JP7354801B2

JP7354801B2 - 表示装置、表示装置の制御方法

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Publication number: JP7354801B2
Application number: JP2019216597A
Authority: JP
Inventors: 伸基中島; 武間ケ部
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP2021086087A

Description

本発明は、表示装置、表示装置の制御方法に関する。

飛行機やヘリコプターの操縦訓練では実際に飛行する訓練だけでなく、さまざまな場面を再現できる訓練用シミュレータシステムによる訓練が有効である。特にヘリコプター等の夜間飛行において、主操縦士と副操縦士の一方が裸眼で操縦を行い、他方が暗視ゴーグルを装着して操縦を行なう場合がある。このため、スクリーンに可視光映像と赤外光映像とを表示させ、裸眼の操縦士と暗視ゴーグルを装着した操縦士が同時に訓練するシミュレータシステムが開発されている。特許文献１には、同一の表示装置において可視光映像及び赤外光映像の双方を投影するプロジェクタについて記載されている。特許文献１には、可視光映像用の映像信号と赤外光映像用の映像信号とを、フレームシーケンシャル方式で、すなわち時分割で順番に出力する旨が記載されている。

特表２０１３－５２４６６２号公報

しかし、可視光映像用の映像信号と赤外光映像用の映像信号とを順番に出力した場合、いわゆるクロストークが発生するおそれがある。例えば、赤外光映像用の映像信号の出力から可視光映像用の映像信号の出力に切り替わった後も、赤外光映像用の映像信号による残像が残ってしまい、クロストークとして視認されてしまう。そのため、可視光画像と赤外光画像など、異なる波長帯の光による複数の画像を表示する際において、クロストークを抑制することが求められている。

本発明は、上記課題を鑑み、異なる波長帯の光による複数の画像を表示する際において、クロストークを抑制する可能な表示装置、表示装置の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる表示装置は、表示素子と、第１波長帯の光である第１照明光を照射する第１光源と、第２波長帯の光である第２照明光照射する第２光源と、前記第１照明光に基づく画像を表示するための第１画像信号のフレームと、前記第２照明光に基づく画像を表示するための第２画像信号のフレームとが交互に繰り返される混合画像信号に基づき、フレーム内での前記表示素子の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部と、前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御部と、を備え、前記光源制御部は、第１照射タイミングから第２照射タイミングまでの間、前記第１光源からの前記第１照明光の照射をオフとしつつ、前記第２光源からの前記第２照明光の照射をオンとし、前記サブフレームデータ生成部は、前記第２照射タイミングより前の第１駆動タイミングから、前記第２照射タイミングより前であって前記第１照射タイミング及び前記第１駆動タイミングより後の第２駆動タイミングまでの間、前記表示素子の印加電圧をオンとし、前記第２駆動タイミングにおいて前記表示素子の印加電圧をオフとするように、前記サブフレームデータを生成する。

本発明の一態様にかかる表示装置の制御方法は、表示素子と、第１波長帯の光である第１照明光を照射する第１光源と、第２波長帯の光である第２照明光照射する第２光源とを含む表示装置の制御方法であって、前記第１照明光に基づく画像を表示するための第１画像信号のフレームと、前記第２照明光に基づく画像を表示するための第２画像信号のフレームとが交互に繰り返される混合画像信号に基づき、フレーム内での前記表示素子の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、前記サブフレームデータステップで生成したサブフレームデータに基づき前記表示素子を駆動する駆動ステップと、前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御ステップと、を含み、前記光源制御ステップにおいて、第１照射タイミングから第２照射タイミングまでの間、前記第１光源からの前記第１照明光の照射をオフとしつつ、前記第２光源からの前記第２照明光の照射をオンとし、前記サブフレームデータ生成ステップにおいて、前記第２照射タイミングより前の第１駆動タイミングから、前記第２照射タイミングより前であって前記第１照射タイミング及び前記第１駆動タイミングより後の第２駆動タイミングまでの間、前記表示素子の印加電圧をオンとし、前記第２駆動タイミングにおいて前記表示素子の印加電圧をオフとするように、前記サブフレームデータを生成する。

本発明によれば、可視光画像と赤外光画像の双方を表示する際において、クロストークを抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置の模式図である。図２は、本実施形態に係る偏光変換素子の構成例を示す図である。図３は、本実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。図４は、信号の例を示す図である。図５は、駆動階調テーブルの一例を示す図である。図６は、位相を同期させた場合のサブフレームデータを説明する模式図である。図７は、第１実施形態に係るサブフレームデータを説明する模式図である。図８は、第２実施形態に係るサブフレームデータを説明する模式図である。図９は、変形例に係るサブフレームデータを説明する模式図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る表示装置の模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１００は、表示機構１０と制御部１２とを備える。表示装置１００は、可視光による画像である可視光画像と赤外光による画像である赤外光画像とを表示する表示装置である。表示機構１０は、第１光源１０１、第２光源１０２、蛍光体１０３、偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ、表示素子１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ、偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ、色合成プリズム１０８、投射レンズ１０９、ダイクロイックミラー１２０～１２３、反射ミラー１３０～１３２、レンズ１４０～１４８、及び偏光変換素子１５０を備える。表示素子１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを区別しない場合は、表示素子１０６と記載する。

ダイクロイックミラー１２０～１２３は、分離波長を分離境界として、入射した光を反射と透過によって分離する特性を有する。ダイクロイックミラー１２０～１２３は、ガラス板またはプリズム等の透明材料の所定の領域に例えば誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。誘電体多層膜を構成する誘電体の材質及び膜厚に応じて光学特性を設定することができる。

第１光源１０１は、第１波長帯の光である第１照明光を照射する。本実施形態では、第１波長帯は、可視光の波長帯であり、第１照明光は、可視光である。より具体的には、本実施形態に係る第１光源１０１は、例えば青色レーザ素子で構成された青色レーザ光源である。なお、青色照明光は、例えば、４５０ｎｍ以上４９５ｎｍの波長帯の光である。第１光源１０１は、第１照明光として、青色レーザ光である青色照明光を照射する。青色照明光はダイクロイックミラー１２０に照射される。ダイクロイックミラー１２０は、青色照明光を反射し、黄色照明光を透過させる特性を有する。

第１光源１０１から射出された青色照明光は、ダイクロイックミラー１２０により反射され、更にレンズ１４０により集光されて蛍光体１０３に照射される。

蛍光体１０３は蛍光層と反射面とを有する。蛍光層は、第１光源１０１から照射された青色照明光のエネルギ強度に応じた強度の赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を生成する。反射面は、蛍光層を透過した青色照明光と蛍光層により生成された黄色照明光とを反射する。

蛍光体１０３により生成された蛍光である黄色照明光は、レンズ１４０を介してダイクロイックミラー１２０の方向に照射される。黄色照明光はダイクロイックミラー１２０を透過し、ダイクロイックミラー１２１に照射される。

蛍光体１０３で反射した青色照明光は、レンズ１４０を介してダイクロイックミラー１２０の方向に照射される。ダイクロイックミラー１２０の表面積は、第１光源１０１から照射される青色レーザ光の光束よりやや大きい程度の大きさに設定される。一方、蛍光体１０３により反射された青色照明光は反射時に拡散されているため、レンズ１４０からダイクロイックミラー１２０に照射される青色照明光の光束は、ダイクロイックミラー１２０の面積に対し十分大きく広がっている。すなわち、レンズ１４０からダイクロイックミラー１２０に照射される青色照明光は、一部がダイクロイックミラー１２０により反射されるが、大部分はダイクロイックミラー１２１に照射される。

第２光源１０２は、第１波長帯とは異なる第２波長帯の光である第２照明光を照射する。本実施形態では、第２波長帯は、赤外線の波長帯であり、第２照明光は、赤外光である。より具体的には、本実施形態に係る第２光源１０２は、例えば近赤外ＬＥＤ素子で構成された赤外ＬＥＤ光源である。第２光源１０２は赤外ＬＥＤ光を射出する。以下、赤外ＬＥＤ光を赤外照明光と称す。なお、赤外照明光は、例えば、０．７μｍ以上１０００μｍの波長帯の光である。赤外照明光は、レンズ１４１、１４２を介してダイクロイックミラー１２１に照射される。ダイクロイックミラー１２１は、赤外照明光を反射し、黄色照明光と青色照明光を透過させる特性を有する。

ダイクロイックミラー１２１を透過した青色照明光と黄色照明光、及びダイクロイックミラー１２１を反射した赤外照明光は、更に反射ミラー１３０を反射し、レンズ１４３に入射する。

レンズ１４３及びレンズ１４４は例えばフライアイレンズである。反射ミラー１３０を反射した青色照明光、黄色照明光、及び赤外照明光は、レンズ１４３及び１４４によって照明分布が均一化され、偏光変換素子１５０に入射される。

図２は、本実施形態に係る偏光変換素子の構成例を示す図である。図２に示すように、偏光変換素子１５０は、偏光ビームスプリッタ１５１と位相差板１５２とを有する。偏光ビームスプリッタ１５１は、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図２は、偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。

位相差板１５２は、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を他方に変換する。図２は、位相差板１５２がｓ偏光をｐ偏光に変換する状態を示している。位相差板１５２は例えばλ／２位相差板である。偏光変換素子１５０によって、各照明光はｐ偏光に揃えられる。

図１に戻り、偏光変換素子１５０によって、ｐ偏光に揃えられた各照明光は、レンズ１４５を介してダイクロイックミラー１２２に照射される。レンズ１４５は例えば集光レンズである。

ダイクロイックミラー１２２は、入射した青色照明光ＢＬと、黄色照明光ＹＬ及び赤外照明光ＩＲＬとを分離する。ダイクロイックミラー１２２によって分離された黄色照明光ＹＬ及び赤外照明光ＩＲＬは、反射ミラー１３１を反射し、ダイクロイックミラー１２３に入射する。

ダイクロイックミラー１２３は、赤色光帯域と緑色光帯域の中間の波長を分離境界とし、入射した黄色照明光ＹＬと赤外照明光ＩＲＬとを、赤色帯域の成分を含む赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬと、緑色帯域の成分を含む緑色照明光ＧＬとに分離する。具体的には、ダイクロイックミラー１２３は、入射した黄色照射光ＹＬの、緑色帯域成分を反射して緑色照明光ＧＬを射出し、入射した黄色照射光ＹＬの、赤色帯域成分を透過して赤色照明光ＲＬを射出する。また、ダイクロイックミラー１２３は、赤外照明光ＩＲＬを透過する。なお、赤色照明光ＲＬは、例えば、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍの波長帯の光であり、緑色照明光ＧＬは、例えば、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長帯の光である。

ダイクロイックミラー１２３によって分離された赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬは、レンズ１４６を介して偏光板１０５Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１２３によって分離された緑色照明光ＧＬは、レンズ１４７を介して偏光板１０５Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１２２によって分離された青色照明光ＢＬは、反射ミラー１３２により反射し、レンズ１４８を介して偏光板１０５Ｂに照射される。

偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる特性を有する。図１は、偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂがｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂを反射型偏光板とも称する。偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂは、例えばワイヤーグリッド偏光板である。

ｐ偏光である赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬは、偏光板１０５Ｒを透過して表示素子１０６Ｒに照射される。ｐ偏光である緑色照明光ＧＬは、偏光板１０５Ｇを透過して、表示素子１０６Ｇに照射される。ｐ偏光である青色照明光ＢＬは、偏光板１０５Ｂを透過して、表示素子１０６Ｂに照射される。このように、第２光源１０２からの赤外照明光ＩＲＬは、第１光源１０１からの照射光に基づいた照明光（ここでは赤色照明光ＲＬ）と、同じ表示素子１０６Ｒに照射される。

表示素子１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、例えば反射型液晶表示素子である。本実施形態では表示素子１０６、１０６Ｇ、１０６Ｂが反射型液晶表示素子である場合を例に説明するが、反射型に限定されず、透過型液晶表示素子を使用する構成としても良い。また、液晶表示素子ではなく、他の表示素子を使用する構成にも種々応用可能である。

表示素子１０６Ｒは、赤色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の赤色照明光ＲＬを光変調し、ｓ偏光の赤色画像光ＲＭを生成する。また、表示素子１０６Ｒは、赤外光の成分の画像データに基づいてｐ偏光の赤外照明光ＩＲＬを光変調し、ｓ偏光の赤外画像光ＩＲＭを生成する。赤色画像光ＲＭと赤外画像光ＩＲＭをまとめて第１の画像光ＲＭ／ＩＲＭとも称する。

表示素子１０６Ｇは、緑色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の緑色照明光ＧＬを光変調し、ｓ偏光の緑色画像光ＧＭを生成する。表示素子１０６Ｂは、青色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の青色照明光ＢＬを光変調し、ｓ偏光の青色画像光ＢＭを生成する。即ち、表示素子１０６Ｒは赤色画像用光変調素子及び赤外光画像用光変調素子として機能し、表示素子１０６Ｇは緑色画像用光変調素子として機能し、表示素子１０６Ｂは青色画像用光変調素子として機能する。

偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を透過し、他方を反射又は吸収する特性を有する。図１では、偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂがｓ偏光を透過し、不要なｐ偏光を吸収する状態を示している。偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂを透過型偏光板とも称する。

赤外光画像の表示では、高い照度で赤外画像光を照射することが要求される。このため、赤外照明光ＩＲＬ，又は赤外画像光ＩＲＭの光路上の光学部品は、他の色の照明光や画像光の光路上にある光学部品と比較して発熱しやすい。このため、赤外画像光ＩＲＭの光路となる偏光板１０７Ｒには、耐熱性が高く広帯域で良好な特性を持つワイヤーグリッド偏光板を用いる。これにより、一般的な樹脂性偏光板を用いた場合と比較して、信頼性や性能を改善することができる。一方、ワイヤーグリッド偏光板は一般的な樹脂製偏光板と比較して価格が高いので、赤外画像光ＩＲＭの光路上にない偏光板１０７Ｇ，１０７Ｂについては一般的な樹脂性偏光板を用いれば良い。

表示素子１０６Ｒによって生成された、ｓ偏光である赤色画像光ＲＭ及び赤外画像光ＩＲＭは、偏光板１０５Ｒを反射し、偏光板１０７Ｒを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。表示素子１０６Ｇによって生成された、ｓ偏光である緑色画像光ＧＭは、偏光板１０５Ｇを反射し、偏光板１０７Ｇを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。表示素子１０６Ｂによって生成された、ｓ偏光である青色画像光ＢＭは、偏光板１０５Ｂを反射し、偏光板１０７Ｂを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。

色合成プリズム１０８は、赤色画像光ＲＭ、赤外画像光ＩＲＭ、及び青色画像光ＢＭを反射し、緑色画像光ＧＭを透過させ、それぞれの画像光を投射レンズ１０９に照射する。

赤色画像光ＲＭ、赤外画像光ＩＲＭ、緑色画像光ＧＭ、及び、青色画像光ＢＭは、投射レンズ１０９を介して図示しないスクリーン等へ投射される。赤色画像光ＲＭと、緑色画像光ＧＭと、青色画像光ＢＭにより可視光画像が表示される。赤外画像光ＩＲＭにより赤外光画像が表示される。

表示機構１０は、以上のような構成となっている。ただし、表示機構１０の構成は以上の説明に限られず、任意の構成となっていてよい。例えば、第１光源１０１は、第１照明光として青色照明光を照射することに限られず、可視光を照射するものでよく、第２光源１０２と波長帯の異なる光を照射するものでよい。また、第２光源１０２は、第２照射光として赤外照明光を照射することに限られない。また、本実施形態の表示機構１０は、表示装置１００とは別体として設けられるスクリーンに画像を投影するプロジェクタであるが、それに限られず、例えば表示装置１００と一体のディスプレイに画像を表示する装置であってもよい。

図３は、本実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。図４は、信号の例を示す図である。制御部１２は、表示機構１０を制御して、可視光画像及び赤外光画像を表示させる。図３に示すように、制御部１２は、信号合成部２０、信号処理部２２、光源制御部２４、サブフレームデータ生成部２６、及び画素回路２８を備える。信号合成部２０、信号処理部２２、光源制御部２４、及びサブフレームデータ生成部２６は、ハードウェアである集積回路で構成されていてもよいし、コンピュータの演算装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）及びメモリで構成され、メモリに記憶されたコンピュータプログラム（ソフトウェア）をＣＰＵによって実行させることにより後述の処理を行う構成としてもよい。

信号合成部２０は、第１画像信号Ｓ_Ｖと、第２画像信号Ｓ_Ｉとが入力される。第１画像信号Ｓ_Ｖは、第１照明光に基づく光による画像を表示するための入力信号であり、本実施形態では、可視光画像を表示するための入力信号である。第１画像信号Ｓ_Ｖは、可視光映像用映像信号と言い換えることもできる。第２画像信号Ｓ_Ｉは、第２照明光に基づく光による画像を表示するための入力信号であり、本実施形態では、赤外光画像を表示するための入力信号である。第２画像信号Ｓ_Ｉは、赤外光映像用映像信号と言い換えることもできる。信号合成部２０には、例えば外部装置に記憶されていた第１画像信号Ｓ_Ｖ及び第２画像信号Ｓ_Ｉが入力されてもよいし、カメラによって撮像された画像の情報が、第１画像信号Ｓ_Ｖ及び第２画像信号Ｓ_Ｉとして、リアルタイムで入力されてよい。すなわち、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとの入力の方法は任意である。

第１画像信号Ｓ_Ｖ及び第２画像信号Ｓ_Ｉは、処理の長さの周期、すなわちフレームレートに区分され、フレームレート毎に強度が割り当てられている信号である。図４では、第１画像信号Ｓ_Ｖ及び第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームレートがともに６０Ｈｚの場合の例を示している。

信号合成部２０は、入力された第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとを合成して、混合画像信号Ｓ_Ｆを生成する。混合画像信号Ｓ_Ｆは、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームと第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームとが、すなわち第１画像信号Ｓ_Ｖの１フレーム分の信号と第２画像信号Ｓ_Ｉの１フレーム分の信号とが、交互に繰り返される信号であり、フレームシーケンシャル信号ということもできる。信号合成部２０は、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとのフレームレート（表示速度）を所定倍数に変換して、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとがフレーム毎に交互に並ぶように、混合画像信号Ｓ_Ｆを生成する。すなわち、混合画像信号Ｓ_Ｆは、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームと、第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームとが交互に繰り返される信号である。第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームと第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームとで、混合画像信号Ｓ_Ｆの１周期となる。図４では、信号合成部２０が、６０Ｈｚのフレームレートの第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとを２倍に変換して、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとがフレーム毎に交互に並ぶように、１２０Ｈｚのフレームレートの混合画像信号Ｓ_Ｆを生成する例を示している。

なお、図４では、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉとが６０Ｈｚで入力される様子を示したが、第１画像信号Ｓ_Ｖと第２画像信号Ｓ_Ｉは６０Ｈｚに限定されず他の周波数（例えば５０Ｈｚや２４Ｈｚなど）でもよい。また、信号合成部２０は、これらの信号を２倍の周波数の信号に変換するが、周波数の変換は２倍に限定されず、これ以上でもよい。また、１倍（等倍）でもよい。

また、可視光画像と赤外光画像の表示時間、すなわち、混合画像信号Ｓ_Ｆに含まれる第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームの長さと第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームの長さは、同じでなくても良い。例えば、６０Ｈｚの期間内で、可視光画像を１／３期間表示し、赤外光画像を２／３期間表示する構成としてもよい。可視光画像に対し赤外光画像の階調は高いことが想定されるので、赤外光画像の表示期間を長くすることで赤外光画像の光強度を強く保つことができる。

図３に示す信号処理部２２は、混合画像信号Ｓ_Ｆに対し、周辺画素間やフレーム間の演算を行うことで、Ｎ（Ｎは自然数）階調の画像データを生成し、生成した画像データをサブフレームデータ生成部２６に出力する。サブフレームデータ生成部２６は、駆動階調テーブルに基づき、Ｎ階調の画像データを、１と０からなるサブフレームデータＤ１に変換する。サブフレームデータＤ１は、フレーム内での表示素子１０６への印加電圧のオンオフを示すデータである。

図５は、駆動階調テーブルの一例を示す図である。本実施形態では、信号処理部２２は、１フレームをＮ個のサブフレームに分割し、各サブフレームのオンオフを切り換えることで階調表示を行なう。尚、時間的に前のサブフレームから順にＳＦ１，ＳＦ２，・・・ＳＦＮとする。図５に示す駆動階調テーブルの縦の欄は階調を示し、画像データの階調に対応した駆動階調テーブルの値に基づき、サブフレームデータＤ１を生成する。なお、本実施形態では、Ｎ＝１２の場合を例として説明する。尚、Ｎの値は１２に限定せず種々設定可能である。例えばＮの値は３２や６４でも良い。本実施形態の駆動階調テーブルは、階調が高くなるに連れて、時間的に後のサブフレームから時間的に前のサブフレームに向けて１となるサブフレームが伸びてゆくテーブルとなっている。すなわち、サブフレームデータＤ１は、１つのフレームおいて、画像データの階調が高くなるに従い、時間的に最後のサブフレームから前のサブフレームに向けて１となるサブフレームが増加してゆくように生成される。

サブフレームデータ生成部２６は、生成したサブフレームデータＤ１に基づき、画素回路２８を制御する。画素回路２８は、サブフレームデータＤ１に基づき、表示素子１０６を駆動する。具体的には、画素回路２８は、サブフレームデータＤ１に基づき、表示素子１０６への印加電圧のオンとオフとを切り替える。例えば、サブフレームデータＤ１の１が、表示素子１０６への印加電圧をオンとすることに対応し、サブフレームデータＤ１の０が、表示素子１０６への印加電圧をオフとすることに対応する。すなわち、画素回路２８は、１つのフレームにおいて、サブフレームデータＤ１で１が続いている期間には、表示素子１０６への印加電圧をオンにする。そして、画素回路２８は、１つのフレームにおいて、サブフレームデータＤ１において０が続いている期間には、表示素子１０６への印加電圧をオフにする。

信号処理部２２は、混合画像信号Ｓ_Ｆと同期した第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩを生成し、光源制御部２４に出力する。光源制御部２４は、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩに基づき、第１光源１０１及び第２光源１０２を制御する。より詳しくは、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶは、第１光源１０１を制御するための信号である。光源制御部２４は、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶに基づき、第１光源１０１による第１照明光の照射のオンとオフとを切り替える。また、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩは、第２光源１０２を制御するための信号である。光源制御部２４は、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩに基づき、第２光源１０２による第２照明光の照射のオンとオフとを切り替える。図４に示すように、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの周期は、混合画像信号Ｓ_Ｆの周期と一致している。第１光源制御信号Ｓ_ＬＶは、混合画像信号Ｓ_Ｆでの第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームの期間内において、第１照明光の照射をオンとし、第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームの期間内において、第１照明光の照射をオフとするような周期となっている。一方、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩは、混合画像信号Ｓ_Ｆでの第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームの期間内において、第２照明光の照射をオフとし、第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームの期間内において、第２照明光の照射をオンとするような周期となっている。なお、本例では、第１光源１０１及び第２光源１０２を制御するために、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶと第２光源制御信号Ｓ_ＬＩとのそれぞれの信号を生成していたが、混合画像信号Ｓ_Ｆと同期した１つの信号で第１光源１０１及び第２光源１０２を制御してもよい。

ここで、本実施形態に係るサブフレームデータ生成部２６は、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩに対し、位相が異なるように、サブフレームデータＤ１を生成する。以下、具体的に説明する。

図６は、位相を同期させた場合のサブフレームデータを説明する模式図である。図６は、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩと、サブフレームデータＤ１ｘの位相を同期させた場合の例を示している。すなわち、サブフレームデータＤ１ｘは、混合画像信号Ｓ_Ｆと同期している。以降では、第１照射タイミングとしての時刻ｔ１から、第２照射タイミングとしての時刻ｔ２までの間、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶが０、すなわち光源制御部２４が第１光源１０１による第１照明光（可視光）の照射をオフとし、かつ、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩが１、すなわち光源制御部２４が第２光源１０２による第２照明光（赤外光）の照射をオンとした場合を例として説明する。時刻ｔ２は、時刻ｔ１より後の時刻である。また、以降の説明では、第３照射タイミングとしての時刻ｔ３から、第４照射タイミングとしての時刻ｔ４までの間、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶが１、すなわち光源制御部２４が第１光源１０１による第１照明光（可視光）の照射をオンとし、かつ、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩが０、すなわち光源制御部２４が第２光源１０２による第２照明光（赤外光）の照射をオフとした場合を例として説明する。時刻ｔ４は、時刻ｔ３より後の時刻である。ここでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの長さと、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの長さとが同じである。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ４までを１つの周期Ｔとして、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの０と１とが、すなわち第１照明光と第２照明光とのオンオフが、周期Ｔ毎の繰り替えされる。図６では、１つの周期Ｔ１と、周期Ｔ１の次の周期である周期Ｔ２を示している。

なお、ここでは、時刻ｔ４と時刻ｔ１とが同じ時刻（タイミング）であり、時刻ｔ２と時刻ｔ３とが同じ時刻（タイミング）としている。すなわち、時刻ｔ１（時刻ｔ４）において、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶが１から０に切り替わって、第１光源１０１からの第１照明光の照射をオンからオフに切り替え、また、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩが０から１に切り替わって、第２光源１０２からの第２照明光の照射をオフからオンに切り替える。そして、時刻ｔ２（時刻ｔ３）において、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶが０から１に切り替わって、第１光源１０１からの第１照明光の照射をオフからオンに切り替え、また、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩが１から０に切り替わって、第２光源１０２からの第２照明光の照射をオンからオフに切り替える。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの周波数と、時刻ｔ２から次の周期の時刻ｔ１までの周波数とが、例えば１２０Ｈｚであり、１つの周期Ｔ、すなわち時刻ｔ１から次の周期の時刻ｔ１までの周波数が、例えば６０Ｈｚである。ただし、時刻ｔ４と時刻ｔ１とは同じ時刻に限られず、時刻ｔ２と時刻ｔ３とも同じ時刻に限られない。この場合、例えば、周期Ｔ１において、時刻ｔ３は時刻ｔ２より後の時刻となり、次の周期Ｔ２の時刻ｔ１は、周期Ｔ１の時刻ｔ４より後の時刻となる。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間と、時刻ｔ４から次の周期の時刻ｔ１までの間においては、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶと第２光源制御信号Ｓ_ＬＩとの両方が０となってよい。すなわち、第１照明光と第２照明光との照射の切り替えの際に、第１照明光と第２照明光との両方が照射されないブランク期間を設けてもよい。

上述のように、図６の例においては、サブフレームデータＤ１ｘと、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩとで、位相が同期している。すなわち、図６の例のサブフレームデータＤ１ｘは、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩがオンとなっている時刻ｔ１から時刻ｔ２までが、赤外光画像を表示させるための第２画像信号Ｓ_ｉＸのフレームとして割り当てられており、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶがオンとなっている時刻ｔ３（時刻ｔ２）から時刻ｔ４（時刻ｔ１）までが、可視光画像を表示させるための第１画像信号Ｓ_ＶＸのフレームとして割り当てられている。

図６の例では、第２画像信号Ｓ_ｉＸのフレームにおいて、時刻ｔ１から、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時刻ｔ１ｘまでの間、サブフレームデータＤ１ｘが０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなっている。そして、時刻ｔ１ｘにおいて、サブフレームデータＤ１ｘが１に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。そして、時刻ｔ１ｘから時刻ｔ２までの間、サブフレームデータＤ１ｘが１となり、表示素子１０６への印加電圧がオンとなっている。そして、時刻ｔ２において、サブフレームデータＤ１ｘが０に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオフに切り替わる。また、図６の例では、第１画像信号Ｓ_ＶＸのフレームにおいて、時刻ｔ３（時刻ｔ２）から、時刻ｔ３と時刻ｔ４（次の周期の時刻ｔ１）との間の時刻ｔ３ｘまでの間、サブフレームデータＤ１ｘが０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなる。そして、時刻ｔ３ｘにおいて、サブフレームデータＤ１ｘが１に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。そして、時刻ｔ３ｘから時刻ｔ４（時刻ｔ１）までの間、サブフレームデータＤ１ｘが１となり、表示素子１０６への印加電圧がオンとなっている。そして、時刻ｔ４において、サブフレームデータＤ１ｘが０に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオフに切り替わる。ただし、時刻ｔ１ｘ、ｔ３ｘのタイミング、すなわち第２画像信号Ｓ_ｉＸ及び第１画像信号Ｓ_ＶＸをオンにする長さは、図５に示す画像データの階調に応じて設定されるものであり、図６は一例である。

ここで、所定のサブフレームデータで表示素子１０６を駆動しつつ、常に光源から表示素子１０６に照明光を照射した場合における、表示装置１００から出力される出力光の強度、すなわち可視光画像や赤外光画像の光の強度を、出力光応答度合いとする。すなわち、出力光応答度合いが高いほど、出力光の強度が高いことを意味する。ただし、出力光応答度合いは、常に表示素子１０６に照明光を照射したと仮定した場合の出力光の強度を指しているため、実際には照明光が照射されていない場合、出力光応答度合いがゼロより高い場合でも、実際の出力光の強度はゼロとなる。すなわち、出力光応答度合いは、サブフレームデータで表示素子１０６を駆動した場合の、表示素子１０６の液晶の配向度合いを示しているともいえる。この場合、出力光応答度合いが高いほど、表示素子１０６の液晶の配向が、電圧印加された状態の配向に近いことを意味する。以下、電圧印加された状態の配向を、表示配向とし、電圧が印加されていない状態の配向を、非表示配向と記載する。

表示素子１０６に電圧が印加されると、すなわちサブフレームデータが１に切り替わると、表示素子１０６の液晶の配向が非表示配向から表示配向に切り替わるため、出力光応答度合いは、上昇する。この場合、液晶は、非表示配向から表示配向へ徐々に切り替わるため、すなわち液晶の配向変化が電圧に対して遅れるため、出力光応答度合いは、サブフレームデータが１に切り替わったタイミングから徐々に上昇して、表示配向になった時点で一定の値となる。また、表示素子１０６への電圧印加が停止されると、すなわちサブフレームデータが０に切り替わると、表示素子１０６の液晶の配向が表示配向から非表示配向に切り替わるため、出力光応答度合いは、低下する。この場合、液晶は、表示配向から非表示配向へ徐々に切り替わるため、出力光応答度合いは、サブフレームデータが０に切り替わったタイミングから徐々に低下して、非表示配向になった時点で一定の値となる。

図６の例では、出力光応答度合いＡｘは、サブフレームデータＤ１ｘが１に切り替わった時刻ｔ１ｘから、徐々に上昇した後一定となり、サブフレームデータＤ１ｘが０に切り替わった時刻ｔ２から、徐々に低下した後、ゼロとして一定となる。ここでの出力光応答度合いＡｘの挙動が、第２画像信号Ｓ_Ｉｘの挙動、すなわち赤外光画像の階調値に相当する。そして、出力光応答度合いＡｘは、サブフレームデータＤ１ｘが１に切り替わった時刻ｔ３ｘから、徐々に上昇した後一定となり、サブフレームデータＤ１ｘが０に切り替わった時刻ｔ４（次の周期Ｔ２の時刻ｔ１）から、徐々に低下した後一定となる。ここでの出力光応答度合いＡｘの挙動が、第１画像信号Ｓ_Ｖｘの挙動、すなわち可視光画像の階調値に相当する。ここで、第２照明光（赤外光）は、時刻ｔ１から時刻ｔ２において照射される。そのため、時刻ｔ１ｘから時刻ｔ２までにおいて、時刻ｔ１ｘから時刻ｔ２までの出力光応答度合いＡｘに応じた第２照明光（赤外光）に基づく赤外光画像が、表示される。また、第１照明光（可視光）は、時刻ｔ３（時刻ｔ２）から時刻ｔ４（時刻ｔ１）において照射される。そのため、出力光応答度合いＡｘが再度上昇を開始した時刻ｔ３ｘから時刻ｔ４までにおいて、時刻ｔ３ｘから時刻ｔ４までの出力光応答度合いＡｘに応じた第１照明光（可視光）に基づく可視光画像が、表示される。しかし、上述のように、液晶の配向変化が電圧に対して遅れることに起因して、例えば時刻ｔ３と時刻ｔ３ｘとの間の期間においても、出力光応答度合いＡｘが、ゼロとならずに残っている。そのため、時刻ｔ３と時刻ｔ３ｘとの間の期間においても、残っている出力光応答度合いＡｘに応じた可視光画像が表示されてしまう（図６の破線円の部分）。この残っている出力光応答度合いＡｘは、第２画像信号Ｓ_Ｉｘの挙動、すなわち赤外光画像用の階調に相当するため、赤外光画像のための画像が、時刻ｔ３と時刻ｔ３ｘとの間の期間において、可視光画像として表示されてしまうことになる。そのため、時刻ｔ３と時刻ｔ３ｘとの間の期間における可視光画像は、クロストークとして、可視光画像の視認者に視認されてしまう。

図７は、第１実施形態に係るサブフレームデータを説明する模式図である。図７に示すように、第１実施形態においては、サブフレームデータＤ１の位相を、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの位相からずらすことにより、クロストークを抑制する。すなわち、図７に示すように、第１実施形態においては、サブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までよりも前の時間帯である、時刻ｔ４ａから時刻ｔ２ａまでを、赤外光画像を表示させるための第２画像信号Ｓ_ｉのフレームとして割り当てる。また、サブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ２（時刻ｔ３）から時刻ｔ１（時刻ｔ４）までよりも前の時間帯である、時刻ｔ２ａから時刻ｔ４ａまでを、可視光画像を表示させるための第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームとして割り当てる。なお、時刻ｔ４ａは、時刻ｔ１よりも前の時刻であり、時刻ｔ２ａは、時刻ｔ２より前の時刻であり、時刻ｔ１よりも後の時刻である。このように、サブフレームデータ生成部２６は、第２画像信号Ｓ_ｉのフレームでサブフレームデータＤ１を０に切り替える時刻ｔ２ａが、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩを０に切り替える時刻ｔ２に対して前の時刻となるように、また、第１画像信号Ｓ_ＶのフレームでサブフレームデータＤ１を０に切り替える時刻ｔ４ａが、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶを０に切り替える時刻ｔ４に対して前の時刻となるように、位相をずらしている。

また、時刻ｔ２ａから、次の周期での時刻ｔ２ａまでの長さＴａ１は、時刻ｔ２から次の周期の時刻ｔ２までの周期ＴＡの長さと一致する。また、時刻ｔ４ａから、次の周期での時刻ｔ４ａまでの長さＴａ２は、時刻ｔ４から次の周期の時刻ｔ４までの周期Ｔの長さと一致する。長さＴａ１と長さＴａ２との長さは等しく、サブフレームデータＤ１の周期ということもできる。また、周期Ｔ、ＴＡの長さは等しく、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの周期ということもできる。

サブフレームデータＤ１においては、第２画像信号Ｓ_ｉのフレーム（時刻ｔ４ａから時刻ｔ２ａ）において、時刻ｔ４ａから時刻ｔ１ａまでの間、サブフレームデータＤ１が０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなっている。そして、時刻ｔ１ａにおいて、サブフレームデータＤ１が１に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。また、サブフレームデータＤ１においては、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまでの間、サブフレームデータＤ１が１となり、表示素子１０６への印加電圧がオンとなっている。そして、時刻ｔ２ａにおいて、サブフレームデータＤ１が０に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオフに切り替わる。第１駆動タイミングとしての時刻ｔ１ａは、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩをオフとする時刻ｔ２より前の時刻である。時刻ｔ１ａは、図７の例では、第２光源制御信号Ｓ_ＬＩを１とする時刻ｔ１より前の時刻であるが、時刻ｔ１との前後関係は、図５に示す画像データの階調に応じて異なる。また、第２駆動タイミングとしての時刻ｔ２ａは、時刻ｔ２より前の時刻であり、時刻ｔ１及び時刻ｔ１ａより後の時刻である。

ここで、混合画像信号Ｓ_Ｆで指定される、表示素子１０６の印加電圧をオンにする期間を、指定期間とする。印加電圧をオンにする期間は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき生成された画像データの階調の大きさに依存する。そのため、指定期間とは、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき生成された画像データにおける階調を実現するために必要な、印加電圧をオンにする期間の長さをいう。言い換えれば、表示素子１０６の印加電圧を、指定期間の間オンにすれば、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき生成された画像データにおける階調が実現される。この場合、第２画像信号Ｓ_ｉのフレームでサブフレームデータＤ１を１とする時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ａは、その第２画像信号Ｓ_ｉに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さと一致する。すなわち、サブフレームデータ生成部２６は、長さＬ１ａが指定期間の長さと一致するように、言い換えれば混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき生成された画像データにおける階調と同じ階調を表示可能なように、サブフレームデータＤ１を生成する。

また、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレーム（時刻ｔ２ａから時刻ｔ４ａ）において、時刻ｔ２ａから時刻ｔ２を経て時刻ｔ３ａまでの間、サブフレームデータＤ１が０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなっている。そして、時刻ｔ３ａにおいて、サブフレームデータＤ１が１に切り替わり、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。また、時刻ｔ３ａから時刻ｔ４ａまでの間、サブフレームデータＤ１が１となり、表示素子１０６への印加電圧がオンとなっている。そして、時刻ｔ４ａにおいて、サブフレームデータＤ１が０に切り替わり、表示素子１０６への印加電圧がオフに切り替わる。第３駆動タイミングとしての時刻ｔ３ａは、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶを０とする時刻ｔ４より前の時刻である。時刻ｔ３ａは、図７の例では、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶを１とする時刻ｔ３より後の時刻であるが、時刻ｔ３との前後関係は、図５に示す画像データの階調に応じて異なる。また、第４駆動タイミングとしての時刻ｔ４ａは、時刻ｔ４より前の時刻であり、時刻ｔ３及び時刻ｔ３ａより後の時刻である。

また、第１画像信号Ｓ_ＶのフレームでサブフレームデータＤ１を１とする時刻ｔ３ａから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ａは、その第１画像信号Ｓ_Ｖに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さと一致する。すなわち、サブフレームデータ生成部２６は、長さＬ２ａが指定期間の長さと一致するように、言い換えれば混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき生成された画像データにおける階調と同じ階調を表示可能なように、サブフレームデータＤ１を生成する。なお、通常、赤外光画像の方が明るいため、すなわち階調値が高いため、長さＬ１ａの方が、長さＬ２ａより長くなる。

図７に示すように、第１実施形態における出力光応答度合いＡは、時刻ｔ１ａから徐々に上昇した後一定となり、時刻ｔ２ａから徐々に低下した後、ゼロとして一定となる。ここでの出力光応答度合いＡの挙動が、第２画像信号Ｓ_Ｉの挙動、すなわち赤外光画像の階調値に相当する。そして、出力光応答度合いＡは、時刻ｔ３ａから徐々に上昇した後一定となり、時刻ｔ４ａから徐々に低下した後一定となる。ここでの出力光応答度合いＡの挙動が、第１画像信号Ｓ_Ｖの挙動、すなわち可視光画像の階調値に相当する。このように、第１実施形態においては、サブフレームデータＤ１の位相を前の時間帯にずらしているため、赤外光画像の階調値に相当する出力光応答度合いＡが、時刻ｔ３（時刻ｔ２）よりも前の時刻ｔ２ａから減少を始める。そのため、時刻ｔ３で第１照明光（可視光）の照射が開始しても、赤外光画像の階調値に相当する出力光応答度合いＡを低くしておくことが可能となり、赤外光画像のための画像が、時刻ｔ３からの期間において可視光画像として表示されてしまうことを抑制する（図７の破線円）。そのため、第１実施形態によると、クロストークを抑制できる。

なお、位相のずらし量、すなわち、時刻ｔ２ａと時刻ｔ２との差分や、時刻ｔ４ａと時刻ｔ４との差分は、任意に設定できるが、例えば、周期ＴＡ、Ｔに対して、１０％以上３０％以下程度の長さに設定してよい。また、時刻ｔ２ａと時刻ｔ２との差分や、時刻ｔ４ａと時刻ｔ４との差分は、階調値によらず、すなわち長さＬ１ａや長さＬ２ａによらず、全ての周期Ｔにおいて一定の値となっている。すなわち、時刻ｔ２に対する時刻ｔ２ａや、時刻ｔ４に対する時刻ｔ２ａは、固定されている。一方、時刻ｔ１ａや時刻ｔ３ａは、階調値によって変化する。

なお、本実施形態では、サブフレームデータＤ１の位相を、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの位相よりも、前の時間側にずらしていたが、それに限られない。例えば、サブフレームデータＤ１の位相を混合画像信号Ｓ_Ｆに同期させたままにしておき、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの位相を、サブフレームデータＤ１の位相より後の時間側にずらしてもよい。また、サブフレームデータＤ１の位相と、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの位相との両方を、混合画像信号Ｓ_Ｆの位相からずらして、サブフレームデータＤ１の位相を、第１光源制御信号Ｓ_ＬＶ及び第２光源制御信号Ｓ_ＬＩの位相の前の時間側にしてもよい。

以上説明したように、第１実施形態に係る表示装置１００は、表示素子１０６と、第１光源１０１と、第２光源１０２と、サブフレームデータ生成部２６と、画素回路２８と、光源制御部２４とを備える。第１光源１０１は、第１波長帯の光である第１照明光を照射し、第２光源１０２は、第２波長帯の光である第２照明光を照射する。サブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき、フレーム内での表示素子１０６の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータＤ１を生成する。混合画像信号Ｓ_Ｆは、第１照明光に基づく画像（ここでは可視光画像）を表示するための第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームと、第２照明光に基づく画像（ここでは赤外光画像）を表示するための第２画像信号Ｓ_Ｉのフレームとが、交互に繰り返される信号である。画素回路２８は、サブフレームデータ生成部２６で生成したサブフレームデータＤ１に基づき表示素子１０６を駆動し、光源制御部２４は、第１光源１０１及び第２光源１０２を制御する。光源制御部２４は、時刻ｔ１（第１照射タイミング）から時刻ｔ２（第２照射タイミング）までの間、第１光源１０１からの第１照明光の照射をオフとしつつ、第２光源１０２からの第２照明光の照射をオンとする。サブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ１ａ（第１駆動タイミング）から時刻ｔ２ａ（第２駆動タイミング）までの間、表示素子１０６の印加電圧をオンとし、時刻ｔ２ａにおいて表示素子１０６の印加電圧をオフとするように、サブフレームデータＤ１を生成する。時刻ｔ１ａは、時刻ｔ２より前のタイミングであり、時刻ｔ２ａは、時刻ｔ２より前であって時刻ｔ１、ｔ１ａより後のタイミングである。第１実施形態に係る表示装置１００は、時刻ｔ２より前の時刻ｔ２ａに、表示素子１０６の印加電圧をオフとするため、第１光源１０１が光を照射する時刻ｔ２以降のタイミングにおいて、第２光源１０２からの光のための出力光応答度合いＡを低くする（液晶の配向を非表示配向にする）ことが可能となる。そのため、第１光源１０１の光の照射開始時に、出力光応答度合いＡが残っていることを抑制して、クロストークを抑制できる。特に、第２光源１０２が赤外光を照射する場合には、第２光源１０２からの光の強度が大きくなり、結果として、時刻ｔ２に残存する出力光応答度合いＡが高くなる傾向にある。このような場合に、時刻ｔ２より前の時刻ｔ２ａに表示素子１０６の印加電圧をオフとすることで、可視光画像の表示の際のクロストークを特に好適に抑制できる。また、赤外光画像の黒表示の期間が長くなる可能性があるが、赤外光の強度は元々高い傾向にあるため、視認性の低下を抑えることもできる。

また、サブフレームデータ生成部２６は、１つの周期Ｔ１における時刻ｔ２ａ（第２駆動タイミング）から次の周期Ｔ２における時刻ｔ２ａまでの長さＴａ１が、１つの周期Ｔ１における時刻ｔ２（第２照射タイミング）から次の周期Ｔ２における時刻ｔ２までの長さ（周期ＴＡ）と長さが一致するように、サブフレームデータＤ１を生成する。第１実施形態に係る表示装置１００は、サブフレームデータＤ１の周期の長さと光源の光照射の周期の長さを一致させつつ、位相をずらす。そのため、表示装置１００によると、画像の表示タイミングのずれを抑制しつつ、クロストークを抑制できる。

また、サブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆで指定される表示素子１０６の印加電圧をオンにする指定期間と、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ａとが一致するように、サブフレームデータＤ１を生成する。そのため、表示装置１００によると、階調の低下を抑制しつつ、クロストークを抑制できる。

また、光源制御部２４は、時刻ｔ３（第３照射タイミング）から時刻ｔ４（第４照射タイミング）までの間、第２光源１０２からの第２照明光の照射をオフとしつつ、第１光源１０１からの第１照明光の照射をオンとする。そして、サブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ４より前の時刻ｔ３ａ（第３駆動タイミング）から、時刻ｔ４より前であって時刻ｔ３及び時刻ｔ３ａより後の時刻ｔ４ａ（第４駆動タイミング）までの間、表示素子１０６の印加電圧をオンとし、時刻ｔ４ａにおいて表示素子１０６の印加電圧をオフとするように、サブフレームデータＤ１を生成する。第１実施形態に係る表示装置１００によると、第１光源１０１の光の照射開始時に、出力光応答度合いＡが残っていることを抑制して、クロストークを抑制できる。

また、サブフレームデータ生成部２６は、１つの周期Ｔ１における時刻ｔ４ａ（第４駆動タイミング）から次の周期Ｔ２における時刻ｔ４ａまでの長さＴａ２が、周期Ｔ１における時刻ｔ４（第４照射タイミング）から次の周期Ｔ２における時刻ｔ４までの長さ（周期Ｔ）と一致するように、サブフレームデータＤ１を生成する。そのため、表示装置１００によると、画像の表示タイミングのずれを抑制しつつ、クロストークを抑制できる。

また、第１照明光は、可視光であり、第２照射光は、赤外光である。本実施形態に係る表示装置１００は、可視光画像と赤外光画像を時分割で表示する際に、クロストークを適切に抑制できる。

また、本実施形態に係る表示装置１００の制御方法は、サブフレームデータ生成ステップと、駆動ステップと、光源制御ステップとを含む。サブフレームデータ生成ステップでは、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づき、フレーム内での表示素子１０６の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータＤ１を生成する。駆動ステップでは、サブフレームデータＤ１に基づき表示素子１０６を駆動し、光源制御ステップでは、第１光源１０１及び第２光源１０２を制御する。光源制御ステップにおいては、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第１光源１０１からの第１照明光の照射をオフとしつつ、第２光源１０２からの第２照明光の照射をオンとする。サブフレームデータ生成ステップにおいては、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまでの間、表示素子１０６の印加電圧をオンとし、時刻ｔ２ａにおいて表示素子１０６の印加電圧をオフとするように、サブフレームデータＤ１を生成する。本実施形態に係る表示装置１００の制御方法によると、クロストークを適切に抑制できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ａを、混合画像信号Ｓ_Ｆで指定される印加電圧をオンにする指定期間に一致させていたが、第２実施形態では、混合画像信号Ｓ_Ｆで指定される印加電圧をオンにする指定期間よりも短くする。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図８は、第２実施形態に係るサブフレームデータを説明する模式図である。図８に示すように、第２実施形態においては、第２画像信号Ｓ_ｉのフレーム（時刻ｔ４ａから時刻ｔ２ａ）において、時刻ｔ４ａから時刻ｔ１ｂまでの間、サブフレームデータＤ１が０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなっている。そして、時刻ｔ１ｂにおいて、サブフレームデータＤ１が１に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。時刻ｔ１ｂは、第１駆動タイミングに相当する。第２実施形態に係るサブフレームデータ生成部２６は、第１実施形態と同じ階調を表示する場合においても、第２実施形態における時刻ｔ１ｂを、第１実施形態の時刻ｔ１ａよりも後の時刻とする。すなわち、第２画像信号Ｓ_ｉのフレームでサブフレームデータＤ１を１とする時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂは、その第２画像信号Ｓ_ｉに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さよりも、短くなる。すなわち、第２実施形態に係るサブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂが、その第２画像信号Ｓ_ｉに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さよりも短くなるように、サブフレームデータＤ１を生成する。なお、ここでの指定期間に対する長さＬ１ｂの減少率は、任意であるが、例えば１０％以上３０％以下程度である。

例えば、第２実施形態に係るサブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対し、実際に表示する階調値が小さくなるように、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂ、すなわち表示素子１０６への印加電圧をオンとする時間を、設定する。例えば、サブフレームデータ生成部２６は、全ての周期Ｔにおいて、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対し、１より小さい所定の係数を乗じることで、実際に表示する階調値を算出し、その算出した階調値となるように、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂを、すなわち表示素子１０６への印加電圧をオンとする時間を設定してよい。言い換えれば、サブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対する、実際に表示する階調値の減少比率を、全ての周期Ｔに一致させてよい。これにより、周期毎の階調を一定に保つことができる。ただし、階調の減少のさせ方はこれに限られない。例えば、サブフレームデータ生成部２６は、階調値の上限閾値を予め設定しておき、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値が、上限閾値より大きくなる場合にのみ、実際に表示する階調値を減少させてもよい。この場合においては、実際に表示する階調値を、上限閾値に設定することが好ましい。

このように、第２実施形態に係るサブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｆ_Ｓで指定される表示素子１０６の印加電圧をオンにする期間である指定期間よりも、時刻ｔ１ｂ（第１駆動タイミング）から時刻ｔ２ａ（第２駆動タイミング）までの長さＬ１ｂが短くなるように、サブフレームデータＤ１を生成する。ここで、図７の第１実施形態が示すように、長さＬ１ａを指定期間から短くしない場合、第１照明光（可視光）を照射している時刻ｔ１ａから時刻ｔ４（時刻ｔ１）までにおいて、出力光応答度合いＡが上昇し始めてしまい、クロストークとして視認されるおそれがある。それに対し、第２実施形態においては、図８に示すように、長さＬ１ｂを短くしているため、すなわち時刻ｔ１ｂを遅らせているため、出力光応答度合いＡの上昇が遅れて、第１照明光（可視光）を照射している時刻ｔ３から時刻ｔ４（時刻ｔ１）において出力光応答度合いＡが高くなることを抑制できる（図８の右側の破線円）。そのため、第２実施形態によると、クロストークをより好適に抑制できる。

（変形例）
第２実施形態においては、第２画像信号Ｓ_ｉのフレームにおいて、第２照明光（赤外光）に対応する表示素子１０６の印加電圧の印加時間を短くしていたが、以降の変形例に示すように、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームにおいて、第１照明光（可視光）に対応する表示素子１０６の印加電圧の印加時間を短くしてもよい。なお、変形例においても、第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図９は、変形例に係るサブフレームデータを説明する模式図である。図９に示すように、変形例においては、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレーム（時刻ｔ２ａから時刻ｔ４ａ）において、時刻ｔ２ａから時刻ｔ３ｂまでの間、サブフレームデータＤ１が０となり、表示素子１０６への印加電圧がオフとなっている。そして、時刻ｔ３ｂにおいて、サブフレームデータＤ１が１に切り替わって、表示素子１０６への印加電圧がオンに切り替わる。時刻ｔ３ｂは、第３駆動タイミングに相当する。変形例に係るサブフレームデータ生成部２６は、第２実施形態と同じ階調を表示する場合においても、変形例における時刻ｔ３ｂを、第２実施形態の時刻ｔ３ａよりも後の時刻とする。すなわち、第１画像信号Ｓ_ＶのフレームでサブフレームデータＤ１を１とする時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ｂは、その第１画像信号Ｓ_Ｖに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さよりも、短くなる。すなわち、変形例に係るサブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ｂが、その第１画像信号Ｓ_Ｖに対応する混合画像信号Ｓ_Ｆの指定期間の長さよりも短くなるように、サブフレームデータＤ１を生成する。なお、ここでの指定期間に対する長さＬ２ｂの減少率は、任意であるが、例えば１０％以上３０％以下程度である。

例えば、変形例に係るサブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対し、実際に表示する階調値が小さくなるように、時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ３ｂ、すなわち表示素子１０６への印加電圧をオンとする時間を、設定する。例えば、サブフレームデータ生成部２６は、全ての周期Ｔにおいて、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対し、１より小さい所定の係数を乗じることで、実際に表示する階調値を算出し、その算出した階調値となるように、時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ｂを、すなわち表示素子１０６への印加電圧をオンとする時間を設定してよい。言い換えれば、サブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値に対する、実際に表示する階調値の減少比率を、全ての周期Ｔに一致させてよい。これにより、周期毎の階調を一定に保つことができる。ただし、階調の減少のさせ方はこれに限られない。例えば、サブフレームデータ生成部２６は、階調値の上限閾値を予め設定しておき、混合画像信号Ｓ_Ｆに基づいて生成された画像データの階調値が、上限閾値より大きくなる場合にのみ、実際に表示する階調値を減少させてもよい。この場合においては、実際に表示する階調値を、上限閾値に設定することが好ましい。

また、変形例に係るサブフレームデータ生成部２６は、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂの指定期間に対する減少率と、時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ｂの指定期間に対する減少率とを、同じにしてもよいし、異ならせてもよい。異ならせる場合は、例えば、時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ａまでの長さＬ２ｂの指定期間に対する減少率を、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ａまでの長さＬ１ｂの指定期間に対する減少率よりも小さくしてよい。これにより、可視光画像の明るさの低減を抑制することができる。

このように、変形例に係るサブフレームデータ生成部２６は、混合画像信号Ｆ_Ｓで指定される表示素子１０６の印加電圧をオンにする期間である指定期間よりも、時刻ｔ３ｂ（第３駆動タイミング）から時刻ｔ４ａ（第４駆動タイミング）までの長さＬ２ｂが短くなるように、サブフレームデータＤ１を生成する。変形例によると、クロストークをより好適に抑制できる。

なお、本変形例は、第２実施形態の変形例であるが、第１実施形態の変形例であってもよい。すなわち、第２画像信号Ｓ_ｉのフレームにおいて、第２照明光（赤外光）に対応する表示素子１０６の印加電圧の印加時間を短くせず、第１画像信号Ｓ_Ｖのフレームにおいて、第１照明光（可視光）に対応する表示素子１０６の印加電圧の印加時間を短くしてもよい。

以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これら実施形態及び変形例の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、各実施形態及び変形例の構成を組み合わせることも可能である。さらに、前述した実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１０表示機構
１２制御部
２０信号合成部
２２信号処理部
２４光源制御部
２６サブフレームデータ生成部
２８画素回路
１００表示装置
１０１第１光源
１０２第２光源
１０６表示素子
Ｄ１サブフレームデータ
Ｓ_Ｆ混合画像信号
Ｓ_Ｖ第１画像信号
Ｓ_Ｉ第２画像信号
ｔ１時刻（第１照射タイミング）
ｔ２時刻（第２照射タイミング）
ｔ１ａ時刻（第１駆動タイミング）
ｔ２ａ時刻（第２駆動タイミング）

Claims

表示素子と、
第１波長帯の光である第１照明光を照射する第１光源と、
第２波長帯の光である第２照明光を照射する第２光源と、
前記第１照明光に基づく画像を表示するための第１画像信号のフレームと、前記第２照明光に基づく画像を表示するための第２画像信号のフレームとが交互に繰り返される混合画像信号に基づき、フレーム内での前記表示素子の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部と、
前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、第１照射タイミングから第２照射タイミングまでの間、前記第１光源からの前記第１照明光の照射をオフとしつつ、前記第２光源からの前記第２照明光の照射をオンとし、
前記サブフレームデータ生成部は、前記第２照射タイミングより前の第１駆動タイミングから、前記第２照射タイミングより前であって前記第１照射タイミング及び前記第１駆動タイミングより後の第２駆動タイミングまでの間、前記表示素子の印加電圧をオンとし、前記第２駆動タイミングから前記第２照射タイミングまでの間において前記表示素子の印加電圧をオフとするように、前記サブフレームデータを生成する、
表示装置。
前記サブフレームデータ生成部は、１つの周期における前記第２駆動タイミングから次の周期における前記第２駆動タイミングまでの期間が、前記１つの周期における前記第２照射タイミングから前記次の周期における前記第２照射タイミングまでの期間と長さが一致するように、前記サブフレームデータを生成する、請求項１に記載の表示装置。
前記サブフレームデータ生成部は、前記混合画像信号で指定される前記表示素子の印加電圧をオンにする期間である指定期間と、前記第１駆動タイミングから前記第２駆動タイミングまでの期間とが一致するように、前記サブフレームデータを生成する、請求項２に記載の表示装置。
前記サブフレームデータ生成部は、前記混合画像信号で指定される前記表示素子の印加電圧をオンにする期間である指定期間よりも、前記第１駆動タイミングから前記第２駆動タイミングまでの期間が短くなるように、前記サブフレームデータを生成する、請求項２に記載の表示装置。
前記光源制御部は、第３照射タイミングから第４照射タイミングまでの間、前記第２光源からの前記第２照明光の照射をオフとしつつ、前記第１光源からの前記第１照明光の照射をオンとし、
前記サブフレームデータ生成部は、前記第４照射タイミングより前の第３駆動タイミングから、前記第４照射タイミングより前であって前記第３照射タイミング及び前記第３駆動タイミングより後の第４駆動タイミングまでの間、前記表示素子の印加電圧をオンとし、前記第４駆動タイミングから前記第４照射タイミングまでの間において前記表示素子の印加電圧をオフとするように、前記サブフレームデータを生成する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
前記サブフレームデータ生成部は、１つの周期における前記第４駆動タイミングから次の周期における前記第４駆動タイミングまでの期間が、前記１つの周期における前記第４照射タイミングから前記次の周期における前記第４照射タイミングまでの期間と長さが一致するように、前記サブフレームデータを生成する、請求項５に記載の表示装置。
前記第１照明光は、可視光であり、前記第２照明光は、赤外光である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
表示素子と、第１波長帯の光である第１照明光を照射する第１光源と、第２波長帯の光である第２照明光を照射する第２光源とを含む表示装置の制御方法であって、
前記第１照明光に基づく画像を表示するための第１画像信号のフレームと、前記第２照明光に基づく画像を表示するための第２画像信号のフレームとが交互に繰り返される混合画像信号に基づき、フレーム内での前記表示素子の印加電圧のオンオフを示すサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成ステップと、
前記サブフレームデータ生成ステップで生成したサブフレームデータに基づき前記表示素子を駆動する駆動ステップと、
前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御ステップと、
を含み、
前記光源制御ステップにおいて、第１照射タイミングから第２照射タイミングまでの間、前記第１光源からの前記第１照明光の照射をオフとしつつ、前記第２光源からの前記第２照明光の照射をオンとし、
前記サブフレームデータ生成ステップにおいて、前記第２照射タイミングより前の第１駆動タイミングから、前記第２照射タイミングより前であって前記第１照射タイミング及び前記第１駆動タイミングより後の第２駆動タイミングまでの間、前記表示素子の印加電圧をオンとし、前記第２駆動タイミングから前記第２照射タイミングまでの間において前記表示素子の印加電圧をオフとするように、前記サブフレームデータを生成する、
表示装置の制御方法。