。
図１６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制御の説明図である。
図１６（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。
そして、本実施形態の同期制御部３１は、図１６（Ａ）から（Ｄ）に示すように、隣接制御電極２７間の電圧が同極性となることを維持しつつ、走査周期を単位とする一定の期間毎に、駆動電圧波形の極性を反転する。また、複数の駆動電圧波形は、１走査周期毎に１つずつずらすようにシフトして、複数の制御電極２７に印加される。なお、図１６では便宜上４分割として、（Ｄ）から（Ａ）にシフトするように説明しているが、更に多数の分割ではこの限りではない。
これにより、分割領域２２毎のばらつき、印加電圧波形の相違に起因した透過状態のばらつきを抑制できる。また、光学層２５の劣化を抑制できる。また、画面全体にわたって、スジ状のムラの少ない均一な透明性が得られる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、映像光を散乱して透過している。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、映像光を散乱して反射してもよい。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。
【００５０】
また、上記実施形態では、ノーマル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、リバースモードのスクリーン２１を利用してもよい。
リバースモードのスクリーン２１は、電圧が印加されることで透過率が低くなる。
たとえば、リバースモードのスクリーン２１の透明性を抑制して使いたい場合、同期制御部３１は、非映像期間において複数の制御電極２７に同極性の電圧を印加し、複数の分割領域２２の間のギャップ領域２８の光学特性を分割領域２２の状態に近い透過状態に制御すればよい。
【符号の説明】
【００５１】
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
Ｔｏｆｆ  非映像期間
【図１】
2013140627.tif 000003
【図６】
2013140627.tif 000004
【図７】
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【図１０】
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【図１１】
2013140627.tif 000007
【図１２】
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【図１３】
2013140627.tif 000009
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
2013140627.tif 000018
【国際調査報告】
2013140627.tif 000019
2013140627.tif 000020
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