JPH0392888A - カラー映像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｓ＋＋　，ＳＧ，Ｓｓを形威し、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Ｓｍ
，Ｓ．，Ｓ．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、エブスタイン（　Ｅｐｓｔｅｒｎ　）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図におりる一点鎖線Ｆｌｌが
人間の目の赤に関する分光特性、破線Ｆ，が人間の目の
緑に関する分光特性、点線Ｆ．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〜５　３　０
　ｎｍの波長領域で赤の負感度（βで示す）、緑に関し
て約４００ｎｍ〜４６０’ｎｍ及び約６４０ｎｍ　〜６
８０ｎｍ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（Ｔ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’，，ｓ’。，
Ｓ゜，を形威し、これらの信号ｓ’．，ｓ″。．Ｓ′８
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′Ｇが補正後の緑に
関する撮像特性、実線Ｆ′８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Ｓ，，Ｓ，，Ｓ，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Ｆ＊．Ｆａ．Ｆｓ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
（ｌ）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図の特性曲綿Ｆ’Ｒ、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
’ｓ　，　　Ｓ’ａ　，　　Ｓ’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
の三角形と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威されたものであり、
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威し、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
機の表示面に形威される各発色部を、原色の赤（Ｒ）、
原色の緑（Ｇ）、原色の青ＣＢ）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或る受像機を適用して
もよい。

更に、本発明の原理を第ｌ図に基づいて説明すると、同
図中の特性曲線ｆ，Ｉ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［１１１線ｒＧ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ｆｆｆが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ｒ＊，ｆｃ，Ｒは
第６図に示した理想撮像特性Ｆｍ　，　　Ｆａ　，　　
Ｆｉｌ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４６０ｎｍ〜
約５　３　０　ｎｍ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ｖＡｒ＊ｃ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〕

このような構戒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（Ｇ＊　）を設定すること
となるので、色度点（Ｇ）、（Ｂ）及び（ＧＭ）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
の全体構或を第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戒であり、ｌは撮像光学系
、２が撮像光学系１の後方に設けそ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
光碩域２ａに形戒された垂直走査方向にｌ０００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１１１Ｚに示す分光特性を有する赤１ｆ
ｌ），緑（ｆ．）青（ｆ．）及び第４の色（ｒ＊．，）
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，Ｇ．を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Ｊｊｆ２ａから水平プランキング期
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。

？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φ９，〜φ■と
水平転送のための水平駆動信号φＨｌ＋φＨ２に同期し
て行う。即ち、受光領域２ａの１０００行の受光エレメ
ントがら発生する信号電荷を標準テレビジョン方式の５
　２　５ＴＶ本に適合させて出力するために、水平プラ
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１頓次走査のタイくングに同期した
水平駆動信号φ訓，φ■２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，Ｇ．，Ｒ，Ｇ．，Ｒ，Ｇ　＊，　’
−−−−−−一・−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，−−一一一
一−−−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から出刀された赤（Ｒ）の色信号Ｓ
ＩＩと第４の色（Ｇｌ）の色信号ＳＧＩ＋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Ｓｌ
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が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、
マルチブレクサ回路４ｃ，４ｄで個々の色信号Ｓｌｌ．
　　Ｓｅａ　．Ｓｃ　．　　Ｓｓ　ニ分離した後、フロ
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′８、第４の色に関す
る色信号Ｓ’ｌｉｌｌ、緑の色信号Ｓ　’　ｃ、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′７、Ｓ″ａｍ−．　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’ｌ　、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’Ｒ　
、Ｓ’Ｇｌ％　Ｓ’Ｇ　、Ｓ’！ｌ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’Ｒ、Ｓ’Ｇｊｌｓ
　ｓｌＧｓ　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’ｃ＋＋、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
列で形威し、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、システム構或を簡
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’Ｒ　、Ｓ’ｃｍ，　Ｓ
’Ｇ　、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
詳細に示す詳細構戒説明図： 第５図は受像機の概略構戒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或説明
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 ４　ａ　，　　４　ｂ　；サンプルホールド回路４ｃ，
４ｄ；マルチブレクサ 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 第 １ 図 ゛第 ２ 図 第 ４ 図 ｌ′ ４　スｉ号処Ｔ！区ｂ４番 第 ５ 図 第 ７ 図 第 ８ 図 遼Ｉ（倒硼）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。