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JP2684426B2 - カラー映像システム - Google Patents

カラー映像システム

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JP2684426B2
JP2684426B2 JP22937689A JP22937689A JP2684426B2 JP 2684426 B2 JP2684426 B2 JP 2684426B2 JP 22937689 A JP22937689 A JP 22937689A JP 22937689 A JP22937689 A JP 22937689A JP 2684426 B2 JP2684426 B2 JP 2684426B2
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JP
Japan
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雅利 田部井
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、色再現域を拡大することにより、色再現性
を向上するカラー映像システムに関する。
〔従来の技術〕
従来、カラー映像システムは、カラー撮像装置(カラ
ーカメラ等)で被写体光学像の各部を赤、青、緑の三原
色に分光及び光電変換することにより該三原色の情報を
表す色信号を発生すると共に、該色信号に対して後述の
受像機の非直線性に鑑みた補正(例えば、γ補正)を施
して受像三原色信号SR,SG,SBを形成し、一方、トライカ
ラー管やトリニトロン管などの三色受像管を利用した受
像機の電子ビームを上記受像三原色信号SR,SG,SBで制御
することにより被写体像の色再現を行う。
そして、受像機の色再現域を決定するのは、三色受像
管の三原色(以下、受像三原色という)の色度であり、
カラー撮像装置が持つべき分光特性もこれによって定め
られている。
したがって、第6図の色度図に示すように、三色受像
管の蛍光面に配列された赤、緑、青の各蛍光体ドットが
発する光の色、即ち受像三原色を赤に対して(R)、緑
に対して(G)、青に対して(B)で示すものとする
と、これらの色度点が作る三角形(同図中、実線の三角
形で示す)の内側が、受像画面上で再現できる色度範囲
となる。
更に、この三角形の範囲は理想的な最大の色度範囲で
あり、実際上は制限があることから、その内側の例えば
点線で示す三角形内が実際の色度範囲となる。尚、同図
中の点線で示す三角形の頂点が実際の赤(r)、緑
(g)、青(b)の色度点となる。
このように、理想的な色度範囲(以下、理想色度範囲
という)に対して実際の色度範囲は狭いが、この実際の
色度範囲を拡大することが色再現性向上のための重要な
課題となっている。
従来、このような色再現域を拡大するための一手法と
して、エプスタイン(Epstein)氏が提唱する方法、即
ち、人間の目が負の分光特性を有することに鑑みて、こ
の負の分光特性を受像三原色に加味することにより、色
度範囲を拡大しようとする方法が知られている。
この方法の原理を第6図の色度図及び第7図の等色関
数に基づいて説明する。第7図における一点鎖線FRが人
間の目の赤に関する分光特性、破線FGが人間の目の緑に
関する分光特性、点線FBが人間の目の青に関する分光特
性であり、これらの分光特性(以下、理想撮像特性とい
う)は、赤に関して約460nm〜530nmの波長領域で赤の負
感度(βで示す)、緑に関して約400nm〜460nm及び約64
0ne〜680nmの波長範囲で緑の負感度(αとδで示す)、
青に関して約530nm〜620nmの波長範囲で青の負感度(γ
で示す)を有する。
しかし、三色受像管では三原色の発光量を負にするこ
とができないので、これらの負感度の部分を理想撮像特
性の最寄りの正の部分のローブから削ることによって、
擬似的に負感度を含めた受像三原色信号S′R,S′G,S′
を形成し、これらの信号S′R,S′G,S′に従って三
色受像管の蛍光体ドットを発光させる方法である。
第7図中の実線F′がこの方法によって設定された
補正後の赤に関する撮像特性、実線F′が補正後の緑
に関する撮像特性、実線F′が補正後の青に関する撮
像特性であり、色毎の特性のローブを削った分だけ各波
長範囲が狭くなっている。
この方法に基づいた実際の処理を行うには、例えば、
先ず、カラー撮像装置のカラー撮像デバイスで被写体光
学像を撮像することにより、従来の赤(R)、緑
(G)、青(B)の色信号SR,SG,SBを発生する。したが
って、このときのカラー撮像デバイスにおける撮像特性
は、第7図に示す補正前の特性曲線FR,FG,FBの負感度部
分を除いた正のレスポンスの部分であり、これらの特性
に対応した色信号が得られることとなる。
次に、カラー撮像装置内のプロセス回路において、次
式(1)のマトリクス演算処理を行うことにより、撮像
特性の負感度の部分を含む色信号を近似的に形成する。
尚、上記式(1)の係数は撮像特性の正の部分にも誤
差が在ることに鑑みて、負感度部分と共に総合的に補正
するための係数となっており、その結果の撮像特性が上
述した第7図の特性曲線F′、F′、F′であ
る。
そして、上記式(1)による補正後の受像三原色信号
S′R,S′G,S′に基づいて三色受像管の蛍光体ドット
を発光させることにより、負感度の部分を加味した色再
現を擬似的に行うことができる。
もし仮にこの補正処理を行わない場合での色度範囲が
第6図中の点線で示す三角形の範囲内であるものとする
と、この負感度に関する補正を施すことにより、この点
線の三角形で理想撮像特性の間の中間色を再現すること
ができるようになり、色再現性を向上させるのに効果が
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の色度範囲を拡大する
方法を適用したカラー映像システムにあっては、近似処
理によるものであることから、その効果も自ずと限界が
あり、大幅な特性向上を得ることができない。
本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであ
り、従来とは異なる原理に基づいて色再現性の向上を図
ることができるカラー映像システムを提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
このような目的に対し本発明は、色度点を設定する微
細な発色部を表示面に所定配列で形成し、所定のタイミ
ングでこれらの発色部を走査することにより色再現を行
う受像機を備えたカラー映像システムにおいて、前記受
像機の表示面に形成される各発色部を、原色の赤
(R)、原色の緑(G)、原色の青(B)と赤の負感度
部分の波長範囲の発色特性を有する第4の発色部の計4
個の発色部を一組として多数組を配列し、これら4種類
の発色部から発せられる光の加法混色によって色再現を
行うようにした。
一つの実施態様としては、上記発色部を蛍光体ドット
とする受像管で表示する受像機を適用する。
即ち、色度点を設定する蛍光体ドットを電子銃の電子
ビームで再生走査することにより色再現を行う受像管で
あって、該受像管の蛍光面に形成される各蛍光体ドット
を、原色の赤(R)、原色の緑(G)、原色の青(B)
と赤の負感度部分の波長範囲の発光特性を有する第4の
蛍光体ドットの4個のドットを一組として多数組を配列
し、これら4種類の蛍光体ドットに電子銃からの電子ビ
ームを照射して刺激する加法混色によって色再現を行
う。
又、これらの蛍光体ドットを発光させるための電子銃
を夫々に対応させて4個設けてもよいし、従来の3個の
電子銃で4種類の蛍光体ドットを走査するように走査制
御を行うようにしてもよい。要するに、電子銃の数に関
しては任意である。
又、本発明の他の実施態様として、上記4種類の発光
体ドットに対応する4種類の発色部を一組として多数配
列したカラー液晶ディスプレイから成る受像機を適用し
てもよい。
更に、本発明の原理を第1図に基づいて説明すると、
同図中の特性曲線fRが受像三原色の内の赤(R)の特性
を示し、このような波長範囲の発色特性を有する微細な
発色部を第1の発色部とし、特性曲線fGが受像三原色の
内の緑(G)の特性を示し、このような波長範囲の発色
特性を有する発色部を第2の発色部とし、特性曲線fB
受像三原色の内の緑(G)の発色特性を示し、このよう
な波長範囲の発色特性を有する発色部を第3の発色部と
し、これらの特性曲線fR,fG,fBは第6図に示した理想撮
像特性FR,FG,FBの負感度部分を除いた特性となってい
る。更に、第6図の負感度部分(斜線範囲βで示す約46
0nm〜約530nmの波長範囲)のレスポンスに相当する正の
発色特性(第1図中の曲線fRGで示す)を有する第4の
発色部を加え、これら4種類の発色部で発した光の混合
でもって色再現を行う。
〔作用〕
このような構成を有する受像機で被写体の色再現を行
うカラー映像システムにあっては、第2図の色度図に示
すように、従来の色度点(G)と(B)を結ぶ外側に第
3の発色部による第4の色度点(GR)を設定することと
なるので、色度点(G)、(B)及び(GR)で囲まれた
色度範囲の分の拡大が可能となる。この結果、人間の目
の色分解能が特に優れている青(B)と緑(G)の間の
中間色の色再現性向上に大幅に寄与するこができる。
尚、第2図では、本発明の原理を理想的な場合で説明
したが、実際上は第2図に示す色度点(R)、(G)、
(GR)及び(B)の内側の狭い色度範囲に制限されるこ
ととなる。しかし、実際の色度範囲もこの理想的な色度
範囲に相似して拡大されるので、色再現性は従来と比較
して大幅に向上する。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。
まず、撮像装置と受像装置を含めたカラー映像システ
ムの全体構成を第3図に基づいて説明する。
同図において、点線Aで示す領域内が撮像装置、点線
Bで示す領域内が受像装置の構成であり、1は撮像光学
系、2は撮像光学系1の後方に設けられた固体撮像デバ
イスである。
固体撮像デバイス2は、例えば第4図に示すような構
成の電荷結合形固体撮像デバイス(CCD)が適用され、
受光領域2aに形成された垂直走査方向に1000行、水平走
査方向に800列の合計80万画素分の受光エレメント群に
は、第1図に示す分光特性を有する赤(fR)、緑
(fG)、青(fB)及び第4の色(fRG)の信号電荷を発
生させるための4種類の微小カラーフィルタR,G,B,GR
一組として配列されている。尚、このような分光特性を
有する光学フィルタはカゼインやゼラチン等の微細パタ
ーンを適宜の色素で染色することによって形成する。
2b,2cは受光領域2aから水平ブランキング期間毎に転
送されてくる信号電荷を水平走査のタイミングに同期し
て読み出す水平電荷転送路であり、2行分の信号電荷を
一組として同時に読み出すために、1対の水平電荷転送
路2a,2bが設けられている。
このような、信号読み出しを第3図の駆動回路3から
出力された垂直転送のための垂直駆動信号φV1〜φV4
水平転送のための水平駆動信号φH1H2に同期して行
う。即ち、受光領域2aの1000行の受光エレメントから発
生する信号電荷を標準テレビジョン方式の525TV本に適
合させて出力するために、水平ブランキング期間中に信
号電荷を二行一組として水平電荷転送路2b,2cに転送
し、水平電荷転送路2b,2cが水平走査期間中に点順次走
査のタイミングに同期した水平駆動信号φH1H2に従
って時系列的に各色信号を読み出すようにしている。
尚、水平電荷転送路2bが第1の行、即ちR,GR,R,GR,R,
GR,………のフィルタが設けられた受光エレメントに発
生した信号電荷を転送し、水平電荷転送路2cが第2の
行、即ちG,B,G,B,G,B,………のフィルタが設けられた受
光エレメントに発生した信号電荷を転送するように構成
されている。
水平電荷転送路2bから出力された赤(R)の色信号SR
と第4の色(GR)の色信号SGRについてはサンプルホー
ルド回路4aで、水平電荷転送路2cから出力された緑
(G)の色信号SGと青(B)の色信号SBについてはサン
プルホールド回路4bで、タイミング回路5から供給され
るサンプルホールド信号(上記点順次走査のタイミング
に同期している)に従って相関二重サンプリング方式の
サンプルホールド処理を行い、更に、マルチプレクサ回
路4c,4dで個々の色信号SR,SGR,SG,SBに分離した後、プ
ロセス回路4eに転送される。
プロセス回路4eでは、γ補正やホワイトバランス調整
などの処理を行った赤の色信号S′、第4の色に関す
る色信号S′GR、緑の色信号S′、青の色信号S′
を出力する。
第3図に戻って更に説明するに、6は信号処理回路4
より出力された時系列の色信号S′、S′GR
S′、S′をFM変調等の適宜の変調を行う変調回路
であり、変調信号を記録回路7において磁気記録媒体な
どに記録させる。
7はエンコーダであり、色信号S′、S′GR、S′
、S′を送信可能な伝送信号に変換して出力する。
次に、受像装置Bの構成を説明する。8はエンコーダ
7から伝送された信号を受信すると、元の色信号
S′、S′GR、S′、S′に戻すデコーダであ
り、四色撮像管の電子銃を制御するための受像管回路9
へ出力する。そして、受像管回路9では、撮像装置Aに
おける固体撮像デバイス2の読取り走査タイミングと同
期した再生走査及び輝度調節等を行うことにより、電子
銃で発生した電子ビームを蛍光体ドットに照射して色再
現を行う。
10は再生回路であり、記録回路7で記録媒体に記録し
た変調信号を復調して元の色信号S′、S′GR、S′
、S′に戻し、図示しない切換え回路を介して受像
管回路9へ供給するように成っている。
第5図は受像管回路9からの信号に従って色再現を行
うための四色受像管の構造を示し、各色信号S′
S′GR、S′、S′に対応した4個の電子銃を備え
ている。更に、蛍光面には電子銃からの電子ビームを受
けると、赤(R)、青(B)、緑(G)及び第4の色
(GR)を発光する4種類の蛍光体ドットを一組として多
数組みを垂直及び水平走査方向にマトリクス状に形成さ
れており、4個の電子銃から所定の走査制御に基づいて
発せられた4本の電子ビームをシャドウマスクを介して
蛍光体ドットに照射するように成っている。
以上に説明したように、この実施例によれば、赤の蛍
光体ドット、緑の蛍光体ドット、青の蛍光体ドット、及
び赤の負感度部分の波長範囲の発光特性を有する第4の
蛍光体ドットの計4種類の蛍光体ドットを蛍光面に所定
配列で形成し、これらの蛍光体ドットを電子ビームで走
査して加法混色による色再現を行うようにした四色受像
管を適用することとしたので、第2図に示すように、従
来の三色受像管と較べて色度範囲を拡大することができ
る。特に、緑と青の間の中間色の色度範囲を拡大するこ
とができることから、人間の目の色感度に適合させるこ
とができる。又、エプスタイン氏が提唱した負感度部分
の近似処理を行う必要が無くなるので、システム構成を
簡素化することができる。
尚、この実施例では4電子銃で再生走査を行うように
したが、電子銃の個数は適宜でよく、要は蛍光体ドット
を標準テレビジョン方式等に合わせて再生走査する制御
回路を設けた構成にしてもよい。
又、この実施例では、電子ビームによる受像管を説明
したが、液晶デバイスを使用した受像装置であってもよ
い。即ち、蛍光体ドットに相当する部分を上記4色の光
を発する微細カラーフィルタとし、該カラーフィルタと
バックライトとの間に設けられた液晶デバイスの画素に
相当する電極の光透過量を信号S′、S′GR
S′、S′に基づいて制御してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、微細な赤の発
色部、緑の発色部、青の発色部、及び赤の負感度部分の
波長範囲の発色特性を有する第4の発色部の計4種類の
発色部を表示面に所定配列で形成し、これらの発色部を
再生走査して加法混色による色再現を行うようにした受
像機を適用したので、色度範囲を拡大して、色再現性を
大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の原理説明図; 第3図は一実施例の実施例構成説明図; 第4図は第3図中の一部分を詳細に示す詳細構成説明
図; 第5図は受像機の概略構成を説明する構成説明図; 第6図は第5図の蛍光面の構造を拡大して示す部分構成
説明図; 第7図及び第8図は従来技術の色再現の原理を説明する
説明図である。 図中の符号: 1;撮像光学系 2;電荷結合形固体撮像デバイス 2a;受光部 2b,2b;水平電荷転送路 3;駆動回路 4;信号処理回路 4a,4b;サンプルホールド回路 4c,4d;マルチプレクサ 4e;プロセス回路 5;タイミング回路; 7;エンコーダ 8;デコーダ 9;受像管回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色度点を設定する複数の微細な発色部を表
    示面に配列し、所定のタイミングでこれらの発色部を走
    査することにより色再現を行う受像機を備えたカラー映
    像システムにおいて; 前記受像機の表示面に形成される各発色部を、原色の赤
    (R)、原色の緑(G)、原色の青(B)と赤の負感度
    部分の波長範囲の発色特性を有する第4の発色部の計4
    個の発色部を一組として多数組を配列し、これら4種類
    の発色部から発せられる光の加法混色によって色再現を
    行うことを特徴とするカラー映像システム。
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