フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム
【要 約】
【課 題】 マイクロカラーフィルター方式液晶表示装置を用いた撮像システムでは静止、移動体撮像の両方でピント合わせの問題を解決できず、一方、フィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）方式液晶表示装置を用いたシステムでは移動体撮像でピント合わせ問題を解決できていなかった。
【解決手段】 ビデオカメラシステムのモニタとして、１フレーム中の特定のフィールドでバックライト30の各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段100を設けたＦＳＣ方式液晶表示装置３を用いる。
【課 題】 マイクロカラーフィルター方式液晶表示装置を用いた撮像システムでは静止、移動体撮像の両方でピント合わせの問題を解決できず、一方、フィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）方式液晶表示装置を用いたシステムでは移動体撮像でピント合わせ問題を解決できていなかった。
【解決手段】 ビデオカメラシステムのモニタとして、１フレーム中の特定のフィールドでバックライト30の各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段100を設けたＦＳＣ方式液晶表示装置３を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置は、画素を３原色（赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）表示用のサブ画素に分割する必要がないので、マイクロカラーフィルター方式による液晶表示装置に比べて開口率を高くすることができ、廉価なアモルファスシリコンによるＴＦＴを用いても小型で高精細な表示装置を構成することができる。そしてＲ，Ｇ，Ｂ各色が同じ画素で表示されるという特徴から、ビデオカメラのモニタに応用した場合、ピント合わせ（焦点調整）が容易になるという利点も有する。つまり、プロ用ビデオカメラではＲＧＢ３板式撮像で各色が同じ画素位置として撮像されるのに、マイクロカラーフィルター方式表示装置ではＲ，Ｇ，Ｂがサブ画素として異なる位置に表示されるので被写体の輪郭が不明確になってしまう欠点と対照をなす。プロ用カメラでは色調整よりもピント合わせを優先するためにマイクロカラーフィルター方式表示装置ではなく、わざわざ白黒表示装置をモニタとして採用している例もある。
【０００３】
しかしフィールドシーケンシャルカラー方式表示装置では方式そのものに起因する欠点として色割れという問題があり、画面内を移動する被写体を撮影する場合あるいはカメラをパンする場合に物体の輪郭部分でＲＧＢが分解して虹色に見えてしまう。これは特許文献１などによる方法で、ＴＶ放送に通常現れる移動速度までなら問題にならない程度にまで抑制することができるようになったが、それでも高速移動物体撮影や高速パンではどうしても色割れが見えてしまい、ピント合わせの邪魔となる。ただし、これら高速移動体撮像の場合は色調整している暇がないので、静止あるいは低速移動体で予め色調整しておき、高速移動体に対してのみピント合わせをすることができればよい。
【特許文献１】特開２００７−２６４２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、マイクロカラーフィルター方式液晶表示装置を用いた撮像システムでは静止、移動体撮像の両方でピント合わせの問題を解決できず、一方、フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置を用いたシステムでは移動体撮像でピント合わせ問題を解決できていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記問題（課題）を解決するために、フィールドシーケンシャルカラー方式の利点である小型で高精細な液晶表示装置を、ビデオカメラで撮影された画像のモニタ（ビデオ画像モニタ）として用い、カラー表示と白黒表示を切り替える機能を持たせることにより、通常移動速度まではカラー表示で色調整とピント合わせの両方を可能とし、高速移動の状況では白黒表示でピント合わせを可能とするビデオカメラシステムを提供するものである。
【０００６】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（請求項１）
３原色以上の原色光源をバックライトとしたフィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置をビデオカメラのモニタに用いたビデオカメラシステムにおいて、前記液晶表示装置は、１フレーム中の特定のフィールドで前記バックライトの各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段を有することを特徴とする、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
（請求項２）
前記液晶表示装置はさらに、
フィールドシーケンシャルカラー方式以外のビデオカメラからの映像の表示方式を、
カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ、
白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する、
表示方式変換手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のビデオカメラシステム。
(請求項３）
前記液晶表示装置はさらに、
前記白黒表示モードの中で、前記ビデオカメラからの原色情報を同ビデオカメラの指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出し、その階調電圧での液晶の原色光透過率比を、前記バックライトの原色色度座標に応じた割合に加味して、前記白色表示フィールド内の原色光源の光量を調節する、
階調検出及び光量調節手段を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のビデオカメラシステム。
（請求項４）
請求項１または２において、前記液晶表示装置に代えてデジタルミラーデバイス表示装置とした、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フィールドシーケンシャルカラー方式の利点である小型で高精細な液晶表示装置をビデオカメラのモニタとして用い、これにカラー表示と白黒表示を切り替える機能を持たせたことにより、通常移動速度まではカラー表示で色調整とピント合わせの両方が可能となり、高速移動の状況では白黒表示でピント合わせが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のビデオカメラシステム（略して本発明システム）は、例えば図１に示すように、放送業務用などで扱う高性能のビデオカメラ１と、その録画装置２に加え、モニタとして用いるフィールドシーケンシャルカラー（略してＦＳＣ）方式液晶表示装置３から構成される。録画装置２の代りに映像伝送装置が設けられているものであってもよい。ＦＳＣ方式液晶表示装置３は、３原色光源で構成されるバックライトを具えたものである。なお、３原色以外の原色光源が付加されたものでもよい。また、ＦＳＣ方式であれば、液晶表示装置でなくデジタルミラーデバイス（略してＤＭＤ）表示装置などであってもよい。
【０００９】
ファインダと異なり、モニタは録画または伝送される映像情報を監視確認するためのものであり、画面構成、露光調整、色調整、ピント合わせ、等、現場で行なわれるすべての調整はモニタを見ながら行なわれる。
以下では、本発明において前記モニタとして用いる表示装置がＦＳＣ方式液晶表示装置である場合について説明する。
【００１０】
図２（ａ）には、特許文献１による、色割れを低減したＦＳＣ方式液晶表示装置の、原色光源の発光タイミングを示す。ホワイトバランスは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各原色光の波長に対する液晶の透過率を考慮して、光強度および/または発光時間幅で各原色光源間の光量比を調整することで得られる。ここで、光量とは、発光時間と光強度の積である。なお、３原色系はＲＧＢに限らず、シアン、マゼンタ、イエローなどの他の３原色系であってもよく、また、Ｎ原色系の原色数Ｎは３に限らず４以上であってもよい。
【００１１】
上記のような光量比の調整は、図６に参考例を示すように、表示パネル20を背後から照らすバックライト30を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各原色光源（Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源）４，５，６に対して、あるいはさらに必要に応じて付加されたこれら以外の原色Ｘの原色光源（Ｘ光源）７）に対して、これら原色光源ごとおよびフィールドごとに光量を制御可能な、調光手段10を設けることによって、実行することができる。かかる調光手段10は、ＩＣを用いた小規模の調光制御回路（原色光源への印加電流および該電流のオン/オフタイミングの制御を行う回路）で構成でき、コスト負担は軽い。なお、40は複数の調光手段10を統合した調光器である。
【００１２】
また、図２（ａ）において、Ｋと記したフィールドではバックライトの各原色光源を発光させない（消灯する）ので黒となる。なお、バックライトの消灯有無にかかわらず、フィールド画面の全画素を黒表示にする（液晶を黒側に駆動する）ことによっても、黒フィールドは実現できる。
図２（ａ）の例では１フレームをＲ，Ｇ，Ｂ，Ｋ，Ｋ，Ｋの６フィールドで構成している。連続するＫフィールドの数が多いほど色割れ低減効果は強くなっていくが、発光しているフィールドの時間が短くなっていくので表示は暗くなっていく。
【００１３】
本発明では図２（ａ）のような色割れを低減したＦＳＣ方式表示装置に、図２（ｂ）に示すようなフィールド構成を選択できる機能を付加する。Ｗフィールドは白表示フィールドであり、映像の輝度情報を表示する。Ｒ，Ｇ，Ｂ光源の発光を同じ１フィールドにまとめているだけなので、表示装置の画面輝度は変わらない。
このような選択機能は、例えば図３に示すように、調光器40内に、カラー／白黒表示モード切替手段100を設け、これによる白黒表示モードへの切替に応じて、調光制御回路10が、例えば、１フレーム中の特定のフィールドでバックライト30の各原色光源を同時に点灯させ（該特定のフィールドがＷフィールドになる）、かつ他のフィールドではバックライト30を消灯させる（該他のフィールドがＫフィールドとなる）ように動作するようにすればよい。
【００１４】
図２（ｂ）では１フレーム中のＷフィールドを１フィールドだけにし、残り５フィールドを黒にしたので、発光時間は１フレームの１／６以下であり、インパルス型表示のＣＲＴとほぼ同じの発光時間比を達成している。すなわち液晶表示装置を用いていても、ＣＲＴと同等の動画ボヤケ特性を達成することが可能である。なお動画ボヤケ特性が少々犠牲になるが、Ｋフィールドの数を減らしてＷフィールドにすれば表示輝度を上げることも可能である。
【００１５】
なお、本発明において、ビデオカメラがＦＳＣ方式以外のものである場合は、そのビデオカメラからの映像の表示方式を次のように変換する機能を有する表示方式変換手段をモニタ（本発明の表示装置）に設けることにより、色割れがなくかつ動画ボヤケの少ないシャープな表示が得られるから、ビデオカメラの高速パンあるいは高速移動体撮影のピント合わせが容易となる。
(a1)カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ変換する機能。
(a2)白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する機能。
【００１６】
図４は、上記表示方式変換手段を有する本発明実施形態の１例を示す概略図であり、上記表示方式変換手段は、上記(a1),(a2)のような、ＦＳＣ方式への変換機能を有する表示方式変換回路11と、該回路11の入力側で、該回路11を迂回する経路、該回路11へのカラー入力経路、同白黒入力経路の３つの選択肢を切替える切替回路15と、該回路11の出力側で、該回路11を迂回した経路と該回路11からの出力経路の２つの選択肢を切替える切換回路15aとから構成されている。なお、この例は、最も好ましい形態として、階調検出及び光量調節手段12（これについては後述する）を有するものである。
【００１７】
ところで、Ｗフィールドで表示する階調情報は、映像信号が輝度Ｙと色差信号で構成されているならば輝度信号Ｙの値そのままを使えばよく、映像信号がＲＧＢで構成されている場合には映像信号が指定している３原色の色度座標と白色の色度座標との関係で定まる割合で算出される輝度Ｙの値を用いることになる。その割合はＮＴＳＣ規格では、 Ｙ＝0.30ｒ＋0.59ｇ＋0.11ｂ であり、ｓＲＧＢ規格では、 Ｙ＝0.21ｒ＋0.72ｇ＋0.07ｂ である。ここで、式の右辺のｒ，ｇ，ｂは各原色に対する階調値である。
【００１８】
もっとも、一般に液晶ではＲ，Ｇ，Ｂの各波長で透過率特性が異なるため、各色光源の光量比はＲ，Ｇ，Ｂが別フィールドに分かれているときのホワイト・バランスを持ってきてもＷフィールドでの光量比としては適正とはいいにくい。各波長の透過率特性の様子を図５に示す。
例えばＷフィールドで液晶に３Ｖを印加したとすると、青の透過率が大きく赤の透過率が小さいので、青く色着いてしまう。そしてこの透過率の比は液晶にかかっている電圧によって異なるので、表示画像の階調の異なる点ごとに色着きが異なってしまう。
【００１９】
Ｒ，Ｇ，Ｂが別フィールドに分かれている場合、各原色光源の光量比は各色の最大透過率の比を色度座標で決定される比に加味したものになっているので、透過率が３色で異なる場合には強く色着いてしまって使えない。
そこで、本発明では、最も好ましい実施形態として、色着きを最小に抑えるため、Ｗフィールドで表示される画像の最大階調を検出し、その階調に対応する電圧でのＲＧＢ透過率比をＷフィールドでの光量比決定に用いることにする。そのようにすれば、画面内の一番明るい点では色着きが起きず完全に白色となり、暗い階調に対してのみ多少の色着きが出るだけになる。
【００２０】
図４に示す階調検出及び光量調節手段12は、上記色着きを最小に抑えるため、次の機能を持たせた回路で構成したものである。
(b1)白黒表示モードの中で、ビデオカメラ１からの原色情報をビデオカメラ１の指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出する機能。
(b2)上記検出した階調に対応する電圧での液晶の原色光透過率比を、バックライト30の原色色度座標に応じた割合に加味して、Ｗフィールド内の原色光源の光量を調節する機能。
【００２１】
なお、図４の例では、階調検出及び光量調節手段12を使用する場合と使用しない場合とを選択可能とする切替手段16を設けている。階調検出及び光量調節手段12は、調光器40が白黒表示モードの状態（カラー／白黒表示モード切替手段100で白黒表示モード側に切替えた状態）であるときのみ、動作可能としてある。
なお、切替手段16を常に階調検出及び光量調節手段12を使用する側に設定しておけばよいような用途の場合は、切替手段16を省略してもよい。
【００２２】
上記した(b2)の機能中、「加味する」は、具体的には次のような内容である。すなわち、例えば図２（ａ）でのＲ，Ｇ，Ｂの光量比は、ＬＥＤを用いた場合ルーメン（Ｌ）の比として、ＬＲ：ＬＧ：ＬＢ＝０．２７４：０．６４４：０．０８２ であるが、これに、例えば図４の透過率特性をもつ液晶を用い、最大階調が３Ｖ印加時の階調に相当していた場合、そこでの赤,青,緑の透過率比である、０．４２：０．５６：０．７８ の逆数を掛けて補正した光量比、ＬＲ：ＬＧ：ＬＢ＝０．６５：１．１５：０．１１ を該当Ｗフィールドでの原色光源光量比とするのである。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
図１のビデオカメラシステムにおいて、モニタとしてＦＳＣ方式液晶表示装置３を図５の形態に構成したものを用い、ＦＳＣ方式以外のカラー映像入力を表示方式変換回路11で図２（ａ）のようなフィールド構成のＦＳＣ方式画像へと変換し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面にカラー表示した。一方、調光器40中のカラー／白黒表示モード切替手段100により、カラー表示から図２（ｂ）のようなフィールド構成の白黒画像へ変換し、切替手段16では、階調検出及び光量調節手段12を使わない経路を選択し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面に白黒表示した。
【００２４】
その結果、低速移動体撮影時および低速パン時において、カラー表示モードでは色割れが見られず、一方、高速移動体撮影時および高速パン時において、白黒表示モードではピント合わせが容易であった。しかし、白黒表示モードにおける白色表示に、かなり青寄りの色変化が生じた。
（実施例２）
図１のビデオカメラシステムにおいて、モニタとしてＦＳＣ方式液晶表示装置３を図５の形態に構成したものを用い、ＦＳＣ方式以外のカラー映像入力を表示方式変換回路11で図２（ａ）のようなフィールド構成のＦＳＣ方式画像へと変換し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面にカラー表示し、一方、調光器40中のカラー／白黒表示モード切替手段100により、カラー表示から図２（ｂ）のフィールド構成の白黒画像へ変換し、切替手段16では、階調検出及び光量調節手段12を使う経路を選択し、Ｗフィールドの原色光源光量比を調節後、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面に白黒表示した。
【００２５】
その結果、低速移動体撮影時および低速パン時において、カラー表示モードでは色割れが見られず、一方、高速移動体撮影時および高速パン時において、白黒表示モードではピント合わせが容易であった。また、白黒表示モードにおける白色表示では、色着きは大きく減じた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明システムの１例を示す概略図である。
【図２】本発明システムにより相互に切り替えられるカラー表示モード（ａ）および白黒表示モード（ｂ）のフィールド構成の１例を示す説明図である。
【図３】本発明に用いる調光手段の１例（図６の参考例にカラー／白黒表示モード切替手段を付設したもの）を示す概略図である。
【図４】本発明の最も好ましい実施形態の1例を示す概略図である。
【図５】液晶透過率の波長依存性の1例を示す特性図である。
【図６】本発明の参考とした調光手段の1例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ ビデオカメラ（例：放送業務用高性能ビデオカメラ）
２ 録画装置
３ フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置
４ 原色光源（Ｒ光源）
５ 原色光源（Ｇ光源）
６ 原色光源（Ｂ光源）
７ 原色光源（Ｘ光源、ＸはＲＧＢ以外の原色）
10 調光手段（調光制御回路）
11 表示方式変換回路
12 階調検出及び光量調節手段
15,15a,16 切替回路
20 表示パネル
30 バックライト
40 調光器
100 カラー／白黒表示モード切替手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置は、画素を３原色（赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）表示用のサブ画素に分割する必要がないので、マイクロカラーフィルター方式による液晶表示装置に比べて開口率を高くすることができ、廉価なアモルファスシリコンによるＴＦＴを用いても小型で高精細な表示装置を構成することができる。そしてＲ，Ｇ，Ｂ各色が同じ画素で表示されるという特徴から、ビデオカメラのモニタに応用した場合、ピント合わせ（焦点調整）が容易になるという利点も有する。つまり、プロ用ビデオカメラではＲＧＢ３板式撮像で各色が同じ画素位置として撮像されるのに、マイクロカラーフィルター方式表示装置ではＲ，Ｇ，Ｂがサブ画素として異なる位置に表示されるので被写体の輪郭が不明確になってしまう欠点と対照をなす。プロ用カメラでは色調整よりもピント合わせを優先するためにマイクロカラーフィルター方式表示装置ではなく、わざわざ白黒表示装置をモニタとして採用している例もある。
【０００３】
しかしフィールドシーケンシャルカラー方式表示装置では方式そのものに起因する欠点として色割れという問題があり、画面内を移動する被写体を撮影する場合あるいはカメラをパンする場合に物体の輪郭部分でＲＧＢが分解して虹色に見えてしまう。これは特許文献１などによる方法で、ＴＶ放送に通常現れる移動速度までなら問題にならない程度にまで抑制することができるようになったが、それでも高速移動物体撮影や高速パンではどうしても色割れが見えてしまい、ピント合わせの邪魔となる。ただし、これら高速移動体撮像の場合は色調整している暇がないので、静止あるいは低速移動体で予め色調整しておき、高速移動体に対してのみピント合わせをすることができればよい。
【特許文献１】特開２００７−２６４２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、マイクロカラーフィルター方式液晶表示装置を用いた撮像システムでは静止、移動体撮像の両方でピント合わせの問題を解決できず、一方、フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置を用いたシステムでは移動体撮像でピント合わせ問題を解決できていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記問題（課題）を解決するために、フィールドシーケンシャルカラー方式の利点である小型で高精細な液晶表示装置を、ビデオカメラで撮影された画像のモニタ（ビデオ画像モニタ）として用い、カラー表示と白黒表示を切り替える機能を持たせることにより、通常移動速度まではカラー表示で色調整とピント合わせの両方を可能とし、高速移動の状況では白黒表示でピント合わせを可能とするビデオカメラシステムを提供するものである。
【０００６】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（請求項１）
３原色以上の原色光源をバックライトとしたフィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置をビデオカメラのモニタに用いたビデオカメラシステムにおいて、前記液晶表示装置は、１フレーム中の特定のフィールドで前記バックライトの各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段を有することを特徴とする、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
（請求項２）
前記液晶表示装置はさらに、
フィールドシーケンシャルカラー方式以外のビデオカメラからの映像の表示方式を、
カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ、
白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する、
表示方式変換手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のビデオカメラシステム。
(請求項３）
前記液晶表示装置はさらに、
前記白黒表示モードの中で、前記ビデオカメラからの原色情報を同ビデオカメラの指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出し、その階調電圧での液晶の原色光透過率比を、前記バックライトの原色色度座標に応じた割合に加味して、前記白色表示フィールド内の原色光源の光量を調節する、
階調検出及び光量調節手段を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のビデオカメラシステム。
（請求項４）
請求項１または２において、前記液晶表示装置に代えてデジタルミラーデバイス表示装置とした、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フィールドシーケンシャルカラー方式の利点である小型で高精細な液晶表示装置をビデオカメラのモニタとして用い、これにカラー表示と白黒表示を切り替える機能を持たせたことにより、通常移動速度まではカラー表示で色調整とピント合わせの両方が可能となり、高速移動の状況では白黒表示でピント合わせが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のビデオカメラシステム（略して本発明システム）は、例えば図１に示すように、放送業務用などで扱う高性能のビデオカメラ１と、その録画装置２に加え、モニタとして用いるフィールドシーケンシャルカラー（略してＦＳＣ）方式液晶表示装置３から構成される。録画装置２の代りに映像伝送装置が設けられているものであってもよい。ＦＳＣ方式液晶表示装置３は、３原色光源で構成されるバックライトを具えたものである。なお、３原色以外の原色光源が付加されたものでもよい。また、ＦＳＣ方式であれば、液晶表示装置でなくデジタルミラーデバイス（略してＤＭＤ）表示装置などであってもよい。
【０００９】
ファインダと異なり、モニタは録画または伝送される映像情報を監視確認するためのものであり、画面構成、露光調整、色調整、ピント合わせ、等、現場で行なわれるすべての調整はモニタを見ながら行なわれる。
以下では、本発明において前記モニタとして用いる表示装置がＦＳＣ方式液晶表示装置である場合について説明する。
【００１０】
図２（ａ）には、特許文献１による、色割れを低減したＦＳＣ方式液晶表示装置の、原色光源の発光タイミングを示す。ホワイトバランスは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各原色光の波長に対する液晶の透過率を考慮して、光強度および/または発光時間幅で各原色光源間の光量比を調整することで得られる。ここで、光量とは、発光時間と光強度の積である。なお、３原色系はＲＧＢに限らず、シアン、マゼンタ、イエローなどの他の３原色系であってもよく、また、Ｎ原色系の原色数Ｎは３に限らず４以上であってもよい。
【００１１】
上記のような光量比の調整は、図６に参考例を示すように、表示パネル20を背後から照らすバックライト30を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各原色光源（Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源）４，５，６に対して、あるいはさらに必要に応じて付加されたこれら以外の原色Ｘの原色光源（Ｘ光源）７）に対して、これら原色光源ごとおよびフィールドごとに光量を制御可能な、調光手段10を設けることによって、実行することができる。かかる調光手段10は、ＩＣを用いた小規模の調光制御回路（原色光源への印加電流および該電流のオン/オフタイミングの制御を行う回路）で構成でき、コスト負担は軽い。なお、40は複数の調光手段10を統合した調光器である。
【００１２】
また、図２（ａ）において、Ｋと記したフィールドではバックライトの各原色光源を発光させない（消灯する）ので黒となる。なお、バックライトの消灯有無にかかわらず、フィールド画面の全画素を黒表示にする（液晶を黒側に駆動する）ことによっても、黒フィールドは実現できる。
図２（ａ）の例では１フレームをＲ，Ｇ，Ｂ，Ｋ，Ｋ，Ｋの６フィールドで構成している。連続するＫフィールドの数が多いほど色割れ低減効果は強くなっていくが、発光しているフィールドの時間が短くなっていくので表示は暗くなっていく。
【００１３】
本発明では図２（ａ）のような色割れを低減したＦＳＣ方式表示装置に、図２（ｂ）に示すようなフィールド構成を選択できる機能を付加する。Ｗフィールドは白表示フィールドであり、映像の輝度情報を表示する。Ｒ，Ｇ，Ｂ光源の発光を同じ１フィールドにまとめているだけなので、表示装置の画面輝度は変わらない。
このような選択機能は、例えば図３に示すように、調光器40内に、カラー／白黒表示モード切替手段100を設け、これによる白黒表示モードへの切替に応じて、調光制御回路10が、例えば、１フレーム中の特定のフィールドでバックライト30の各原色光源を同時に点灯させ（該特定のフィールドがＷフィールドになる）、かつ他のフィールドではバックライト30を消灯させる（該他のフィールドがＫフィールドとなる）ように動作するようにすればよい。
【００１４】
図２（ｂ）では１フレーム中のＷフィールドを１フィールドだけにし、残り５フィールドを黒にしたので、発光時間は１フレームの１／６以下であり、インパルス型表示のＣＲＴとほぼ同じの発光時間比を達成している。すなわち液晶表示装置を用いていても、ＣＲＴと同等の動画ボヤケ特性を達成することが可能である。なお動画ボヤケ特性が少々犠牲になるが、Ｋフィールドの数を減らしてＷフィールドにすれば表示輝度を上げることも可能である。
【００１５】
なお、本発明において、ビデオカメラがＦＳＣ方式以外のものである場合は、そのビデオカメラからの映像の表示方式を次のように変換する機能を有する表示方式変換手段をモニタ（本発明の表示装置）に設けることにより、色割れがなくかつ動画ボヤケの少ないシャープな表示が得られるから、ビデオカメラの高速パンあるいは高速移動体撮影のピント合わせが容易となる。
(a1)カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ変換する機能。
(a2)白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する機能。
【００１６】
図４は、上記表示方式変換手段を有する本発明実施形態の１例を示す概略図であり、上記表示方式変換手段は、上記(a1),(a2)のような、ＦＳＣ方式への変換機能を有する表示方式変換回路11と、該回路11の入力側で、該回路11を迂回する経路、該回路11へのカラー入力経路、同白黒入力経路の３つの選択肢を切替える切替回路15と、該回路11の出力側で、該回路11を迂回した経路と該回路11からの出力経路の２つの選択肢を切替える切換回路15aとから構成されている。なお、この例は、最も好ましい形態として、階調検出及び光量調節手段12（これについては後述する）を有するものである。
【００１７】
ところで、Ｗフィールドで表示する階調情報は、映像信号が輝度Ｙと色差信号で構成されているならば輝度信号Ｙの値そのままを使えばよく、映像信号がＲＧＢで構成されている場合には映像信号が指定している３原色の色度座標と白色の色度座標との関係で定まる割合で算出される輝度Ｙの値を用いることになる。その割合はＮＴＳＣ規格では、 Ｙ＝0.30ｒ＋0.59ｇ＋0.11ｂ であり、ｓＲＧＢ規格では、 Ｙ＝0.21ｒ＋0.72ｇ＋0.07ｂ である。ここで、式の右辺のｒ，ｇ，ｂは各原色に対する階調値である。
【００１８】
もっとも、一般に液晶ではＲ，Ｇ，Ｂの各波長で透過率特性が異なるため、各色光源の光量比はＲ，Ｇ，Ｂが別フィールドに分かれているときのホワイト・バランスを持ってきてもＷフィールドでの光量比としては適正とはいいにくい。各波長の透過率特性の様子を図５に示す。
例えばＷフィールドで液晶に３Ｖを印加したとすると、青の透過率が大きく赤の透過率が小さいので、青く色着いてしまう。そしてこの透過率の比は液晶にかかっている電圧によって異なるので、表示画像の階調の異なる点ごとに色着きが異なってしまう。
【００１９】
Ｒ，Ｇ，Ｂが別フィールドに分かれている場合、各原色光源の光量比は各色の最大透過率の比を色度座標で決定される比に加味したものになっているので、透過率が３色で異なる場合には強く色着いてしまって使えない。
そこで、本発明では、最も好ましい実施形態として、色着きを最小に抑えるため、Ｗフィールドで表示される画像の最大階調を検出し、その階調に対応する電圧でのＲＧＢ透過率比をＷフィールドでの光量比決定に用いることにする。そのようにすれば、画面内の一番明るい点では色着きが起きず完全に白色となり、暗い階調に対してのみ多少の色着きが出るだけになる。
【００２０】
図４に示す階調検出及び光量調節手段12は、上記色着きを最小に抑えるため、次の機能を持たせた回路で構成したものである。
(b1)白黒表示モードの中で、ビデオカメラ１からの原色情報をビデオカメラ１の指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出する機能。
(b2)上記検出した階調に対応する電圧での液晶の原色光透過率比を、バックライト30の原色色度座標に応じた割合に加味して、Ｗフィールド内の原色光源の光量を調節する機能。
【００２１】
なお、図４の例では、階調検出及び光量調節手段12を使用する場合と使用しない場合とを選択可能とする切替手段16を設けている。階調検出及び光量調節手段12は、調光器40が白黒表示モードの状態（カラー／白黒表示モード切替手段100で白黒表示モード側に切替えた状態）であるときのみ、動作可能としてある。
なお、切替手段16を常に階調検出及び光量調節手段12を使用する側に設定しておけばよいような用途の場合は、切替手段16を省略してもよい。
【００２２】
上記した(b2)の機能中、「加味する」は、具体的には次のような内容である。すなわち、例えば図２（ａ）でのＲ，Ｇ，Ｂの光量比は、ＬＥＤを用いた場合ルーメン（Ｌ）の比として、ＬＲ：ＬＧ：ＬＢ＝０．２７４：０．６４４：０．０８２ であるが、これに、例えば図４の透過率特性をもつ液晶を用い、最大階調が３Ｖ印加時の階調に相当していた場合、そこでの赤,青,緑の透過率比である、０．４２：０．５６：０．７８ の逆数を掛けて補正した光量比、ＬＲ：ＬＧ：ＬＢ＝０．６５：１．１５：０．１１ を該当Ｗフィールドでの原色光源光量比とするのである。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
図１のビデオカメラシステムにおいて、モニタとしてＦＳＣ方式液晶表示装置３を図５の形態に構成したものを用い、ＦＳＣ方式以外のカラー映像入力を表示方式変換回路11で図２（ａ）のようなフィールド構成のＦＳＣ方式画像へと変換し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面にカラー表示した。一方、調光器40中のカラー／白黒表示モード切替手段100により、カラー表示から図２（ｂ）のようなフィールド構成の白黒画像へ変換し、切替手段16では、階調検出及び光量調節手段12を使わない経路を選択し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面に白黒表示した。
【００２４】
その結果、低速移動体撮影時および低速パン時において、カラー表示モードでは色割れが見られず、一方、高速移動体撮影時および高速パン時において、白黒表示モードではピント合わせが容易であった。しかし、白黒表示モードにおける白色表示に、かなり青寄りの色変化が生じた。
（実施例２）
図１のビデオカメラシステムにおいて、モニタとしてＦＳＣ方式液晶表示装置３を図５の形態に構成したものを用い、ＦＳＣ方式以外のカラー映像入力を表示方式変換回路11で図２（ａ）のようなフィールド構成のＦＳＣ方式画像へと変換し、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面にカラー表示し、一方、調光器40中のカラー／白黒表示モード切替手段100により、カラー表示から図２（ｂ）のフィールド構成の白黒画像へ変換し、切替手段16では、階調検出及び光量調節手段12を使う経路を選択し、Ｗフィールドの原色光源光量比を調節後、調光器40でバックライト30を制御して、モニタ画面に白黒表示した。
【００２５】
その結果、低速移動体撮影時および低速パン時において、カラー表示モードでは色割れが見られず、一方、高速移動体撮影時および高速パン時において、白黒表示モードではピント合わせが容易であった。また、白黒表示モードにおける白色表示では、色着きは大きく減じた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明システムの１例を示す概略図である。
【図２】本発明システムにより相互に切り替えられるカラー表示モード（ａ）および白黒表示モード（ｂ）のフィールド構成の１例を示す説明図である。
【図３】本発明に用いる調光手段の１例（図６の参考例にカラー／白黒表示モード切替手段を付設したもの）を示す概略図である。
【図４】本発明の最も好ましい実施形態の1例を示す概略図である。
【図５】液晶透過率の波長依存性の1例を示す特性図である。
【図６】本発明の参考とした調光手段の1例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ ビデオカメラ（例：放送業務用高性能ビデオカメラ）
２ 録画装置
３ フィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置
４ 原色光源（Ｒ光源）
５ 原色光源（Ｇ光源）
６ 原色光源（Ｂ光源）
７ 原色光源（Ｘ光源、ＸはＲＧＢ以外の原色）
10 調光手段（調光制御回路）
11 表示方式変換回路
12 階調検出及び光量調節手段
15,15a,16 切替回路
20 表示パネル
30 バックライト
40 調光器
100 カラー／白黒表示モード切替手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３原色以上の原色光源をバックライトとしたフィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置をビデオカメラのモニタに用いたビデオカメラシステムにおいて、前記液晶表示装置は、１フレーム中の特定のフィールドで前記バックライトの各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段を有することを特徴とする、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【請求項２】
前記液晶表示装置はさらに、
フィールドシーケンシャルカラー方式以外のビデオカメラからの映像の表示方式を、
カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ、
白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する、
表示方式変換手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のビデオカメラシステム。
【請求項３】
前記液晶表示装置はさらに、
前記白黒表示モードの中で、前記ビデオカメラからの原色情報を同ビデオカメラの指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出し、その階調電圧での液晶の原色光透過率比を、前記バックライトの原色色度座標に応じた割合に加味して、前記白色表示フィールド内の原色光源の光量を調節する、
階調検出及び光量調節手段を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のビデオカメラシステム。
【請求項４】
請求項１または２において、前記液晶表示装置に代えてデジタルミラーデバイス表示装置とした、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【請求項１】
３原色以上の原色光源をバックライトとしたフィールドシーケンシャルカラー方式液晶表示装置をビデオカメラのモニタに用いたビデオカメラシステムにおいて、前記液晶表示装置は、１フレーム中の特定のフィールドで前記バックライトの各原色光源を同時に点灯させて該特定のフィールドを白色表示フィールドとし、かつ他のフィールドでは前記バックライトを消灯あるいは黒を表示することで該他のフィールドを黒フィールドとする白黒表示モードへの、カラー表示モードからの切り替えを可能としたカラー／白黒表示モード切替手段を有することを特徴とする、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【請求項２】
前記液晶表示装置はさらに、
フィールドシーケンシャルカラー方式以外のビデオカメラからの映像の表示方式を、
カラー表示モードでは１フレームが各原色のフィールドおよび複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャルカラー方式へ、
白黒表示モードでは１フレームが１つのもしくは連続する複数の白色表示フィールドおよび１つのもしくは連続する複数の黒フィールドから構成されるフィールドシーケンシャル白黒方式へと変換する、
表示方式変換手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のビデオカメラシステム。
【請求項３】
前記液晶表示装置はさらに、
前記白黒表示モードの中で、前記ビデオカメラからの原色情報を同ビデオカメラの指定する原色色度座標に応じた割合で混合して白色表示情報を生成し、該白色表示情報ごとにそのフレーム画像中から最も明るい階調を検出し、その階調電圧での液晶の原色光透過率比を、前記バックライトの原色色度座標に応じた割合に加味して、前記白色表示フィールド内の原色光源の光量を調節する、
階調検出及び光量調節手段を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のビデオカメラシステム。
【請求項４】
請求項１または２において、前記液晶表示装置に代えてデジタルミラーデバイス表示装置とした、フィールドシーケンシャルカラー方式表示装置を用いたビデオカメラシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１９４４４６（Ｐ２００９−１９４４４６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４９６（Ｐ２００８−３０４９６）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０３３５４０４４）財団法人２１あおもり産業総合支援センター (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０３３５４０４４）財団法人２１あおもり産業総合支援センター (27)
【Ｆターム（参考）】
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